一种开关电源副边的同步整流控制电路及反激式开关电源制造技术

本发明专利技术公开了一种开关电源的同步整流控制电路，用于开关电源的副边整流控制；所述电路包括：原边状态检测单元，用于接收所述开关电源的副边绕组两端电压，输出一状态信号至整流管控制电路；所述整流管控制电路，用于根据所述状态信号和所述开关电源的副边整流管的漏源电压，输出同步控制信号，控制所述整流管的导通和关断。采用本发明专利技术实施例，能够利用副边绕组两端电压的伏秒积作为判断标准，区分正常的原边开关动作激起的副边绕组两端电压和寄生衰减振荡，从而实现可自适应调整的副边整流控制，确保检测状态正确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源
，特别是涉及一种开关电源副边的同步整流控制电路及反激式开关电源。
技术介绍
原边控制的反激式开关电源由于体积小、效率高，逐渐成为一种重要的电子元件供电设备，其输出端一般会串联一整流二极管，提供直流输出电压。随着电子技术的发展， 负载电子元件要求的输出电压越来越低、输出功率越来越高，因而整流二极管的正向导通压降成为限制开关电源效率提升的主要因素。目前常用的解决方法是使用一个整流管模拟二极管进行整流，即所谓的同步整流技术。一般可以采用 MOSi7ET(Metal-Oxidelemiconductor Field-Effect Transistor,^ 属-氧化层-半导体-场效晶体管M0SFET)作为整流管。同步整流是利用MOSFET导通时的低电阻，降低整流管上的损耗，其栅极控制信号需要和被整流电流相位同步。现有技术的同步整流控制通常采用以下两种实现方式第一种实现方式将原边开关控制信号传输到副边同步整流控制电路作为一个输入项，协助实现同步整流。该方法较为简单，缺点是不能实现原边和副边的电路隔离，并且无法在DCM(Discontinuous Current Mode，电流断续模式)下工作。第二种实现方式副边同步整流控制电路检测副边状态，独立实现同步整流。副边状态可以通过检测副边环路电流或副边绕组两端电压等方式确定。对于第二种实现方式，可以参照图1所示，为一典型的应用于原边控制反激式开关电源副边的同步整流控制电路。如图1所示，Vin为输入电压，接入变压器101的原边绕组102的一端。所述原边绕组102的另一端接在原边开关104的集电极，所述原边开关104 的射极经由电流检测电阻105接地，基极由原边控制芯片106的输出驱动。变压器101的副边绕组103的一端112直接耦合输出电容109和负载电阻108的公共端，副边绕组103 的另一端110接整流管124的漏极。如图所示，所述整流管124由MOSFET和寄生体二极管共同组成，其栅极由整流管控制电路122的输出信号驱动，源极与输出电容109和负载电阻 108的另一公共端一起接地。所述整流管控制电路122比较整流管124的漏极和源极电压 (或副边绕组103两端电压)，输出同步整流驱动信号。该整流管控制电路122由输出电容 109供电。图1所示中，所述原边绕组102接输入电压Vin的一端与副边绕组103接整流管 124的漏极的一端为同名端。原边控制芯片106驱动原边开关104导通时，原边开关104 的集电极为低电位，副边整流管1 的漏极为高电位。副边整流管IM关断，负载电阻108 依靠输出电容109供电。此时，原边电流Ip线性增加，变压器101储存能量，直至原边开关 104关断，对应的原边电流峰值为Ipk。原边控制芯片106驱动原边开关104关断时，原边开关104的集电极为高电位，副边整流管124的漏极为低电位。副边整流管IM导通，变压器101中储存的能量经由副边整流管IM释放到输出电容109和负载电阻108上，补充输出电容109上的能量损失。在图1所示的原边控制的反激式开关电源中，原边开关104的开关动作经变压器 101转换，副边绕组103两端电压会有相应的响应。检测副边绕组103两端电压的变化，可以得知原边开关104的开关状态，进而实现对副边整流管124的同步控制。然而，当原边控制的反激式开关电源工作在DCM时，不理想的寄生元件使得副边绕组103两端电压存在衰减谐波振荡，如图加所示。其中，图加中，R指整流管IM导通时其等效源漏导通电阻，对应图中线形上升段diode指整流管IM的寄生体二极管导通，对应图中线性段两端的指数段。