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1、10申请公布号CN101997434A43申请公布日20110330CN101997434ACN101997434A21申请号200910189643422申请日20090825H02M7/12200601H02M7/21720060171申请人康佳集团股份有限公司地址518053广东省深圳市南山区华侨城康佳集团72发明人乔景明74专利代理机构广州三环专利代理有限公司44202代理人郝传鑫潘中毅54发明名称一种同步整流装置57摘要本发明公开了一种同步整流装置,包括控制电路单元,串联一开关管,用于对开关管进行脉宽调制控制;开关管,开关管的源极与控制电路单元串联;电源开关变压器,电源开关变压器的初。
2、级线圈绕组与开关管的栅极串联,且电源开关变压器的次级线圈绕组与输出端子串联;同步整流单元,与电源开关变压器的次级线圈绕组串联;电流互感器,与同步整流单元串联,用于检测所述同步整流单元输出端的电流;驱动控制单元,与所述电流互感器和所述同步整流单元并联,用于将所述电流互感器副边输出的电流信号转换为电压信号,并根据所述转换后的电压信号控制所述同步整流单元导通或关闭。实施本发明,实现了反激电源的同步整流控制,达到降低同步整流的损耗。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图2页CN101997439A1/1页21一种同步整流装置,其特征在于,包括控制电路。
3、单元,串联一开关管,用于对所述开关管进行脉宽调制控制;开关管,所述开关管的源极与所述控制电路单元串联;电源开关变压器,所述电源开关变压器的初级线圈绕组与所述开关管的栅极串联,且所述电源开关变压器的次级线圈绕组与输出端子串联;同步整流单元,与所述电源开关变压器的次级线圈绕组串联;电流互感器,与所述同步整流单元串联,用于检测所述同步整流单元输出端的电流;驱动控制单元,与所述电流互感器和所述同步整流单元并联,用于将所述电流互感器副边输出的电流信号转换为电压信号,并根据所述转换后的电压信号控制所述同步整流单元导通或关闭。2如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括所述电源开关变压器的次级线圈绕。
4、组与所述同步整流单元之间设置有电容。3如权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述同步整流单元为金属氧化物半导体场效应晶体管。权利要求书CN101997434ACN101997439A1/4页3一种同步整流装置技术领域0001本发明涉及电子领域,尤其涉及一种同步整流装置。背景技术0002随着电源市场的发展,对大电流、低电压输出DCDC隔离开关电源的需求量也随之大幅度增加。传统的反激电路即以肖特基二极管作为输出整流二极管的反激电路由于其电路结构简单,元器件个数少,成本低廉等原因,在小功率隔离电路中应用十分广泛。但随着现代高速超大规模集成电路的飞速发展,集成电路的电源电压随之下降,工作电流却随之增。
5、加,因为在低压大电流输出时,如果仍采用肖特基二极管作为输出整流二极管,那么输出二极管上的导通损耗会很大。而由于低电压功率金属氧化物半导体场效应晶体管METALOXIDESEMICONDUCTORFIELDEFFECTTRANSISTOR,MOSFET的导通电阻很小,例如20A的功率MOSFET的导通电阻仅为68M。80年代初即陆续将其应用于低压输出的DCDC开关电源,称为同步整流管SYNCHRONOUSRECTIFIER,SR。0003一般来说,现有的反激式开关电源的同步整流方式采用整流管整流方式或采用同步整流控制芯片的方式。采用整流管的整流方式,虽然不需要控制线路,成本较低,但是整流效率很低。
