一种数字同步整流电路的控制系统及其方法技术方案

本发明专利技术采用的技术方案是：一种数字同步整流电路的控制系统及其方法，包括控制器和采样电路；采样电路用于获取变压器的副边同步整流管的漏源两端电压，并输出与变压器的副边同步整流管的漏源两端电压时序一致并用于表征该漏源两端电压高低电平状态的电压信号至控制器，作为第二控制信号；控制器根据第二控制信号的电压与控制器内部设定阈值电压比较结果产生副边同步整流管的驱动信号，以驱动副边同步整流管导通或者关断。本发明专利技术有效提高同步整流的可靠性和效率。流的可靠性和效率。流的可靠性和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种数字同步整流电路的控制系统及其方法


[0001]本专利技术属于电子电路以及数字控制方法
，具体涉及一种数字同步整流电路的控制系统及其方法。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的不断发展，开关电源在各种电子行业的应用以及要求越来越高，尤其对开关电源的功率密度以及效率要求进一步提高，同步整流电路电路由于其较高的转换效率而被广泛的应用在笔记本，服务器，无线通讯等等电源行业。
[0003]同步整流电路通常在变压器的原边输入电压，通过变压器的变比从而在副边产生所需要的电压，而变压器副边通常采用可控的开关管来替代二极管进行整流，其典型的拓扑结果如图1和图2所示。
[0004]同步整流方案通常是根据同步整流管的两端电压，即漏源两端电压，来控制同步整流管的导通与关断，而实际应用当中多数使用模拟芯片来进行控制的，其设置的漏源两端电压的检测阈值，不能灵活的设置，另外由于电路参数的变化，也会导致同步整流的转换效率不理想，甚至出现共通的问题，导致产品可靠性降低。
[0005]目前对于数字同步整流方案还没有一个非常有效的措施可以避免以上问题的发生，另外采样电路由于采样的信号是高压，无法直接送到控制器，也会导致采样电路比较麻烦，甚至无法有效的采样到同步整流管的漏源两端电压。那么有关如何灵活的设置漏源两端电压的检测阈值以及提高产品的可靠性成为了关键性的问题，不管是模拟控制还是数字控制同等的重要。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提供一种数字同步整流电路的控制系统及其方法，有效提高同步整流的可靠性和效率。
[0007]本专利技术采用的技术方案是：一种数字同步整流电路的控制系统，包括控制器和采样电路；
[0008]采样电路用于获取变压器的副边同步整流管的漏源两端电压，并输出与变压器的副边同步整流管的漏源两端电压时序一致并用于表征该漏源两端电压高低电平状态的电压信号至控制器，作为第二控制信号；
[0009]控制器根据第二控制信号的电压与控制器的内部设定阈值电压比较结果产生或者关闭副边同步整流管的驱动信号，以驱动副边同步整流管导通或者关断。
[0010]上述技术方案中，所述采样电路包括高压阻断管、第一限流电阻、第二限流电阻、反向二极管和恒压源；高压阻断管的耐高压端与副边同步整流管的漏极电连接，高压阻断管的耐低压端连接第一限流电阻和第二限流电阻的公共端，第一限流电阻的另一端连接恒压源，第二限流电阻的另一端连接反向二极管的正向端，反向二极管的反向端连接恒压源，反向二极管和第二限流电阻的公共端连接控制器的第二控制信号输入端；当高压阻断管的
耐高压端接收到的采样信号为高电平时，高压阻断管处于截止状态；所述恒压源的电压时序与变压器的副边同步整流管的漏源两端电压时序一致。
[0011]上述技术方案中，所述控制器还用于获取变压器的原边开关管的驱动信号，并根据变压器的原边开关管的驱动信号的上升沿和下降沿生成第一控制信号；控制器判定第一控制信号已经在本周期内产生且第二控制信号小于内部设定阈值后，输出副边同步整流管的驱动信号使副边同步整流管导通。
[0012]上述技术方案中，控制器判定第二控制信号的上升沿电压大于内部设定阈值电压后，控制器停止输出的副边同步整流管的驱动信号，使副边同步整流管关断。
[0013]上述技术方案中，控制器判定第二控制信号的上升沿电压大于内部设定阈值电压后，控制器输出的副边同步整流管的驱动信号保持高电平一段时间后关闭。
[0014]上述技术方案中，当控制器检测到第一控制信号后，如果副边同步整流管需要变换为关断状态且此时副边同步整流管的驱动信号没有被关闭，则将其强制关闭。
[0015]上述技术方案中，控制器的输出端与副边驱动电路的输入端电连接；副边驱动电路的输出端与副边同步整流管连接，用于驱动副边同步整流管的导通与关断；所述副边驱动电路用于增强控制器输出的驱动电压的驱动能力。
[0016]上述技术方案中，控制器为模拟控制器；还包括驱动信号采样电路，用于采样原边开关管的驱动信号发送至控制器。
