CN102723856B - 一种同步整流控制电路以及应用其的开关电源 - Google Patents

一种同步整流控制电路以及应用其的开关电源 Download PDF

Info

Publication number
CN102723856B
CN102723856B CN201210230736.9A CN201210230736A CN102723856B CN 102723856 B CN102723856 B CN 102723856B CN 201210230736 A CN201210230736 A CN 201210230736A CN 102723856 B CN102723856 B CN 102723856B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
control
circuit
former limit
switch pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210230736.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102723856A (zh
Inventor
邓建
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Silergy Semiconductor Technology Ltd
Original Assignee
Hangzhou Silergy Semiconductor Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Silergy Semiconductor Technology Ltd filed Critical Hangzhou Silergy Semiconductor Technology Ltd
Priority to CN201210230736.9A priority Critical patent/CN102723856B/zh
Publication of CN102723856A publication Critical patent/CN102723856A/zh
Priority to US13/897,966 priority patent/US9246394B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN102723856B publication Critical patent/CN102723856B/zh
Priority to US14/957,341 priority patent/US10044283B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33592—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer having a synchronous rectifier circuit or a synchronous freewheeling circuit at the secondary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

依据本发明的一种同步整流控制电路以及应用其的开关电源，在原边功率开关管的导通区间内即能判断出同一开关周期内同步整流开关管的导通时间是否满足最小导通时间要求，并据此控制该开关周期内同步整流开关管是否导通，从而彻底杜绝了副边负电流的出现，节省电能，大大提高了整个电源电路的转换效率。

