一種同步整流電路裝置的制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種同步整流電路裝置，包括：第一同步整流驅(qū)動(dòng)電路和第二同步整流驅(qū)動(dòng)電路；所述第一同步整流驅(qū)動(dòng)電路包括：第一同步整流MOS管、第一驅(qū)動(dòng)電路和受第二同步整流MOS管柵?源電壓控制的鎖定電路；所述第二同步整流驅(qū)動(dòng)電路包括：第二同步整流MOS管、第二驅(qū)動(dòng)電路和受第一同步整流MOS管柵?源電壓控制的鎖定電路。本發(fā)明通過設(shè)置受同步整流MOS管柵極電位控制的交叉鎖定電路，可以有效避免兩同步整流MOS管同時(shí)導(dǎo)通現(xiàn)象。
【專利說明】
一種同步整流電路裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種同步整流電路裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著低電壓、大電流開關(guān)電源的應(yīng)用，為減少正激或橋式變換器次級側(cè)高頻整流損耗，提高變換器的效率，次級側(cè)多采用同步整流電路。在傳統(tǒng)的同步整流驅(qū)動(dòng)電路中，當(dāng)主開關(guān)管導(dǎo)通或者關(guān)斷時(shí)，同步整流的MOS管也應(yīng)相應(yīng)的導(dǎo)通或者關(guān)斷，但是由于功率MOS管開通、關(guān)斷過程需要一定的時(shí)間，可能會(huì)出現(xiàn)兩功率MOS管在短時(shí)間內(nèi)同時(shí)導(dǎo)通現(xiàn)象，在次級回路中形成很大的環(huán)流，產(chǎn)生瞬態(tài)尖峰電流，甚至引起承擔(dān)整流功能的功率MOS管過流損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種同步整流電路裝置，通過增加受同步整流MOS管柵_源電壓控制的鎖定電路，有效避免了兩同步整流MOS管同時(shí)導(dǎo)通現(xiàn)象。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0005]—種同步整流電路裝置，包括:第一同步整流驅(qū)動(dòng)電路和第二同步整流驅(qū)動(dòng)電路；
[0006]所述第一同步整流驅(qū)動(dòng)電路包括:第一同步整流MOS管Q11、第一驅(qū)動(dòng)電路11和受第二同步整流MOS管柵-源電壓控制的鎖定電路12;
[0007]所述第二同步整流驅(qū)動(dòng)電路包括:第二同步整流MOS管Q21、第二驅(qū)動(dòng)電路21和受第一同步整流MOS管柵-源電壓控制的鎖定電路22;
[0008]所述第一同步整流MOS管Qll的漏極接次級繞組Ns的第一端，所述第一同步整流MOS管Ql I的源極接次級公共電位參考點(diǎn)GND;
[0009]所述第二同步整流MOS管Q21的漏極接次級繞組Ns的第二端，所述第二同步整流MOS管Q21的源極接次級公共電位參考點(diǎn)GND;
[0010]所述第一驅(qū)動(dòng)電路和所述第二驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)相同，其中，所述第一驅(qū)動(dòng)電路包括:第一耦合電容C11、第一反向充電二極管D12、第一同步整流MOS管輸入電容充電限流電阻R11、第一放電隔離二極管D11、第一放電速率控制三極管Q12、第一基極電阻R12、第一集電極電阻R13、第一同步整流MOS管柵-源泄放電阻R14和第一同步整流驅(qū)動(dòng)繞組Nsi;
[0011]所述第一同步整流驅(qū)動(dòng)繞組Nsi的第一端依次通過第一耦合電容CU、第一同步整流MOS管輸入電容充電限流電阻Rll與所述第一放電隔離二極管Dll的正極相連，所述第一放電隔離二極管Dll的負(fù)極與所述第一同步整流MOS管Qll的柵極相連;所述第一同步整流驅(qū)動(dòng)繞組1^的第二端與所述第一同步整流MOS管Qll的源極相連;所述第一同步整流MOS管輸入電容充電限流電阻Rll與所述第一耦合電容CU之間的連接點(diǎn)通過所述第一基極電阻R12與所述第一放電速率控制三極管Q12的基極相連，所述第一放電速率控制三極管Q12的發(fā)射極與所述第一同步整流MOS管Qll的柵極相連，所述第一放電速率控制三極管Q12的集電極通過第一集電極電阻R13與所述第一同步整流MOS管Qll的源極相連;所述第一同步整流MOS管柵-源泄放電阻R14的第一端與所述第一同步整流MOS管Qll柵極相連，所述第一同步整流MOS管柵-源泄放電阻R14的第二端與所述第一同步整流MOS管Qll的源極相連;所述第一同步整流MOS管輸入電容充電限流電阻Rll與所述第一耦合電容Cll之間的連接點(diǎn)與所述第一反向充電二極管D12的負(fù)極相連，所述第一反向充電二極管D12的正極與所述第一同步整流MOS管Qll的源極相連;所述第一同步整流驅(qū)動(dòng)繞組NsdP所述第二驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)第二同步整流驅(qū)動(dòng)繞組Ns2與變壓器T次級繞組Ns共同纏繞在同一磁芯骨架上；
