一种同步整流自驱电路的控制方法及装置与流程

本发明涉及电力电子领域，特别是指一种同步整流自驱电路的控制方法及装置。

背景技术：

在传统的同步整流自驱电路中，同步开关管往往是由各自的驱动电路所产生的驱动信号直接控制，来实现同步开关管的正常工作的。

但是，这种方式，由于驱动电路等的延时，会导致流过同步开关管的电流减小到0之后，驱动仍然发出，出现电流反灌，导致同步开关管炸管；在开关机、输出短路、输出负载状态切换、外界干扰等情况下，可能存在驱动误发，导致同步开关管上下管直通炸管；无法灵活调节同步开关管的开关时刻，对输出指标如峰峰值、电话恒重杂音等有很大影响。

由此可知，现有的同步整流自驱控制方法，由于其自身限制，无法应对一些特殊情况下的应用，发生炸管，还会影响到同步整流电路的输出指标。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种同步整流自驱电路的控制方法及装置，通过辅助控制信号的配合控制，将提高同步整流自驱电路的可靠性，并优化同步整流电路的输出指标。

为达到上述目的，本发明的实施例提供一种同步整流自驱电路的控制方法，包括：

获取同步开关管所属同步整流电路中的变压器原边开关管的驱动信号；

根据所述变压器原边开关管的驱动信号，生成调整所述同步开关管自驱动时间的辅助控制信号；

根据所述辅助控制信号和所述同步开关管的自驱控制信号，生成所述同步开关管的目标控制信号；

根据所述目标控制信号控制所述同步开关管的驱动。

其中，根据所述辅助控制信号和所述同步开关管的自驱控制信号，生成所述同步开关管的目标控制信号的步骤包括：

将所述辅助控制信号和自驱控制信号输入到逻辑与电路中，得到所述逻辑与电路的输出结果作为目标控制信号。

其中，所述逻辑与电路为与门；

将所述辅助控制信号和自驱控制信号输入到逻辑与电路中，得到所述逻辑与电路的输出结果作为目标控制信号的步骤包括：

将所述辅助控制信号作为第一输入信号输入到与门的第一输入端；

将所述自驱控制信号作为第二输入信号输入到与门的第二输入端；

获取与门输出端的输出信号作为目标控制信号。

其中，根据所述变压器原边开关管的驱动信号，生成用于调整所述同步开关管自驱动时间的辅助控制信号的步骤包括：

获取所述同步开关管的驱动电路的延时时长；

生成开通时间与所述变压器原边开关管的驱动信号的开通时间相同，关断时间较所述变压器原边开关管的驱动信号的关断时间提前一所述延时时长的辅助控制信号。

其中，根据所述变压器原边开关管的驱动信号，生成用于调整所述同步开关管自驱动时间的辅助控制信号的步骤包括：

生成开通时间与所述变压器原边开关管的驱动信号的开通时间相同，关断时间也与所述变压器原边开关管的驱动信号的关断时间相同的辅助控制信号。

其中，根据所述变压器原边开关管的驱动信号，生成用于调整所述同步开关管自驱动时间的辅助控制信号的步骤包括：

生成开通时间较所述变压器原边开关管的驱动信号的开通时间延迟第一预设时长，关断时间较所述变压器原边开关管的驱动信号的关断时间提前第二预设时长的辅助控制信号。

为达到上述目的，本发明实施例还提供了一种同步整流自驱电路的控制装置，包括：

获取模块，用于获取同步开关管所属同步整流电路中的变压器原边开关管的驱动信号；

第一生成模块，用于根据所述变压器原边开关管的驱动信号，生成调整所述同步开关管自驱动时间的辅助控制信号；

第二生成模块，用于根据所述辅助控制信号和所述同步开关管的自驱控制信号，生成所述同步开关管的目标控制信号；

控制模块，用于根据所述目标控制信号控制所述同步开关管的驱动。

其中，所述第二生成模块包括：

处理子模块，用于将所述辅助控制信号和自驱控制信号输入到逻辑与电路中，得到所述逻辑与电路的输出结果作为目标控制信号。

其中，所述逻辑与电路为与门；

所述处理子模块包括：

第一输入单元，用于将所述辅助控制信号作为第一输入信号输入到与门的第一输入端；

第二输入单元，用于将所述自驱控制信号作为第二输入信号输入到与门的第二输入端；

获取单元，用于获取与门输出端的输出信号作为目标控制信号。

其中，所述第一生成模块包括：

获取子模块，用于获取所述同步开关管的驱动电路的延时时长；

第一生成子模块，用于生成开通时间与所述变压器原边开关管的驱动信号的开通时间相同，关断时间较所述变压器原边开关管的驱动信号的关断时间提前一所述延时时长的辅助控制信号。

