本實用新型涉及一種電力電子技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種同步整流控制電路。
背景技術(shù):
同步整流是采用通態(tài)電阻極低的專用功率MOSFET,來取代整流二極管以降低整流損耗的一種方法?,F(xiàn)有技術(shù)的同步整流管工作原理如圖1所示:先由同步整流管內(nèi)部MOSFET的體二極管導通,當VSW(同步整流管兩端的電壓)觸碰到開通閾值VTH1后,同步整流管正常工作;隨著副邊電流IS的減小,當VSW觸碰到關(guān)斷閾值VTH2后同步整流管停止工作。
如圖2所示,以隔離型開關(guān)電源為例,由于主功率管和同步整流管同時工作會導致VSW電壓尖峰過高、甚至燒毀芯片的技術(shù)問題?,F(xiàn)有技術(shù)通過設(shè)置一段消隱時間來解決上述技術(shù)問題。當同步整流管續(xù)流結(jié)束后,設(shè)置消隱時間t1,經(jīng)過消隱時間t1后才允許同步整流管工作。這樣可在一定程度上防止同步整流管誤開通。經(jīng)過消隱時間t1后,若VSW震蕩的下一個周期觸碰到同步整流管的開通閾值VTH1,仍然會使同步整流管誤工作,如果此時主功率管開通,會導致SW的電壓尖峰過高,有燒毀同步整流管的風險,如圖3所示。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是提供一種同步整流控制電路,解決現(xiàn)有技術(shù)存在的同步整流管誤導通的技術(shù)問題,以避免同步整流管和主功率管同時工作而造成的尖峰電壓。
為實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供了一種同步整流控制電路,在同步整流管續(xù)流結(jié)束并關(guān)斷后,其兩端的電壓發(fā)生震蕩,所述同步整流控制電路設(shè)置第一消隱時間,在所述第一消隱時間內(nèi)所述的同步整流管保持關(guān)斷;
若在所述第一消隱時間內(nèi),同步整流管兩端的電壓未觸碰到其開通閾值,則在所述第一消隱時間后,恢復同步整流管工作;
若在所述第一消隱時間內(nèi),同步整流管兩端的電壓觸碰到其開通閾值,則在所述第一消隱時間后或同步整流管兩端電壓大于其開通閾值時,對第一消隱時間重新計時,并重復上述過程,直到在第一消隱時間內(nèi)同步整流管兩端的電壓不觸碰其開通閾值,則在當前第一消隱時間后,恢復同步整流管工作。
可選的,若在當前第一消隱時間內(nèi),同步整流管兩端的電壓達到第一閾值,則結(jié)束第一消隱時間,恢復同步整流管工作。
可選的,所述同步整流控制電路包括消隱時間產(chǎn)生電路,消隱時間產(chǎn)生電路包括計時電路和計時控制電路,所述的計時電路預設(shè)第一消隱時間的參考值,在同步整流管關(guān)斷時刻,所述的計時控制電路控制所述計時電路開始計時,并與預設(shè)之第一消隱時間的參考值進行比較,根據(jù)比較結(jié)果得到表征消隱時間的控制信號;在計時值達到所述第一消隱時間的參考值,則恢復同步整流管工作;在當前計時期間,若同步整流管兩端電壓達到所述開通閾值,則計時清零,并在同步整流管兩端電壓的負值大于其開通閾值時,重新開始計時。
可選的,所述消隱時間產(chǎn)生電路還包括第一閾值觸發(fā)電路,在當前計時期間,若同步整流管兩端電壓觸及所述第一閾值,則第一閾值觸發(fā)電路觸發(fā),結(jié)束第一消隱時間,恢復同步整流管工作。
可選的,所述的計時電路包括電流源、開關(guān)、電容和比較器,所述的電流源與所述開關(guān)串聯(lián),開關(guān)的控制端與所述計時控制電路連接,所述開關(guān)與電流源的公共端與所述電容的一端及比較器的第一輸入端連接,所述電容的另一端接地,所述比較器的第二輸入端接收表征第一消隱時間的參考值。
