[发明专利]同步整流控制电路、功率变换器及其控制方法

说明书

本申请公开了同步整流控制电路、功率变换器及其控制方法。该同步整流控制电路包括：续流时间检测电路，与同步开关管的功率端耦接，用于获取续流时间信号；整流时间控制电路，与续流时间检测电路耦接，用于根据续流时间信号获得续流时间信息，从而产生整流时间控制信号；以及逻辑门，用于根据续流时间信号和整流时间控制信号产生同步开关管的开关控制信号，其中，整流时间控制电路存储前一开关周期的第一续流时间信息，以及将前一开关周期的第一续流时间信息与当前开关周期的第二续流时间信息进行比较，从而产生整流时间控制信号，以避免所述主开关管和所述同步开关管的同时导通。该同步整流控制电路兼容电流连续模式和电流断续模式。

技术领域

本发明涉及开关电源技术，更具体地，涉及同步整流控制电路、功率变换器及其控制方法。

背景技术

功率变换器是采用开关管控制储能元件的充放电过程实现供电，以及通过控制开关管的导通和断开的时间比以维持输出电压和/或输出电流稳定的电源。在隔离式功率变换器中，采用变压器实现输入端和输出端的隔离，变压器的原边绕组作为储能元件。功率变换器容易形成模块化和小型化的集成电路，已经广泛地用于手机、平板电脑和便携式媒体播放器的各种充电电源，以及用于驱动发光二极管(LED)的供电电源中。

在隔离式功率变换器中，变压器的原边绕组连接有主开关管，副边绕组连接有整流二极管或同步开关管。整流二极管不需要附加的控制电路，因而电路结构简单。整流二极管的缺点是自身的电压降较大，导致功率变换器的功耗增加，特别是在重载大电流输出的情形下，整个功率变换器的功耗显著增加。同步开关管则可以减小在整流元件上的功耗，从而提高功率变换器的效率。

然而，同步开关管需要与主开关管同步工作，才能为负载提供稳定的输出电压。因此需要为同步开关管提供附加的同步整流控制电路。功率变换器可以工作于电流断续模式或电流连续模式。考虑到同步开关管的电流应力，在功率变换器提供大电流和小电压的输出时，功率变换器采用电流连续模式工作。现有的同步整流控制方式仅适用于变换器工作在电流断续模式。在电流连续模式下，由于同步整流控制电路自身的延时，同步开关管的动作也存在不可避免的延时。同步开关管的延时包括导通延时和断开延时。同步开关管的断开延时导致主开关管和同步开关管的同时导通，产生较大的贯通电流(Shoot-throughCurrent)，使功率变换器工作异常，甚至损坏。

因此，现有的同步整流控制方式在应用于电流连续模式时存在着局限性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种同步整流控制电路、功率变换器及其控制方法，其中，根据前一开关周期的续流时间，获得当前的同步开关管续流时间，并预留一定的死区时间，以避免主开关管和同步开关管的同时导通，使得功率变换器可以工作于不同的电流模式。

根据本发明的第一方面，提供一种同步整流控制电路，用于包括主电路的功率变换器，所述主电路包括主开关管和同步开关管，所述同步整流控制电路控制所述同步开关管的导通状态，包括：续流时间检测电路，与所述同步开关管的功率端耦接，用于获取续流时间信号；整流时间控制电路，与所述续流时间检测电路耦接，用于根据所述续流时间信号获得续流时间信息，从而产生整流时间控制信号；以及逻辑门，用于根据所述续流时间信号和所述整流时间控制信号产生同步开关管的开关控制信号，其中，所述整流时间控制电路存储前一开关周期的第一续流时间信息，以及将前一开关周期的第一续流时间信息与当前开关周期的第二续流时间信息进行比较，从而产生所述整流时间控制信号，以避免所述主开关管和所述同步开关管的同时导通。

优选地，所述续流时间检测电路包括：第一参考电压源，用于提供第一参考电压；第一比较器，用于将所述同步开关管的功率端的电压信号与第一参考电压比较，以产生表征同步开关管的导通状态的比较信号；以及整形电路，用于根据所述比较信号整形得到所述续流时间信号，其中，在所述主电路续流期间，所述续流时间检测电路输出的续流时间信号为高电平，反之为低电平。