同步整流电路及其控制方法技术

本申请公开了同步整流电路及其控制方法，所述同步整流电路包括第一至第四开关管以及开关控制电路。开关控制电路用于产生第一控制信号和第二控制信号。所述第一控制信号控制所述第一开关管和所述第三开关管的导通和断开，所述第二控制信号控制所述第二开关管和所述第四开关管的导通和断开。所述开关控制电路对所述第一控制信号和所述第二控制信号进行自调整，使得第一至第四开关管的工作点大致为理想工作点。该同步整流电路对开关管的导通点和断开点自调整以补偿控制信号的延时，从而提高同步整流效率。

Synchronous rectification circuit and its control method

A synchronous rectification circuit and a control method thereof are disclosed. The synchronous rectification circuit comprises a first to fourth switch tubes and a switch control circuit. The switch control circuit is used to generate the first control signal and the second control signal. The first control signal controls the turn-on and disconnection of the first switch tube and the third switch tube, and the second control signal controls the conduction and disconnection of the second switch tube and the fourth switch tube. The switch control circuit adjusts the first control signal and the second control signal, so that the working point of the first to the fourth switch tube is approximately the ideal working point. The synchronous rectification circuit adjusts the turn-on point and disconnection point of the switch to compensate the delay of the control signal, thus improving the synchronous rectification efficiency.

