[发明专利]适用于DCM和CCM的双模式同步整流控制电路

说明书

适用于DCM和CCM的双模式同步整流控制电路，属于电源管理技术领域。本发明结构简单，能够有效地减小整流导通损耗，实现同步整流的高效率。其中，第二负电平检测器实现了极小的死区时间控制；关断时间屏蔽模块防止同步整流管M2的误开启，开启时间屏蔽模块防止同步整流管M2的误关断；第一采样端采用高压器件LDMOS和DEMOS的漏极来承受高压，避免了用齐纳管对同步整流管M2的漏端VD进行箝位，防止同步整流管M2的漏端VD对地泄放电流；以上措施共同实现了同步整流的高效率；另外引入了同步控制模块，实现了电流连续模式CCM下的同步整流。

技术领域

本发明属于电源管理技术领域，具体的说涉及一种适用于DCM和CCM的双模式同步整流控制电路。

背景技术

随着现代高速超大规模集成电路尺寸不断减小，功耗不断降低，要求的供电电压也越来越低，输出电流则越来越大。在低压、大电流的输出环境下，传统的整流二极管导通压降较高，即使采用低压降的肖特基二极管，也会产生0.4V以上的压降，导致整流损耗增加，电源效率降低。同步整流技术通过采用更低导通电阻的MOSFET，可以大大降低整流部分的功耗，提高变换器的性能，实现电源的高效率。

同步整流技术按驱动方式可以分为电压型驱动和电流型驱动，按驱动信号的来源又可以分为自驱动和外驱动。其中，电压型自驱动方式结构简单、经济高效，是目前广受关注的同步整流驱动技术，电压型自驱动同步整流适用于反激变换器Flyback的应用拓扑如图1所示。该应用拓扑的工作原理为：当原边开关管M1开启时，同步整流控制电路检测到同步整流管M2的漏极和源极电压差V_DS>0，将同步整流管M2关闭，副边绕组N_S储存能量，系统依靠输出电容C_OUT给负载供电；当原边开关管M1关闭时，副边绕组N_S电压反向，同步整流控制电路检测到同步整流管M2的漏极和源极电压差V_DS<0，将同步整流管M2开启，副边绕组N_S储存的能量提供给负载，同时补充输出电容C_OUT损失的能量。两个过零点的检测是电压型自驱动同步整流技术的关键，而实际中并不是严格的检测过零点，而是检测两个接近零电压的负的阈值，采用两个负阈值来判断同步整流管M2的开启或关闭而非采用一个过零比较器的原因在于，可以减小V_DS电压的抖动对准确判断电路状态的影响。而选择一个接近于零的负阈值检测点可以减小体二极管D2导通时间，提高整流效率。另外，在同步整流管M2关断时同步整流管M2的漏极(VD端)会由于LC振荡而造成VD电压产生振铃现象，VD振铃电压可能会造成1)使同步整流管误开启，降低整流效率；2)整流芯片的内部器件被高压击穿。对于前者，通常用一段TON/TOFF信号来屏蔽误关断/误开启，而对于后者，传统的做法是用齐纳管对VD采样端进行箝位，齐纳管击穿时将VD电压箝位在一个安全电平，但是这种方案会使电源通过击穿的齐纳管向地泄放电流，造成整流效率的降低。

发明内容

针对上述不足之处，本发明提供一种适用于DCM和CCM的双模式同步整流控制电路，结构简单，能够有效地减小整流导通损耗，实现同步整流的高效率。

本发明的技术方案为：

适用于DCM和CCM的双模式同步整流控制电路，包括开启时间屏蔽模块、关断时间屏蔽模块、第一SR锁存器、第二SR锁存器、第一与门、第二与门、驱动模块、第一齐纳管D_z1和第二齐纳管D_z2，

所述同步整流控制电路还包括第一负电平检测器、第二负电平检测器、振铃检测器和同步控制模块，

所述第二负电平检测器包括采样管，所述采样管包括第十三NMOS管MN13和第十四NMOS管MN14，所述第十三NMOS管的漏极作为所述同步整流控制电路的第一采样端，其源极输出第一采样电压至所述第一负电平检测器的第一输入端；所述第十四NMOS管的漏极作为所述同步整流控制电路的第二采样端，其源极输出第二采样电压至所述第一负电平检测器的第二输入端；