Description

一种同步整流控制电路以及应用其的开关电源
技术领域
本发明涉及同步整流控制领域，更具体的说，涉及一种同步整流控制电路以及应用其的开关电源。
背景技术
反激变换器由于其电路简单、输入输出电压隔离、成本低、空间要求少等优点而得到了广泛的应用，但是当其输出电流较大、输出电压较低时，传统反激变换器的次级整流二极管通态损耗和反向恢复损耗大，效率较低，因此采用同步整流技术，采用通态电阻极低的MOSFET功率管来取代整流二极管，能够很好提高整个变换器的转换效率。通常采用的同步整流控制方法如图1所示：当所述反激式变换器的原边侧关断时，检测到所述同步整流管的漏源电压信号Vds发生陡降，在其降至零伏电压以下一定电位，通常为数百毫伏，达到阈值VH1时，所述同步整流管的控制信号Gate为高电平控制其导通；在所述漏源电压信号Vds逐渐由负电压向零伏电压上升的过程中，当其电位达到设定的关断阈值VH2时，则信号Gate变为低电平以控制所述同步整流管关断。
为了防止所述漏源电压信号Vds陡降至阈值VH1后发生振荡从而导致所述同步整流管的误关断，因此设定一最小导通时间Tmin.on。由此带来的问题是：当所述漏源电压信号Vds达到设定的关断阈值时，如果不满足最小导通时间条件，所述同步整流管仍会保持导通，如图中t1时刻到t2时刻的周期内，由于原边传输的电能有限，导致副边电流Is在最小导通时间内下降至负值，负电流的出现会造成整个电路的转换效率下降。
目前常用的解决方法为控制所述同步整流管在出现负电流的下一个开关周期内关断，即图中t2时刻到t3时刻的周期中无Gate信号，所述同步整流管保持关断。虽然这种方法能够防止副边继续出现负电流，但可以看出由于控制所述同步整流管的关断是在出现负电流的下个开关周期，因此副边电流Is的波形中存在的负电流不可能完全消失。
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以及应用其的开关电源，以解决现有技术中为满足同步整流开关管的最小导通时间导致出现副边负电流的问题。
依据本发明一实施例的一种同步整流控制电路，应用于一反激式变换器中，包括，
第一控制电路，接收所述反激式变换器的同步整流开关管的漏源电压信号和所述反激式变换器的输出电压，并根据所述反激式变换器的原边功率开关管的导通时间，产生第一控制信号；所述第一控制信号与所述原边功率开关管的导通时间和所述反激式变换器的原边输入电压成正比例关系；
第二控制电路，接收所述漏源电压信号以产生第二控制信号；
在所述原边功率开关管关断时刻所述第一控制信号大于阈值信号时，在所述原边功率开关管再次导通前，所述第二控制信号控制所述同步整流开关管的开关动作；
在所述原边功率开关管关断时刻所述第一控制信号小于阈值信号时，在所述原边功率开关管再次导通前，所述同步整流开关管不动作；
其中，所述阈值信号的数值为所述同步整流开关管的最小导通时间对应的第一控制信号的数值。
进一步的，所述第一控制电路包括一使能信号发生电路，用以根据所述第一控制信号和所述阈值信号产生一使能信号；
所述使能信号有效时，所述第二控制信号控制所述同步整流开关管的开关动作；
所述使能信号无效时，所述同步整流开关管不动作。
进一步的，所述使能信号发生电路包括比较电路，时钟信号发生电路和触发电路；
所述比较电路用以比较所述第一控制信号和所述阈值信号以输出一比较信号；
所述时钟信号发生电路接收所述漏源电压信号和所述输出电压，以输出一时钟信号；
所述触发电路接收所述时钟信号和比较信号，在所述时钟信号的上升沿时刻输出所述比较信号作为所述使能信号。
进一步的，所述第一控制电路包括一斜坡信号发生电路，所述斜坡信号发生电路接收所述漏源电压信号、所述输出电压以及所述时钟信号，据此产生一斜坡信号作为所述第一控制信号。
优选的，所述斜坡信号发生电路包括由电压控制电流源和第一电容组成的充电电路和第一开关管；
所述电压控制电流源的输入电压为所述漏源电压信号和所述输出电压的差值，其输出电流与其输入电压成比例关系；
所述时钟信号控制所述第一开关管的开关动作，以控制所述充电电路的充放电动作；所述第一电容电压为所述第一控制信号。
优选的，所述时钟信号经过一延时电路处理后控制所述第一开关管的开关动作。
进一步的，所述比较电路包括一第一比较器，其同相输入端接收所述斜坡信号，反相输入端接收所述阈值信号，输出端输出所述比较信号。
进一步的，所述时钟信号发生电路包括第二比较器，其同相输入端接收所述输出电压信号，反相输入端接收所述漏源电压信号，输出端输出所述时钟信号。
依据本发明一实施例的一种开关电源，包括前述的任一项同步整流控制电路，并进一步包括：
变压器，其具有原边绕组和副边绕组，用以将接收的输入电源向副边侧传递；
原边功率开关管，其与所述原边绕组串联，用以控制所述原边绕组接收所述输入电源的电能；
原边控制电路，用以控制所述原边功率开关管的开关动作；
同步整流开关管，其与所述副边绕组串联，所述同步整流控制电路控制其开关动作以将副边侧接收的电能转换为一定的输出电压。
优选的，所述开关电源的工作方式包括电流连续模式、电流断续模式或准谐振模式。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，依据本发明的同步整流控制电路，在原边功率开关管的导通区间内即能判断出同一开关周期内同步整流开关管的导通时间是否满足最小导通时间要求，并据此控制该开关周期内同步整流开关管是否导通，从而彻底杜绝了副边负电流的出现，节省电能，大大提高了整个电源电路的转换效率。
附图说明
图1所示为现有的一种同步整流控制方法的示意图；
图2所示为图1中的同步整流控制方法的工作波形图；
