一种同步整流电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机载计算机电源技术领域，具体涉及一种同步整流电路。
【背景技术】
[0002]随着科学技术和电子产品的发展，利用二极管整流技术越来越不能满足各种电子产品对低电压电源的功率输出要求，对变换器效率的影响也越来越大，而同步整流技术对于提高低压大电流输出的DC/DC变换器的变换效率是简洁而有效的途径。同步整流技术以专用的低通态电阻开关管代替整流电路中的二极管，同步整流开关管通常采用外加控制驱动和自驱动两种驱动方法，但外加控制驱动需要一套复杂的驱动电路，增加了系统的体积和成本，应用时十分不方便；自驱动受多种因素影响，可靠性较低。
【发明内容】
[0003]为了解决现有的同步整流电路自驱动的可靠性低，外加控制驱动的电路又增加了系统体积和成本的技术问题，本发明提供一种同步整流电路，该电路采用了一种推挽控制带次级同步整流控制信号输出的专用控制芯片Si9122A。该芯片可输出带浮地驱动的初级开关管驱动信号用于推挽控制，并提供与其他芯片相同的软启动以及保护功能。
[0004]本发明的技术解决方案:
[0005]一种同步整流电路，包括控制芯片Si9122A、控制变压器TC、功率变压器T，初级主开关管V1、初级主开关管V2、同步整流管V3以及同步整流管V4，
[0006]所述控制芯片Si9122A的DH端和DL端与控制变压器TC的原边连接，所述控制芯片Si9122A的SRH端与同步整流管V3的栅极连接，所述控制芯片Si9122A的SRL端与同步整流管V4的栅极连接；所述变压器TC的副边一端接初级主开关管Vl的栅极，变压器TC的副边另一端接初级主开关管V2的栅极；初级主开关管Vl和初级主开关管V2的漏极均接地，所述变压器副边接地；
[0007]所述功率变压器T为中心抽头的变压器，
[0008]所述初级主开关管Vl的源极接功率变压器T原边的同名端，所述初级主开关管V2的源极接功率变压器T原边的另一端；
[0009]所述功率变压器T副边的同名端接同步整流管V3的源极，所述功率变压器T副边的另一端接同步整流管V4的源极；
[0010]所述同步整流管V3和同步整流管V4的漏极均与负载的一端连接，所述功率变压器T原边的中心抽头接输入电压，所述功率变压器T副边的中心抽头接负载的另一端。
[0011]还包括输出滤波电路，所述输出滤波电路包括电感LI以及滤波电容Cl，所述电感LI的一端与同步整流管V3和同步整流管V4的漏极连接，所述电感LI的另一端、滤波电容Cl的一端与负载的一端连接，所述功率变压器T副边的中心抽头和滤波电容Cl与负载的另一端连接。
[0012]本发明具有如下优点:
[0013]同步整流技术是提高DC/DC变换器效率的重要技术，Si9122A芯片很好地解决了同步整流管的驱动问题，对同步整流技术的推广具有重要意义。Si9122A具有引脚少、功能全、体积小的特点，驱动波形由芯片内部产生，简单处理即可驱动同步整流管。以Si9122A为控制核心组成的DC/DC变换器，具有电路结构简单、可靠性高、控制调整简便等优点。将此技术应用在机载计算机电源技术中，使得电源模块体积小、可靠性高、控制简便等。
【附图说明】
[0014]图1为本发明同步整流电路的不意图；
[0015]图2为本发明控制信号时序图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，同步整流推挽DC/DC变换器主电路，包括控制芯片Si9122A、控制变压器TC、功率变压器T，初级主开关管V1、初级主开关管V2、同步整流管V3以及同步整流管V4,控制芯片Si9122A的DH端和DL端与控制变压器TC的原边连接，控制芯片Si9122A的SRH端与同步整流管V3的栅极连接，控制芯片Si9122A的SRL端与同步整流管V4的栅极连接；变压器TC的副边一端接初级主开关管Vl的栅极，变压器TC的副边另一端接初级主开关管V2的栅极；初级主开关管Vl和初级主开关管V2的漏极均接地，变压器副边接地；功率变压器T为中心抽头的变压器，初级主开关管Vl的源极接功率变压器T原边的同名端，初级主开关管V2的源极接功率变压器T原边的另一端；功率变压器T副边的同名端接同步整流管V3的源极，功率变压器T副边的另一端接同步整流管V4的源极；同步整流管V3和同步整流管V4的漏极均与负载的一端连接，功率变压器T原边的中心抽头接输入电压，功率变压器T副边的中心抽头接负载的另一端。
[0017]还包括输出滤波电路，输出滤波电路包括电感LI以及滤波电容Cl，电感LI的一端与同步整流管V3和同步整流管V4的漏极连接，电感LI的另一端、滤波电容Cl的一端与负载的一端连接，功率变压器T副边的中心抽头和滤波电容Cl与负载的另一端连接。
