CN206602454U - 使同步整流电路中整流管软启动的电路、模块及其电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种使同步整流电路中整流管软启动的电路，包括第一受控开关、第二受控开关和第一控制回路；所述第一受控开关和第二受控开关的两个开关端分别串接在同步整流电路中的两个整流管的驱动信号输入回路上；所述第一受控开关和第二受控开关的控制端并联连接在所述第一控制回路的控制信号输出端上；所述第一控制回路的输入端输入所述同步整流电路的整流管的驱动信号，使所述第一受控开关的开关端之间的等效电阻随所述同步整流电路的驱动信号存在的时间长度的增加而变小。本实用新型还涉及一种使用上述电路的模块及其电源。实施本实用新型的使同步整流电路中整流管软启动的电路、模块及其电源，具有以下有益效果：其使用灵活、成本较低。

Description

使同步整流电路中整流管软启动的电路、模块及其电源

技术领域

本实用新型涉及电源领域，更具体地说，涉及一种使同步整流电路中整流管软启动的电路、模块及其电源。

背景技术

在现有技术中，DCDC电源或ACDC电源都会涉及开关器件的控制，这些开关器件通常涉及斩波器和整流器等等。一般来讲，这些控制或驱动信号都是由一个集成电路产生并输出到相关功率器件的控制端的。同步整流也是这样的，同步整流电路中，其整流管的驱动信号由PWM芯片输出，控制整流管开关实现整流。在正激、半桥、全桥等拓扑中，使用同步整流电路时，同步整流管开通占空比与初级开关管占空比成互补关系，即当初级开关管占空比较小时，次级同步整流管开通占空比较大，当初级开关管占空比接近0时，次级同步整流管开通占空比接近100％。故当输出外接较大容性负载，或者外接电池时，若开机初始阶段输出有一定的偏置电压时，由于启动阶段初级开关管占空比由0开始缓慢展开，则次级同步整流管以接近100％占空比缓慢变小，则次级整流管由输出偏置的电压(相当于一个电压源)，输出电感，同步整流管形成一个放电回路，由于整流管此阶段保持较大占空导通，整流管流过较大的电流，容易导致整管损坏。由此可知传统同步整流电路不具备输出电压预偏置功能。若在同步整流电路用要具有预偏置功能，同步整流管必须实现软开通(软启动)。在现有技术中，实现同步整流管的软启动通常是使用带有软启动功能的PWM芯片实现的，这种实现的方法材料成本较高、使用不灵活。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述成本较高、使用不灵活的缺陷，提供一种成本较低、使用灵活的使同步整流电路中整流管软启动的电路、模块及其电源。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种使同步整流电路中整流管软启动的电路，包括第一受控开关、第二受控开关和第一控制回路；所述第一受控开关和第二受控开关分别包括两个开关端和一个控制端；所述第一受控开关和第二受控开关的两个开关端分别串接在同步整流电路中的两个整流管的驱动信号输入回路上；所述第一受控开关和第二受控开关的控制端并联连接在所述第一控制回路的控制信号输出端上；所述第一控制回路的输入端输入所述同步整流电路的整流管的驱动信号，并在该驱动信号作用下，输出控制信号到所述第一受控开关的控制端，使所述第一受控开关的开关端之间的等效电阻随所述同步整流电路的驱动信号存在的时间长度的增加而变小。

更进一步地，所述第一控制回路包括第一充放电回路、第三受控开关和第二充放电回路；所述第一充放电回路在所述驱动信号的作用下充电，使得所述第三受控开关由导通转为关闭，进而使得所述第二充放电回路开始充电，使得其输出到所述第一受控开关和第二受控开关由关闭转为导通。

更进一步地，所述第三受控开关包括一个控制端和两个开关端，其控制端与所述第一充放电回路连接，其两个开关端中的一个与电源输出端连接，另一个通过第一电阻连接到等电位。

更进一步地，所述第一充放电回路包括第一电容和第二电阻；所述第一电容和第二电阻并接在所述第三受控开关的控制端和等电位之间，所述第三受控开关的控制端与所述整流管的驱动信号输出端电连接。

