[发明专利]同步整流转换器

说明书

本发明涉及同步整流转换器，包括功率电路和控制电路，功率电路包含开关MOS管和采样MOS管，控制电路包含开启控制器、关断控制器和PWM控制驱动电路；控制电路输出驱动信号GATE至功率电路，并接收功率电路输出的采样信号VDET，功率电路中的开关MOS管和采样MOS管都集成在同一硅片上，采样MOS管能精确地采样到开关MOS管源漏极间的正负电压信号，实现对同步整流转换器开启和关断的精准控制。开关MOS管为采样MOS管提供大电流泄放通道，缓解其耐压压力。

技术领域

本发明涉及一种同步整流转换器，属于开关电源技术领域。

背景技术

目前，反激式开关电源系统由于具有电路简单、输入输出电压隔离、成本低、体积小等优点而得到广泛的应用，但是当输出电流较大、输出电压较低时，传统反激式开关电源系统中的次级整流二极管通态损耗和反向恢复损耗大，效率较低。为了减少整流二极管的损耗，采用通态阻值极低的开关MOS管来取代二极管作为整流器，这种同步整流技术能够很好地提高整个电源系统的转换效率。

如图1为现有同步整流转换器100的电路框图，控制电路中使用一个高耐压MOS管N2作为采样MOS管，采样MOS管N2检测开关MOS管N1的漏源电压从而获得低压采样信号用于开启比较器101和关断比较器102判断。开启比较器101将低压采样信号与固定开启阈值Vth_on比较产生开启信号SR_ON；关断比较器102将低压采样信号与固定关断阈值Vth_off比较产生关断信号SR_OFF。同步整流转换器设置采样端口VDET输出高压采样信号至最短关断时间电路103，用于最短关断控制。PWM控制驱动电路104接收开启信号SR_ON和关断信号SR_OFF，产生驱动信号GATE控制开关MOS管N1的开关。

同步整流转换器开启和关断的判断需要精确到检测开关MOS管的漏源极之间的电压变化。但是将高耐压MOS管与控制电路集成到同一硅片上，会带来诸多问题：第一，高耐压MOS管及其保护环等结构会占用较大的面积，不利于缩小控制电路整体面积来提高集成度；第二，采样MOS管与开关MOS管分开的结构，难以确保采样MOS管对开关MOS管漏源极之间电压变化的精确检测，继而无法实现对同步整流转换器更为精准的控制；第三，现有同步整流转换器需要设置采样端口(VDET)输出高压采样信号用于最短关断控制，使得同步整流转换器的应用复杂，继而增加了成本。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种具有高集成度、高可靠性的同步整流转换器。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

同步整流转换器，包括功率电路和控制电路，特点是：

所述功率电路包括开关MOS管和采样MOS管，所述控制电路包括开启控制器、关断控制器和PWM控制驱动电路；

所述开关MOS管和采样MOS管的漏极与高压端口相连；

所述开关MOS管的栅极与PWM控制驱动电路相连，接收其输出的驱动信号GATE，开关MOS管的源极与参考地端口GND相连；

所述采样MOS管的栅极与供电端口VCC相连，采样MOS管的源极与开启控制器和关断控制器相连，向其输出采样信号VDET；

所述开启控制器接收采样MOS管输出的采样信号VDET，开启控制器与PWM控制驱动电路相连，接收PWM控制驱动电路输出的调制脉宽信号PWM，开启控制器与关断控制器相连，接收关断控制器输出的自适应开启信号VDET_on，并输出开启使能信号MOS_ON_EN至关断控制器，输出开启信号SR_ON至PWM控制驱动电路；

所述关断控制器接收采样MOS管输出的采样信号VDET，关断控制器与开启控制器相连，向其输出自适应开启信号VDET_on，关断控制器与PWM控制驱动电路相连，接收其输出的调制脉宽信号PWM，并输出关断信号SR_OFF至PWM控制驱动电路；