因为同步整流存在开通延时和关断延时，即前后指数段，此时靠体二极管导通。由图加可见，仅仅简单的判断副边绕组103两端电压的极性，不能避免错误的控制整流管124，可能会导致副边回路出现反向电流，造成不必要的能量损失。因此，需要准确的区分正常的原边开关104的动作激起的副边绕组103的电压变化与寄生衰减振荡。由寄生电容和漏感引起的副边绕组103上的电压振荡不可避免，其周期和幅值也因应用环境而变化。在原边为低输入电压、副边为高输出电压的情况下，寄生衰减振荡的幅值，可能会达到原边开关104关断时激起的副边绕组103两端的电压值，如图2b所示。因此，根据副边绕组103两端电压的幅值，也很难避免寄生衰减振荡引起的误动作。因此，如何设计一种能够确保检测状态正确的同步整流控制电路，是本领域技术人员继续解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种开关电源副边的同步整流控制电路及反激式开关电源，能够利用副边绕组两端电压的伏秒积作为判断标准，区分正常的原边开关动作激起的副边绕组两端电压和寄生衰减振荡，从而实现可自适应调整的副边整流控制，确保检测状态正确。本专利技术实施例提供一种开关电源副边的同步整流控制电路，所述电路包括原边状态检测单元和整流管控制电路；所述原边状态检测单元，通过检测所述开关电源的副边绕组两端电压，输出一表征原边状态的状态信号至所述整流管控制电路；所述整流管控制电路，用于根据所述状态信号和所述开关电源的副边整流管两端电压，输出同步控制信号，控制所述整流管的导通和关断。优选地，所述原边状态检测单元，用于将前一周期所述副边绕组两端电压对时间的积分值按一定的比例保存为一个阈值电压，作为区分所述开关电源的原边开关的开关动作激起的副边绕组两端电压的变化和寄生的衰减振荡的判断标准；在当前周期的副边绕组两端电压对时间的积分值大于所述阈值电压时，输出一状态信号至所述整流管控制电路。优选地，所述副边绕组两端电压对时间的积分值大于所述寄生的衰减振荡对时间的积分值。优选地，所述原边状态检测单元包括第一压控电流源的输入端接所述开关电源副边绕组第一端，所述第一压控电流源的输出端接第二比较器的正输入端；所述第二比较器的负输入端经第二开关接所述第一压控电流源的输出端，所述第二比较器的输出端接逻辑控制电路的状态信号输入端以及第一开关的控制端；积分电容接在所述第一压控电流源的输出端与地之间；第三开关接在所述积分电容的两端之间；参考电容接在所述第二比较器的负输入端与地之间；所述第一开关接在所述参考电容的两端之间；逻辑信号产生电路的一输入端接所述开关电源副边绕组第二端，所述逻辑信号产生电路的另一输入端接参考电压，所述逻辑信号产生电路的输出端接所述逻辑控制电路的辅助逻辑信号输入端；所述逻辑控制电路的清零端接所述第三开关的控制端；所述逻辑控制电路的脉冲信号输出端接所述第二开关的控制端；所述第二比较器的输出端作为所述原边状态检测单元的输出端，输出一状态信号至所述整流管控制电路。优选地，所述第一压控电流源为一受所述副边绕组两端电压控制的电流源；所述第一压控电流源的输出电流为当 Vsw > 0 时，Icgl = kvXVsw ；当 Vsw 彡 0 时，Icgl = 0 ；Vsw = Vds-Vdd ；其中，Icgl为所述第一压控电流源的输出电流，kv为一大于零的比例值，Vsw为所述副边绕组两端电压，Vds为所述开关电源副边绕组第二端电压，Vdd为所述开关电源副边绕组第一端电压。优选地，所述第一压控电流源包括第一压控电流源的输入端接所述开关电本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种开关电源副边的同步整流控制电路，其特征在于，所述电路包括：原边状态检测单元和整流管控制电路；所述原边状态检测单元，通过检测所述开关电源的副边绕组两端电压，输出一表征原边状态的状态信号至所述整流管控制电路；所述整流管控制电路，用于根据所述状态信号和所述开关电源的副边整流管两端电压，输出同步控制信号，控制所述整流管的导通和关断。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵平安，陈超，
申请(专利权)人：上海新进半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：31