更进一步地，所述第二充放电回路包括第二电容和第一电阻，所述第二电容并接在所述第三受控开关的两个开关端上。

更进一步地，所述两个整流管分别由两个独立端口输出的驱动信号驱动，两个驱动信号输出端分别通过一个二极管并联连接到所述第三受控开关的输入端。

更进一步地，所述二极管的阳极与所述驱动信号输出端连接，其阴极连接在所述第三受控开关的输入端。

更进一步地，所述第一受控开关、第二受控开关和第三受控开关均为P 沟道MOS场效应管。

本实用新型还涉及一种使同步整流电路中整流管软启动的模块，包括至少一个信号输入端和至少用于在一个整流管驱动信号输入回路上串接的两个输出端，所述模块内的电路为上述任意一项所述的电路。

本实用新型还涉及一种电源，包括同步整流电路，还包括连接在所述同步整流电路上的、如上述任意一项所述的使同步整流电路中整流管软启动的电路。

实施本实用新型的使同步整流电路中整流管软启动的电路、模块及其电源，具有以下有益效果：由于使用分离元件构成，所以可以和不具有同步整流软启动功能的控制芯片配合，进而实现同步整流的软启动，具有较低的材料成本；同时，可以视情况选择是否使用同步整流的软启动功能，不需要对主控芯片进行调整或改变，所以其使用灵活、成本较低。

附图说明

图1是本实用新型使同步整流电路中整流管软启动的电路、模块及其电源实施例的电路结构示意图；

图2是所述实施例中使同步整流电路中整流管软启动电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步说明。

如图1所示，在本实用新型的使同步整流电路中整流管软启动的电路、模块及其电源实施例中，使同步整流电路中整流管软启动的电路包括第一受控开关、第二受控开关和第一控制回路；所述第一受控开关和第二受控开关分别包括两个开关端和一个控制端；所述第一受控开关和第二受控开关的两个开关端分别串接在同步整流电路中的两个整流管的驱动信号输入回路上，即第一受控开关的两个开关端串接在一个整流管的驱动信号输入回路上，而第二受控开关的两个开关端串接在另外一个整流管的驱动信号输入回路上，上述受控开关的一个开关端连接在整流管的驱动信号输入端，另一个开关端连接在该驱动信号的输出端(PWM驱动芯片的端子)上；换句话说，在每个整流管的驱动信号输入回路上增加了一个受控开关，在驱动芯片输出的驱动信号不变的情况下，能够输送到整流管的驱动信号的大小，是由该受控开关的开关状态决定的；在该受控开关断开的情况下，驱动芯片输出的驱动信号不能到达上述整流管，而在上述受控开关接通的情况下，如果不考虑两个开关端之间的等效电阻，驱动芯片输出的驱动信号将会全部传输到整流管上；因此，在增加上述受控开关后，输送到的整流管上的驱动信号就变成可控的、受到该受控开关的两个开关端之间的等效电阻决定的；也就是说，控制该受控开关的状态，就能够控制施加到整流管上的驱动信号的大小。对于上述受控开关的控制而言，所述第一受控开关和第二受控开关的控制端并联连接在所述第一控制回路的控制信号输出端上；所述第一控制回路的输入端输入所述同步整流电路的整流管的驱动信号，并在该驱动信号作用下，输出控制信号到所述第一受控开关的控制端，使所述第一受控开关的开关端之间的等效电阻随所述同步整流电路的驱动信号存在的时间长度的增加而变小。也就是说，在本实施例中，PWM驱动芯片首先输出整流驱动信号，该驱动信号除了连接到上述第一受控开关和第二受控开关的开关端上外，还连接到上述第一控制回路的输入端上；开始时(例如，电路上电时)，由于上述驱动信号出现的时间短，所以在上述第一控制回路的控制下，上述第一受控开关和第二受控开关的两个开关端之间的等效电阻极大，上述驱动信号并不能马上传输到上述整流管上，随着上述驱动信号出现时间的增加，上述第一控制回路输出的控制信号逐渐减小，于是使得上述第一受控开关和第二受控开关的开关端之间的等效电阻逐渐减小，于是上述PWM驱动芯片输出的驱动信号传输早上述整流管上的信号量逐渐增加，于是上述整流管逐渐开始工作。当上述驱动信号存在一定时间后，上述第一受控开关和第二受控开关在上述第一控制回路的作用下，进入完全导通状态，于是PWM驱动芯片输出的驱动信号就能够完全传输到上述整流管上。值得一提的是，对于第一控制回路而言，当驱动信号存在一定时间(即开机时间达到一定时间)后，上述第一控制回路也进入稳定状态，其状态不会出现变化，导致上述第一受控开关和第二受控开关也不会出现变化，于是PWM驱动芯片输出的整流驱动信号通过完全导通的上述第一受控开关和第二受控开关完全施加到上述整流管上。此时，该电路不会对正常的整流带来任何影响。