其中，所述第一生成模块包括：

第二生成子模块，用于生成开通时间与所述变压器原边开关管的驱动信号的开通时间相同，关断时间也与所述变压器原边开关管的驱动信号的关断时间相同的辅助控制信号。

其中，所述第一生成模块包括：

第三生成子模块，用于生成开通时间较所述变压器原边开关管的驱动信号的开通时间延迟第一预设时长，关断时间较所述变压器原边开关管的驱动信号的关断时间提前第二预设时长的辅助控制信号。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明实施例的同步整流自驱电路的控制方法，获取同步开关管所属同步整流电路中的变压器原边开关管的驱动信号，以该变压器原边开关管的驱动信号作为参考，生成该同步开关管的辅助控制信号。该辅助控制信号的波形的下降沿时间早于或者等于的变压器原边开关管的驱动信号的关闭时间。之后根据该辅助控制信号和同步开关管的自驱控制信号共同生成目标控制信号，并依据该目标控制信号控制该同步开关管的驱动。由于同步开关管自驱动时间不仅与自驱控制信号相关，还与辅助控制信号有关，调整了同步开关管的自驱动时间，有效避免了同步开关管炸管，提高同步整流自驱电路的可靠性，优化了同步整流电路的输出指标。

附图说明

图1为本发明实施例的同步整流自驱电路的控制方法；

图2为本发明实施例的原理示意图；

图3为本发明实施例中目标控制信号生成方式的具体示意图；

图4为同步整流电路结构示意图；

图5为现有的同步整流自驱电路的控制方法中的信号波形示意图；

图6为同步整流电路的变压器副边电流流向示意图一；

图7为同步整流电路的变压器副边电流流向示意图二；

图8为应用了本发明实施例的同步整流自驱电路的控制方法中的信号波形示意图一；

图9为应用了本发明实施例的同步整流自驱电路的控制方法中的信号波形示意图二；

图10为应用了本发明实施例的同步整流自驱电路的控制方法中的信号波形示意图三；

图11为应用了本发明实施例的同步整流自驱电路的控制方法中的信号波形示意图四；

图12为本发明实施例的同步整流自驱电路的控制装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有的同步整流自驱控制方法，由于其自身限制，无法应对一些特殊情况下的应用，发生炸管，还会影响到同步整流电路的输出指标的问题，提供一种同步整流自驱电路的控制方法，通过辅助控制信号的配合控制，将提高同步整流自驱电路的可靠性，并优化同步整流电路的输出指标。

如图1所示，本发明实施例的一种同步整流自驱电路的控制方法，包括：

步骤101，获取同步开关管所属同步整流电路中的变压器原边开关管的驱动信号；

步骤102，根据所述变压器原边开关管的驱动信号，生成调整所述同步开关管自驱动时间的辅助控制信号；

步骤103，根据所述辅助控制信号和所述同步开关管的自驱控制信号，生成所述同步开关管的目标控制信号；

步骤104，根据所述目标控制信号控制所述同步开关管的驱动。

通过上述步骤101～104，本发明实施例的同步整流自驱电路的控制方法，获取同步开关管所属同步整流电路中的变压器原边开关管的驱动信号，以该变压器原边开关管的驱动信号作为参考，生成该同步开关管的辅助控制信号。该辅助控制信号的波形的下降沿时间早于或者等于的变压器原边开关管的驱动信号的关闭时间。之后根据该辅助控制信号和同步开关管的自驱控制信号共同生成目标控制信号，并依据该目标控制信号控制该同步开关管的驱动。由于该辅助控制信号和同步开关管的自驱控制信号生成的目标控制信号能够避免驱动电路等的延时影响，同步开关管自驱动时间不仅与自驱控制信号相关，还与辅助控制信号有关，调整了同步开关管的自驱动时间，有效避免了同步开关管炸管，提高同步整流自驱电路的可靠性，优化了同步整流电路的输出指标。