[0012]所述受第二同步整流MOS管柵-源電壓控制的鎖定電路12包括:第一控制電阻R15和第一控制三極管Ql 3;
[0013]所述第一控制電阻R15的第一端與所述第一控制三極管Q13的基極相連，所述第一控制電阻R15的第二端與所述第二同步整流MOS管Q21的柵極相連;所述第一控制三極管Q13的發(fā)射極接次級公共電位參考點(diǎn)GND，所述第一控制三極管Q13的集電極與所述第一放電速率控制三極管Q12的基極相連；
[0014]所述受第一同步整流MOS管柵-源電壓控制的鎖定電路22包括:第二控制電阻R25和第二控制三極管Q23;
[0015]所述第二控制電阻R25的第一端與所述第二控制三極管Q23的基極相連，所述第二控制電阻R25的第二端與所述第一同步整流MOS管Ql I的柵極相連;所述第二控制三極管Q23的發(fā)射極接次級公共電位參考點(diǎn)GND，所述第二控制三極管Q23的集電極與所述第二驅(qū)動(dòng)電路21內(nèi)第二放電速率控制三極管Q22的基極相連。
[0016]可選的，該裝置還包括:承擔(dān)輔助續(xù)流功能的肖特基功率整流二極管D23;
[0017]所述承擔(dān)輔助續(xù)流功能的肖特基功率整流二極管D23的負(fù)極與所述第二同步整流MOS管Q21的漏極相連，所述承擔(dān)輔助續(xù)流功能的肖特基功率整流二極管D23的正極與第二同步整流MOS管Q21的源極相連。
[0018]可選的，所述第一同步整流驅(qū)動(dòng)電路和所述第二同步整流驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)脈沖通過PffM控制芯片輸出信號經(jīng)隔離變壓器Td次級繞組產(chǎn)生。
[0019]可選的，應(yīng)用于正激變換器次級側(cè)同步整流驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述正激變換器為三繞組去磁正激變換器或者二極管去磁雙管正激變換器。
[0020]可選的，應(yīng)用于橋式變換器次級側(cè)同步整流驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述第一同步整流MOS管Qll和所述第二驅(qū)動(dòng)電路21內(nèi)第二同步整流MOS管Q21的驅(qū)動(dòng)方式為電壓自驅(qū)動(dòng)方式或者繞組驅(qū)動(dòng)方式。
[0021 ]可選的，所述橋式變換器為傳統(tǒng)硬開關(guān)橋式變換器或者LLC橋式變換器。
[0022]經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開了一種同步整流電路裝置，包括:第一同步整流驅(qū)動(dòng)電路和第二同步整流驅(qū)動(dòng)電路;所述第一同步整流驅(qū)動(dòng)電路包括:第一同步整流MOS管Qll、第一驅(qū)動(dòng)電路11和受第二同步整流MOS管柵-源電壓控制的鎖定電路12;所述第二同步整流驅(qū)動(dòng)電路包括:第二同步整流MOS管Q21、第二驅(qū)動(dòng)電路21和受第一同步整流MOS管柵-源電壓控制的鎖定電路22。當(dāng)所述第二同步整流驅(qū)動(dòng)繞組Ns2輸出負(fù)脈沖驅(qū)動(dòng)信號時(shí)，所述第二同步整流MOS管Q21的柵-源電壓迅速下降，而此時(shí)所述第一同步整流驅(qū)動(dòng)繞組Ns1輸出正脈沖驅(qū)動(dòng)信號，所述第一同步整流MOS管Qll的柵-源電壓開始上升，為避免兩同步整流MOS管同時(shí)導(dǎo)通，通過設(shè)置受同步整流MOS管柵極電位控制的交叉鎖定電路，當(dāng)?shù)诙秸鱉OS管Q21柵極電位較高，如0.7V以上時(shí)，受第二同步整流MOS管柵-源電壓控制的第一控制三極管Q13就處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而使第一放電速率控制三極管Q12處于導(dǎo)通狀態(tài)，限制了第一同步整流MOS管Ql I柵極電位的上升，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)?shù)诙秸鱉OS管Q21還未關(guān)斷前，禁止第一同步整流MOS管Qll導(dǎo)通，反之亦然，即兩同步整流MOS管的驅(qū)動(dòng)信號存在死區(qū)時(shí)間，其中死區(qū)時(shí)間長短與電阻R15、R25，以及R12、R22有關(guān)，改變電阻R15及R25或Rl 2及R22阻值大小即可控制死區(qū)時(shí)間的長短。