[发明专利]一种同步整流芯片及其控制端接地保护电路及开关电源有效

专利信息
申请号: 202111425471.3 申请日: 2021-11-26
公开(公告)号: CN114337295B 公开(公告)日: 2023-09-22
发明(设计)人: 吴克柔;杨小华;白青刚;王蒙;侯永军 申请(专利权)人: 深圳市创芯微微电子股份有限公司
主分类号: H02M3/335 分类号: H02M3/335;H02M1/32
代理公司: 深圳众鼎专利商标代理事务所(普通合伙) 44325 代理人: 陈美君
地址: 518000 广东省深圳市龙岗区宝龙*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 同步 整流 芯片 及其 控制 端接 保护 电路 开关电源
【说明书】:

发明公开了一种同步整流芯片及其控制端接地保护电路及开关电源,该接地保护电路包括接地检测模块、延时模块和信号闭锁模块,接地检测模块的输入端用于检测同步整流芯片的控制端电压,判断是否发生接地短路,输出判断信号;接地检测模块连接延时模块,接地检测模块用于将断信号发送至延时模块,延时模块用于延时设定时间持续接收所述判断信号,在设定的延时时间到达后,输出控制端短路的开启信号;延时模块的输出端连接信号闭锁模块的输入端,信号闭锁模块用于根据该开启信号向同步整流芯片的上拉支路中开关管的控制端输出闭锁信号,控制上拉支路中的开关管断开,保证同步整流芯片无长时间大电流流过,提高系统的安全性。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域,尤其涉及一种同步整流芯片及其控制端接地保护电路及开关电源。

背景技术

现有技术中,开关电源一般用于将市电通过变压器(为开源电源的内设)转换为恒定的电压和电流输出。开关电源中变压器的次级线圈NS上串设有开关管(称次级开关管),以及驱动该开关管的同步整流芯片SR,该开关电源中同步整流芯片SR的内部电路结构如图1所示,包括开启比较器01、关断比较器02、逻辑驱动模块03,其中,开启比较器01、关断比较器02的输入端均连接电压检测端VD,该电压检测端VD用于连接变压器的次级线圈NS,开启比较器01、关断比较器02的输出端均连接逻辑驱动模块03的输入端,逻辑驱动模块03的一个输出端连接控制端上拉支路04中的开关管PM1,逻辑驱动模块的另一个输出端连接控制端下拉支路05中的开关管NM1,上拉支路04用于连接电源端VCC,下拉支路05用于连接地端GND。

该同步整流芯片SR的工作原理是:

当与变压器的初级线圈NA串联的开关管(称初级开关管)导通的时候,电压检测端VD会耦合到很高的正压,此时通过与电压检测端VD连接的电源管理模块06给电源端VCC充电,使得电源端VCC在一个合适的电压值。当开关电源中与变压器的初级线圈连接开关管关闭时,与次级线圈连接的开关管中的体二极管先导通,此时电压检测端VD会快速下降到一个很低的负压。

当这个负压低于开启比较器的参考电压vref1时,开启比较器则发出开启信号det_on,经过逻辑驱动模块03的处理,经过一个固定延时和芯片内部的延时后发出上拉支路04的开启信号gate_on和下拉支路的关断信号gate_off,此时gate_off信号为0,经过一段死区时间后,gate_on信号变为0,此时上拉支路04中的开关管PM1管导通,下拉支路05中的开关管NM1管关闭,使控制端GATE的电压开始上升,当控制端GATE的电压上升到VCC时,PM1的电流也会慢慢减小,控制端GATE的电压维持在VCC电压,由于控制端GATE连接次级线圈NS上串设开关管的控制端,使次级线圈NS上的开关管导通,从而使次级线圈的电流向后级输出。

当次级线圈NS上的电流消退,电流变为0时,电压检测端VD的电压也会从负压上升,当关断比较器02检测到电压检测端VD的电压高于电压参考值Vref2的时候,发出关断信号det_off,经过逻辑驱动模块03的处理,输出上拉支路04的开启信号gate_on和下拉支路05的关断信号gate_off,即先将gate_on信号置为1,使上拉支路04中的开关管PM1关闭,然后经过死区时间将gate_off信号置为1,使下拉支路05中的开关管NM1打开,从而使控制端GATE的电压下拉为0,使次级线圈NS上的开关管关断,防止初级开关管和次级开关管同时导通导致的同开问题。上述同步整流芯片SR的各个端口信号波形如图2所示,图中的delay表示延时时间。

上面同步整流芯片SR的不足之处在于:如果对电路进行焊接工作的过程中,一旦将控制端GATE和地端GND误短路在一起,将引发的不利后果是,当开关管PM1导通的时候,控制端GATE因为接地,使控制端GATE的电压无法上升,则开关管PM1持续导通,开关管PM1始终有大电流存在,由于开关管PM1长时间通大电流,有可能导致开关管PM1的损坏,从而导致芯片损坏。

发明内容

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