同步整流控制电路、芯片及开关电源制造技术

本申请涉及一种同步整流控制电路、芯片及开关电源，涉及电子电路技术领域。该同步整流控制电路包括：驱动单元，被配置为控制副边整流管的通断；第一控制单元，被配置为将副边整流管的漏源电压的采样电压和第一阈值的差值电压进行放大，并基于放大后的差值电压和所述副边整流管的栅端电压输出电流，所述电流被配置为对副边整流管的栅端进行放电。本申请能够有效降低芯片损耗、避免芯片烧毁，保证了DCM情况下的效率问题的同时解决了CCM情况下的“炸机”现象。现象。现象。

【技术实现步骤摘要】
同步整流控制电路、芯片及开关电源


[0001]本申请涉及电子电路
，更具体地，涉及一种同步整流控制电路、芯片及开关电源。

技术介绍

[0002]对于开关电源，在原边整流管开始导通后，由于副边整流管关断速度慢，将导致原边整流管和副边整流管同时导通（交越现象），致使开关管电流急剧增加，增加芯片的额外损耗甚至烧毁芯片的问题。
[0003]为了实现快速关断副边整流管的目的，现有技术中采用提前下拉同步整流管栅端电压，在触发关断机制后，可以立即将VG电压（副边整流管栅端电压）拉低，实现快速关断的技术。
[0004]然而，现有的技术中，例如负反馈环路，一方面响应速度有限，导致Vds在Vref附近来回振荡，波动较大，很可能触发关断机制，导致同步整流管提前关断。另一方面，需要大的补偿电容，结构复杂，面积大。其它的一些预关断技术，存在诸多问题，例如，未考虑同步整流管的损失效率，不能实时控制下拉电流（通过偏置电流单元注入固定电流大小），过度下拉VG会造成同步整流管的RON变大，致使同步整流管的损失效率大。而且比较器会存在延时，有可能导致相关开关不能及时关断，造成Vgs被固定电流继续下拉，RON变大，Vds负的更多，轻则导致在Vref附近来回震荡，重则Vds负的很多，有可能导致触发同步整流管重新开启，这样预关断技术相当于失效。
[0005]此外，在断续导通模式（Discontinuous Conduction Mode，DCM）下，由于VG电压的下降，会导致副边整流管的RON的上升进而导致其损失的效率更高。而在连续导通模式（Continuous Conduction Mode，CCM）下，Vds上升到上述阈值Vref后再触发零关断功能的过程时间很短（约为1ns），导致提前下拉栅端功能失效，主要通过触发零关断电压，产生下拉同步整流管栅端的大电流，才能将同步整流管关断。上述过程中开关电源易发生“炸机”现象。
[0006]上述问题成为亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]本申请实施例的一个目的是提供一种同步整流控制的新的技术方案，以解决现有技术中同步整流管关断速度慢容易造成原边管和同步整流管互通的问题，同时解决了现有技术中Vds波动大误触发关断机制、结构复杂面积大、以及DCM下副边整流管（一般为MOSFET）损失的效率高和CCM模式下容易“炸机”的问题。
[0008]根据本申请的第一方面，提供了一种同步整流控制电路，包括：驱动单元，被配置为控制副边整流管的通断；第一控制单元，被配置为将所述副边整流管的漏源电压的采样电压和第一阈值的差值电压进行放大，并基于放大后的差值电压和所述副边整流管的栅端电压输出电流，所
述电流被配置为对所述副边整流管的栅端进行放电。
[0009]可选地，第一控制单元包括：放大子模块和放电子模块；其中，所述放大子模块的第一输入端、第二输入端分别接收所述副边整流管的漏源电压的采样电压和所述第一阈值，所述放大子模块对所述副边整流管的漏源电压的采样电压和第一阈值的差值进行放大后经输出端输出；放电子模块的输入端与放大子模块输出端电连接，放电子模块的输出端与副边整流管的栅端电连接，以对副边整流管的栅端进行放电。
[0010]可选地，所述同步整流控制电路还包括：采样模块；所述采样模块的输入端与所述副边整流管的漏端电连接，所述采样模块的输出端与所述放大子模块电连接，用于向所述放大子模块输出所述副边整流管的漏源电压的采样电压。
[0011]可选地，所述放大子模块包括误差放大器；所述误差放大器的第一端与所述采样模块连接，所述误差放大器的第二端接收所述第一阈值，所述误差放大器的输出端与所述放电子模块的输入端连接。
[0012]可选地，放电子模块包括电流镜、第一MOS管；电流镜的第一端与第一MOS管的第一端电连接，电流镜的第二端与第一MOS管的第二端、副边整流管的栅端共接；第一MOS管的控制端与放大子模块的输出端电连接。
[0013]可选地，放电子模块包括电流镜、第一MOS管和第一电阻；电流镜的第一端与第一MOS管的第一端电连接，电流镜的第二端与第一电阻的第一端电连接；第一MOS管的第二端与副边整流管的栅端、以及第一电阻的第二端电连接，第一MOS管的控制端与放大子模块的输出端电连接。
[0014]可选地，同步整流控制电路还包括：第二控制单元，被配置为：当副边整流管的漏源电压的采样电压大于第二阈值，且副边整流管的栅端电压的采样电压大于第三阈值时，控制驱动单元关断副边整流管；所述第二阈值大于所述第一阈值。