图3所示为依据本发明的一种同步整流控制电路的第一实施例的电路图；
图4所示为依据本发明的一种同步整流控制电路的第二实施例的电路图；
图5所示为图4所示实施例工作在QR模式下的工作波形图；
图6所示为图4所示实施例工作在CCM模式下的工作波形图；
图7所示为图4所示实施例工作在DCM模式下的工作波形图；
图8所示为依据本发明一实施例的开关电源的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
参考图3，所示为依据本发明的一种同步整流控制电路的第一实施例的电路图。所述同步整流控制电路应用于一反激式变换器，以控制同步整流开关管SR的开关动作，其包括第一控制电路和第二控制电路；其中，
所述第一控制电路，接收所述反激式变换器的同步整流开关管的漏源电压信号Vds和所述反激式变换器的输出电压Vo，并根据所述反激式变换器的原边功率开关管SM的导通时间，产生第一控制信号；所述第一控制信号Vramp与所述原边功率开关管SM的导通时间和所述反激式变换器的原边输入电压Vin成正比例关系；
所述第二控制电路，接收所述漏源电压信号Vds和以产生第二控制信号Gate；
在所述原边功率开关管SM关断时刻所述第一控制信号大于阈值信号Vth时，在所述原边功率开关管SM再次导通前，所述第二控制信号Gate控制所述同步整流开关管SR的开关动作；
在所述原边功率开关管SM关断时刻所述第一控制信号小于阈值信号Vth时，在所述原边功率开关管SM再次导通前，所述同步整流开关管SR不动作；
其中，所述阈值信号Vth的数值为所述同步整流开关管的最小导通时间对应的第一控制信号的数值。
本实施例中，所述第一控制电路具体包括一斜坡信号发生电路301和使能信号发生电路302。
所述斜坡信号发生电路301接收所述漏源电压信号Vds、所述输出电压Vo以及时钟信号CLK，据此产生一与原边功率开关管SM的导通时间和所述反激式变换器的原边输入电压Vin成正比例关系的斜坡信号Vramp作为所述第一控制信号。
所述使能信号发生电路302用以根据所述第一控制信号Vramp和所述阈值信号Vth产生一使能信号EN；所述使能信号EN的状态决定了所述第二控制信号Gate能否控制所述同步整流开关管SR的开关动作。
在所述原边功率开关管SM关断时刻所述第一控制信号Vramp大于阈值信号Vth时，在所述原边功率开关管SM再次导通前，所述使能信号EN必须为有效状态，才能保证所述第二控制信号Gate能够控制所述同步整流开关管SR的开关动作；
在所述原边功率开关管SM关断时刻所述第一控制信号Vramp小于阈值信号Vth时，在所述原边功率开关管SM再次导通前，所述使能信号EN必须为无效状态，以保证所述同步整流开关管SR不动作。
为实现以上功能，所述使能信号发生电路302包括比较电路303、时钟信号发生电路304和触发电路305；其中
所述比较电路303用以比较所述第一控制信号和所述阈值信号Vth以输出一比较信号；
所述时钟信号发生电路304接收所述漏源电压信号Vds和所述输出电压Vo，以输出所述时钟信号CLK；
所述触发电路305接收所述时钟信号和比较信号，在所述时钟信号CLK的上升沿时刻输出所述比较信号作为所述使能信号EN。
由以上可以看出，依据本发明的同步整流控制电路，在原边功率开关管SM导通区间内即能判断出同一开关周期内同步整流开关管SR的导通时间是否满足最小导通时间要求，并根据判读的结果控制该开关周期内同步整流开关管能否导通，从而彻底杜绝了副边负电流的出现，节省电能，大大提高了整个电源电路的转换效率。其中所述第二控制电路的实现可以为任何合适的电路结构，均在本发明的保护范围之内，也可以采用背景技术中所介绍的Gate信号的产生方法，在此不再赘述。
参考图4，所示为依据本发明的一种同步整流控制电路的第二实施例的电路图；其在图3所示实施例的基础上详细介绍了斜坡信号发生电路301和使能信号发生电路302中各部分电路的实现方法和工作原理。其中：
所述斜坡信号发生电路301具体包括由电压控制电流源和第一电容C1组成的充电电路和第一开关管S1；
所述电压控制电流源的输入电压为所述漏源电压信号Vds和所述输出电压信号Vo的差值，其输出电流与其输入电压成比例关系；
所述时钟信号CLK控制所述第一开关管S1的开关动作，以控制所述充电电路的充放电动作，所述第一电容C1两端的电压Vramp（斜坡信号）作为所述第一控制信号。
所述使能信号发生电路302中的比较电路303包括一第一比较器401，其同相输入端接收所述第一控制信号(斜坡信号Vramp)，反相输入端接收所述阈值信号Vth，输出端输出所述比较信号。
所述时钟信号发生电路304包括第二比较器402，其同相输入端接收所述输出电压信号Vo，反相输入端接收所述漏源电压信号Vds，输出端输出所述时钟信号CLK。
所述触发电路305包括一D触发器，其中D输入端接收所述比较信号，由时钟信号CLK控制比较信号的输出时刻，以得到所述使能信号EN。
由图中可以看出：当所述时钟信号CLK跳变为高电平时，第一开关管S1导通，所述第一比较器401接收的斜坡信号Vramp立刻被拉低，为了防止此时第一比较器401来不及发生跳变其输出结果即由D触发器输出，所述时钟信号CLK经过一延时电路DLY处理后再控制所述第一开关管S1的开关动作。
依据本发明的同步整流控制电路所应用的场合可以为电流连续模式（CCM）、电流断续模式（DCM）或准谐振（QR）模式，在本实施例中以准谐振模式为例，参照图5所示的工作波形图具体说明其工作原理。
在此用k表示所述电压控制电流源的输出电流与输入电压的比例关系，则其输出电流I由下式表示：
