專利名稱：一種同步整流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，尤其涉及一種同步整流裝置。
背景技術(shù)：
隨著電源市場(chǎng)的發(fā)展，對(duì)大電流、低電壓輸出DC-DC隔離開關(guān)電源的需求量也隨 之大幅度增加。傳統(tǒng)的反激電路(即以肖特基二極管作為輸出整流二極管的反激電路)由 于其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，元器件個(gè)數(shù)少，成本低廉等原因，在小功率隔離電路中應(yīng)用十分廣泛。 但隨著現(xiàn)代高速超大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，集成電路的電源電壓隨之下降，工作電流 卻隨之增加，因?yàn)樵诘蛪捍箅娏鬏敵鰰r(shí)，如果仍采用肖特基二極管作為輸出整流二極管，那 么輸出二極管上的導(dǎo)通損耗會(huì)很大。而由于低電壓功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor, MOSFET)的導(dǎo)通電阻很小,例如 20A的功率MOSFET的導(dǎo)通電阻僅為6_8πιΩ。80年代初即陸續(xù)將其應(yīng)用于低壓輸出的DC-DC 開關(guān)電源，稱為同步整流管(Synchronous Rectifier，SR)。一般來說，現(xiàn)有的反激式開關(guān)電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，雖然不需要控制線路，成本較低，但是整 流效率很低，而采用同步整流控制芯片的方式，雖然可以提高整流效率，但是控制電線復(fù) 雜，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種同步整流裝置，通過本發(fā)明提供了一種同步整流裝置，包括控制電路單元，串聯(lián)一開關(guān)管，用于對(duì)所述開關(guān)管進(jìn)行脈寬調(diào)制控制；開關(guān)管，所述開關(guān)管的源極與所述控制電路單元串聯(lián)；電源開關(guān)變壓器，所述電源開關(guān)變壓器的初級(jí)線圈繞組與所述開關(guān)管的柵極串 聯(lián)，且所述電源開關(guān)變壓器的次級(jí)線圈繞組與輸出端子串聯(lián)；同步整流單元，與所述電源開關(guān)變壓器的次級(jí)線圈繞組串聯(lián)；電流互感器，與所述同步整流單元串聯(lián)，用于檢測(cè)所述同步整流單元輸出端的電 流；驅(qū)動(dòng)控制單元，與所述電流互感器和所述同步整流單元并聯(lián)，用于將所述電流互 感器副邊輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)控制所述同步整 流單元導(dǎo)通或關(guān)閉。實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果控制電路單元控制開關(guān)管處于截止?fàn)顟B(tài)， 此時(shí)電源電流通過電源開關(guān)變壓器再經(jīng)過電容整流濾波后流向同步整流單元，使同步整流 單元體內(nèi)的二極管先導(dǎo)通，電流互感器檢測(cè)到電流之后，電流互感器的副邊電流流向驅(qū)動(dòng) 控制單元，通過驅(qū)動(dòng)控制單元來控制同步整流單元的導(dǎo)通，此時(shí)同步整流開始，實(shí)現(xiàn)了反激 電源的同步整流控制，達(dá)到成本低，效率高，可靠性高，外部線路簡(jiǎn)單的效果，降低了同步整流的損耗。


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(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)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)性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明的同步整流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的同步整流裝置電路的示意圖；圖3為本發(fā)明的同步整流裝置的動(dòng)作波形圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)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?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(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。參見圖1，圖1為本發(fā)明的同步整流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該同步整流裝置包括控制 電路單元11、開關(guān)管12、電源開關(guān)變壓器13、同步整流單元14、電流互感器15和驅(qū)動(dòng)控制 單元16，該控制電路單元11串聯(lián)一開關(guān)管12，用于對(duì)開關(guān)管12進(jìn)行脈寬調(diào)制控制，具體 的，該控制電路單元為脈寬調(diào)制(Pulse WidthModulation, PWM)控制器。電源開關(guān)變壓器 13的初級(jí)線圈繞組與開關(guān)管12的柵極串聯(lián)，且電源開關(guān)變壓器13的次級(jí)線圈繞組與輸出 端子串聯(lián)，用于降低所述開關(guān)管12輸出端的電壓。