可選的,在重新計時之時,調(diào)整電流源、電容容值或第一消隱時間參考值的大小,以調(diào)節(jié)所述第一消隱時間。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型之技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:同步整流管工作后,隨著激磁電流的減小,當同步整流管觸碰到關(guān)斷閾值,同步整流管停止工作。同步整流管停止工作后有一段消隱時間,在這段消隱時間內(nèi),不允許同步整流管工作。若在消隱時間段內(nèi),同步整流管兩端電壓觸碰到開通閾值,則重新開始計時消隱時間,在重新開始計時的消隱時間內(nèi),如果同步整流管繼續(xù)觸碰到開通閾值,繼續(xù)重新開始計時消隱時間。如果在消隱時間內(nèi),同步整流管兩端的電壓(VSW)達到第一閾值閾值(VTH3),表征開通時刻到來,則立即結(jié)束消隱時間,同步整流管恢復正常工作。本實用新型能夠有效地避免同步整流管誤工作(一般是誤導通),防止同步整流管和主功率管同時工作造成同步整流管損壞的問題,大大提高同步整流管的可靠性。
附圖說明
圖1為現(xiàn)有技術(shù)同步整流管的工作原理圖;
圖2為現(xiàn)有技術(shù)同步整流管在隔離型開關(guān)電源應用中的第一種工作原理示意圖;
圖3為現(xiàn)有技術(shù)同步整流管在隔離型開關(guān)電源應用中的第二種工作原理示意圖;
圖4為本實用新型同步整流管的工作原理圖;
圖5是本實用新型同步整流控制電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細描述,但本實用新型并不僅僅限于這些實施例。本實用新型涵蓋任何在本實用新型的精神和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。
為了使公眾對本實用新型有徹底的了解,在以下本實用新型優(yōu)選實施例中詳細說明了具體的細節(jié),而對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細節(jié)的描述也可以完全理解本實用新型。
在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本實用新型。需說明的是,附圖均采用較為簡化的形式且均使用非精準的比例,僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。
如圖4所示,示意了本實用新型控制下同步整流管的工作原理,包括兩種情形,IS表示流過同步整流管的電流,即副邊電流、VSW表示同步整流管兩端的電壓、VTH1表示同步整流管的開通閾值,VTH2表示同步整流管的關(guān)斷閾值。具體工作原理如下:
在開關(guān)電源的主功率管關(guān)斷后,同步整流管開始工作續(xù)流,,隨著副邊電流IS的減小,當同步整流管兩端電壓VSW觸及關(guān)斷閾值VTH2,同步整流管停止工作。同步整流管停止工作后,由于LC震蕩的原因,其兩端的電壓會發(fā)生震蕩,這樣震蕩容易觸及同步整流管的開通閾值VTH1而造成誤同步整流管的誤開通,可能存在主功率開關(guān)管和同步整流管同時開通的情況,會導致同步整流管兩端電壓尖峰過高,有燒毀同步整流管的風險。
因此,需要在同步整流管關(guān)斷后設(shè)置第一消隱時間,以屏蔽同步整流管,使其在該時間段內(nèi)不導通。若在消隱時間段內(nèi),同步整流管兩端電壓觸碰到開通閾值VTH1,則重新開始計時消隱時間,在重新開始計時的消隱時間內(nèi),如果同步整流管繼續(xù)觸碰到開通閾值VTH1,繼續(xù)重新開始計時消隱時間。如果發(fā)生以下兩種情況之一,消隱時間會被解除。
1、如圖4左邊所示,在消隱時間t1內(nèi),若同步整流管沒有觸及開通閾值VTH1,則此次消隱時間t1結(jié)束后,結(jié)束消隱時間。結(jié)束消隱時間后,如果同步整流管觸碰到開通閾值VTH1,同步整流管正常導通。
2、如圖4右邊所示,在消隱時間t1內(nèi),同步整流管兩端的電壓(VSW)達到第一閾值閾值(VTH3),表征開通時刻到來,則立即結(jié)束消隱時間,結(jié)束消隱時間后,如果同步整流管觸及開通閾值VTH1,同步整流管導通。