I=k(Vds-Vo)                        （1）
其中在原边功率开关管SM导通期间，所述漏源电压信号
Figure BDA00001840266300071
其中n为反激式变换器中原边和副边的匝数比；可以得到下式：
Vin=n(Vds-Vo)                    （2）
而通过对以上式（1）和式（2）的推导可知：对第一电容C1充电的电流值I与所述原边输入电压Vin成一定的比例关系。
而从电路关系以及工作波形图中可以明显的看出，当所述原边功率开关管SM导通时，所述漏源电压信号Vds大于所述输出电压信号Vo，所述第二比较器402输出的所述时钟信号CLK为低电平，经过一段延迟时间后控制所述第一开关管S1关断，所述电压控制电流源的输出电流I开始对第一电容C1进行充电，因此所述第一电容C1的充电时间近似为原边功率开关管SM的导通时间ton，相应的，所述斜坡信号Vramp由式（3）表示，即所述斜坡信号Vramp（第一控制信号）表征了所述原边输入电压Vin与原边功率开关管SM的导通时间ton的乘积：
V ramp = k ( V ds - V o ) ton C 1 - - - ( 3 )
而当所述原边功率开关管SM导通时，原边的电流峰值其中Lm为等效的原边激磁电感；而副边电流峰值则可以表示为如下式所示：
I s - pk = n × I p - pk = n × V in × t on L m = V in n × t on L m n 2 - - - ( 4 )
可以推导出副边同步整流开关管SR的导通时间T的表达式为：
T = I s - pk L m n 2 V o = V in t on n V o - - - ( 5 )
由此可以推导出副边同步整流开关管SR的导通时间T与所述原边输入电压Vin与原边功率开关管SM的导通时间ton的乘积有一定的比例关系。由式（3）和式（5）可以看出所述斜坡信号Vramp（第一控制信号）表征了所述同步整流开关管SR的导通时间T。而将所述阈值信号Vth设置为所述同步整流开关管的最小导通时间对应的第一控制信号的数值。
由以上可以看出在所述原边功率开关管关断时刻，通过比较所述斜坡信号Vramp（第一控制信号）与所述阈值信号Vth，能够判断出在所述原边功率开关管再次导通前，如果开通所述同步整流开关管是否会出现负电流。
从图5中可以看出：在t0时刻至t1时刻的一个开关周期内，在原边功率开关管SM关断时刻，所述斜坡信号Vramp（第一控制信号）上升至大于所述阈值信号Vth，表明此开关周期中，如果控制所述同步整流开关管SR导通，其导通时间大于所述最小导通时间，即当原边功率开关管SM关断，所述副边电流Is将不会降为负电流，因此在原边功率开关管SM关断时刻，所述漏源电压信号Vds陡降至小于所述输出电压信号Vo，此时所述时钟信号CLK出现上升沿，所述第一比较器401的输出为高电平信号，所述D触发器将其输出作为所述使能信号EN。因此在这个开关周期内，由于使能信号EN的作用，所述第二控制信号Gate控制所述同步整流开关管导通。
而在t1时刻至t2时刻的开关周期内，在原边功率开关管SM的关断时刻，所述斜坡信号Vramp（第一控制信号）并未上升至所述阈值信号Vth，表明这个开关周期中，如果控制所述同步整流开关管SR导通，其导通时间将小于所述最小导通时间，副边将出现负电流。因此所述第一比较器401的输出时钟为低电平信号，相应的所述使能信号EN始终为低电平，控制所述同步整流开关管SR保持关断，所述副边电流Is由于所述同步整流开挂管的等效二极管的续流作用下降至零，彻底的杜绝了负电流的产生。从t2时刻至t3时刻的开关周期内同样如此。
由图4所示实施例可以看出，依据本发明的同步整流控制电路，控制电容的充电电流随所述漏源电压信号Vds与输出电压信号Vo的差值变化，而充电时间近似为原边功率开关管SM的导通时间，继而得到一与所述原边功率开关管的导通时间和所述反激式变换器的原边输入电压成正比例关系的斜坡信号作为第一控制信号，其与最小导通时间对应的阈值信号的比较，利用其比较结果决定此开关周期内是否使能第二控制信号，从而从根本上消除了负电流的产生，提高了电路的转换效率。
在这里需要说明的是：在该实施例中分别给出了斜坡信号发生电路和使能信号发生电路中各个部分的一种具体的实现方式。本领域技术人员可以得知，本发明并不局限于上述公开的实施方式，其他基于本发明原理的合适形式的电路结构同样适用于本发明的实施例。另外，依据本发明的同步整流控制电路并没有特别限定反激式变换器的应用场合和工作方式。当依据本发明的同步整流控制电路的工作方式为电流连续模式（CCM）或电流断续模式（DCM）时，其工作波形图如图6和图7所示，其工作原理与上述实施例类似，在此不再重复描述。
参考图8，所示为依据本发明一实施例的开关电源的电路图，所述开关电源包括：
变压器，其具有原边绕组和副边绕组，用以将接收的输入电源Vin向副边侧传递；
原边功率开关管SM，其与所述原边绕组串联，用以控制所述原边绕组接收所述输入电源Vin的电能；
原边控制电路，用以控制所述原边功率开关管SM的开关动作；
同步整流开关管SR，其与所述副边绕组串联；
所述同步整流控制电路控制所述同步整流开关管SR的开关动作以将接收的电能转换为一定的输出电压Vo；其实现可以为依据本发明的任一同步整流控制电路。
依据本发明的开关电源的工作方式包括电流连续模式（CCM）、电流断续模式（DCM）或准谐振模式（QR）。