同步整流單元14與電源開關(guān)變壓器13 的次級(jí)線圈繞組串聯(lián)連接，具體的，同步整流單元14為MOSFET管。電流互感器15與同步 整流單元14串聯(lián)，用于檢測(cè)同步整流單元14輸出端的電流，具體的，該電流互感器15的線 圈繞組比為1 100，比如說，當(dāng)流過電流互感器15的原邊流過的電流為IA時(shí)，電流互感器 15的副邊流過的電流就為10mA。驅(qū)動(dòng)控制單元16與電流互感器15和同步整流單元14并 聯(lián)，用于將電流互感器15副邊輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并根據(jù)轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào) 控制同步整流單元14導(dǎo)通或關(guān)閉。需要說明的是，該同步整流裝置還包括電容17，設(shè)置于電源開關(guān)變壓器13的次級(jí) 線圈繞組與同步整流單元14之間，用于進(jìn)行整流濾波，在實(shí)際操作過程當(dāng)中電容17的個(gè)數(shù) 為兩個(gè)且并聯(lián)連接。需要說明的是，當(dāng)控制電路單元11控制與其連接的開關(guān)管12為導(dǎo)通時(shí)，電源啟動(dòng) 后，就會(huì)通過電源開關(guān)變壓器13的初級(jí)繞組將電流流向開關(guān)管12，此時(shí)電源開關(guān)變壓器13 的次級(jí)繞組沒有電流流過，電路中沒有能量的傳遞，此時(shí)MOSFET管處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)控制 電路單元11控制與其接連的開關(guān)管12為截止時(shí)，輸入端的電流就會(huì)通過電源開關(guān)變壓器 13的次級(jí)繞組將電流流向電容17，通過電容17將電流進(jìn)行整流濾波，然后將濾波后的電流 流向同步整流單元14，使MOSFET管體內(nèi)的二極管先導(dǎo)通，此時(shí)電流流向電流互感器15，電 流互感器15檢測(cè)MOSFET管體內(nèi)的二極管輸出的電流大小，當(dāng)檢測(cè)到流經(jīng)電流互感器15的 電流足夠大時(shí)，電流互感器15的副邊將電流輸出到驅(qū)動(dòng)控制單元16，驅(qū)動(dòng)控制單元16將電流互感器15輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并根據(jù)轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)控制MOSFET管的 導(dǎo)通，此時(shí)同步整流開始。當(dāng)電流互感器15檢測(cè)到流經(jīng)的電流太小時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制單元16關(guān) 斷MOSFET管，此時(shí)同步整流結(jié)束。參見圖2，圖2為本發(fā)明同步整流裝置電路的示意圖，該同步整流裝置電路包括 PWM控制器21、開關(guān)管Ql、電源開關(guān)變壓器Tl、電容C2、電容C3、同步整流MOSFET管Q2、電 流互感器T2和驅(qū)動(dòng)控制單元22，該P(yáng)WM控制器21串聯(lián)連接開關(guān)管Ql，對(duì)開關(guān)管Ql進(jìn)行脈 寬調(diào)制控制，電源開關(guān)變壓器Tl與開關(guān)管Ql的柵極串聯(lián)相連在輸出端子間，降低開關(guān)管Ql 輸出端的電壓，電容C2和C3設(shè)置在電源開關(guān)變壓器Tl和同步整流MOSFET管Q2之間，進(jìn) 行整流濾波，降低輸出電壓，使輸出電壓穩(wěn)定，同步整流MOSFET管Q2與電源開關(guān)變壓器Tl 的次級(jí)線圈繞組串聯(lián)連接，當(dāng)電路中存在電流時(shí)導(dǎo)通，電流互感器14與同步整流MOSFET管 Q2串聯(lián)連接，檢測(cè)同步整流MOSFET管Q2輸出端的電流，具體的，該電流互感器14的線圈繞 組比為1 100，比如說，當(dāng)流過電流互感器14的原邊流過的電流為IA時(shí)，電流互感器14 的副邊流過的電流就為10mA。驅(qū)動(dòng)控制單元22與電流互感器T2和同步整流MOSFET管Q2 并聯(lián)連接，將電流互感器T2副邊輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并根據(jù)轉(zhuǎn)換后的電壓信 號(hào)控制同步整流MOSFET管Q2的導(dǎo)通或關(guān)閉。需要說明的是，當(dāng)PWM控制器21與其連接的開關(guān)管Ql為導(dǎo)通時(shí)，電源啟動(dòng)后，就 會(huì)通過電源開關(guān)變壓器Tl的初級(jí)繞組將電流流向開關(guān)管Q1，此時(shí)電源開關(guān)變壓器Tl的次 級(jí)繞組沒有電流流過，電路中沒有能量的傳遞，此時(shí)MOSFET管Q2處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)PWM控 制器21控制與其接連的開關(guān)管Ql為截止時(shí)，輸入端的電流就會(huì)通過電源開關(guān)變壓器Tl的 次級(jí)繞組將電流流向電容C2，通過電容C2將電流進(jìn)行整流濾波，然后將濾波后的電流流向 MOSFET管Q2，使MOSFET管Q2體內(nèi)的二極管先導(dǎo)通，此時(shí)電流流向電流互感器T2，電流互 感器T2檢測(cè)MOSFET管Q2體內(nèi)的二極管輸出的電流大小，當(dāng)檢測(cè)到流經(jīng)電流互感器T2的 電流足夠大時(shí)，電流互感器T2的副邊將電流輸出到驅(qū)動(dòng)控制單元22，驅(qū)動(dòng)控制單元22將 電流互感器T2輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并根據(jù)轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)使MOSFET管Q2 導(dǎo)通，此時(shí)同步整流開始，其工作波形圖如圖3所示，圖中A為開關(guān)管Ql的電流波形，B為 MOSFET管Q2副邊的電流波形，C為MOSFET管Q2驅(qū)動(dòng)波形。