优选的，所述辅助控制信号的波形的下降沿时间早于或者等于所述变压器原边开关管的驱动信号的关闭时间。

具体的，步骤103包括：

步骤1031，将所述辅助控制信号和自驱控制信号输入到逻辑与电路中，得到所述逻辑与电路的输出结果作为目标控制信号。

通过逻辑与电路，以辅助控制信号和自驱控制信号作为输入信号，得到输出结果作为目标控制信号。

如图2所示，同步开关管的自驱控制信号是由同步开关管的自驱控制信号发生单元产生的。之后，由自驱控制信号和辅助控制信号经逻辑与电路生成的同步开关管的目标控制信号，传输至同步开关管的驱动电路，对同步开关管进行驱动控制，产生对应的驱动信号。这样，可实现避免驱动电路等的延时、驱动误发对同步开关管驱动的影响，避免同步开关管炸管以及优化同步整流电路的输出指标。

其中，所述逻辑与电路为与门；步骤1031包括：将所述辅助控制信号作为第一输入信号输入到与门的第一输入端；将所述自驱控制信号作为第二输入信号输入到与门的第二输入端；获取与门输出端的输出信号作为目标控制信号。

如图3所示的逻辑与电路为与门，将步骤102生成的辅助控制信号作为第一输入信号输入到与门的第一输入端，将自驱控制信号作为第二输入信号输入到与门的第二输入端，与门的输出信号为目标控制信号。

以如图4的电路结构图为例，变压器t原边采用全桥llc(串联谐振变换器)电路，副边采用自驱同步整流电路。全桥llc电路中，全桥开关管s1和s4的驱动波形完全一样，全桥开关管s2和s3的驱动波形完全一样，全桥开关管s1、s4和s2、s3之间互补开通，且存在死区时间。

在同步开关管仅由自驱控制信号发生单元产生的自驱控制信号控制时，存在变压器副边电压减小到0之后，其驱动信号仍然为高(比如存在驱动电路延时)，也就是同步开关管仍然开通，则会造成输出电解电容上的能量反灌给同步开关管，形成反向短路电流。此时，各个信号如图5所示：

在t1-t4时间段，变压器t原边往副边传递能量，电流流向如图6中箭头所示。在t4-t5时间段，变压器副边电压从正平台降低到负平台，由于自驱控制信号经过了同步开关管的驱动电路，产生了延时，导致同步开关管s’1、s’4驱动信号在此时间段内仍然为高，这样就会导致输出电解电容上的能量从同步开关管s’1、s’4流过，出现反向短路电流，如图7中箭头所示。这种短路电流将会导致同步开关管s’1、s’4损坏。

因此，在本发明的实施例中，加入了以变压器原边开关管的驱动信号为参考的辅助控制信号。具体的，步骤102中，包括：

步骤1021a，获取所述同步开关管的驱动电路的延时时长；

步骤1022a，生成开通时间与所述变压器原边开关管的驱动信号的开通时间相同，关断时间较所述变压器原边开关管的驱动信号的关断时间提前一所述延时时长的辅助控制信号。

具体如图8所示，辅助控制信号1、4的开通时间与变压器原边开关管(全桥开关管s1、s4)的驱动信号的开通时间一致(图8中为t2时刻)，关断时间则提前一定的时长，该时长具体为同步开关管的驱动电路的延时时长tdelay。这样，即使同步开关管的驱动电路存在延时，但是同步开关管的驱动电路的延时时长tdelay补偿到辅助控制信号里，加入了辅助控制信号和与门后，实际输送给同步开关管s’1、s’4的驱动信号在变压器副边电压波形降低到0的时候(图8中t4时刻)就关断了，因此，不会产生同步开关管反向短路电流，避免了炸管，电路的可靠性也得到很大提升。

应该知道的是，同步开关管s’1、s’4和s’2、s’3的自驱控制信号是互补的，中间还存在移动的死区时间——这是为了避免上下管直通。而在同步开关管的自驱控制信号发生单元中的电路受扰(如开关机、输出短路和输出负载动态切换等)时，自驱控制信号发生单元可能发出错误的自驱控制信号，如图9所示的t6-t7时间段，此时自驱控制信号1、4错误的变成了高电平，如果按照现有的技术，在t6-t7时间段内，同步开关管s’1、s’2、s’3、s’4则全部为高，就会导致同步开关管直通，造成炸管。