以上对依据本发明的优选实施例的交流-直流电压转换电路进行了描述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本领域技术人员在本发明实施例公开的电路的基础上所做的相关的改进、多个实施例的结合，以及采用其他技术、电路布局或元件而实现的相同功能的电路结构，也在本发明实施例的保护范围之内。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种同步整流控制电路，应用于一反激式变换器中，其特征在于，包括，
第一控制电路，接收所述反激式变换器的同步整流开关管的漏源电压信号和所述反激式变换器的输出电压，并根据所述反激式变换器的原边功率开关管的导通时间，产生第一控制信号；所述第一控制信号与所述原边功率开关管的导通时间和所述反激式变换器的原边输入电压成正比例关系；
第二控制电路，接收所述漏源电压信号以产生第二控制信号；
在所述原边功率开关管关断时刻所述第一控制信号大于阈值信号时，在所述原边功率开关管再次导通前，所述第二控制信号控制所述同步整流开关管的开关动作；
在所述原边功率开关管关断时刻所述第一控制信号小于阈值信号时，在所述原边功率开关管再次导通前，所述同步整流开关管不动作；
其中，所述阈值信号的数值为所述同步整流开关管的最小导通时间对应的第一控制信号的数值。
2.根据权利要求1所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述第一控制电路包括一使能信号发生电路，用以根据所述第一控制信号和所述阈值信号产生一使能信号；
所述使能信号有效时，所述第二控制信号控制所述同步整流开关管的开关动作；
所述使能信号无效时，所述同步整流开关管不动作。
3.根据权利要求2所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述使能信号发生电路包括比较电路，时钟信号发生电路和触发电路；
所述比较电路用以比较所述第一控制信号和所述阈值信号以输出一比较信号；
所述时钟信号发生电路接收所述漏源电压信号和所述输出电压，以输出一时钟信号；
所述触发电路接收所述时钟信号和比较信号，在所述时钟信号的上升沿时刻输出所述比较信号作为所述使能信号。
4.根据权利要求3所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述第一控制电路包括一斜坡信号发生电路，所述斜坡信号发生电路接收所述漏源电压信号、所述输出电压以及所述时钟信号，据此产生一斜坡信号作为所述第一控制信号。
5.根据权利要求4所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述斜坡信号发生电路包括由电压控制电流源和第一电容组成的充电电路和第一开关管；
所述电压控制电流源的输入电压为所述漏源电压信号和所述输出电压的差值，其输出电流与其输入电压成比例关系；
所述时钟信号控制所述第一开关管的开关动作，以控制所述充电电路的充放电动作；所述第一电容电压为所述第一控制信号。
6.根据权利要求5所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述时钟信号经过一延时电路处理后控制所述第一开关管的开关动作。
7.根据权利要求4所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述比较电路包括一第一比较器，其同相输入端接收所述斜坡信号，反相输入端接收所述阈值信号，输出端输出所述比较信号。
8.根据权利要求3所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述时钟信号发生电路包括第二比较器，其同相输入端接收所述输出电压，反相输入端接收所述漏源电压信号，输出端输出所述时钟信号。
9.一种开关电源，其特征在于：包括权利要求1-8所述的任一项同步整流控制电路，并进一步包括：
变压器，其具有原边绕组和副边绕组，用以将接收的输入电源向副边侧传递；
原边功率开关管，其与所述原边绕组串联，用以控制所述原边绕组接收所述输入电源的电能；
原边控制电路，用以控制所述原边功率开关管的开关动作；
同步整流开关管，其与所述副边绕组串联，所述同步整流控制电路控制其开关动作以将副边侧接收的电能转换为一定的输出电压。
10.根据权利要求9所述的开关电源，其特征在于：所述开关电源的工作方式包括电流连续模式、电流断续模式或准谐振模式。
CN201210230736.9A 2012-07-02 2012-07-02 一种同步整流控制电路以及应用其的开关电源 Active CN102723856B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210230736.9A CN102723856B (zh) 2012-07-02 2012-07-02 一种同步整流控制电路以及应用其的开关电源
US13/897,966 US9246394B2 (en) 2012-07-02 2013-05-20 Synchronous rectification control circuit and power supply thereof
US14/957,341 US10044283B2 (en) 2012-07-02 2015-12-02 Synchronous rectification control circuit and power supply thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210230736.9A CN102723856B (zh) 2012-07-02 2012-07-02 一种同步整流控制电路以及应用其的开关电源

