[发明专利]同步整流控制电路以及控制方法和反激式电压变换系统

说明书

本发明提出了一种同步整流控制电路以及控制方法和反激式电压变换系统，同步整流控制电路用于产生驱动信号以控制同步整流管，同步整流控制电路包括开通检测电路，开通检测电路包括斜率检测电路和阈值配置电路。斜率检测电路接收表征同步整流管两端压差的检测信号，斜率检测电路根据检测信号获得表征检测信号下降斜率的斜率表征信号。阈值配置电路的输入端接收驱动信号，阈值配置电路根据驱动信号选择阈值参考信号之一生成阈值信号。开通检测电路用于比较斜率表征信号和阈值信号并生成比较结果信号。本发明公开的一种同步整流控制电路以及控制方法和反激式电压变换系统，可自适应产生阈值信号以保证同步整流管正常开通，提高了系统的效率和可靠性。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，涉及一种电压变换技术，特别涉及一种同步整流控制电路以及控制方法和反激式电压变换系统。

背景技术

同步整流技术是一项通常采用金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor，简称金氧半场效晶体管、MOSFET或MOS管)作为同步整流管SR来取代整流二极管以降低整流损耗的技术，目前它在工业电源、消费类电子等领域都已经得到广泛的应用。图1为采用同步整流管SR做副边整流的反激式电压变换系统的电路结构示意图。采用通态电阻极低的同步整流管SR替换常规的整流二极管，可有效降低整流损耗。

作为同步整流管SR的MOSFET的控制通常采用电压控制，通过实时检测MOSFET获得Vds电压(即同步整流管两端压差)，将Vds电压与预先设定的开通阈值Vth_on进行比较来控制MOSFET的开关状态，如图2所示。具体地，当检测到Vds电压小于开通阈值Vth_on时，认为同步整流管SR的体二极管已经导通，就可以控制同步整流管SR开通，以进行正常续流。在这种控制方法下，如果电源系统(典型的拓扑如反激式电压变换电路)工作在DCM模式(即断续模式)，如图2所示，电路的寄生振荡也有可能导致同步整流管SR的体二极管导通，同步整流控制电路如果此时控制同步整流管SR导通，则有可能造成电源系统损坏。

为避免DCM模式下电路的寄生振荡导致同步整流管SR误开通，行业内有斜率检测和Toff_min屏蔽两种主流的开通检测方式。Toff_min屏蔽的做法是在同步整流管SR正常开通后的关断时刻之后的Toff_min时间内不允许同步整流管SR再次开通，Toff_min时长通常需要大于一个振荡周期。而斜率检测的做法是检测Vds电压的下降沿斜率和预设阈值进行比较，如果下降沿斜率满足阈值条件则开通同步整流管SR，否则不开通同步整流管SR。由于同步整流管SR正常开通时Vds电压的下降沿斜率和DCM模式下电路的寄生振荡(简称DCM振荡)时Vds电压的下降沿斜率存在显著差异，因此斜率检测可以很好的区分同步整流管SR正常开通时Vds电压的下降沿斜率和DCM振荡时Vds电压的下降沿斜率。斜率阈值的设定一般为外置电阻进行配置或固定阈值。但针对不同的电源系统，Vds电压的下降沿斜率差别较大，固定斜率阈值的方式适用性较差。而外置电阻配置斜率阈值的方案，可增加方案的适用性，但是占用了额外的芯片引脚。此外，在电源变换系统处于空载或轻载的状态下，同步整流管SR正常开通时Vds电压的下降沿变缓，因此采用现有技术难以与DCM振荡时Vds电压的下降沿进行区分。

有鉴于此，需要提供一种新的电路结构或控制方法，用于解决上述存在的技术问题。

发明内容

为了解决上述至少部分问题，本发明提出了一种同步整流控制电路以及控制方法和反激式电压变换系统，可自适应产生阈值信号以保证同步整流管正常开通，提高了系统的效率和可靠性。

本发明公开了一种同步整流控制电路，用于产生驱动信号以控制同步整流管的开关状态，同步整流控制电路包括开通检测电路，开通检测电路包括：

斜率检测电路，其输入端接收表征同步整流管两端压差的检测信号，用以根据检测信号获得表征检测信号下降斜率的斜率表征信号；以及