当按照本发明上述实施例的方法，加入辅助控制信号和与门后，同样的，辅助控制信号1、4的开通时间与变压器原边开关管(全桥开关管s1、s4)的驱动信号的开通时间一致(图9中为t2时刻)，关断时间则提前同步开关管的驱动电路的关断时间一延时时长tdelay，就能够滤掉错误的驱动，避免了直通炸管。

此外，现有的同步整流自驱控制方法无法灵活调整同步开关管的开关时刻，而同步开关管的开关时刻对输出指标(如峰峰值、电话衡重杂音等)有很大影响。因此，在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，步骤102包括：

步骤1021b，生成开通时间与所述变压器原边开关管的驱动信号的开通时间相同，关断时间也与所述变压器原边开关管的驱动信号的关断时间相同的辅助控制信号。

具体如图10所示，辅助控制信号1、4的开通时间、关断时间分部与变压器原边开关管(全桥开关管s1、s4)的驱动信号的开通时间、关断时间一致，辅助控制信号2、3的开通时间、关断时间分别与变压器原边开关管(全桥开关管s2、s3)的驱动信号的开通时间、关断时间一致，从而实现更灵活调节同步开关管的开关时刻，优化了同步整流电路的输出指标。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，步骤102包括：

步骤1021c，生成开通时间较所述变压器原边开关管的驱动信号的开通时间延迟第一预设时长，关断时间较所述变压器原边开关管的驱动信号的关断时间提前第二预设时长的辅助控制信号。

具体如图11所示，辅助控制信号1、4的开通时间(图11中的t2时刻)较变压器原边开关管(全桥开关管s1、s4)的驱动信号的开通时间(图11中的t1时刻)延迟一定的时长，而辅助控制信号1、4的关断时间(图11中的t3时刻)较变压器原边开关管(全桥开关管s1、s4)的驱动信号的关断时间(图11中的t4时刻)提前一定的时长；辅助控制信号2、3的开通时间较变压器原边开关管(全桥开关管s2、s3)的驱动信号的开通时间延迟一定的时长，而辅助控制信号1、4的关断时间较变压器原边开关管(全桥开关管s2、s3)的驱动信号的关断时间提前一定的时长，从而实现更灵活调节同步开关管的开关时刻，优化同步整流电路的输出指标。

其中，延迟的第一预设时长以及提前的第二预设时长能够由工作人员根据实际电路参数进行设置。

还应该了解到是，本发明实施例中，辅助控制信号的生成具体可以由数字信号处理器dsp发出，或者其他如单片机、arm处理器等发出。

而本发明中的同步整流电路包括但不限于：半桥同步整流电路、全桥同步整流电路、反激同步整流电路、正激同步整流电路、降压式变换buck同步整流电路、降压式变换boot同步整流电路。

综上所述，本发明实施例的同步整流自驱电路的控制方法，以变压器原边开关管的驱动信号为参考，生成辅助控制信号，并与同步开关管的自驱控制信号发生单元产生的自驱控制信号共同经与门后，得到最终的目标控制信号，控制同步开关管的驱动。加入了辅助控制信号和与门后，有效避开了同步整流自驱电路中存在的缺陷，提高了同步整流自驱电路的可靠性，同时能优化同步整流电路的输出指标。

如图12所示，本发明实施例还提供了一种同步整流自驱电路的控制装置，包括：

获取模块1201，用于获取同步开关管所属同步整流电路中的变压器原边开关管的驱动信号；

第一生成模块1202，用于根据所述变压器原边开关管的驱动信号，生成调整所述同步开关管自驱动时间的辅助控制信号；

第二生成模块1203，用于根据所述辅助控制信号和所述同步开关管的自驱控制信号，生成所述同步开关管的目标控制信号；

控制模块1204，用于根据所述目标控制信号控制所述同步开关管的驱动。

其中，所述第二生成模块包括：

处理子模块，用于将所述辅助控制信号和自驱控制信号输入到逻辑与电路中，得到所述逻辑与电路的输出结果作为目标控制信号。

其中，所述逻辑与电路为与门；

所述处理子模块包括：

第一输入单元，用于将所述辅助控制信号作为第一输入信号输入到与门的第一输入端；

第二输入单元，用于将所述自驱控制信号作为第二输入信号输入到与门的第二输入端；

获取单元，用于获取与门输出端的输出信号作为目标控制信号。

其中，所述第一生成模块包括：

获取子模块，用于获取所述同步开关管的驱动电路的延时时长；

第一生成子模块，用于生成开通时间与所述变压器原边开关管的驱动信号的开通时间相同，关断时间较所述变压器原边开关管的驱动信号的关断时间提前一所述延时时长的辅助控制信号。