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102723856A CN102723856A (zh) 2012-10-10
CN102723856B true CN102723856B (zh) 2014-06-25

Family

ID=46949546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210230736.9A Active CN102723856B (zh) 2012-07-02 2012-07-02 一种同步整流控制电路以及应用其的开关电源

Country Status (2)

Country Link
US (2) US9246394B2 (zh)
CN (1) CN102723856B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9729049B2 (en) 2014-07-01 2017-08-08 Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou) Ltd. Supply voltage generating circuit and switching power supply

Families Citing this family (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103378751B (zh) 2012-04-12 2015-04-01 昂宝电子（上海）有限公司 用于开关反激式电源变换***的***和方法
US9595874B2 (en) 2012-04-12 2017-03-14 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for regulating power conversion systems with output detection and synchronized rectifying mechanisms
CN104393763B (zh) * 2014-12-04 2017-05-03 昂宝电子（上海）有限公司 用于调节电源变换***的***和方法
US9413246B2 (en) 2012-04-12 2016-08-09 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for regulating power conversion systems with output detection and synchronized rectifying mechanisms
US10622902B2 (en) 2012-04-12 2020-04-14 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for regulating power conversion systems with output detection and synchronized rectifying mechanisms
CN102882377B (zh) * 2012-09-20 2014-11-05 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种同步整流控制方法及其同步整流控制电路
US9374011B2 (en) 2013-01-22 2016-06-21 Power Integrations, Inc. Secondary controller for use in synchronous flyback converter
JP6131084B2 (ja) * 2013-03-29 2017-05-17 ローム株式会社 昇圧ｄｃ／ｄｃコンバータの制御回路、制御方法ならびにそれを用いたｄｃ／ｄｃコンバータおよび電子機器、車両
CN103219901B (zh) 2013-04-19 2015-12-09 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 Ac/dc变换器控制电路以及应用其的ac/dc变换器
CN103269163B (zh) * 2013-06-03 2015-08-12 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 隔离式电源电路及其控制信号传输电路及方法
CN103501112B (zh) * 2013-10-12 2016-08-17 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 同步整流控制方法与控制电路以及开关型电压调节器
CN103746566B (zh) * 2014-01-21 2016-09-07 成都芯源***有限公司 原边控制的开关电源及其控制方法
TWI514741B (zh) * 2014-01-27 2015-12-21 Leadtrend Tech Corp 可提供可程式化之停滯時間的同步整流控制方法以及同步整流控制器
EP2916445B1 (en) * 2014-03-03 2018-09-05 Nxp B.V. A method for controlling a SMPC having a synchronous rectification switch, a SMPC and a controller therefor
CN104009638B (zh) * 2014-06-09 2016-08-24 深圳市华星光电技术有限公司 一种用于调整输出电压的电路及方法
US9742288B2 (en) * 2014-10-21 2017-08-22 Power Integrations, Inc. Output-side controller with switching request at relaxation ring extremum
EP3018614A1 (en) * 2014-11-05 2016-05-11 Funai Electric Co., Ltd. Image reading device and image reading method
US9473033B2 (en) * 2014-12-08 2016-10-18 Dialog Semiconductor, Inc. Programming of a two terminal device
CN104410252B (zh) 2014-12-11 2017-09-01 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 源极驱动电路及其控制方法
CN104393761B (zh) 2014-12-15 2017-03-01 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 控制电路、集成电路和应用其的开关型变换器
JP6498432B2 (ja) 2014-12-17 2019-04-10 ローム株式会社 絶縁同期整流型ｄｃ／ｄｃコンバータ、同期整流コントローラ、それを用いた電源装置、電源アダプタおよび電子機器、同期整流トランジスタの制御方法
JP6563651B2 (ja) * 2014-12-24 2019-08-21 ローム株式会社 絶縁同期整流型ｄｃ／ｄｃコンバータ、同期整流コントローラ、それを用いた電源装置、電源アダプタおよび電子機器
US10116222B2 (en) 2015-02-06 2018-10-30 Texas Instruments Incorporated Soft switching flyback converter with primary control
CN106033929B (zh) * 2015-03-16 2018-11-02 台达电子工业股份有限公司 一种功率转换器及其控制方法
CN104767372B (zh) 2015-04-24 2017-12-19 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 控制电路、控制方法和应用其的反激式变换器
CN104913713A (zh) * 2015-05-18 2015-09-16 西安建筑科技大学 一种基于lvdt的信号调理***及方法
CN104836421B (zh) 2015-05-19 2017-12-05 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种开关电源的供电电路和供电方法
US9906151B2 (en) * 2015-08-25 2018-02-27 Dialog Semiconductor Inc. Minimum off-time adaptive to timing fault conditions for synchronous rectifier control
CN105245094B (zh) * 2015-11-13 2018-06-19 航天科工惯性技术有限公司 一种反激同步整流控制方法
CN107276434B (zh) 2016-04-18 2019-08-13 南京矽力杰半导体技术有限公司 同步整流电路及其控制方法
CN106026703B (zh) 2016-05-23 2018-07-13 昂宝电子（上海）有限公司 具有用于同步整流控制器的预测机制的***和方法
CN105978341B (zh) * 2016-06-01 2019-03-19 西安矽力杰半导体技术有限公司 副边控制电路、控制方法及应用其的反激式变换器
CN106160709B (zh) 2016-07-29 2019-08-13 昂宝电子（上海）有限公司 减少功率变换***中的开关损耗的***和方法
CN106374751B (zh) * 2016-10-31 2019-02-01 陕西亚成微电子股份有限公司 一种同步整流控制芯片
CN106787831A (zh) * 2016-11-23 2017-05-31 杰华特微电子（杭州）有限公司 一种开关变换电路及其控制方法
CN108155799B (zh) * 2016-12-06 2020-09-11 台达电子企业管理（上海）有限公司 用于反激变换器电路的控制方法及控制装置
US10079548B2 (en) * 2017-01-23 2018-09-18 Dialog Semiconductor Inc. Synchronous rectifier control with adaptive minimum off-time
CN106817031B (zh) 2017-02-24 2019-05-28 昂宝电子（上海）有限公司 具有对于同步整流控制器的定时控制的***和方法
CN108696132A (zh) * 2017-04-10 2018-10-23 台达电子企业管理（上海）有限公司 控制装置及控制方法
US10177645B2 (en) * 2017-06-12 2019-01-08 Semiconductor Components Industries, Llc Synchronous rectifier turn-on enable
US10158297B1 (en) * 2017-06-20 2018-12-18 Infineon Technologies Austria Ag Synchronous rectification control for flyback converter
US20190089262A1 (en) 2017-09-19 2019-03-21 Texas Instruments Incorporated Isolated dc-dc converter