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本發(fā)明提供的一種同步整流電路裝置的一實(shí)施例電路示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明實(shí)施例四對應(yīng)的一種同步整流電路裝置電路示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明實(shí)施例四對應(yīng)的另一種同步整流電路裝置電路示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明實(shí)施例四對應(yīng)的另一種同步整流電路裝置電路示意圖；
[0028]圖5為本發(fā)明實(shí)施例四對應(yīng)的另一種同步整流電路裝置電路示意圖；
[0029]圖6為本發(fā)明提供的一種同步整流電路裝置的另一實(shí)施例電路示意圖；
[0030]圖7為本發(fā)明實(shí)施例一對應(yīng)的次級同步整流MOS管柵源間驅(qū)動(dòng)信號波形。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的術(shù)語在適當(dāng)情況下可以互換，這僅僅是描述本發(fā)明的實(shí)施例中對相同屬性的對象在描述時(shí)所采用的區(qū)分方式。
[0033]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0034]請參閱附圖1，為本發(fā)明提供的一種同步整流電路裝置的一實(shí)施例電路示意圖。
[0035]如圖1所示，所述一種同步整流電路裝置，包括:第一同步整流驅(qū)動(dòng)電路和第二同步整流驅(qū)動(dòng)電路；
[0036]所述第一同步整流驅(qū)動(dòng)電路包括:第一同步整流MOS管Q11、第一驅(qū)動(dòng)電路11和受第二同步整流MOS管柵-源電壓控制的鎖定電路12;
[0037]所述第二同步整流驅(qū)動(dòng)電路包括:第二同步整流MOS管Q21、第二驅(qū)動(dòng)電路21和受第一同步整流MOS管柵-源電壓控制的鎖定電路22;
[0038]所述第一同步整流MOS管Qll的漏極接次級繞組Ns的第一端，所述第一同步整流MOS管Ql I的源極接次級公共電位參考點(diǎn)GND;
[0039]所述第二同步整流MOS管Q21的漏極接次級繞組Ns的第二端，所述第二同步整流MOS管Q21的源極接次級公共電位參考點(diǎn)GND;
[0040]其中，所述第一同步整流MOS管Qll和所述第二同步整流MOS管Q21的驅(qū)動(dòng)脈沖信號極性相反。
[0041]所述第一驅(qū)動(dòng)電路和所述第二驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)相同，其中，所述第一驅(qū)動(dòng)電路包括:第一耦合電容C11、第一反向充電二極管D12、第一同步整流MOS管輸入電容充電限流電阻R11、第一放電隔離二極管D11、第一放電速率控制三極管Q12、第一基極電阻R12、第一集電極電阻R13、第一同步整流MOS管柵-源泄放電阻R14和第一同步整流驅(qū)動(dòng)繞組Ns1;
[0042]所述第一同步整流驅(qū)動(dòng)繞組Ns1的第一端依次通過第一耦合電容Cll、第一同步整流MOS管輸入電容充電限流電阻Rll與所述第一放電隔離二極管Dll的正極相連，所述第一放電隔離二極管Dll的負(fù)極與所述第一同步整流MOS管Qll的柵極相連;所述第一同步整流驅(qū)動(dòng)繞組1^的第二端與所述第一同步整流MOS管Qll的源極相連；
[0043]所述第一同步整流MOS管輸入電容充電限流電阻RlI與所述第一耦合電容Cl I之間的連接點(diǎn)通過所述第一基極電阻R12與所述第一放電速率控制三極管Q12的基極相連，所述第一放電速率控制三極管Q12的發(fā)射極與所述第一同步整流MOS管Qll的柵極相連，所述第一放電速率控制三極管Q12的集電極通過第一集電極電阻R13與所述第一同步整流MOS管Ql I的源極相連；
