本发明专利技术提出一种直流-直流变换器中同步整流器驱动信号的生成线路和方法，其采用包含原边线路和副边线路的直流-直流变换器，原边线路包含输入电压源、功率开关器件、PWM控制器、耦合原边线路和副边线路的变压器，副边线路包含同步整流功率开关器件、同步整流器的驱动信号的生成线路和驱动线路、和输出滤波线路。本发明专利技术提供了一种简单，成本低，性能优越的同步整流器驱动信号的生成线路和方法，使同步整流技术的应用更为广泛。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及开关电源领域，特别是涉及一种直流-直流对称整流变换器中同步整流器驱动信号的生成线路和控制方法。
技术介绍
同步整流技术是现代电源设计中一项非常重要的新技术。它是在传统的电源拓扑中，采用功率MOSFET来取代整流二极管以降低整流损耗，提高电压变换器的效率。用功率MOSFET做整流器时，要求门极电压必须与被整流电压的相位保持同步，故称之为同步整流。近年来，电子技术的发展，特别是数据处理和传输速度的快速提升，对电源的功率 和功率密度的要求不断上升，使提高变换器的效率成为实现高功率和高功率密度的关键。整流二极管的导通损耗所占输出功率的比例(即对效率的影响)基本可以从整流二极管导通压降与输出电压的比例来确定。输出电压越低，二极管压降所带来的效率损失就越大。快恢复二极管(FRD)或超快恢复二极管的导通压降约为I. 0 I. 2V，即使采用低压降的肖特基二极管也会产生大约0. 6V的压降。以5V输出电压为例，仅肖特基二极管导通损耗就占了大于输出功率的10%，因而获得大于90%转化效率是不可能的。因此，传统的二极管整流电路已无法满足实现高效率及小体积的需要，成为制约直流-直流变换器发展的瓶颈。而同步整流技术可以大大减少开关电源输出端的整流损耗，从而提高转换效率，降低电源本身发热，使高性能高功率密度成为可能。在直流-直流变换器中，一般功率相对较小的设计多采用单端拓扑，比如单端正激或单端反激。对功率较大的应用，一般采用变压器双向对称工作的桥式或推挽拓扑比较适合。在此类双向拓扑中，副边一般可以是全桥或推挽的对称结构。图I是原边为全桥，副边为推挽同步整流的变换器。图2是原边为全桥，副边为全桥同步整流的变换器。上述两种线路都是对称的同步整流线路的例子。以图2中的线路为例，原边和副边驱动信号的一种可行的时序如图3所示。在图3中可见，副边同步整流器Q202和Q203的驱动信号应与原边下部开关器件Q102的控制信号时序相同；副边同步整流器Q201和Q204的驱动信号应与原边下部开关器件Q104的控制信号时序相同。传统的将原边信号传到副边的方法是使用变压器或隔离芯片。上述两个信号就要用两个隔离变压器或芯片，成本高，体积大。在高密度电源模块设计中不实用。本专利技术针对对称同步整流拓扑提出一种简便的方法将上述两组原边驱动信号传到副边用以驱动副边的同步整流器。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种简便的传送两个原边驱动信号至副边用以驱动副边的同步整流器的方法。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种副边同步整流器驱动信号的生成线路，该线路采用包含由控制器产生的原边驱动信号、含一个原边绕组和两个匝数相同的副边绕组的变压器、副边双向电平移动线路、两个副边比较器；其特征在于，原边两个驱动信号分别加在变压器原边绕组的两端，副边两个绕组串联，中点接副边的地，两个副边绕组相对副边的地产生反相的信号，两组反相交流信号各自经过二极管和电容构成的电平移动线路产生上移信号。两组上移信号各自与一个基准电平经比较器比较后产生与加在原边绕组上的两组对称驱动信号相同的副边驱动信号，从而实现了通过一个信号变压器将两个原边信号传送到副边的目的。优选地，在上述二极管上并联一个放电电阻，以保证线路的正常工作点和在关机时即时地释放电容上的电荷使比较器输出变低，以关断同步整流器。优选地，电平移动线路中的电容的容值应保证其与上述二极管并联放电电阻所构成的时间常数远大于一个开关周期，从而保证信号的完整性。优选地，上述每个电平移动线路中的电容上可以串联一个M0SFET，用以对进入比 较器的信号实现控制，该MOSFET的门极控制信号可以实现在关机时将两路驱动信号同时拉低，使全部同步整流器及时关段的效果。附图说明图I是原边全桥、副边推挽同步整流变换器示意图。