离线式反激变换器系统及其同步整流控制器技术方案

本发明专利技术的实施例公开了一种离线式反激变换器系统及其同步整流控制器。根据本发明专利技术实施例提供的同步整流控制器，用于控制同步整流开关管的导通与关断，并且包括自适应关断阈值控制模块，被配置为：检测同步整流开关管的上一开关周期的退磁时间；基于同步整流开关管的当前开关周期的导通时间与同步整流开关管的上一开关周期的退磁时间之间的时长对比关系，设置关断控制阈值；以及当同步整流开关管的漏极电压与源极电压之间的电压差值大于关断控制阈值时，控制同步整流开关管从导通状态变为关断状态。断状态。断状态。

【技术实现步骤摘要】
离线式反激变换器系统及其同步整流控制器


[0001]本专利技术的实施例涉及集成电路领域，尤其涉及一种离线式反激变换器系统及其同步整流控制器。

技术介绍

[0002]在传统的同步整流控制器中，针对较大功率系统应用，原边脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)控制器一般都具有功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)功能，以满足在较大功率应用中对系统功率因数的要求，从而减少变换器对电网的污染。
[0003]并且，针对多路输出电压需求的系统引用，功率转换器系统的输出后面通常会增加一级DC
‑
DC变换器，以获得与系统输出级的输出电压不同的另一个不同的固定输出电压。
[0004]然而，在PFC应用或者DC
‑
DC变换器应用中，都具有一个高频开关(其工作频率大于PWM控制器的最大工作频率)，这个高频开关的开启或关断会产生干扰，干扰会通过变压器或者地线影响同步整流(Synchronous Rectification，SR)控制器的正常工作，导致SR控制器中的SR开关管被提前关断，SR开关管在整个退磁时间内不能一直维持导通状态，其中，SR开关管可以是MOSFET(硅场效应晶体管)或者GaN(氮化镓场效应晶体管)，严重影响系统效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术的实施例提供了一种离线式反激变换器系统及其同步整流控制器，能够基于SR开关管的当前开关周期的导通时间与SR开关管的上一开关周期的退磁时间之间的时长对比关系，设置关断控制阈值，来防止SR开关管被误关断。
[0006]一方面，本专利技术实施例提供了一种同步整流控制器，用于控制同步整流开关管的导通与关断，并且包括自适应关断阈值控制模块，被配置为：检测所述同步整流开关管的上一开关周期的退磁时间；基于所述同步整流开关管的当前开关周期的导通时间与所述同步整流开关管的上一开关周期的退磁时间之间的时长对比关系，设置关断控制阈值；以及当所述同步整流开关管的漏极电压与源极电压之间的电压差值大于所述关断控制阈值时，控制所述同步整流开关管从导通状态变为关断状态。
[0007]另一方面，本专利技术实施例提供了一种离线式反激功率变换器系统，包括如第一方面所述的同步整流控制器。
附图说明
[0008]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0009]图1示出了传统的离线式反激功率变换器系统100的结构示意图；
[0010]图2示出了图1所示的系统输出级116的一种实现方式的结构示意图；
[0011]图3示出了图1所示的系统输出级116的另一种实现方式的结构示意图；
[0012]图4示出了图2和图3所示的SR控制器120的结构示意图；
[0013]图5示出了传统的SR开关管的漏极电压与源极电压之间的差值Vds和栅极驱动信号gate的波形示意图；
[0014]图6示出了受PFC中的高频开关干扰时的SR开关管的漏极电压与源极电压之间的差值Vds和栅极驱动信号gate的波形示意图；
[0015]图7示出了本专利技术实施例提供的SR控制器的结构示意图；
[0016]图8示出了本专利技术实施例提供的自适应关断阈值控制模块的相应信号的波形示意图；
[0017]图9示出了本专利技术实施例提供的自适应关断阈值控制模块的结构示意图；
[0018]图10示出了本专利技术实施例提供的驱动自恢复控制模块的相应信号的波形示意图；以及
[0019]图11示出了本专利技术实施例提供的驱动自恢复控制模块的结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本专利技术，并不被配置为限定本专利技术。对于本领域技术人员来说，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术更好的理解。