[0044]其中，為避免兩同步整流MOS管同時(shí)導(dǎo)通，所述第一充電限流電阻Rll及第二充電限流電阻R21的阻值較大，第一放電限流電阻R13及第二放電限流電阻R23的阻值較小，可以使同步整流MOS管開通速率慢，關(guān)斷速率快。
[0045]所述第一同步整流MOS管柵-源泄放電阻R14的第一端與所述第一同步整流MOS管Qll柵極相連，所述第一同步整流MOS管柵-源泄放電阻R14的第二端與所述第一同步整流MOS管Ql I的源極相連；
[0046]所述第一同步整流MOS管輸入電容充電限流電阻RlI與所述第一耦合電容Cl I之間的連接點(diǎn)與所述第一反向充電二極管D12的負(fù)極相連，所述第一反向充電二極管D12的正極與所述第一同步整流MOS管Ql I的源極相連；
[0047]所述第一同步整流驅(qū)動(dòng)繞組Ns1和所述第二驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)第二同步整流驅(qū)動(dòng)繞組Ns2與變壓器T次級繞組Ns共同纏繞在同一磁芯骨架上；
[0048]所述受第二同步整流MOS管柵-源電壓控制的鎖定電路12包括:第一控制電阻R15和第一控制三極管Ql 3;
[0049]所述第一控制電阻R15的第一端與所述第一控制三極管Q13的基極相連，所述第一控制電阻R15的第二端與所述第二同步整流MOS管Q21的柵極相連;所述第一控制三極管Q13的發(fā)射極接次級公共電位參考點(diǎn)GND，所述第一控制三極管Q13的集電極與所述第一放電速率控制三極管Q12的基極相連；
[0050]所述受第一同步整流MOS管柵-源電壓控制的鎖定電路22包括:第二控制電阻R25和第二控制三極管Q23;
[0051]所述第二控制電阻R25的第一端與所述第二控制三極管Q23的基極相連，所述第二控制電阻R25的第二端與所述第一同步整流MOS管Ql I的柵極相連;所述第二控制三極管Q23的發(fā)射極接次級公共電位參考點(diǎn)GND，所述第二控制三極管Q23的集電極與所述第二驅(qū)動(dòng)電路21內(nèi)第二放電速率控制三極管Q22的基極相連。
[0052]其中，通過設(shè)置受同步整流MOS管柵極電位控制的交叉鎖定電路，可以有效避免兩同步整流MOS管同時(shí)導(dǎo)通。
[0053]當(dāng)主開關(guān)管導(dǎo)通瞬間，第二同步整流驅(qū)動(dòng)繞組Ns2輸出負(fù)脈沖驅(qū)動(dòng)信號，承擔(dān)續(xù)流功能的第二同步整流MOS管Q21的柵-源電壓1^21迅速下降，而第一同步整流驅(qū)動(dòng)繞組他工輸出正脈沖驅(qū)動(dòng)信號，承擔(dān)整流功能的第一同步整流MOS管Qll的柵-源電壓Ugs11緩慢上升。由于第一控制電阻R15接第二同步整流MOS管Q21的柵極G，因此只要Ugs21沒有下降到0.7V以下，即柵極電位較高時(shí)，第一控制三極管Q13就處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而使第一放電速率控制三極管Q12導(dǎo)通，強(qiáng)迫第一同步整流MOS管Qll柵-源電壓Ugsii為第一放電速率控制三極管Q12發(fā)射結(jié)電壓UBEQ12與第一控制二極管Q13飽和電壓UCESQ13之和，其中UBEQ12約為0.7V，UcESQ13大小與第一控制三極管Q13特性及其集電極電流大小有關(guān)，當(dāng)?shù)谝豢刂迫龢O管Q13管飽和壓降Vces小于0.3V時(shí)，Ugsii將小于1.0V，限制了第一同步整流MOS管Qll柵極電位的上升，這意味著只要同步整流MOS管閾值電壓VGS(th)大于1.0V，就能保證Qll處于截止?fàn)顟B(tài)，直到Ugs21下降到0.5V以下，第一控制三極管Q13和第一放電速率控制三極管Q12處于截止?fàn)顟B(tài)，第一同步整流MOS管Qll才能進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，避免了第二同步整流MOS管Q21還未關(guān)斷前，第一同步整流MOS管Ql I導(dǎo)通；