其中，所述第一生成模块包括：

第二生成子模块，用于生成开通时间与所述变压器原边开关管的驱动信号的开通时间相同，关断时间也与所述变压器原边开关管的驱动信号的关断时间相同的辅助控制信号。

其中，所述第一生成模块包括：

第三生成子模块，用于生成开通时间较所述变压器原边开关管的驱动信号的开通时间延迟第一预设时长，关断时间较所述变压器原边开关管的驱动信号的关断时间提前第二预设时长的辅助控制信号。

优选的，所述辅助控制信号的波形的下降沿时间早于或者等于所述变压器原边开关管的驱动信号的关闭时间。

该同步整流自驱电路的控制装置，以变压器原边开关管的驱动信号为参考，生成辅助控制信号，并与同步开关管的自驱控制信号发生单元产生的自驱控制信号共同经与门后，得到最终的目标控制信号，控制同步开关管的驱动。加入了辅助控制信号和与门后，有效避开了同步整流自驱电路中存在的缺陷，提高了同步整流自驱电路的可靠性，同时能优化同步整流电路的输出指标。

需要说明的是，该装置是应用了上述同步整流自驱电路的控制方法的装置，上述同步整流自驱电路的控制方法的实施例的实现方式适用于该装置，也能达到相同的技术效果。

进一步需要说明的是，此说明书中所描述的许多功能部件都被称为模块，以便更加特别地强调其实现方式的独立性。

本发明实施例中，模块可以用软件实现，以便由各种类型的处理器执行。举例来说，一个标识的可执行代码模块可以包括计算机指令的一个或多个物理或者逻辑块，举例来说，其可以被构建为对象、过程或函数。尽管如此，所标识模块的可执行代码无需物理地位于一起，而是可以包括存储在不同位里上的不同的指令，当这些指令逻辑上结合在一起时，其构成模块并且实现该模块的规定目的。

实际上，可执行代码模块可以是单条指令或者是许多条指令，并且甚至可以分布在多个不同的代码段上，分布在不同程序当中，以及跨越多个存储器设备分布。同样地，操作数据可以在模块内被识别，并且可以依照任何适当的形式实现并且被组织在任何适当类型的数据结构内。所述操作数据可以作为单个数据集被收集，或者可以分布在不同位置上(包括在不同存储设备上)，并且至少部分地可以仅作为电子信号存在于系统或网络上。

在模块可以利用软件实现时，考虑到现有硬件工艺的水平，所以可以以软件实现的模块，在不考虑成本的情况下，本领域技术人员都可以搭建对应的硬件电路来实现对应的功能，所述硬件电路包括常规的超大规模集成(vlsi)电路或者门阵列以及诸如逻辑芯片、晶体管之类的现有半导体或者是其它分立的元件。模块还可以用可编程硬件设备，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等实现。

上述范例性实施例是参考该些附图来描述的，许多不同的形式和实施例是可行而不偏离本发明精神及教示，因此，本发明不应被建构成为在此所提出范例性实施例的限制。更确切地说，这些范例性实施例被提供以使得本发明会是完善又完整，且会将本发明范围传达给那些熟知此项技术的人士。在该些图式中，组件尺寸及相对尺寸也许基于清晰起见而被夸大。在此所使用的术语只是基于描述特定范例性实施例目的，并无意成为限制用。如在此所使用地，除非该内文清楚地另有所指，否则该单数形式“一”、“一个”和“该”是意欲将该些多个形式也纳入。会进一步了解到该些术语“包含”及/或“包括”在使用于本说明书时，表示所述特征、整数、步骤、操作、构件及/或组件的存在，但不排除一或更多其它特征、整数、步骤、操作、构件、组件及/或其族群的存在或增加。除非另有所示，陈述时，一值范围包含该范围的上下限及其间的任何子范围。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。