在本实施例中，上述第一控制回路包括第一充放电回路、第三受控开关和第二充放电回路(请参见图1中的虚线框内的结构)；所述第一充放电回路在上述整流驱动信号的作用下充电，使得所述第三受控开关由导通转为关闭，进而使得所述第二充放电回路开始充电，使得其输出到所述第一受控开关和第二受控开关由关闭转为导通。换句话说，当上述整流驱动信号出现后，由于该信号通常是具有一定占空比的脉冲信号，所以该信号施加到上述第一充放电回路后，开始对该回路充电；而所述第三受控开关包括一个控制端和两个开关端，其控制端与所述第一充放电回路连接，其两个开关端中的一个与电源输出端连接，另一个通过第一电阻连接到等电位。当第一充放电回路开始充电时，上述第三受控开关是导通的，于是，电源电压直接施加在上述第一电阻(即图2 中的R2)上，该第一电阻不与等电位连接的一端的电压为电源电压，同时，该端上的电压被连接到上述第一受控开关和第二受控开关的控制端上，使得上述第一受控开关和第二受控开关处于断开状态。在本实施例中，请参见图2，所述第一充放电回路包括第一电容(C1)和第二电阻(R1)；所述第一电容和第二电阻并接在所述第三受控开关的控制端和等电位之间，所述第三受控开关的控制端与所述整流管的驱动信号输出端电连接。于是，整流驱动信号出现时，由于其为脉冲信号，所以该驱动信号开始对第一电容充电，在第一电容上的电荷积累到一定程度之前，第三受控开关的控制端上出现的是低电位，于是使得第三受控开关在电源电压的作用下导通，其两个开关端相当于短路，电源电压直接施加到上述第一电阻的一端，而该第一电阻的另外一端就是等电位(地)。由于所述第二充放电回路包括第二电容(C2)和第一电阻(R2)，所述第二电容并接在所述第三受控开关的两个开关端上。所以，在上述第三受控开关的两个开关端相当于短路的情况下，上述第二电容上不会有电流流过。也就是此时第二充放电回路并没有充电。而当第一充电回路充电一段时间后，上述第三受控开关的控制端变为高电平，第三受控开关截止或断开，于是，电源电压通过上述第二电容和第一电阻开始充电，上述第一电阻的一端电压下降，使得上述第一受控开关和第二受控开关开始导通。在本实施例中，所述第一受控开关、第二受控开关和第三受控开关均为P沟道MOS场效应管。

此外，在本实施例中，请参见图2，上述两个整流管分别由两个独立端口 (PWM驱动芯片的信号输出端)输出的驱动信号驱动，两个驱动信号输出端分别通过一个二极管(D1、D2)并联连接到所述第三受控开关的输入端。所述二极管的阳极分别与所述驱动信号输出端连接，其阴极分别连接在所述第三受控开关的输入端。

这样，在本实施例中，图2所示的电路能解决了同步整流电路在预偏置电压情况下同步整流软启动问题，避免同步整流管损坏。并且该由较少的分立器件组成，适用BUCK、正激、半桥、全桥等拓扑。