[0054]反之亦然，在主開關(guān)管截止瞬間，第一同步整流驅(qū)動(dòng)繞組^^輸出負(fù)脈沖驅(qū)動(dòng)信號，承擔(dān)整流功能的第一同步整流MOS管Qll的柵-源電壓Ugs11迅速下降，而第二同步整流驅(qū)動(dòng)繞組Ns2輸出正脈沖驅(qū)動(dòng)信號，使承擔(dān)續(xù)流功能的第二同步整流MOS管Q21的柵-源電壓Ugs21緩慢上升。由于第二控制電阻R25接第一同步整流MOS管Qll的柵極，因此只要Ugs11沒有下降到0.7V以下，第二控制三極管Q23就處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而使第二放電速率控制三極管Q22導(dǎo)通，強(qiáng)迫第二同步整流MOS管Q21柵-源電壓Ugs21為第二放電速率控制三極管Q22發(fā)射結(jié)電壓UBEQ22與第二控制二極管Q23飽和電壓UGESQ23之和，UBE022約為0.7V，UgES023大小與第二控制二極管Q23特性及其集電極電流大小有關(guān)，當(dāng)?shù)诙刂迫龢O管Q23飽和壓降Vces小于0.3V時(shí)，他別將小于1.0V，這意味著只要同步整流MOS管閾值電壓VGS(th)大于1.0V，就能保證Q21處于截止?fàn)顟B(tài)，直到Ugsii下降到0.5V以下，使第二控制三極管Q23、第二放電速率控制三極管Q22截止，第二同步整流MOS管Q21才能進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。
[0055]其中，第一同步整流MOS管Qll和第二同步整流MOS管Q21的柵-源電壓波形如附圖7所示?？梢?，兩同步整流MOS管的驅(qū)動(dòng)信號存在死區(qū)時(shí)間，有效避免了同時(shí)導(dǎo)通現(xiàn)象。
[0056]其中，死區(qū)時(shí)間長短與R15、R25以及R12、R22阻值有關(guān)，改變R15及R25或R12及R22阻值大小即可控制死區(qū)時(shí)間的長短。
[0057]在其他條件不變情況下，當(dāng)?shù)诙秸鱉OS管被負(fù)脈沖信號驅(qū)動(dòng)時(shí)，若R15的阻值較大，控制管Ql 3導(dǎo)通時(shí)間變小，使Ql 2提前截止，導(dǎo)致死區(qū)時(shí)間變?。环粗?，若Rl 5的阻值較小，控制管Q13導(dǎo)通時(shí)間變長，使Q12導(dǎo)通時(shí)間增加，導(dǎo)致死區(qū)時(shí)間變長。
[0058]在其他條件不變情況下，當(dāng)?shù)谝煌秸鱉OS管被負(fù)脈沖信號驅(qū)動(dòng)時(shí)，若R12的阻值較大，使Q12基極電流小，相應(yīng)地Q12集電極電流小，引起同步整流管Ql I輸入電容放電速率變慢，導(dǎo)致死區(qū)時(shí)間增加;反之，若R12的阻值較小，使Q12基極電流大，相應(yīng)地Q12集電極電流增加，引起同步整流管Qll輸入電容放電速率變快，導(dǎo)致死區(qū)時(shí)間減小。
[0059]本發(fā)明通過設(shè)置受同步整流MOS管柵極電位交叉鎖定電路，使兩同步整流MOS管的驅(qū)動(dòng)信號存在死區(qū)時(shí)間，避免了兩管同時(shí)導(dǎo)通的現(xiàn)象，該驅(qū)動(dòng)方式適應(yīng)性強(qiáng)，可用于正激、橋式變換器次級同步整流驅(qū)動(dòng)電路中。
[0060]在本發(fā)明提供的另一實(shí)施例中，在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，該裝置還包括:承擔(dān)輔助續(xù)流功能的肖特基功率整流二極管D23;
[0061]所述承擔(dān)輔助續(xù)流功能的肖特基功率整流二極管D23的負(fù)極與所述第二同步整流MOS管Q21的漏極相連，所述承擔(dān)輔助續(xù)流功能的肖特基功率整流二極管D23的正極與第二同步整流MOS管Q21的源極相連。
[0062]其中，所述承擔(dān)輔助續(xù)流功能的肖特基功率整流二極管D23可以進(jìn)一步提高整流效率。
[0063]為避免兩同步整流MOS管同時(shí)導(dǎo)通，當(dāng)主開關(guān)管關(guān)斷后，承擔(dān)續(xù)流功能的第二同步整流MOS管Q21未導(dǎo)通，如果輔助續(xù)流二極管D23不存在，將被迫借助第二同步整流MOS管Q21體二極管續(xù)流，但MOS管寄生體二極管導(dǎo)通壓降大，損耗高;此外，當(dāng)?shù)诙秸鱉OS管Q21驅(qū)動(dòng)信號與正激變換器次級繞組Ns輸出脈沖同相位時(shí)，在主變壓器激磁磁通完全復(fù)位后，Ns2繞組提供的驅(qū)動(dòng)信號將消失，第二同步整流MOS管Q21被迫提前關(guān)閉，濾波電感L依然可借助低導(dǎo)通壓降的肖特基整流二極管D23完成續(xù)流。
[0064]在本發(fā)明提供的另一實(shí)施例中，如圖6所示，對于實(shí)施例一中的所述第一同步整流驅(qū)動(dòng)電路和所述第二同步整流驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)脈沖可以通過PWM控制芯片輸出信號經(jīng)隔離變壓器Td次級繞組產(chǎn)生。
