[发明专利]同步整流控制方法及设备

说明书

本发明公开了一种同步整流控制方法及设备。其中，该方法包括：通过识别谐振变换器中桥式结构的功率管驱动信号并基于功率管驱动信号生成触发信号，桥式结构的功率管设置在谐振变换器的原边线路中；基于触发信号生成整流管驱动信号，并基于整流管驱动信号控制整流管导通，整流管设置在谐振变换器的副边线路中；在检测到触发信号消失后，通过保持电路持续控制整流管导通；在检测到整流管的源极和漏极的电压差超过设定电压阈值的情况下，触发整流管关断信号，并基于整流管关断信号控制整流管关断。本发明解决了相关技术中，存在缺少有效控制谐振变换器副边电路中整流管开通和关断的同步整流控制方法的技术问题。

技术领域

本发明涉及电子电路领域，具体而言，涉及一种同步整流控制方法及设备。

背景技术

开关变换器向着高功率密度方向不断发展，在这过程中，同步整流技术得到了广泛的应用，其基本原理为采用导通阻抗较低的MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)代替整流二极管，从而大大降低了整流二极管的导通损耗。但是相应的增加了整个变换器控制的复杂性，在正、反激等硬开关类拓扑中，同步整流管开关时序与主功率管同相或者反相，驱动信号比较容易获取，而在如LLC谐振类拓扑中，同步整流管的控制较为复杂，不同工作模式下，需要提前或者延后于主功率管关断。因此，如何准确控制同步整流管，使其体现二极管的单向导电性的同时减小损耗，是同步整流技术应用于谐振类拓扑的关键。

图1是现有技术的一种LLC拓扑变换器的电路示意图。参照图1所示，LLC拓扑转换电路包括设置在变换器原边的第一开关管Q1、第二开关管Q2、串联谐振电容Cr、串联谐振电感Lr、励磁电感Lm，设置在变换器副边的第一同步整流管SR1、第二同步整流管SR2，以及第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4。

图2是现有技术的一种LLC拓扑变换器的电路工作时序及波形图，图中，Io表示变换器的输出电流，图3是现有技术的LLC拓扑变换器工作在t1-t2时间段内对应的等效电路图；图4是现有技术的LLC拓扑变换器工作在t2-t3时间段内对应的等效电路图。参照图3所示，变换器工作在t1-t2时间段内，对应的是串联谐振状态，即Lr与Cr串联谐振，励磁电感Lm上电压由于被箝位而只作为负载不参与谐振。在t1-t2时间段里，Ir分为两个支路，分别为流经励磁电感Lm的电流Ilm和流经原边线圈np的电流Inp，即Ir＝Ilm+Inp。因Inp存在，能量向变换器副边传递，变换器副边的整流管SR1、输出电容C0和负载R0形成回路。图4为此拓扑工作在t2-t3时间段内的等效电路图，在t2-t3时段，Ir＝Ilm，Inp＝0。即，在t2-t3时段，变换器副边电流为零，输出整流管SR1实现ZCS(Zero Current Switch，零电流开关)，由输出电容C0为负载提供能量。在这个阶段，Q1依然导通，这时(Lr+Lm)与Cr形成串联谐振，由于时间较短，而且(Lm+Lr)也很大，认为电流保持不变，Ir＝Ilm。图5是现有技术的LLC拓扑变换器发生电流反灌时的信号流向和电路示意图，参照图5所示，LLC拓扑变换器原边主功率管Q1与副边整流管SR1，或Q2与副边整流管SR2同开同关进行控制时，在LLC谐振电路中的谐振频率高于开关频率时，原边的电流符合：Ir＝Ilm，Inp＝0，变换器原边线圈np的电流Inp＝0，则变换器副边线圈中的电流也为零，即则变换器副边电流会较原边驱动信号提前将至零，如果此时副边线路中的整流管没有关断，副边驱动还是与原边驱动保持一致，则副边线路中会出现电流反灌现象。而相关技术中，存在无法解决LLC拓扑变换器中，在电路中的谐振频率高于变换器原边开关管的开关频率的情况下，副边电路中整流管没有及时关断或误导通而导致的电流反灌现象，即，相关技术中，存在缺少有效控制整流管开通和关断的同步整流控制方法的问题。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容