[0015]可选地，第二控制单元包括：第一判断子模块、第二判断子模块、以及逻辑门；第一判断子模块，被配置为：判断副边整流管的漏源电压的采样电压和第二阈值的大小，输出第一判断结果；第二判断子模块，被配置为：判断副边整流管的栅端电压的采样电压和第三阈值的大小，输出第二判断结果；逻辑门，被配置为：对第一判断结果和第二判断结果做逻辑运算，并将逻辑运算结果输出至驱动单元。
[0016]可选地，逻辑门，被配置为：对第一判断结果、第二判断结果和模式检测信号做逻辑运算，并将逻辑运算结果输出至驱动单元；其中，模式检测信号被配置为表征当前时间是否为处于开通消隐结束后且副边整流管关闭之前的时间。
[0017]可选地，所述第一判断子模块包括第一比较器；所述第一比较器的第一端和第二端分别接收所述副边整流管的漏源电压的采样电压和所述第二阈值；所述第一比较器的输出端与所述逻辑门的第一输入端电连接；所述第二判断子模块包括：第二比较器；所述第二比较器的第一端和第二端分别接收所述副边整流管的栅端电压的采样电压和所述第三阈值，所述第二比较器的输出端与所述逻辑门的第二输入端电连接。
[0018]可选地，所述逻辑门包括反相器和或非门；所述第一比较器的输出端和所述反相器连接，所述反相器的输出端与所述或非门的第一输入端连接。
[0019]根据本申请的第二方面，还提供了一种同步整流控制芯片，包括上述第一方面中的同步整流控制电路。
[0020]根据本申请的第三方面，还提供了一种开关电源，包括：副边整流管和如上述第二方面中的同步整流控制芯片。
[0021]本申请实施例提供的同步整流控制电路，其有益效果是：1. 能够有效降低副边整流管（即同步整流管）的损耗；2. 能够避免副边整流管关断速度慢造成原边管和副边整流管互通产生交越现象，从而降低芯片损耗，避免芯片烧毁，使得芯片寿命稳定；3. 提高开关电源在DCM模式下的效率，以及解决开关电源在CCM模式下会出现
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炸机”的问题，避免芯片被烧毁；4.实现对开关电源的模式进行检测的目的，准确判断出开关电源的模式是CCM模式还是DCM模式，针对不同模式匹配不同的关断的方案；5.不需要大的补偿电容，电路设计简单、成本低、且对高低压同步整流芯片的快速关断过程均适用，适合大规模生产。
[0022]6.只会对VG进行放电，不存在充电，不会存在Vds反复在VREF_DOWN波动得问题，同时，VD近似稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同步整流控制电路，其特征在于，包括：驱动单元，被配置为控制副边整流管的通断；第一控制单元，被配置为将所述副边整流管的漏源电压的采样电压和第一阈值的差值电压进行放大，并基于放大后的差值电压和所述副边整流管的栅端电压输出电流，所述电流被配置为对所述副边整流管的栅端进行放电。2.根据权利要求1所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述第一控制单元包括：放大子模块和放电子模块；其中，所述放大子模块的第一输入端、第二输入端分别接收所述副边整流管的漏源电压的采样电压和所述第一阈值，所述放大子模块对所述副边整流管的漏源电压的采样电压和第一阈值的差值进行放大后经输出端输出；所述放电子模块的输入端与所述放大子模块的输出端电连接，所述放电子模块的输出端与所述副边整流管的栅端电连接，以对所述副边整流管的栅端进行放电。3.根据权利要求2所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述同步整流控制电路还包括：采样模块；所述采样模块的输入端与所述副边整流管的漏端电连接，所述采样模块的输出端与所述放大子模块电连接，用于向所述放大子模块输出所述副边整流管的漏源电压的采样电压。4.根据权利要求3所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述放大子模块包括误差放大器；所述误差放大器的第一端与所述采样模块连接，所述误差放大器的第二端接收所述第一阈值，所述误差放大器的输出端与所述放电子模块的输入端连接。5.根据权利要求4所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述放电子模块包括：电流镜、第一MOS管；所述电流镜的第一端与所述第一MOS管的第一端电连接，所述电流镜的第二端与所述第一MOS管的第二端、所述副边整流管的栅端共接；所述第一MOS管的控制端与所述放大子模块的输出端电连接。6.根据权利要求4所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述放电子模块包括：电流镜、第一MOS管和第一电阻；所述电流镜的第一端与所述第一MOS管的第一端电连接，所述电流镜的第二端与所述第一电阻的第一端电连接；所述第一MOS管的第二端与所述副边整流管的栅端、以及所述第一电阻的第二端电连接，所述第一MOS管的控制端与所述放大子模块的输出端电连...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡林甫，王梁，沈飏，
申请(专利权)人：成都利普芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：