[0065]如附圖6所示，在雙管正激變換器中，在負(fù)載變化范圍內(nèi)，總能保證次級輸出濾波電感L處于CCM模式時(shí)，次級回路第一同步整流管Qll驅(qū)動(dòng)脈沖、第二同步整流管Q21驅(qū)動(dòng)脈沖可由PWM控制芯片輸出信號經(jīng)隔離變壓器Td次級繞組產(chǎn)生。通過這種方式可以使承擔(dān)續(xù)流功能的第二同步整流MOS管Q21驅(qū)動(dòng)信號持續(xù)時(shí)間與主變壓器激磁磁通復(fù)位時(shí)間無關(guān)，重載下不依賴第二同步整流MOS管Q21寄生體二極管續(xù)流，整流損耗小，效率高。
[0066]在本發(fā)明提供的另一實(shí)施例中，當(dāng)實(shí)施例一對應(yīng)的同步整流電路裝置應(yīng)用于正激變換器次級側(cè)同步整流驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述正激變換器可以為三繞組去磁正激變換器或者二極管去磁雙管正激變換器。
[0067]具體的，當(dāng)實(shí)施例一對應(yīng)的同步整流電路裝置應(yīng)用于橋式變換器次級側(cè)同步整流驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述第一同步整流MOS管Qll和所述第二驅(qū)動(dòng)電路21內(nèi)第二同步整流MOS管Q21的驅(qū)動(dòng)方式可以為電壓自驅(qū)動(dòng)方式或者繞組驅(qū)動(dòng)方式。
[0068]具體的，所述橋式變換器為傳統(tǒng)硬開關(guān)橋式變換器或者LLC橋式變換器。
[0069]其中，當(dāng)應(yīng)用于橋式變換器次級同步整流驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，如果次級繞組輸出電壓滿足MOS管驅(qū)動(dòng)電壓要求，可采用附圖2所示的電壓自驅(qū)動(dòng)方式，在附圖2中，由于第一同步整流MOS管Qll、第二同步整流MOS管Q21寄生體二極管的箝位作用，驅(qū)動(dòng)脈沖低電平只有-
0.7V，因此可以省去偶合電容C11、C21以及反向充電二極管D12和D22;
[0070]反之，當(dāng)次級繞組輸出電壓不滿足MOS管驅(qū)動(dòng)電壓要求時(shí)，可采用附圖3所示的繞組驅(qū)動(dòng)方式，第一同步整流MOS管Ql I的驅(qū)動(dòng)繞組Ns1、第二同步整流MOS管Q21的驅(qū)動(dòng)繞組Ns2與次級繞組Ns纏繞在同一磁芯骨架上。為進(jìn)一步提高整流效率，必要時(shí)可以增加可選的肖特基整流二極管D13、D23。
[0071]對應(yīng)用于LLC變換器次級同步整流驅(qū)動(dòng)電路，如果次級繞組輸出電壓滿足MOS管驅(qū)動(dòng)電壓要求，可采用附圖4所示的電壓自驅(qū)動(dòng)方式，在附圖4中，由于第一同步整流MOS管Q11、第二同步整流MOS管Q21寄生體二極管的箝位作用，驅(qū)動(dòng)脈沖低電平只有-0.7V，因此可以省去偶合電容Cll、C21以及反向充電二極管D12和D22，考慮到LLC變換器次級輸出信號特征，也不需要肖特基輔助整流二極管Dl 3、D23;
[0072]反之，當(dāng)次級繞組輸出電壓不滿足MOS管驅(qū)動(dòng)電壓要求時(shí)，可采用附圖5所示的繞組驅(qū)動(dòng)方式，第一同步整流MOS管Ql I的驅(qū)動(dòng)繞組Ns1、第二同步整流MOS管Q21的驅(qū)動(dòng)繞組Ns2與次級繞組Ns纏繞在同一磁芯骨架上。
[0073]下面，對實(shí)施例中同步整流電路裝置的元件參數(shù)進(jìn)行介紹說明，當(dāng)?shù)谝环烹娝俾士刂迫龢O管Q12、第二放電速率控制三極管Q22為FMMT720，第一控制三極管Q13、第二控制三極管Q23為FMMT619，第一耦合電容C11、第二耦合電容C21取47nF，電阻R11、R21取33Ω，電阻R12、R22 取 240Ω，電阻R13、R23取2.2 Ω，電阻 R14、R24 取 1K Ω，電阻 R15、R25 取 1K Ω 時(shí)，經(jīng)過計(jì)算，兩MOS管驅(qū)動(dòng)脈沖的死區(qū)時(shí)間約為540ns，在驅(qū)動(dòng)信號死區(qū)時(shí)間內(nèi)，Ugsi1、Ugs2i電壓約為0.95V，兩整流管沒有出現(xiàn)同時(shí)導(dǎo)通現(xiàn)象，次級環(huán)路尖峰電流僅比肖特基二極管整流時(shí)大20%，這是因?yàn)橥秸鞴β蔒OS管寄生體二極管反向恢復(fù)時(shí)間較肖特基二極管反向恢復(fù)時(shí)間長所致。
