一种基于反激拓扑同步整流MOS管开通判别方法与流程

    专利查询2026-01-01  18


    本发明属于开关电源,具体涉及一种基于反激拓扑同步整流mos管开通判别方法。


    背景技术:

    1、随着科学技术的发展,提升装备的智能化成为了目前装备研制的重点课题,而集成电路和智能算法是提升装备智能化的重中之重。电源是各种集成电路必不可少的组成部分,它的性能直接影响到电子设备的技术指标及其安全性、可靠性。随着半导体器件尺寸的不断减小,芯片的电路规模与性能获得了大幅提升,与此同时芯片的供电电压不断降低,进而降低功耗,这给供电电源带来的问题便是供电电流大幅的提高。反激拓扑凭借其结构简单,体积小,可以多路输出等优势使之在小功率电源中占据非常重要的地位,传统的反激电路通常在次级使用肖特基二极管实现整流功能,如图1所示,然而二极管的导通压降大,在低压大电流的应用场景下,会存在较大的导通损耗,降低电源的效率。为进一步提升效率,通常采用同步整流技术,用导通电流小,开关可控的mos管代替二极管来整流,从而达到降低导通损耗,提升效率的目的。

    2、然而mos管可以双向导通,如果控制不当,在初级开关管导通时,次级整流mos管误通时可能会造成短路,对模块造成不可逆的损害。现有的同步整流技术通过检测次级整流mos管两端漏源电压到达设定阈值,发出信号驱动次级整流mos管开启,而实际应用中mos管非理想器件,内部存在寄生电容和寄生电感,在开通、关断切换的过程中,部分能量在寄生电感和寄生电容之间相互传递,循环往复、造成谐振,可能会造成同发整流误开启,为解决此类问题,设计一种基于反激拓扑同步整流mos管开通判别方法,避免这种误开启,保证系统稳定。

    3、同步整流技术中判断开通整流mos管,通过sr控制器检测次级整流mos管漏源电压vds是否到达阈值(通常为-400mv)来判断是否开通次级整流mos管,当漏源电压低于-400mv时,经过电路内部的一段延迟(死区时间)后发出控制驱动信号,开通次级二极管。由于电路中储能元件的存在,次級整流mos管的源漏两端发振铃现象,此时可能会导致次级整流mos管误导通,故设计一种新型基于反激拓扑整流mos管开通电路,避免此类误导通的出现。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是解决反激电路同步整流方法中,由于电路以及器件的寄生电感电容产生的谐振,而导致次级整流mos管误导通的问题,设计一种判断次级mos管开通的方法,可以有效的避免由于谐振或振铃而引发的误导通问题。

    2、本发明的一种基于反激拓扑同步整流mos管开通判别方法,它包括以下步骤:

    3、步骤1:首先采集反激电路的开关频率,计算出开关周期,通过周期以及占空比计算出初级mos管的导通时间ton。

    4、步骤2:获取输出电压vo,获取次级整流mos管的漏极与源极之间的电压vds,设置比较器检测并记录vds与输出电压vo的大小关系。

    5、步骤3:在电路运行状态下,每个开关周期中,当检测到初级mos管导通时,开始记录在初级mos管的导通的ton时间内,vds等于vo的次数m,以及相等的时间点。

    6、步骤4:当检测到次级整流mos管的漏源电压vds低于设定阈值vt时,判断在此时之前的tth时间内,vds等于vo的次数n,若n=1时,此时控制同步整流mos管开通。若n≥2时,说明此时系统处于由储能元件的作用下产生的振铃现象中,此时不允许开关管开通。

    7、通过比较漏源电压vds到达设定阈值vt时的前tth时间内,vds与vo两者的大小关系变化频率,得知目前电路的状态,如果vds与vo两者的大小关系频繁变换,则证明电路此时处于振铃状态,此时开通整流mos管属于误导通。若在只有一次由vds>vo变为vds<vo时,说明此时是初级mos管正常关闭,且此时漏源电压vds到达设定阈值vt,可以正常开通整流mos管。

    8、本发明所具有的有益效果为:

    9、本发明通过次级整流mos管漏源电压和输出电压的大小关系,结合漏源电压是否到达阈值综合判断是否开始次级同步整流mos管,可以有效的避免由于电路以及器件的寄生电感电容产生的振铃现象,而导致次级整流mos管误导通的问题,提高反激电路的可靠性,保证系统稳定。



    技术特征:

    1.一种基于反激拓扑同步整流mos管开通判别方法,其特征在于,它包括以下步骤:


    技术总结
    本发明公开了一种基于反激拓扑同步整流MOS管开通判别方法,适用于开关电源技术领域,现有的同步整流技术判断次级开关管导通的判别条件是检测次级整流MOS管两端漏源电压,而实际应用中,由于内部寄生电容和寄生电感等储能元件造成的振铃现象,可能会使漏源电压低于设定阈值而造成同发整流误开启。本发明通过次级整流MOS管漏源电压和输出电压的大小关系,结合判断该漏源电压是否到达阈值综合判断是否开始次级同步整流MOS管,可以有效的避免由于振铃现象而导致次级整流MOS管误导通的问题,提高反激电路的可靠性,保证系统稳定。

    技术研发人员:张钰奇,任人,李文番,王军雄,王垚雄,张一童,杨富旺,马海峰,刘保荣,张霄嵩,代昌华
    受保护的技术使用者:西北机电工程研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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