在图2中，由P型MOS管Q3、Q4、Q5，二级管D1、D2，电容C1、C2，电阻R1、R2组成上述使同步整流电路中整流管软启动的电路。整个电路的工作流程如下：当开机时，由于C1初始电压为0，只要电源电压VCC有足够电压，Q5导通，C2两端相当于短路状态，Q3、Q4的G极电压为VCC电压，则此时无论驱动IC VOA或VOB输出高、低电平，Q3、Q4为截止状态，整流管只能通过其体二极管导通。开机后，PWM驱动IC的驱动信号为C1充电，当C1两端电压达到一定值时Q5关闭，C2与R2形成一个充电回路，由VCC 充电，则Q3、Q4的G极电压缓慢变低，当低到一定程度(其G、S电压达到开通门槛电压)时Q3、Q4开始导通，由于此阶段Q3、Q4的Rds相对较大故在一个开关周期内整流管驱动电压较低，随着Q3，Q4的Rds缓慢变小，整流管驱动电压缓慢升高，则能实现同步整流管Rds缓慢变小的过程，从而达到防止输出端预偏置的能量迅速向整流管反灌导致其损坏的可能。

在本实施例中，还涉及一种使同步整流电路中整流管软启动的模块，包括至少一个信号输入端和至少用于在一个整流管驱动信号输入回路上串接的两个输出端，所述模块内的电路为上述的使同步整流电路中整流管软启动的电路。

在本实施例中，还涉及一种电源，包括同步整流电路，还包括连接在所述同步整流电路上的、如上述的使同步整流电路中整流管软启动的电路。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种使同步整流电路中整流管软启动的电路，其特征在于，包括第一受控开关、第二受控开关和第一控制回路；所述第一受控开关和第二受控开关分别包括两个开关端和一个控制端；所述第一受控开关和第二受控开关的两个开关端分别串接在同步整流电路中的两个整流管的驱动信号输入回路上；所述第一受控开关和第二受控开关的控制端并联连接在所述第一控制回路的控制信号输出端上；所述第一控制回路的输入端输入所述同步整流电路的整流管的驱动信号，并在该驱动信号作用下，输出控制信号到所述第一受控开关的控制端，使所述第一受控开关的开关端之间的等效电阻随所述同步整流电路的驱动信号存在的时间长度的增加而变小。

2.根据权利要求1所述的使同步整流电路中整流管软启动的电路，其特征在于，所述第一控制回路包括第一充放电回路、第三受控开关和第二充放电回路；所述第一充放电回路在所述驱动信号的作用下充电，使得所述第三受控开关由导通转为关闭，进而使得所述第二充放电回路开始充电，使得其输出到所述第一受控开关和第二受控开关由关闭转为导通。

3.根据权利要求2所述的使同步整流电路中整流管软启动的电路，其特征在于，所述第三受控开关包括一个控制端和两个开关端，其控制端与所述第一充放电回路连接，其两个开关端中的一个与电源输出端连接，另一个通过第一电阻连接到等电位。

4.根据权利要求3所述的使同步整流电路中整流管软启动的电路，其特征在于，所述第一充放电回路包括第一电容和第二电阻；所述第一电容和第二电阻并接在所述第三受控开关的控制端和等电位之间，所述第三受控开关的控制端与所述整流管的驱动信号输出端电连接。

5.根据权利要求4所述的使同步整流电路中整流管软启动的电路，其特征在于，所述第二充放电回路包括第二电容和第一电阻，所述第二电容并接在所述第三受控开关的两个开关端上。

6.根据权利要求5所述的使同步整流电路中整流管软启动的电路，其特征在于，所述两个整流管分别由两个独立端口输出的驱动信号驱动，两个驱动信号输出端分别通过一个二极管并联连接到所述第三受控开关的输入端。

7.根据权利要求6所述的使同步整流电路中整流管软启动的电路，其特征在于，所述二极管的阳极与所述驱动信号输出端连接，其阴极连接在所述第三受控开关的输入端。

8.根据权利要求7所述的使同步整流电路中整流管软启动的电路，其特征在于，所述第一受控开关、第二受控开关和第三受控开关均为P沟道MOS场效应管。

9.一种使同步整流电路中整流管软启动的模块，包括至少一个信号输入端和至少用于在一个整流管驱动信号输入回路上串接的两个输出端，其特征在于，所述模块内的电路为权利要求1-8任意一项所述的电路。

10.一种电源，包括同步整流电路，其特征在于，还包括连接在所述同步整流电路上的、如权利要求1-8任意一项所述的使同步整流电路中整流管软启动的电路。