[0074]在其他參數(shù)不變情況下，將Ql 2、Q22改為8550，Ql 3、Q23改為8050時(shí)，兩MOS管驅(qū)動(dòng)脈沖的死區(qū)時(shí)間約為580ns，在驅(qū)動(dòng)信號死區(qū)時(shí)間內(nèi)，UGS11、UGS21i壓約為1.27V，兩同步整流管也沒有出現(xiàn)同時(shí)導(dǎo)通現(xiàn)象，次級環(huán)路尖峰電流也比肖特基二極管整流時(shí)大20%左右。
[0075]本發(fā)明通過上述技術(shù)方案，使兩同步整流MOS管的驅(qū)動(dòng)信號存在死區(qū)時(shí)間，同時(shí)死區(qū)時(shí)間可以通過調(diào)節(jié)電阻的阻值進(jìn)行控制，避免了兩管同時(shí)導(dǎo)通的現(xiàn)象;且該驅(qū)動(dòng)方式適應(yīng)性強(qiáng)，可用于正激、橋式變換器次級同步整流驅(qū)動(dòng)電路中；在傳統(tǒng)的同步整流驅(qū)動(dòng)電路基礎(chǔ)上增加了由電阻、中小功率NPN三極管構(gòu)成的同步整流MOS管柵極電位交叉控制電路后，就有效避免了兩MOS管同時(shí)導(dǎo)通現(xiàn)象，電路簡潔，元件數(shù)目少，成本低，可靠性高。
[0076]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實(shí)施例公開的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。
[0077]另外需說明的是，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。另外，本發(fā)明提供的裝置實(shí)施例附圖中，單元之間的連接關(guān)系表示它們之間具有通信連接，具體可以實(shí)現(xiàn)為一條或多條通信總線或信號線。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下，即可以理解并實(shí)施。
[0078]綜上所述，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制;盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對上述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種同步整流電路裝置，其特征在于，包括:第一同步整流驅(qū)動(dòng)電路和第二同步整流驅(qū)動(dòng)電路； 所述第一同步整流驅(qū)動(dòng)電路包括:第一同步整流MOS管(Qll)、第一驅(qū)動(dòng)電路(11)和受第二同步整流MOS管柵-源電壓控制的鎖定電路(12); 所述第二同步整流驅(qū)動(dòng)電路包括:第二同步整流MOS管(Q21)、第二驅(qū)動(dòng)電路(21)和受第一同步整流MOS管柵-源電壓控制的鎖定電路(22); 所述第一同步整流MOS管(Qll)的漏極接次級繞組(Ns)的第一端，所述第一同步整流MOS管(QlI)的源極接次級公共電位參考點(diǎn)(GND)； 所述第二同步整流MOS管(Q21)的漏極接次級繞組(Ns)的第二端，所述第二同步整流MOS管(Q21)的源極接次級公共電位參考點(diǎn)(GND)； 所述第一驅(qū)動(dòng)電路和所述第二驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)相同，其中，所述第一驅(qū)動(dòng)電路包括:第一耦合電容(Cll)、第一反向充電二極管(D12)、第一同步整流MOS管輸入電容充電限流電阻(Rll)、第一放電隔離二極管(Dll)、第一放電速率控制三極管(Q12)、第一基極電阻(R12)、第一集電極電阻(R13)、第一同步整流MOS管柵-源泄放電阻(R14)和第一同步整流驅(qū)動(dòng)繞組(Nsi)； 