如圖5所示,示意了本實用新型同步整流控制電路的一種電路結(jié)構(gòu),包括消隱時間產(chǎn)生電路。所述的消隱時間產(chǎn)生電路包括計時電路、計時控制電路和第一閾值觸發(fā)電路。所述的計時電路預設(shè)第一消隱時間的參考值VREF1,并對第一消隱時間進行計時,在同步整流管關(guān)斷時刻,所述的計時控制電路控制所述計時電路開始計時,得到VC1,并與預設(shè)之第一消隱時間的參考值消隱時間產(chǎn)生電路進行比較,根據(jù)比較結(jié)果得到表征消隱時間的控制信號;在計時值達到所述第一消隱時間的參考值VREF1,則恢復同步整流管工作;在當前計時期間,若同步整流管兩端電壓達到所述開通閾值VTH1,則計時清零,并在同步整流管兩端電壓大于其開通閾值VTH1時,開始重新計時。
所述的計時電路包括電流源I1、開關(guān)Q1、電容C1和比較器U1,所述的電流源I1與所述開關(guān)Q1串聯(lián),開關(guān)Q1的控制端與所述計時控制電路連接,所述開關(guān)Q1與電流源I1的公共端與所述電容C1的一端及比較器U1的第一輸入端連接,所述電容C1的另一端接地,所述比較器U1的第二輸入端接收表征第一消隱時間t1的參考值VREF1。所述計時控制電路為或門G1,或門G1的其中一個輸入端接收VSW與VTH1之比較結(jié)果的信號,VSW小于VTH1為高電平,或門G1的另一個輸入端接收表征同步整流管通斷的信號,表征開通Gate on時為高電平。
第一閾值觸發(fā)電路主要由邏輯電路構(gòu)成,其接收表征同步整流管通斷的信號和VSW與VTH3之比較結(jié)果的信號。在當前計時期間,若同步整流管兩端電壓觸及所述第一閾值VTH3,則第一閾值觸發(fā)電路觸發(fā),結(jié)束第一消隱時間,恢復同步整流管工作。
在開關(guān)電源的主功率管關(guān)斷后,同步整流管開始工作續(xù)流,隨著副邊電流IS的減小,當同步整流管觸碰到關(guān)斷閾值VTH2,同步整流管停止工作,之后會有一段第一消隱時間t1(t1的時間大于VSW的震蕩周期T1),t1的時間可以用電流源I1給電容C1充電來計時,電容C1兩端的電壓從0V到VREF1的時間段為t1。在t1時間段內(nèi),不允許同步整流管工作;如果在t1時間內(nèi),同步整流管觸碰到開通閾值VTH1,Q1導通VC1被拉低至0V,待VSW震蕩的負值大于VTH1,電流源I1重新給電容C1充電,重新計時消隱時間t1。還存在如下兩種情況:①當次的第一消隱時間t1內(nèi),VSW沒有觸碰到開通閾值VTH1,如果電容C1兩端的電壓超過VREF1,比較器U1輸出高電平,與門G5置0,第一消隱時間t1被解除;②當次的第一消隱時間t1內(nèi),VSW觸碰到開通閾值VTH1,但是當VSW的電平高過第一閾值VTH3,則G3被置0,與門G5隨之被置0,結(jié)束本次第一消隱時間t1。
對于同步整管續(xù)流結(jié)束后,當VSW連續(xù)幾個震蕩周期觸碰到開通閾值VTH1,本實用新型采用消隱時間予以屏蔽,能夠有效地避免同步整流管誤工作,防止同步整流管和主功率管因同時工作造成同步整流管損壞的問題,大大提高同步整流管的可靠性。
此外,可以在重新計時之時,對第一消隱時間t1重新預設(shè)或調(diào)整,即調(diào)整電流源、電容容值或第一消隱時間參考值的大小,以調(diào)節(jié)所述第一消隱時間。
除此之外,雖然以上將實施例分開說明和闡述,但涉及部分共通之技術(shù),在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員看來,可以在實施例之間進行替換和整合,涉及其中一個實施例未明確記載的內(nèi)容,則可參考有記載的另一個實施例。
以上所述的實施方式,并不構(gòu)成對該技術(shù)方案保護范圍的限定。任何在上述實施方式的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進等,均應包含在該技術(shù)方案的保護范圍之內(nèi)。