US10432102B2 (en) 2017-09-22 2019-10-01 Texas Instruments Incorporated Isolated phase shifted DC to DC converter with secondary side regulation and sense coil to reconstruct primary phase
US10122367B1 (en) 2017-09-22 2018-11-06 Texas Instruments Incorporated Isolated phase shifted DC to DC converter with frequency synthesizer to reconstruct primary clock
US10566904B2 (en) 2017-10-16 2020-02-18 Texas Instruments Incorporated Multimode PWM converter with smooth mode transition
CN107979289A (zh) * 2017-11-27 2018-05-01 成都芯源***有限公司 一种同步整流的开关电源电路及其控制方法
CN111466072A (zh) * 2017-12-20 2020-07-28 索尼公司 同步整流控制电路、控制方法、电源***、电子装置、电动车辆和电力***
US10574147B2 (en) * 2018-01-16 2020-02-25 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus for zero voltage switching using flyback converters
JP7048326B2 (ja) * 2018-01-17 2022-04-05 ローム株式会社 絶縁同期整流型ｄｃ／ｄｃコンバータ
CN110086324B (zh) * 2018-01-25 2021-05-28 立锜科技股份有限公司 切换式电源转换电路及其中的控制电路
CN108183617B (zh) * 2018-02-06 2020-06-19 北京航天发射技术研究所 一种同步整流控制方法及控制装置
US10218284B1 (en) * 2018-05-24 2019-02-26 Astec International Limited DC-DC power converters including a valley skipping mode and methods of operating DC-DC power converters
CN110557035B (zh) * 2018-05-31 2021-07-13 通嘉科技股份有限公司 应用于电源转换器的二次侧的同步整流器及其操作方法
CN108847774B (zh) * 2018-06-21 2020-12-08 成都芯源***有限公司 用于驱动同步整流器的驱动电路和方法及其开关电源
CN108880266B (zh) * 2018-07-17 2024-03-12 富满微电子集团股份有限公司 同步整流电路、芯片及隔离型同步整流控制电路
US10642214B2 (en) * 2018-08-13 2020-05-05 Viavi Solutions Inc. Optical security device based on a surface of revolution
CN113489328B (zh) * 2018-11-08 2024-02-27 立锜科技股份有限公司 零电压切换控制电路与返驰式电源供应电路及其控制方法
CN109450256B (zh) * 2018-12-03 2020-12-01 昂宝电子（上海）有限公司 一种准谐振电源控制器
US11201554B2 (en) * 2019-02-28 2021-12-14 Richtek Technology Corporation Flyback power converter and ZVS control circuit and control method thereof
DE102019107225A1 (de) * 2019-03-21 2020-09-24 Tridonic Gmbh & Co. Kg Synchrone Sperrwandlerschaltung
US10756640B1 (en) * 2019-03-28 2020-08-25 Appulse Power Inc. Flyback converter with synchronous rectifier controller
CN110061612A (zh) * 2019-04-16 2019-07-26 杰华特微电子（杭州）有限公司 一种供电控制电路和方法
CN110380618A (zh) * 2019-07-05 2019-10-25 西安矽力杰半导体技术有限公司 开关状态控制方法、控制电路及反激式变换器
CN113179006B (zh) * 2019-11-08 2023-10-27 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 零电压开通控制电路、方法及应用其的开关电源
CN111064366B (zh) * 2019-12-11 2021-03-09 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 控制电路和方法以及谐振变换模块
US11283343B2 (en) 2019-12-12 2022-03-22 Power Integrations, Inc. Extremum locator with measurement enable circuit
CN111146961B (zh) * 2020-01-20 2022-04-12 昂宝电子（上海）有限公司 用于控制同步整流***的控制电路及方法
CN111697838B (zh) 2020-05-29 2023-09-26 昂宝电子（上海）有限公司 同步整流控制电路、方法和开关电源***
CN111865090B (zh) * 2020-07-16 2022-01-04 北京卫星制造厂有限公司 一种基于原边电流采样的副边同步整流控制电路及方法
US11736022B2 (en) * 2020-07-29 2023-08-22 Infineon Technologies Austria Ag Power supply and winding switch control via an integrator voltage
CN112134465A (zh) * 2020-09-09 2020-12-25 深圳市必易微电子股份有限公司 同步整流控制电路及电压变换器
CN112134467A (zh) * 2020-09-27 2020-12-25 深圳市必易微电子股份有限公司 同步整流控制电路和电压变换器
CN112583275B (zh) * 2020-10-14 2023-02-17 深圳市必易微电子股份有限公司 一种反激式多路输出供电***及其控制电路和供电方法
CN112511009B (zh) * 2020-11-26 2021-11-09 杰华特微电子股份有限公司 同步整流控制电路、控制方法及反激式开关电源
CN113162440B (zh) * 2021-04-25 2022-11-25 深圳市力生美半导体股份有限公司 开关电源及其同步整流控制电路
CN113726165B (zh) * 2021-05-07 2024-01-23 杰华特微电子股份有限公司 反激变换器及反激变换器的控制方法
CN113193771B (zh) * 2021-06-30 2021-09-10 深圳英集芯科技股份有限公司 一种全桥同步整流电路的最小开启时间自适应电路及方法
CN114070066B (zh) * 2021-12-14 2024-05-14 杭州铂科电子有限公司 一种同步整流buck电路及其控制方法
CN114421566B (zh) * 2022-01-20 2023-06-20 瀚昕微电子(无锡)有限公司 充电管理电路以及包含其的充电电路
CN115642787A (zh) * 2022-09-21 2023-01-24 茂睿芯（深圳）科技有限公司 一种用于多输出同步降压变换器的控制方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102377357A (zh) * 2010-08-09 2012-03-14 尼克森微电子股份有限公司 同步整流控制器、电源转换电路及同步整流控制方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6069804A (en) * 1998-07-28 2000-05-30 Condor D.C. Power Supplies, Inc. Bi-directional dc-to-dc power converter
US6995991B1 (en) * 2004-07-20 2006-02-07 System General Corp. PWM controller for synchronous rectifier of flyback power converter
US7800351B2 (en) * 2008-03-24 2010-09-21 Active-Semi, Inc. High efficiency voltage regulator with auto power-save mode
US7688602B2 (en) * 2008-04-29 2010-03-30 Infineon Technologies Austria Ag Synchronous rectifier control circuit and method
CN101572485B (zh) * 2008-04-30 2012-06-06 杭州茂力半导体技术有限公司 用于副边同步整流管的智能驱动控制方法及装置
JP5115317B2 (ja) * 2008-05-12 2013-01-09 ミツミ電機株式会社 スイッチング電源装置
JP5091027B2 (ja) * 2008-06-25 2012-12-05 株式会社リコー スイッチングレギュレータ
WO2011116225A1 (en) * 2010-03-17 2011-09-22 Power Systems Technologies, Ltd. Control system for a power converter and method of operating the same
TWI401866B (zh) * 2010-07-20 2013-07-11 Niko Semiconductor Co Ltd 預測式同步整流控制器、具有該預測式同步整流控制器之交換式電源轉換電路以及其控制方法
CN102195492B (zh) * 2011-05-24 2014-04-16 成都芯源***有限公司 同步整流开关电源及其控制电路和控制方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102377357A (zh) * 2010-08-09 2012-03-14 尼克森微电子股份有限公司 同步整流控制器、电源转换电路及同步整流控制方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9729049B2 (en) 2014-07-01 2017-08-08 Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou) Ltd. Supply voltage generating circuit and switching power supply
US9966843B2 (en) 2014-07-01 2018-05-08 Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou) Ltd. Supply voltage generating method