[0021]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0022]为了更好地理解本专利技术实施例提供的离线式反激变换器系统及其SR控制器，以下首先对现有技术提供的SR控制器的结构和工作原理进行介绍。
[0023]如图1所示，图1示出了传统的离线式反激功率变换器系统100的结构示意图，其中，VAC为输入市电。
[0024]该系统100可以包括诸如以下项之类的组件：EMI滤波器110；全波整流器112；PFC
‑
PWM控制器(具有功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)功能的PWM控制器)114，用于满足在较大功率应用中对系统功率因数的要求；变压器T；系统输出级(Secondary side Stage)116，其包括四个端口(例如，端口1、端口2、端口3和端口4)，该系统输出级116可以由SR控制器(SR Controller)、SR开关管(例如，SR MOSFET)、滤波电容等部件组成，其输出为一固定电压；以及DC
‑
DC变换器118，其可以为降压或升压直流变换器，其可以输出另一个不
同的固定电压，以满足多路输出的应用需求。
[0025]具体地，参见图2和图3，其中，图2示出了图1所示的系统输出级116的一种实现方式的结构示意图，图3示出了图1所示的系统输出级116的另一种实现方式的结构示意图。
[0026]如图2和图3所示，该系统输出级116可以包括输出电容Cout、SR控制器120和SR开关管(标记为MS)等，其中SR控制器120和SR开关管MS共同构成SR模块，以替代传统的反激式变换器中的肖特基整流二极管，其中，该SR控制器120可以用于控制SR开关管MS的导通与关断，由于SR开关管MS具有较低的导通压降，因此可以有效地降低系统的热损耗从而提高效率并能增大系统的输出电流能力，继而SR模块可以广泛地应用在具有大输出电流的系统中。
[0027]具体地，参见图4，图4示出了图2和图3所示的SR控制器120的结构示意图。
[0028]如图4所示，SR控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同步整流控制器，其特征在于，用于控制同步整流开关管的导通与关断，并且包括自适应关断阈值控制模块，被配置为：检测所述同步整流开关管的上一开关周期的退磁时间；基于所述同步整流开关管的当前开关周期的导通时间与所述同步整流开关管的上一开关周期的退磁时间之间的时长对比关系，设置关断控制阈值；以及当所述同步整流开关管的漏极电压与源极电压之间的电压差值大于所述关断控制阈值时，控制所述同步整流开关管从导通状态变为关断状态。2.根据权利要求1所述的同步整流控制器，其特征在于，所述自适应关断阈值控制模块还被配置为，当所述同步整流开关管的当前开关周期的导通时间大于所述同步整流开关管的上一开关周期的退磁时间的预设比例时：在所述同步整流开关管从关断状态变为导通状态的时刻开始的、持续时间等于所述同步整流开关管的上一开关周期的退磁时间的预设比例的时段内，将所述关断控制阈值设置为第一控制阈值；在所述同步整流开关管处于导通状态的其他时段内，将所述关断控制阈值设置为第二控制阈值，所述第二控制阈值小于所述第一控制阈值。3.根据权利要求2所述的同步整流控制器，其特征在于，所述第一控制阈值为50mV，所述第二控制阈值为0mV。4.根据权利要求2所述的同步整流控制器，其特征在于，所述自适应关断阈值控制模块还被配置为，当所述同步整流开关管的当前开关周期的导通时间不大于所述同步整流开关管的上一开关周期的退磁时间的预设比例时：在所述同步整流开关管处于导通状态的整个时段内，将所述关断控制阈值设置为所述第一控制阈值。5.根据权利要求1所述的同步整流控制器，其特征在于，所述同步整流控制器还包括驱动自恢复控制模块，被配置为，在所述同步整流开关管从关断状态变为导通状态的时刻开始的、持续时间等于所述同步整流开关管的上一开关周期的退磁时间的预设比例的时段内：检测所述同步整流开关管的漏极电压与源极电压之间的差值是否小于开启控制阈值；当所述同步整流开关管的漏极电压与源极电压之间的差值小于所述开启控制阈值的持续时间大于预设时长时，控制所述同步整流开关管从关断状态变为导通状态。6.根据权利要求5所述的同步整流控制器，其特征在于，所述预设时长为200ns。7.根据权利要求2所述的同步整流控制器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵春胜，刘梦蕾，孙运，方烈义，
申请(专利权)人：昂宝电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：