图2是原边全桥、副边全桥同步整流变换器示意图。图3原边全桥开关器件和副边同步整流器的驱动时序。图4副边同步整流器驱动信号生成时序。图5副边同步整流器驱动信号生成线路I。图6副边同步整流器驱动信号生成线路2。具体实施例方式下面结合附图给出本专利技术较佳实施例，以详细说明本专利技术的技术方案。本专利技术提供一种副边同步整流器驱动信号的生成线路和方法。采用该驱动信号生成方法的线路如图5所示，包含原边驱动信号Va和Vb，耦合原边驱动信号和副边线路30的变压器T100，变压器原边绕组21，副边线路包含变压器副边绕组31、32，与变压器副边绕组31耦合的第一电平移动线路33，与变压器副边绕组32耦合的第二电平移动线路34，第一和第二比较器35和36，电平移动线路由电容和二极管构成，图4是该实施例中信号的时序。本专利技术的副边同步整流器驱动信号的生成线路和方法包含以下步骤图4中，tl时刻Va由零变高时，Vb仍然为高，故Vc由负变到零，因电容Cl上保持一个等于Vc负值的电压(Vc为负值时经过二极管Dl对Cl充电)，故信号Ve由零变到第一高电平Vl ；V1高于设定的Vref，故比较器35的输出Vaa在tl时刻由零变高，与原边信号Va相同；Vd由正变到零，因电容C2上保持一个等于Vd负值的电压(Vd为负值时经过二极管D2对C2充电)，故Vf由第二高电平V2降至第一高电平VI。因Vf仍高于Vref，故比较器36的输出Vbb不变，仍为高，状态与Vb信号相同。tl至t2阶段，Vaa和Vbb都为高，全部同步整流器开通，是回流状态。t2时刻Vb由高变零，Vc由零变正，Ve由第一高电平Vl跳变至第二高电平V2，比较器35输出Vaa维持高电平；Vd由零变负，Vf由第一高电平Vl变到零，比较器36的输出Vbb由高变零,与Vb相同。t2至t3阶段，Vaa为高，Vbb为零，同步整流器Q202和Q203导通，为整流状态。t3时刻Vb由零变高，Vc由正变零，Ve由第二高电平V2降至第一高电平VI，比较器35的输出Vaa维持高电平；Vd由负变零，Vf由零上升到第一高电平VI，故比较器36的输出Vbb由零变高，与Vb相同。t3至t4阶段，Vaa为高，Vbb也为高，全部同步整流器开通，是回流状态。t4时刻Va由高变零，故Vc由零变负，Ve由第一高电平Vl降至零，比较器35的输出Vaa由高变零，与Va相同；Vd由零变正，Vf由第一高电平Vl上升至第二高电平V2，比较器36的输出Vbb保持为高。t4至t5阶段，Vaa为零，Vbb为高，同步整流器Q201和Q204导通，为整流状态。 t5开始下一个周期，重复上述过程。在上述一个周期内，Vaa与Va的状态相同；Vbb与Vb的状态相同，因而实现了将Va和Vb信号通过一个变压器传到副边的目标，生成了驱动副边同步整流器的信号Vaa和Vbb0在实际设计中，考虑到关机时需要尽快关闭全部同步整流器。图5线路中的Vaa和Vbb中至少有一个会在关机时维持相当时间的高电平，使相应的同步整流器保持导通状态。为解决此问题，图6的线路在电容Cl和C2上各串联一个MOSFET。MOSFET的门极信号Vg可以在关机时被迅速拉低，使Cl和C2与其后的线路隔离，因而使比较器的输入信号在很短的时间内下降至低，使比较器输出变低，关断全部同步整流器。上述控制方法虽然只是对原边全桥和副边全桥拓扑进行的叙述，其原理对多种原副边对称运行的拓扑结构同样适用。虽然以上描本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种同步整流器驱动信号的生成方法，该方法采用包含原边线路和副边线路的直流？直流变换器，原边线路包含输入电压源、与输入电压源耦合的开关器件、由反馈或其它方式经控制器产生的原边开关器件的驱动信号、耦合原边线路和副边线路的主变压器、耦合原边驱动信号和副边驱动信号生成线路的辅助变压器，副边线路包含同步整流线路、由辅助变压器副边绕组和后续线路生成的副边同步整流器的驱动信号，其特征在于，用一个辅助变压器生成多个副边同步整流器的驱动信号。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：魏槐，秦卫锋，
申请(专利权)人：江苏兆能电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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