一种基于驱动电压预调制技术的同步整流控制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种基于驱动电压预调制技术的同步整流控制电路，包括预调制电路和快速关断电路，在同步整流管关断前，当同步整流管的漏源电压达到预设的阈值电压

【技术实现步骤摘要】
一种基于驱动电压预调制技术的同步整流控制电路


[0001]本专利技术属于开关电源
，具体涉及一种基于驱动电压预调制技术的同步整流控制电路
。

技术介绍

[0002]同步整流是采用通态电阻低的功率
MOSFET
来取代整流二极管以降低整流损耗的一种方法；功率
MOSFET
在导通时的伏安特性呈线性关系，用功率
MOSFET
做整流器时，栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能
。
[0003]在开关电源系统中，为了提高系统转化效率，通常采用同步整流方式
。
如图1所示为现有技术的反激变换器的结构，其包括隔离变压器
T、
输入电容
C1
和输出电容
C0、
原边主功率管
M1、
主功率管控制电路
、
副边同步整流管
M0
以及下拉电流源
I0
，其中副边采用同步整流管
M0
替代二极管以实现整流功能，从而降低整流损耗，提高变换器效率
。
[0004]在反激变换器的工作过程中，
PCB
走线电感和封装引线电感会导致同步整流管
M0
漏源电压
V
DS
的检测值大于实际值，从而导致同步整流管
M0
提前关断，造成变换器效率低的问题
。
为了尽可能延长同步整流管
M0
的导通时间，常规的做法如下：在同步整流管
M0
的栅极连接一个下拉电流源
I0
，当检测到同步整流管
M0
的漏源电压
V
DS
达到预设的阈值电压
V
TH1
时，通过下拉电流源
I0
拉低同步整流管
M0
的栅源电压
V
GS
，增大导通电阻
R
ON
，减小漏源电压
V
DS
；当检测到同步整流管
M0
的漏源电压
V
DS
达到预设的阈值电压
V
TH2
时，则快速拉低同步整流管
M0
的栅源电压
V
GS
，以实现同步整流管
M0
的关断
。
[0005]公开号为
CN109713921A
的中国专利申请提供了一种同步整流控制电路
、
控制方法及开关电路，如图2所示为该专利技术方案的工作波形，其对于下拉电流源采用恒定的下拉电流值，当检测到同步整流管
M0
的漏源电压
V
DS
达到预设的阈值电压
V
TH1
时，其栅源电压
V
GS
被恒定的下拉电流拉低较多，导通电阻
R
ON
较大，同步整流管
M0
的漏源电压
V
DS
也下降较多，低于预设的阈值电压
V
TH1
一定电压量
。
但该解决方案使得同步整流管的导通电阻
R
ON
变大，导致整流损耗增加，变换器效率降低
。
[0006]公开号为
CN212752132U
的中国专利申请提供了一种同步整流控制电路及开关电源，为了解决下拉电流源电流值恒定的问题，其采用可变下拉电流源对同步整流管
M0
的栅源电压
V
GS
进行下拉，其可变下拉电流源由多个电阻和固定下拉电流源串联组成，每个电阻两端分别并联一个开关管，每一个开关管都由一个比较器电路进行控制，当同步整流管
M0
的栅源电压
V
GS
下降至预设的不同电压阈值时，依次对开关管进行关断，不断降低下拉电流源的电流值以实现可变下拉电流源
。
该专利技术可以减小同步整流管的导通电阻
R
ON
，减小整流损耗，提高变换器效率，但其解决方案采用了多个电阻
、
开关管和比较器电路，实现方式较繁杂，电路规模较大，导致电路成本较大
。

技术实现思路

[0007]鉴于上述，本专利技术提供了一种基于驱动电压预调制技术的同步整流控制电路，通
过驱动电压预调制技术对同步整流管
M0
的栅源电压
V
GS
进行自适应调节，从而控制漏源电压
V
DS
维持在阈值电压
V
TH1
附近，延长了同步整流管的导通时间，以避免寄生电感导致的提前关断问题，并且减小了同步整流管的导通电阻
R
ON
，以实现降低同步整流损耗，提高开关电源效率的作用
。
[0008]一种基于驱动电压预调制技术的同步整流控制电路，用于控制反激变换器中的同步整流管，包括：
[0009]预调制电路，用于获取同步整流管的漏源电压
V
DS
，并将其与阈值电压
V
TH1
进行比较，当漏源电压
V
DS
上升至
V
TH1
时，则向同步整流管的栅极输出预调制信号，用以对同步整流管的栅源电压进行自适应调节；
[0010]快速关断电路，用于获取同步整流管的漏源电压
V
DS
，并将其与阈值电压
V
TH2
进行比较，当漏源电压
V
DS
上升至
V
TH2
时，则向同步整流管的栅极输出关断信号，用以快速下拉同步整流管的栅源电压；
[0011]开通控制电路，用于获取同步整流管的漏源电压
V
DS
，并将其与开通阈值电压
V
THON
进行比较，当漏源电压
V
DS
低于
V
THON
时，则向同步整流管的栅极输出开通信号，用以快速上拉同步整流管的栅源电压
。
[0012]进一步地，所述预调制电路包括一个比较器
CMP1、
一个
PMOS
管
M2
以及一个
NMOS
管
M3
，其中比较器
CMP1
的正相输入端接漏源电压
V
DS
，反相输入端接阈值电压
V
TH1
，输出端与
PMOS
管
M2
的栅极以及
NMOS
管
M3
的栅极相连，
PMOS
管
M2
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于驱动电压预调制技术的同步整流控制电路，用于控制反激变换器中的同步整流管，其特征在于，所述同步整流控制电路包括：预调制电路，用于获取同步整流管的漏源电压
V
DS
，并将其与阈值电压
V
TH1
进行比较，当漏源电压
V
DS
上升至
V
TH1
时，则向同步整流管的栅极输出预调制信号，用以对同步整流管的栅源电压进行自适应调节；快速关断电路，用于获取同步整流管的漏源电压
V
DS
，并将其与阈值电压
V
TH2
进行比较，当漏源电压
V
DS
上升至
V
TH2
时，则向同步整流管的栅极输出关断信号，用以快速下拉同步整流管的栅源电压；开通控制电路，用于获取同步整流管的漏源电压
V
DS
，并将其与开通阈值电压
V
THON
进行比较，当漏源电压
V
DS
低于
V
THON
时，则向同步整流管的栅极输出开通信号，用以快速上拉同步整流管的栅源电压
。2.
根据权利要求1所述的同步整流控制电路，其特征在于：所述预调制电路包括一个比较器
CMP1、
一个
PMOS
管
M2
以及一个
NMOS
管
M3
，其中比较器
CMP1
的正相输入端接漏源电压
V
DS
，反相输入端接阈值电压
V
TH1
，输出端与
PMOS
管
M2
的栅极以及
NMOS
管
M3
的栅极相连，
PMOS
管
M2
的源极接电源电压
VCC
，
PMOS
管
M2
的漏极与
NMOS
管
M3
的漏极相连并输出预调制信号，
NMOS
管
M3
的源极接地
。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
PMOS
管
M2
为上拉开关管，其栅极接受比较器
CMP1
输出的比较信号
V
C1
，当比较信号
V
C1
为低电平时，上拉开关管处于导通状态，提供上拉电流，通过漏极输出的预调制信号拉高同步整流管的栅源电压
。4.
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
NMOS
管
M3
为下拉开关管，其栅极接受比较器
CMP1<...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶光煊，何乐年，奚剑雄，汪涛，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：