當(dāng)開關(guān)管Ql開通時(shí)，電流線性 增加，此時(shí)MOSFET管Q2副邊沒有電流流過，當(dāng)開關(guān)管Ql截止時(shí)，MOSFET管Q2副邊流過電 流，電流互感器T2檢測(cè)到該電流，驅(qū)動(dòng)控制單元22開通MOSFET管Q2 (看Q2驅(qū)動(dòng)波形)，同 步整流開始，隨著MOSFET管Q2副邊電流的線性降低，直到電流互感器T2檢測(cè)的電流信號(hào) 不能驅(qū)動(dòng)控制單元22，此時(shí)，MOSFET管Q2關(guān)斷，體內(nèi)二極管導(dǎo)通。當(dāng)電流互感器T2檢測(cè)到 流經(jīng)的電流太小時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制單元22關(guān)斷MOSFET管Q2，此時(shí)同步整流結(jié)束。綜上所述，控制電路單元控制開關(guān)管Ql處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)電源電流通過電源開 關(guān)變壓器再經(jīng)過電容C2整流濾波后流向MOSFET管Q2，使MOSFET管Q2體內(nèi)的二極管先導(dǎo) 通，電流互感器檢測(cè)到電流之后，電流互感器的副邊電流流向驅(qū)動(dòng)控制單元，通過驅(qū)動(dòng)控制 單元來控制MOSFET管Q2的導(dǎo)通，此時(shí)同步整流開始，實(shí)現(xiàn)了反激電源的同步整流控制，達(dá) 到成本低，效率高，可靠性高，外部線路簡(jiǎn)單的效果，降低了同步整流的損耗。以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán) 利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種同步整流裝置，其特征在于，包括控制電路單元，串聯(lián)一開關(guān)管，用于對(duì)所述開關(guān)管進(jìn)行脈寬調(diào)制控制； 開關(guān)管，所述開關(guān)管的源極與所述控制電路單元串聯(lián)；電源開關(guān)變壓器，所述電源開關(guān)變壓器的初級(jí)線圈繞組與所述開關(guān)管的柵極串聯(lián)，且 所述電源開關(guān)變壓器的次級(jí)線圈繞組與輸出端子串聯(lián)；同步整流單元，與所述電源開關(guān)變壓器的次級(jí)線圈繞組串聯(lián)； 電流互感器，與所述同步整流單元串聯(lián)，用于檢測(cè)所述同步整流單元輸出端的電流； 驅(qū)動(dòng)控制單元，與所述電流互感器和所述同步整流單元并聯(lián)，用于將所述電流互感器 副邊輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)控制所述同步整流單 元導(dǎo)通或關(guān)閉。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括所述電源開關(guān)變壓器的次級(jí)線圈繞組與所述同步整流單元之間設(shè)置有電容。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述同步整流單元為金屬氧化物半導(dǎo)體 場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同步整流裝置，包括控制電路單元，串聯(lián)一開關(guān)管，用于對(duì)開關(guān)管進(jìn)行脈寬調(diào)制控制；開關(guān)管，開關(guān)管的源極與控制電路單元串聯(lián)；電源開關(guān)變壓器，電源開關(guān)變壓器的初級(jí)線圈繞組與開關(guān)管的柵極串聯(lián)，且電源開關(guān)變壓器的次級(jí)線圈繞組與輸出端子串聯(lián)；同步整流單元，與電源開關(guān)變壓器的次級(jí)線圈繞組串聯(lián)；電流互感器，與同步整流單元串聯(lián)，用于檢測(cè)所述同步整流單元輸出端的電流；驅(qū)動(dòng)控制單元，與所述電流互感器和所述同步整流單元并聯(lián)，用于將所述電流互感器副邊輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)控制所述同步整流單元導(dǎo)通或關(guān)閉。實(shí)施本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了反激電源的同步整流控制，達(dá)到降低同步整流的損耗。
文檔編號(hào)H02M7/217GK101997434SQ20091018964
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者喬景明 申請(qǐng)人:康佳集團(tuán)股份有限公司