6、,而采用同步整流控制芯片的方式,虽然可以提高整流效率,但是控制电线复杂,成本较高。发明内容0004鉴于上述现有技术所存在的问题,本发明实施例提供了一种同步整流装置,通过0005本发明提供了一种同步整流装置,包括0006控制电路单元,串联一开关管,用于对所述开关管进行脉宽调制控制;0007开关管,所述开关管的源极与所述控制电路单元串联;0008电源开关变压器,所述电源开关变压器的初级线圈绕组与所述开关管的栅极串联,且所述电源开关变压器的次级线圈绕组与输出端子串联;0009同步整流单元,与所述电源开关变压器的次级线圈绕组串联;0010电流互感器,与所述同步整流单元串联,用于检测所述同步整流单元输出。
7、端的电流;0011驱动控制单元,与所述电流互感器和所述同步整流单元并联,用于将所述电流互感器副边输出的电流信号转换为电压信号,并根据所述转换后的电压信号控制所述同步整流单元导通或关闭。0012实施本发明实施例,具有如下有益效果控制电路单元控制开关管处于截止状态,此时电源电流通过电源开关变压器再经过电容整流滤波后流向同步整流单元,使同步整流单元体内的二极管先导通,电流互感器检测到电流之后,电流互感器的副边电流流向驱动控制单元,通过驱动控制单元来控制同步整流单元的导通,此时同步整流开始,实现了反激电源的同步整流控制,达到成本低,效率高,可靠性高,外部线路简单的效果,降低了同步整说明书CN10199。
8、7434ACN101997439A2/4页4流的损耗。附图说明0013为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。0014图1为本发明的同步整流装置的结构示意图;0015图2为本发明的同步整流装置电路的示意图;0016图3为本发明的同步整流装置的动作波形图。具体实施方式0017下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本。
9、发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。0018参见图1,图1为本发明的同步整流装置的结构示意图,该同步整流装置包括控制电路单元11、开关管12、电源开关变压器13、同步整流单元14、电流互感器15和驱动控制单元16,该控制电路单元11串联一开关管12,用于对开关管12进行脉宽调制控制,具体的,该控制电路单元为脉宽调制PULSEWIDTHMODULATION,PWM控制器。电源开关变压器13的初级线圈绕组与开关管12的栅极串联,且电源开关变压器13的次级线圈绕组与输出端子串联,用于降。
10、低所述开关管12输出端的电压。同步整流单元14与电源开关变压器13的次级线圈绕组串联连接,具体的,同步整流单元14为MOSFET管。电流互感器15与同步整流单元14串联,用于检测同步整流单元14输出端的电流,具体的,该电流互感器15的线圈绕组比为1100,比如说,当流过电流互感器15的原边流过的电流为1A时,电流互感器15的副边流过的电流就为10MA。驱动控制单元16与电流互感器15和同步整流单元14并联,用于将电流互感器15副边输出的电流信号转换为电压信号,并根据转换后的电压信号控制同步整流单元14导通或关闭。0019需要说明的是,该同步整流装置还包括电容17,设置于电源开关变压器13的次级。
11、线圈绕组与同步整流单元14之间,用于进行整流滤波,在实际操作过程当中电容17的个数为两个且并联连接。0020需要说明的是,当控制电路单元11控制与其连接的开关管12为导通时,电源启动后,就会通过电源开关变压器13的初级绕组将电流流向开关管12,此时电源开关变压器13的次级绕组没有电流流过,电路中没有能量的传递,此时MOSFET管处于截止状态。当控制电路单元11控制与其接连的开关管12为截止时,输入端的电流就会通过电源开关变压器13的次级绕组将电流流向电容17,通过电容17将电流进行整流滤波,然后将滤波后的电流流向同步整流单元14,使MOSFET管体内的二极管先导通,此时电流流向电流互感器15,。
12、电流互感器15检测MOSFET管体内的二极管输出的电流大小,当检测到流经电流互感器15的电流足够大时,电流互感器15的副边将电流输出到驱动控制单元16,驱动控制单元16将电说明书CN101997434ACN101997439A3/4页5流互感器15输出的电流信号转换为电压信号,并根据转换后的电压信号控制MOSFET管的导通,此时同步整流开始。当电流互感器15检测到流经的电流太小时,驱动控制单元16关断MOSFET管,此时同步整流结束。0021参见图2,图2为本发明同步整流装置电路的示意图,该同步整流装置电路包括PWM控制器21、开关管Q1、电源开关变压器T1、电容C2、电容C3、同步整流MOS。