Also Published As

Publication number Publication date
US9246394B2 (en) 2016-01-26
CN102723856A (zh) 2012-10-10
US20140003096A1 (en) 2014-01-02
US20160087546A1 (en) 2016-03-24
US10044283B2 (en) 2018-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102723856B (zh) 一种同步整流控制电路以及应用其的开关电源
CN102969912B (zh) 控制和驱动电路及方法
CN103795260B (zh) 一种非互补反激有源钳位变换器
CN101257257B (zh) 离线同步切换调节器
CN103066855B (zh) 用于电源变换***中的零电压开关的***和方法
CN101154891B (zh) 谐振转换器及其同步整流驱动方法
CN101202511B (zh) 用于谐振功率转换器的同步整流电路
CN202435294U (zh) 一种脉冲宽度调制开关电源控制器及开关电源
CN104065275A (zh) 零电压开关的准谐振控制电路及控制方法及反激式变换器
CN102882377A (zh) 一种同步整流控制方法及其同步整流控制电路
CN103208934A (zh) 一种脉冲宽度调制开关电源控制器及开关电源
CN103326581A (zh) Llc谐振变换器、控制电路及驱动方法
CN101552560A (zh) 一种开关稳压电路及其控制方法
CN103929063A (zh) 一种原边反馈控制方法及原边反馈控制的隔离式变换器
CN103944402A (zh) 一种零电压开关的它激式推挽变换器的控制方法及变换器
CN102969874A (zh) 功率转换器的具有深度间歇省电模式的控制电路
CN103973138A (zh) 动态变频电源转换***
CN103944385A (zh) 一种超低静态功耗的控制电路、控制方法及开关型调节器
CN102170227B (zh) 一种自适应功率管调节电路及方法
CN107276393B (zh) 一种高压电源电路
CN102170232B (zh) 一种自驱动有源缓冲器和反激式开关电源
CN1862935B (zh) 输出功率补偿的方法及切换式控制装置
CN113541501B (zh) 一种反激式开关电源及提高其转换效率的控制方法、电路
CN103475198B (zh) 适用于双管软开关变换器的定导通时间模式反馈控制电路
CN103944426A (zh) 一种同步整流实现方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 310051 No. 6 Lianhui Street, Xixing Street, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Patentee after: Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou ) Co., Ltd.

Address before: 310012 Wensanlu Road, Hangzhou Province, No. 90 East Software Park, science and technology building A1501

Patentee before: Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou ) Co., Ltd.

CP02 Change in the address of a patent holder