[发明专利]一种整流管控制电路及其轻载控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及隔离式电压变换器，具体涉及电压变换器在轻载时停止同步整 流的控制。

背景技术

反激式DC-DC变换器的副边整流方案目前有两种类型，一种是非同步整 流(如图1A所示)，另一种是同步整流(如图1B所示)。非同步整流通过二 极管导通，同步整流使用门极驱动信号控制同步整流管的开通和关断，同步整 流管一般使用MOSFET管。图1C曲线示出了二极管和同步整流管的电阻特性。 在实际应用中，低功率反激式DC-DC变换器工作区间处于阴影范围内。在该 区间，同步整流管电阻特性曲线11位于二极管电阻特性曲线12下方，即同步 整流管的开通电阻低于二极管的导通电阻。因此，使用同步整流管功耗较小， 从而具有更高的转换效率。低功耗产生的热量比较少，因此使用同步整流管其 温度特性也更优越。

随着电子技术的发展，副边同步整流方案由于其较高的转换效率而应用于 笔记本电源适配器、无线通信设备、液晶屏电源管理、以太网电源等对转换效 率要求较高的场合。

但是，在轻载状态下，同步整流相对二极管节约的能量很少，甚至低于驱 动电路消耗的功率，在这种情况下，为了提高效率，需要停止同步整流，利用 同步整流管的体二极管进行非同步整流。

在反激式电压变换器中，现有的轻载调制方式可结合图1B和图2的波形 图进行说明。副边同步整流管在时刻t1，源漏电流I_SD经体二极管正向流通， V_DS呈反向电压，接着I_SD缓慢下降。负载越大，V_DS过零越晚；负载越小，V_DS过零越早。因此，典型的轻载判断方式为在固定的导通延时后，将V_DS与零值 电压比较，若V_DS＜0V，表示重载，若V_DS＞0V，则表示轻载。传统的轻载调 制在轻载状态下停止同步整流，在重载状态下启动同步整流。为避免当负载处 于临界状态时频繁地在同步整流和非同步整流间切换而降低负载效率，传统轻 载调制方法将同步状态和非同步状态下的导通固定延时采用滞环，即同步状态 时的固定延时比非同步状态时的固定延时短。如同步状态下，导通1.8μs后检 测负载状态，而停止同步整流后，导通2μs后再检测负载状态，这样重新启动 同步整流需要较高的负载，从而避免临界状态下的不稳定调制。但该方式只要 检测到一次负载的变化即改变整流方式，稳定性仍不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种整流管控制电路，以避免现有技术仅根据滞环 控制造成临界状态下的不稳定情况，提高整流效率。

本发明的另一个目的是提供一种整流管的轻载控制方法，提高整流效率， 避免临界状态下的频繁跳变造成的不稳定。

本发明的整流管控制电路，包括门极驱动电路，控制所述整流管的同步导 通和关断，进一步包括轻载调制电路，接收所述整流管的漏源电压判断轻载或 重载，在同步整流的状态下当轻载连续持续预定时间后输出第一状态的轻载因 子至所述门极驱动电路用于使整流管进入非同步整流状态；其中在整流管进入 非同步整流的状态下，若出现连续若干周期重载，所述轻载调制电路输出第二 状态的轻载因子至所述门极驱动电路用于返回同步整流。

其中所述轻载调制电路包括：

延时电路，产生整流管导通后的延时信号；

漏源电压比较器，比较所述整流管漏源电压与参考电压用于判断轻载或 重载；

同步开启/停止电路，接收所述延时信号和所述漏源电压比较器的输出信 号，输出轻载因子控制所述整流管工作于同步整流或非同步整流。

其中所述门极驱动电路包括：

开通比较器，接收漏极电压和开通参考电压，输出开通信号；

关断比较器，接收漏极电压和关断参考电压，输出关断信号；

门极驱动逻辑电路，接收所述开通比较器和关断比较器输出的信号及所 述轻载因子，输出驱动信号；

驱动器，接收所述驱动信号，输出门极驱动电压。

其中门极驱动逻辑电路接收开通信号和关断信号，按如下原则产生同步整 流驱动信号：

在接收到开通信号时，同步整流驱动信号为高电平；

在接收到关断信号时，同步整流驱动信号为低电平；