[0018]次级采用中心抽头全波整流。VI，V2为初级主开关管，V3，V4为同步整流管，R为负载，T为功率变压器，Npl为原边绕组，Ns2为副边绕组，Vi为输入电压，Cl为滤波电容，TC为控制变压器，DH，DL为驱动推挽电路信号源，SRH, SRL为同步整流信号源。DH，DL, SRH,SRL工作波形见图2。
[0019]工作原理:初级主开关管VI，初级主开关管V2交替导通向变压器传递能量。对应的同步整流管V3，同步整流管V4替代了全波整流电路中的二极管，并按照一定的时序通断，实现整流功能。附图2示出控制信号时序图。电路在一个开关周期内的工作原理:初级主开关管Vl导通，初级主开关管V2关断时，输入侧电源通过初级主开关管Vl —功率变压器T的原边绕组Npl的1/2形成回路，同时同步整流管V4导通，功率变压器T的副边绕组—电感L —同步整流管V4 —负载R形成回路，能量经功率变压器T传递给负载?，②当初级主开关管V2导通，初级主开关管Vl关断时，输入电源通过初级主开关管V2 —功率变压器T的原边绕组Npl的1/2形成回路，同时同步整流管V3导通，功率变压器T的副边绕组一电感L —同步整流管V3 —负载R形成回路，能量经功率变压器T传递给负载；③当初级主开关管VI，初级主开关管V2都关断时，变压器端电压为零，同步整流管V3，同步整流管V4都导通、续流，控制信号的时序如附图2所示。分别以uVl，uV2和uV3，uV4代表初级主开关管VI，初级主开关管V2，同步整流管V3，同步整流管V4的控制信号逻辑电平，忽略死区时间(几十纳秒)，初级主开关管Vl与同步整流管V3通断时间互补，初级主开关管V2与同步整流管V4通断时间互补。
[0020]控制芯片Si9122A最大的特点在于其将次级同步整流管的驱动电路集成到芯片中，简化了电路设计。此外，小尺寸封装和较少的外围器件降低了设计难度和成本，也减小了电路板体积，对于体积要求很高的模块电源尤其有利。
[0021]基于Si9122A的同步整流电路，实现了对变换器中初级开关管和同步整流管的PWM控制。该变换器电路结构简洁，控制调整方便。由于输出整流电路中采用低导通电阻的同步整流MOSFET替代了肖特基二极管，芯片自带同步整流管驱动信号，解决了自驱动方式信号差和外驱动方式电路复杂的问题。
【主权项】
1.一种同步整流电路，其特征在于:包括控制芯片Si9122A、控制变压器TC、功率变压器T，初级主开关管V1、初级主开关管V2、同步整流管V3以及同步整流管V4， 所述控制芯片Si9122A的DH端和DL端与控制变压器TC的原边连接，所述控制芯片Si9122A的SRH端与同步整流管V3的栅极连接，所述控制芯片Si9122A的SRL端与同步整流管V4的栅极连接；所述控制变压器TC的副边一端接初级主开关管Vl的栅极，控制变压器TC的副边另一端接初级主开关管V2的栅极；初级主开关管Vl和初级主开关管V2的漏极均接地，所述控制变压器副边接地； 所述功率变压器T为中心抽头的变压器， 所述初级主开关管Vl的源极接功率变压器T原边的同名端，所述初级主开关管V2的源极接功率变压器T原边的另一端； 所述功率变压器T副边的同名端接同步整流管V3的源极，所述功率变压器T副边的另一端接同步整流管V4的源极； 所述同步整流管V3和同步整流管V4的漏极均与负载的一端连接，所述功率变压器T原边的中心抽头接输入电压，所述功率变压器T副边的中心抽头接负载的另一端。
2.根据权利要求1所述的同步整流电路，其特征在于:还包括输出滤波电路，所述输出滤波电路包括电感LI以及滤波电容Cl，所述电感LI的一端与同步整流管V3和同步整流管V4的漏极连接，所述电感LI的另一端、滤波电容Cl的一端与负载的一端连接，所述功率变压器T副边的中心抽头和滤波电容Cl与负载的另一端连接。
【专利摘要】本发明涉及一种同步整流电路，包括控制芯片Si9122A、控制变压器TC、功率变压器T，初级主开关管V1、V2、同步整流管V3、V4，控制芯片Si9122A的DH、DL端与TC的原边连接，控制芯片Si9122A的SRH、SRL端分别接V3、V4的栅极，TC的副边一端接V1的栅极，TC的副边另一端接V2的栅极；V1、V2的漏极均接地，TC的副边接地；V1的源极接功率变压器T原边的同名端，V2的源极接T原边的另一端；T副边的同名端接V3的源极，T副边的另一端接V4的源极；V3、V4的漏极均与负载的一端连接，T原边的中心抽头接输入电压，T副边的中心抽头接负载的另一端。本发明解决了现有的同步整流电路自驱动的可靠性低的技术问题，本发明具有电路结构简单、可靠性高、控制调整简便等优点。
【IPC分类】H02M3-337, H02M7-217
【公开号】CN104716852
【申请号】CN201310688761
【发明人】谢军贤, 冯倩, 彭刚锋, 王栋, 付金泉, 纪传滨, 毕海英, 唐超, 李红军, 栾前进, 林坚, 白永刚, 张守鹏
【申请人】中国航空工业集团公司第六三一研究所
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年12月14日