【技术实现步骤摘要】
同步整流电路及其控制方法
本专利技术涉及电力电子技术，具体涉及同步整流电路及其控制方法。
技术介绍
整流电路用于将交流电转换成直流电。传统的整流电路是使用二极管的半桥或全桥整流电路。在交流电的正负半周期中，电流从整流电路的输入端经由不同的二极管路径到达整流电路的输出端，从而在输出端获得单向的直流电。采用二极管的整流电路的结构简单且成本低，然而二极管自身的整流损耗大，使得电源效率变低。同步整流电路是采用开关管代替二极管的整流电路。由于开关管的导通电阻低，因此可以减小整流损耗，提高系统效率。同步整流电路例如是包括四个开关管的全桥整流电路。各个开关管在控制信号的控制下导通或断开。开关管的控制信号的相位必须与其输入端的交流电的相位相同才能实现整流功能。同步整流电路需要包括开关控制电路以产生开关管的控制信号。开关管例如由金属氧化物半导体(MOS)工艺制成，在开关管的源极和漏极之间存在着寄生的体二极管。在现有的同步整流电路中，在检测到体二极管导通之后导通开关管，在检测到开关管的电流接近零时，断开开关管。在无线充电的应用领域，采用高频信号在电能发送端和接收端之间传输电能。由于同步整流电路的开关控制电路对电流检测信号的处理包括比较、传输和驱动等过程，因此，控制信号相对于理想的导通时刻和断开时刻均存在着延时。结果，同步整流电路在高频交流电时整流损耗显著增加。因此，期望进一步改进同步整流电路，使得开关控制电路可以补偿控制信号的延时，以进一步减小高频交流电的整流损耗。
技术实现思路
有鉴于于此，本专利技术的目的在于提供一种新的同步整流电路及其控制方法，其中对开关管的导通点和断开点自调整以补偿控制信号的延时，从而提高同步整流效率。根据本专利技术的一方面，提供一种同步整流电路，包括：连接成全桥整流电路的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；以及开关控制电路，用于产生第一控制信号和第二控制信号，其中，所述第一控制信号控制所述第一开关管和所述第三开关管的导通和断开，所述第二控制信号控制所述第二开关管和所述第四开关管的导通和断开，所述第一开关管和所述第四开关管的中间节点作为所述同步整流电路的第一输入端，所述第二开关管和所述第三开关管的中间节点作为所述同步整流电路的第二输入端，所述开关控制电路对所述第一控制信号和所述第二控制信号进行自调整，使得所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管的工作点大致为理想工作点。优选地，所述开关控制电路根据在所述第一输入端和所述第二输入端之间接收的交流输入电压判断所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管各自的体二极管的导通状态，并且根据所述体二极管的导通状态产生所述第一控制信号和所述第二控制信号，以调整所述工作点。优选地，在导通阶段中，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管分别在其相应的体二极管导通之后的第一预定时间导通，第一预定时间接近为零，在断开阶段，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管分别在其相应的体二极管断开之前的第二预定时间断开，第二预定时间接近为零。优选地，所述开关控制电路包括第一控制电路和第二控制电路，所述第一控制电路与所述第一输入端连接，从而在所述交流输入电压的正半周期接收所述交流输入电压，并且产生所述第一控制信号，所述第二控制电路与所述第二输入端连接，从而在所述交流输入电压的负半周期接收所述交流输入电压，并且产生所述第二控制信号。优选地，所述第一控制电路和所述第二控制电路分别包括：导通阈值电压产生电路，用于根据所述交流输入电压产生第一阈值电压；断开阈值电压产生电路，用于根据所述交流输入电压产生第二阈值电压；采样电路，用于产生表征所述交流输入电压的采样信号；第一比较器，用于接收所述采样信号，并且将所述第一阈值电压和所述采样信号进行比较，以产生第一比较信号；第二比较器，用于接收所述采样信号，并且将所述第二阈值电压和所述采样信号进行比较，以产生断开信号；导通延时产生电路，用于产生换流延时，使得第一比较信号延迟以产生导通信号；以及RS触发器，分别接收所述导通信号和所述断开信号，产生所述第一控制信号和所述第二控制信号之一。优选地，所述导通阈值电压产生电路包括：导通检测电路，用于根据所述交流输入电压的电压值变化检测开关管的体二极管的导通状态，并且产生第一调整信号；计数器，用于根据第一调整信号进行计数，并且根据计数值的多个数据位提供多个第二调整信号；电阻分压网络，包括多个电阻和多个开关，所述多个第二调整信号分别控制所述多个开关，从而调整所述第一阈值电压。优选地，所述断开阈值电压产生电路包括：断开检测电路，用于根据所述交流输入电压的电压值变化检测开关管的体二极管的导通状态，并且产生第一调整信号；计数器，用于根据第一调整信号进行计数，并且根据计数值的多个数据位提供多个第二调整信号；电阻分压网络，包括多个电阻和多个开关，所述多个第二调整信号分别控制所述多个开关，从而调整所述第二阈值电压。优选地，所述第一控制电路和所述第二控制电路分别包括：采样电路，用于产生表征所述交流输入电压的采样信号；第一比较器，用于接收所述采样信号，并且将所述第一阈值电压和所述采样信号进行比较，以产生第一比较信号；导通延时产生电路，用于产生换流延时，使得第一比较信号延迟以产生导通信号；断开延时产生电路，用于产生整流时间，使得所述导通信号在延迟达到所述整流时间后产生断开信号；以及RS触发器，分别接收所述导通信号和所述断开信号，产生所述第一控制信号和所述第二控制信号之一。优选地，所述导通阈值电压产生电路包括：导通检测电路，用于根据所述交流输入电压的电压值变化检测开关管的体二极管的导通状态，并且产生第一调整信号；计数器，用于根据第一调整信号进行计数，并且根据计数值的多个数据位提供多个第二调整信号；多个延时单元，彼此串联连接；以及多个开关，分别与所述多个延时单元并联连接，其中，所述多个第二调整信号分别控制所述多个开关，从而根据第一基准延时产生所述换流延时，并且根据所述体二极管的导通状态调整所述换流延时。优选地，所述断开阈值电压产生电路包括：断开检测电路，用于根据所述交流输入电压的电压值变化检测开关管的体二极管的导通状态，并且产生第一调整信号；计数器，用于根据第一调整信号进行计数，并且根据计数值的多个数据位提供多个第二调整信号；多个延时单元，彼此串联连接；以及多个开关，分别与所述多个延时单元并联连接，其中，所述多个第二调整信号分别控制所述多个开关，从而根据第二基准延时产生所述整流时间，并且根据所述体二极管的导通状态调整所述整流时间。根据本专利技术的另一方面，提供一种同步整流电路的控制方法，所述同步整流电路包括连接成全桥整流电路的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，用于将交流输入电压转换成直流输入电压，所述方法包括：根据所述交流输入电压产生第一控制信号；根据所述交流输入电压产生第二控制信号；采用所述第一控制信号控制所述第一开关管和所述第三开关管的导通和断开；以及采用所述第二控制信号控制所述第二开关管和所述第四开关管的导通和断开；其中，对所述第一控制信号和所述第二控制信号进行自调整，使得所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步整流电路，包括：连接成全桥整流电路的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；以及开关控制电路，用于产生第一控制信号和第二控制信号，其中，所述第一控制信号控制所述第一开关管和所述第三开关管的导通和断开，所述第二控制信号控制所述第二开关管和所述第四开关管的导通和断开，所述第一开关管和所述第四开关管的中间节点作为所述同步整流电路的第一输入端，所述第二开关管和所述第三开关管的中间节点作为所述同步整流电路的第二输入端，所述开关控制电路对所述第一控制信号和所述第二控制信号进行自调整，使得所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管的工作点大致为理想工作点。