所述第一同步整流驅(qū)動(dòng)繞組(Ns1)的第一端依次通過第一耦合電容(Cll)、第一同步整流MOS管輸入電容充電限流電阻(Rll)與所述第一放電隔離二極管(Dll)的正極相連，所述第一放電隔離二極管(Dll)的負(fù)極與所述第一同步整流MOS管(Qll)的柵極相連;所述第一同步整流驅(qū)動(dòng)繞組(Ns1)的第二端與所述第一同步整流MOS管(Qll)的源極相連;所述第一同步整流MOS管輸入電容充電限流電阻(Rll)與所述第一耦合電容(Cll之間的連接點(diǎn)通過所述第一基極電阻(R12)與所述第一放電速率控制三極管(Q12)的基極相連，所述第一放電速率控制三極管(Q12)的發(fā)射極與所述第一同步整流MOS管(Qll)的柵極相連，所述第一放電速率控制三極管(Q12)的集電極通過第一集電極電阻(R13)與所述第一同步整流MOS管(Qll)的源極相連;所述第一同步整流MOS管柵-源泄放電阻(R14)的第一端與所述第一同步整流MOS管(Qll)柵極相連，所述第一同步整流MOS管柵-源泄放電阻(R14)的第二端與所述第一同步整流MOS管(Qll)的源極相連；所述第一同步整流MOS管輸入電容充電限流電阻(Rll)與所述第一耦合電容(Cll)之間的連接點(diǎn)與所述第一反向充電二極管(D12)的負(fù)極相連，所述第一反向充電二極管(D12)的正極與所述第一同步整流MOS管(Qll)的源極相連;所述第一同步整流驅(qū)動(dòng)繞組(Ns1)和所述第二驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)第二同步整流驅(qū)動(dòng)繞組(Ns2)與變壓器(T)次級繞組(Ns)共同纏繞在同一磁芯骨架上； 所述受第二同步整流MOS管柵-源電壓控制的鎖定電路(12)包括:第一控制電阻(R15)和第一控制三極管(Q13); 所述第一控制電阻(R15)的第一端與所述第一控制三極管(Q13)的基極相連，所述第一控制電阻(R15)的第二端與所述第二同步整流MOS管(Q21)的柵極相連;所述第一控制三極管(Q13)的發(fā)射極接次級公共電位參考點(diǎn)(GND)，所述第一控制三極管(Q13)的集電極與所述第一放電速率控制三極管(Q12)的基極相連； 所述受第一同步整流MOS管柵-源電壓控制的鎖定電路(22)包括:第二控制電阻(R25)和第二控制三極管(Q23); 所述第二控制電阻(R25)的第一端與所述第二控制三極管(Q23)的基極相連，所述第二控制電阻(R25)的第二端與所述第一同步整流MOS管(Qll)的柵極相連;所述第二控制三極管(Q23)的發(fā)射極接次級公共電位參考點(diǎn)(GND)，所述第二控制三極管(Q23)的集電極與所述第二驅(qū)動(dòng)電路(21)內(nèi)第二放電速率控制三極管(Q22)的基極相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括:承擔(dān)輔助續(xù)流功能的肖特基功率整流二極管(D23); 所述承擔(dān)輔助續(xù)流功能的肖特基功率整流二極管(D23)的負(fù)極與所述第二同步整流MOS管(Q21)的漏極相連，所述承擔(dān)輔助續(xù)流功能的肖特基功率整流二極管(D23)的正極與第二同步整流MOS管(Q21)的源極相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一同步整流驅(qū)動(dòng)電路和所述第二同步整流驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)脈沖通過PWM控制芯片輸出信號經(jīng)隔離變壓器Td次級繞組產(chǎn)生。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，應(yīng)用于正激變換器次級側(cè)同步整流驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述正激變換器為三繞組去磁正激變換器或者二極管去磁雙管正激變換器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，應(yīng)用于橋式變換器次級側(cè)同步整流驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述第一同步整流MOS管(Qll)和所述第二驅(qū)動(dòng)電路(21)內(nèi)第二同步整流MOS管(Q21)的驅(qū)動(dòng)方式為電壓自驅(qū)動(dòng)方式或者繞組驅(qū)動(dòng)方式。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述橋式變換器為傳統(tǒng)硬開關(guān)橋式變換器或者LLC橋式變換器。
【文檔編號】H02M1/32GK105915085SQ201610533514
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年7月7日
【發(fā)明人】潘永雄, 陳林海, 鄭明治, 徐思蔚
【申請人】廣東工業(yè)大學(xué)