[发明专利]一种同步整流控制电路

说明书

本发明为一种基于反激式开关电源的同步整流控制电路，包括电源电路、最大频率限制电路、电压幅值检测电路、防止误开启电路、防止漏开启电路、关断阈值补偿电路、逻辑电路、驱动电路及其他控制电路，电压幅值检测电路、防止误开启电路、关断阈值补偿电路与驱动电路的输入端均与同步整流管的漏极连接，防止漏开启电路和最大频率限制电路的输入端与逻辑电路的输出端连接。本发明能保证在重载模式与轻载模式下同步整流管的精确开关，避免了同步整流管的误开启与漏开启，实现了开关电源的高效率转换，提高了系统的安全性、可靠性。

技术领域

本发明涉及一种同步整流控制电路，用于控制反激式开关电源，属于整流 电路领域。

背景技术

低压大电流电源系统的需求不断增加，反激式开关电源由于其高效的控制 与精准的输出，被广泛应用于该电源系统中。然而，若继续在输出端采用二极 管整流，如图1所示，在副边线圈导通的时间内，二极管产生的能量损耗占副 边线圈总能量的比值为：

其中Tons为副边二极管导通的时间，由于二极管压降较高，其产生的能量 损耗会大大降低反激式开关电源的转换效率。采用低导通电阻的MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金属-氧化物-半导 体场效应晶体管)替代整流二极管则可以较好解决上述问题，如图2所示，其 导通压降可降至0.1V以下。然而，MOS管为栅极控制器件，需配合同步整流控 制电路才能满足工作需求，因此同步整流控制电路能否精确控制同步整流管直 接决定着开关电源的优劣。

同步整流控制电路可根据漏源电压或漏极电流来决定同步整流管的开关， 当原边MOS管Q1关闭，副边同步整流控制电路检测到同步整流管漏源电压VS 降低或出现从源极流向漏极的电流，同时检测出VS电压下降斜率满足要求时， 输出开启同步整流管Q2的GATE驱动信号；当同步整流控制电路检测到同步整 流管漏源电压VS或从源极流向漏极的电流均趋近于0时，输出关闭同步整流管 Q2的GATE信号。而在实际操作时，尽管VS电压斜率检测可避免电压谐振带来 的同步整流管误开启，但在轻载、空载模式或其他情况下，同步整流管漏源电 压VS在下降时会出现波形斜率突变的情况，从而影响系统的反应时间与检测结果，同步整流管极易出现漏开启的情况，系统的连贯性与稳定性受到影响。对 于关断同步整流管的控制尽管也是通过探测漏源电压来完成的，但随着同步整 流管栅极电压的改变，其关断的难易程度也会改变，如当栅极电压减小，同步 整流管的关断会变得更容易，所需关断时间也会减小，从而带来提前关断的现 象；当栅极电压增大，同步整流管的关断会变得更难，所需关断时间也会增加， 从而带来延迟关断的现象。同步整流管延迟关断容易造成反激式开关电源的原 边与副边线圈的“共通”现象，带来电路的损伤，同降低电路的安全性；而提 前关断容易造成电源转换效率的降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能保证在重载模式与轻载或空载模式下同步整 流管的精确开关，避免了同步整流管的误开启与漏开启的同步整流控制电路。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种同步整流控制电路包括 电源电路、最大频率限制电路、电压幅值检测电路、防止误开启电路、防止漏 开启电路、关断阈值补偿电路、逻辑电路、驱动电路及其他控制电路，所述电 源电路与反激式开关电源的输出端连接，用以产生电路工作的电压和参考电压， 电压幅值检测电路、防止误开启电路、关断阈值补偿电路与驱动电路的输入端 均与同步整流管的漏极连接，关断阈值补偿电路的输入端还与同步整流管的栅 极连接，防止漏开启电路和最大频率限制电路的输入端与逻辑电路的输出端连 接，防止漏开启电路的输入端还与电压幅值检测电路的输出端连接，最大频率 限制电路、电压幅值检测电路、防止误开启电路、防止漏开启电路、关断阈值 补偿电路与其他控制电路的输出端均连接在逻辑电路的输入端，所述逻辑电路 输出控制信号作为驱动电路的输入，所述驱动电路的输出端连接同步整流管的 栅极以控制其开关。