[0017]上述技术方案中，控制器为数字控制器；控制器内部生成的原边开关管的驱动信号。
[0018]上述技术方案中所述的一种数字同步整流电路的控制系统的控制方法，包括以下步骤：
[0019]控制器获取变压器的原边开关管的驱动信号以生成第一控制信号；
[0020]采样电路获取变压器的副边同步整流管的漏源两端电压，并输出与变压器的副边同步整流管的漏源两端电压时序一致并用于表征该漏源两端电压高低电平状态的电压信号至控制器，作为第二控制信号；
[0021]控制器根据第一控制信号状态和第二控制信号的电压与控制器的内部设定阈值比较结果产生或者关闭副边同步整流管的驱动信号，以驱动副边同步整流管导通或者关断。
[0022]本专利技术的有益效果是：本专利技术的控制系统通过采样原边开关管的驱动信号作为第一控制信号，将第一控制信号作为控制方法执行的流程中的判定条件，有效的避免同步整流管的误导通，提高同步整流的可靠性。本专利技术所采用的采样电路可以安全地采样副边同步整流管的高压信号，有效的保护后级电路。本专利技术采用控制器对第一控制信号和第二控制信号进行处理，使得对于采样的信号处理更加的方便灵活。本专利技术控制器生成的内部比较阈值，可以灵活设置大小以及延迟时间等等，使得同步整流的导通与关断更加的精准，提高同步整流的效率。
[0023]进一步地，采样电路通过上设置高压阻断管、限流电阻和恒压源有效产生能反映副边同步整流管漏源两端电压状态的第二控制信号，在保障电路安全的同时，准确反映副边同步整流管的工作状态，提高整体的控制精度。
[0024]进一步地，本专利技术根据变压器的原边开关管的驱动信号的上升沿和下降沿生成第
一控制信号，保证生成的副边同步整流管的驱动信号与原边整流管的工作状态相匹配，保证控制流程的安全性和精度。
[0025]进一步地，本专利技术通过设置驱动电路提高控制器的驱动能力，保证对同步整流管的有效控制。
[0026]进一步地，本专利技术的控制器可根据设置的不同，适应性调整第一控制信号的获取方式，以节约控制系统的整体计算成本。
[0027]进一步地，本专利技术采用的控制方法以第一控制信号作为使能信号，通过阈值电压、导通时间和延迟时间的约束设定，保证副边同步整流管的驱动信号满足实际需求和准确性。
附图说明
[0028]图1为普通正激同步整理电路原理图
[0029]图2为普通半桥谐振同步整理电路原理图
[0030]图3为本专利技术的实施例一的采样电路原理图
[0031]图4为本专利技术的实施例二的采样电路原理图
[0032]图5为本专利技术的实施例一总电路原理框图
[0033]图6为本专利技术的实施例所应用的半桥谐振同步整理电路示意图
[0034]图7为本专利技术的实施例一对应的相关时序波形
[0035]图8为本专利技术的实施例一对应的逻辑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字同步整流电路的控制系统，其特征在于：包括控制器和采样电路；采样电路用于获取变压器的副边同步整流管的漏源两端电压，并输出与变压器的副边同步整流管的漏源两端电压时序一致并用于表征该漏源两端电压高低电平状态的电压信号至控制器，作为第二控制信号；控制器根据第二控制信号的电压与控制器的内部设定阈值电压比较结果产生或者关闭副边同步整流管的驱动信号，以驱动副边同步整流管导通或者关断。2.根据权利要求1所述的一种数字同步整流电路的控制系统，其特征在于：所述采样电路包括高压阻断管、第一限流电阻、第二限流电阻、反向二极管和恒压源；高压阻断管的耐高压端与副边同步整流管的漏极电连接，高压阻断管的耐低压端连接第一限流电阻和第二限流电阻的公共端，第一限流电阻的另一端连接恒压源，第二限流电阻的另一端连接反向二极管的正向端，反向二极管的反向端连接恒压源，反向二极管和第二限流电阻的公共端连接控制器的第二控制信号输入端；当高压阻断管的耐高压端接收到的采样信号为高电平时，高压阻断管处于截止状态；所述恒压源的电压时序与变压器的副边同步整流管的漏源两端电压时序一致。3.根据权利要求2所述的一种数字同步整流电路的控制系统，其特征在于：所述控制器还用于获取变压器的原边开关管的驱动信号，并根据变压器的原边开关管的驱动信号的上升沿和下降沿生成第一控制信号；控制器判定第一控制信号已经在本周期内产生且第二控制信号小于内部设定阈值后，输出副边同步整流管的驱动信号使副边同步整流管导通。4.根据权利要求3所述的一种数字同步整流电路的控制系统，其特征在于：控制器判定第二控制信号的上升沿电压大于内部设定阈值电压后，控制器停止输出的副边同步整流管的驱动信号，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：党先，刘中意，
申请(专利权)人：武汉市蓝电电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：