13、FET管Q2、电流互感器T2和驱动控制单元22,该PWM控制器21串联连接开关管Q1,对开关管Q1进行脉宽调制控制,电源开关变压器T1与开关管Q1的栅极串联相连在输出端子间,降低开关管Q1输出端的电压,电容C2和C3设置在电源开关变压器T1和同步整流MOSFET管Q2之间,进行整流滤波,降低输出电压,使输出电压稳定,同步整流MOSFET管Q2与电源开关变压器T1的次级线圈绕组串联连接,当电路中存在电流时导通,电流互感器14与同步整流MOSFET管Q2串联连接,检测同步整流MOSFET管Q2输出端的电流,具体的,该电流互感器14的线圈绕组比为1100,比如说,当流过电流互感器14的原边流过的电流。
14、为1A时,电流互感器14的副边流过的电流就为10MA。驱动控制单元22与电流互感器T2和同步整流MOSFET管Q2并联连接,将电流互感器T2副边输出的电流信号转换为电压信号,并根据转换后的电压信号控制同步整流MOSFET管Q2的导通或关闭。0022需要说明的是,当PWM控制器21与其连接的开关管Q1为导通时,电源启动后,就会通过电源开关变压器T1的初级绕组将电流流向开关管Q1,此时电源开关变压器T1的次级绕组没有电流流过,电路中没有能量的传递,此时MOSFET管Q2处于截止状态。当PWM控制器21控制与其接连的开关管Q1为截止时,输入端的电流就会通过电源开关变压器T1的次级绕组将电流流向电容C。
15、2,通过电容C2将电流进行整流滤波,然后将滤波后的电流流向MOSFET管Q2,使MOSFET管Q2体内的二极管先导通,此时电流流向电流互感器T2,电流互感器T2检测MOSFET管Q2体内的二极管输出的电流大小,当检测到流经电流互感器T2的电流足够大时,电流互感器T2的副边将电流输出到驱动控制单元22,驱动控制单元22将电流互感器T2输出的电流信号转换为电压信号,并根据转换后的电压信号使MOSFET管Q2导通,此时同步整流开始,其工作波形图如图3所示,图中A为开关管Q1的电流波形,B为MOSFET管Q2副边的电流波形,C为MOSFET管Q2驱动波形。当开关管Q1开通时,电流线性增加,此时MOSF。
16、ET管Q2副边没有电流流过,当开关管Q1截止时,MOSFET管Q2副边流过电流,电流互感器T2检测到该电流,驱动控制单元22开通MOSFET管Q2看Q2驱动波形,同步整流开始,随着MOSFET管Q2副边电流的线性降低,直到电流互感器T2检测的电流信号不能驱动控制单元22,此时,MOSFET管Q2关断,体内二极管导通。当电流互感器T2检测到流经的电流太小时,驱动控制单元22关断MOSFET管Q2,此时同步整流结束。0023综上所述,控制电路单元控制开关管Q1处于截止状态,此时电源电流通过电源开关变压器再经过电容C2整流滤波后流向MOSFET管Q2,使MOSFET管Q2体内的二极管先导通,电流互感。
17、器检测到电流之后,电流互感器的副边电流流向驱动控制单元,通过驱动控制单元来控制MOSFET管Q2的导通,此时同步整流开始,实现了反激电源的同步整流控制,达到成本低,效率高,可靠性高,外部线路简单的效果,降低了同步整流的损耗。0024以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。0025显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精说明书CN101997434ACN101997439A4/4页6神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。说明书CN101997434ACN101997439A1/2页7图1图2说明书附图CN101997434ACN101997439A2/2页8图3说明书附图CN101997434A。