[发明专利]一种优化分段及关键阈值反馈同步整流控制电路

说明书

本发明公开了一种优化分段及关键阈值反馈同步整流控制电路，本发明通过消隐时间Tb和最小导通时间MOT防止了同步整流管开关后因为振荡引起的误开通或关断。通过V_TH0到V_TH1的负反馈控制，实现了更精准的分段控制同步整流开关管，好处是在重载模式下可以迅速关断同步整理开关管，且由于精细分段控制，把这个段区减小，并不会增大额外的导通损耗。3.利用负载采样电路得出的信号，判断电路工作在轻载或负载，相应的，由内部电路积分产生阈值V_TH1，这样可以针对不同的负载状态给出更加合适的关断时机。

技术领域

本发明涉及控制技术领域，具体是一种优化分段及关键阈值反馈同步整流控制电路。

背景技术

图1为典型反激电路，是一种常用的一种隔离型开关电路，变压器XFM的原边侧Np连接到初级电路，输入电压Vin输入到初级电压中，副边侧Ns的二极管D流过输出电流Iout，输出电流Iout加载到负载上，负载与电容Co并联。由于用电设备的功能增加，其供电功率需要增加，即开关电源需要为用电设备提供更大的输出电流。

由于节能环保要求，各国也制定出更高标准的能效标准来规范电源产品和家用电器等的效率和能耗，但是在某些大电流输出应用下，一般的反激式拓扑应用中使用的整流二极管存在导通压降大，耐压达不到要求，寄生电阻大等问题而导致无法满足能效标准的要求。

同步整流电路，专门针对大输出电流应用而出现。为了提高开关电源的效率，采用同步整流开关管替代二极管，增强耐压能力和降低导通电阻，降低整流器件开通状态下的工作电压，从而达到降低损耗，提高效率的目的。参见图2。

在非隔离型的开关电路中，同步整流开关管的驱动电路可以较方便地获得主开关管的开关信号，因此同步整流的控制相对容易一些。但是，在图2的隔离型的开关电路中，对于同步整流开关管Ms的控制中，难以准确实时的获得主开关管Mp的开关信号，因此，容易发生同步整流管Ms和主开关管Mp同时导通的现象，或者是同步整流管Ms只在部分续流阶段导通，导致系统效率不高。

另外，由于同步整流开关管应用在大电流系统，所以同步整流开关管的面积大且栅极寄生电容较大。驱动同步整流开关管本身也会带来驱动损耗，这在轻载时这种弊端比较显著。

目前的同步整流控制方式有一种固定阈值电压关断模式，且同步整流开关管的开通和关断延时较长，造成电流关断时机不合适，使系统效率提高较少。在电流连续状态下，同步整流开关管的关断延时会导致功率开关管与同步整流开关管同时导通的情况发生，从而导致变压器饱和等现象，会造成效率降低或导致电源系统损坏。

针对以上问题，有人提出一种分段控制方法，在接近关断时刻先降低驱动同步整流开关管的栅极电压，使关断更快。带来的好处是，防止没有及时关断引起的初级、次级开关管同时导通的问题，引起的新问题是，如果没有精细控制，过早降低栅极电压关断整流开关管或者使其进入线性放大区，导通损耗会加大。

另外，为了很好的降低导通损耗，同步整流开关管所选取的MOSFET的导通阻抗R_DSON应该尽量的低，当较低导通阻抗的MOSFET，在同样耐压及晶圆尺寸下，通常有较大的开门极开通电荷Qg，这就意味着，尤其是在次级连续电流模式下，精确快速关断此MOSFET将变得更加困难。

因此，目前的同步整流管的同步整流控制是一个挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种优化分段及关键阈值反馈同步整流控制电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：