【技术特征摘要】
1.一种同步整流电路，包括：连接成全桥整流电路的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；以及开关控制电路，用于产生第一控制信号和第二控制信号，其中，所述第一控制信号控制所述第一开关管和所述第三开关管的导通和断开，所述第二控制信号控制所述第二开关管和所述第四开关管的导通和断开，所述第一开关管和所述第四开关管的中间节点作为所述同步整流电路的第一输入端，所述第二开关管和所述第三开关管的中间节点作为所述同步整流电路的第二输入端，所述开关控制电路对所述第一控制信号和所述第二控制信号进行自调整，使得所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管的工作点大致为理想工作点。2.根据权利要求1所述的同步整流电路，其中，所述开关控制电路根据在所述第一输入端和所述第二输入端之间接收的交流输入电压判断所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管各自的体二极管的导通状态，并且根据所述体二极管的导通状态产生所述第一控制信号和所述第二控制信号，以调整所述工作点。3.根据权利要求2所述的同步整流电路，其中，在导通阶段中，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管分别在其相应的体二极管导通之后的第一预定时间导通，第一预定时间接近为零，在断开阶段，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管分别在其相应的体二极管断开之前的第二预定时间断开，第二预定时间接近为零。4.根据权利要求2所述的同步整流电路，其中，所述开关控制电路包括第一控制电路和第二控制电路，所述第一控制电路与所述第一输入端连接，从而在所述交流输入电压的正半周期接收所述交流输入电压，并且产生所述第一控制信号，所述第二控制电路与所述第二输入端连接，从而在所述交流输入电压的负半周期接收所述交流输入电压，并且产生所述第二控制信号。5.根据权利要求4所述的同步整流电路，其中，所述第一控制电路和所述第二控制电路分别包括：导通阈值电压产生电路，用于根据所述交流输入电压产生第一阈值电压；断开阈值电压产生电路，用于根据所述交流输入电压产生第二阈值电压；采样电路，用于产生表征所述交流输入电压的采样信号；第一比较器，用于接收所述采样信号，并且将所述第一阈值电压和所述采样信号进行比较，以产生第一比较信号；第二比较器，用于接收所述采样信号，并且将所述第二阈值电压和所述采样信号进行比较，以产生断开信号；导通延时产生电路，用于产生换流延时，使得第一比较信号延迟以产生导通信号；以及RS触发器，分别接收所述导通信号和所述断开信号，产生所述第一控制信号和所述第二控制信号之一。6.根据权利要求5所述的同步整流电路，其中，所述导通阈值电压产生电路包括：导通检测电路，用于根据所述交流输入电压的电压值变化检测开关管的体二极管的导通状态，并且产生第一调整信号；计数器，用于根据第一调整信号进行计数，并且根据计数值的多个数据位提供多个第二调整信号；电阻分压网络，包括多个电阻和多个开关，所述多个第二调整信号分别控制所述多个开关，从而调整所述第一阈值电压。7.根据权利要求5所述的同步整流电路，其中，所述断开阈值电压产生电路包括：断开检测电路，用于根据所述交流输入电压的电压值变化检测开关管的体二极管的导通状态，并且产生第一调整信号；计数器，用于根据第一调整信号进行计数，并且根据计数值的多个数据位提供多个第二调整信号；电阻分压网络，包括多个电阻和多个开关，所述多个第二调整信号分别控制所述多个开关，从而调整所述第二阈值电压。8.根据权利要求4所述的同步整流电路，其中，所述第一控制电路和所述第二控制电路分别包括：采样电路，用于产生表征所述交流输入电压的采样信号；第一比较器，用于接收所述采样信号，并且将所述第一阈值电压和所述采样信号进行比较，以产生第一比较信号；导通延时产生电路，用于产生换流延时...

【专利技术属性】
技术研发人员：张望，赵晨，
申请(专利权)人：南京矽力杰半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32