一种同步整流采样电路及其钳位电路的制作方法

1.本实用新型属于同步整流领域，具体涉及一种同步整流采样电路及其钳位电路。


背景技术：

2.反激变换器在开关电源领域中使用非常广泛，因为其拓扑简单，方案成熟，性能良好且成本较低。随着电子设备小体积化，高功率密度花发展，同步整流电路配合反激变换器的方案越来越受青睐。
3.如图1为传统的同步整流采样电路原理框图，图1所示的同步整流采样电路在同步整流mos管sr的漏极和同步整流控制芯片u2的采样引脚(即vd引脚)之间连接有一阻抗变化电路10，其对应的相关波形如图2所示，其中，vd为同步整流控制芯片的采样引脚端电压；vg为mos管s2的栅极电压；vds为mos管s2的漏源极电压；vgs为mos管s2的栅源极电压。同步整流采样电路在原边主功率mos管s1关断的时候，绕组电压反向，同步整流mos管sr寄生体二极管正向开通，此时同步整流mos管sr的漏源极电压变为负向，同步整流控制芯片u2通过检测该负向电压，在负压达到设定值后开通同步整流mos管sr，当关断同步整流mos管sr后，原边主功率mos管s1开通，此时变压器的副边绕组电压反向，同步整流mos管sr的漏源极电压变为正压，正压的大小为vin/nps+vo，其中vin为反激同步整流采样电路的输入电压；nps为变压器匝比；vo为反激同步整流采样电路的输出电压vo。当输出电压vo越大，变压器匝比nps越小，因此同步整流mos管sr的漏源极电压越大，当同步整流mos管sr关断的时候，同步整流mos管sr的漏极电压上升，同步整流控制芯片u2的采样引脚vd电压(即阻抗变化电路的mos管s2源极电压)迅速跟随上升，阻抗变化电路的mos管s2栅极电压固定不变，阻抗变化电路的mos管s2的栅源极电压vgs随着阻抗变化电路的mos管s2源极电压迅速跟随上升而迅速减小，当小于阈值电压，阻抗变化电路的mos管s2截止，此时阻抗变化电路的mos管s2栅源极电压为很大的反向电压，vgs电压绝对值接近mos管s2栅源电压极限值；当电路过流时，由于同步整流mos管sr的漏极电压尖峰上升，导致阻抗变化电路的mos管s2的源极电压上升，可能会导致阻抗变化电路的mos管s2的栅源极出现击穿，从而让阻抗变化电路失效，进而导致同步整流控制芯片u2损坏，因此存在重大隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在克服上述现有技术中阻抗变化电路mos管无法及时钳位同步整流控制芯片的采样引脚电压的问题，提供一种同步整流采样电路的钳位电路，以解决当电路过流时，由于同步整流mos管的漏极电压尖峰上升，导致阻抗变化电路mos管的源极电压上升，可能会出现阻抗变化电路mos管的栅源极被击穿的问题。
5.为了解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种用于同步整流采样电路的钳位电路，同步整流采样电路具有同步整流管、阻抗变化电路以及分别与同步整流管和阻抗变化电路连接的同步整流控制芯片，钳位电路的一端连接同步整流控制芯片的采样引脚，钳位电路的另一端连接接参考地。
7.优选的，同步整流管为mos管，阻抗变化电路的一端与同步整流管的漏极连接，阻抗变化电路的另一端与同步整流控制芯片的采样引脚连接。
8.优选的，阻抗变化电路包括mos管，mos管包含寄生电容和寄生二极管，mos管的漏极连接同步整流管的漏极，mos管的源极连接同步整流控制芯片的采样引脚，mos管的栅极连接一个恒定电压。
9.优选的，钳位电路为电容c2，电容c2的一端连接同步整流控制芯片的采样引脚，电容c2的另一端连接同步整流控制芯片的参考地。
10.优选的，钳位电路包括电容c2和电容c3，电容c2的一端连接同步整流控制芯片的采样引脚，电容c2的另一端连接同步整流控制芯片的参考地；电容c3与阻抗变化电路并联，且电容c3的一端连接同步整流管的漏极，电容c3的另一端连接同步整流控制芯片的采样引脚。
11.本实用新型还提供一种同步整流采样电路，其具有同步整流管、阻抗变化电路、分别与同步整流管和阻抗变化电路连接的同步整流控制芯片以及钳位电路，钳位电路的一端连接同步整流控制芯片的采样引脚，钳位电路的另一端连接接参考地。
12.本实用新型的有益效果在于：
13.1、在不影响同步整流芯片的正常采样的情况下，通过极小的电路参数修改，保护阻抗变化电路mos管的栅源极不被击穿，在低成本的电路方案下实现了同步整流芯片的可靠性的保障。
14.2、在现有同步整流芯片的外围基础上，通过较小的电路参数的修改，拓宽了常规同步整流芯片的应用电压范围，极大提高了同步整流电路设计的灵活性。
附图说明
15.图1为传统同步整流采样电路应用于反激变换器的原理框图；
16.图2为传统同步整流采样电路对应的相关波形；
17.图3为本实用新型同步整流采样电路应用于反激变换器的原理框图；
18.图4为本实用新型同步整流采样电路第一实施例的原理框图；
19.图5为本实用新型同步整流采样电路第一实施例对应的相关波形；
20.图6为本实用新型同步整流采样电路第二实施例的原理框图。
具体实施方式
21.请参考图3，图3为同步整流采样电路应用在反激变换器的电路图，同步整流采样电路具有同步整流管sr、输出电容c6、同步整流控制芯片u2、阻抗变化电路10以及钳位电路。其中，钳位电路的一端连接同步整流控制芯片u2的采样引脚vd，钳位电路的另一端连接接同步整流控制芯片u2的参考地sgnd。
22.钳位电路的具体工作原理如下：
23.当同步整流管sr由导通变为关断状态时，同步整流管sr的漏源极电压迅速上升变为vin/nps+vo，其中vin为反激同步整流采样电路的输入电压；nps为变压器匝比；vo为反激同步整流采样电路的输出电压vo，此时通过阻抗变化电路10给钳位电路充电，同步整流控制芯片u2的采样引脚vd电压跟随上升，并在上升到vg+vth(vg为mos管s2的栅极电压，vth为
mos管s2的阈值电压)后稳定，阻抗变化电路10的mos管s2进入放大状态，因此此时同步整流控制芯片u2的采样引脚vd电压被钳位电路钳位住不会超过阻抗变化电路10的mos管s2的栅源电压极限值，从而解决了当同步整流采样电路过流时，由于同步整流控制芯片u2的采样引脚vd电压瞬间超过阻抗变化电路10的mos管s2的栅源电压极限值，而导致阻抗变化电路10的mos管s2的栅源极被击穿的问题。
24.为了使得本领域的技术人员更好地理解本实用新型，下面结合具体的实施例进行详细说明。
25.实施例一
26.图4为本实用新型同步整流采样电路第一实施例原理框图，同步整流采样电路具有同步整流管sr、输出电容c6、同步整流控制芯片u2、阻抗变化电路10以及钳位电路。
27.同步整流管sr为mos管，阻抗变化电路10的一端与同步整流管sr的漏极连接，阻抗变化电路10的另一端与同步整流控制芯片u2的采样引脚连接。本实施例中，钳位电路为电容c2，电容c2的一端连接同步整流控制芯片u2的采样引脚vd，电容c2的另一端连接同步整流控制芯片u2的参考地sgnd。
28.阻抗变化电路10包括mos管s2，mos管s2包含寄生电容和寄生二极管，mos管s2的漏极连接同步整流管sr的漏极，mos管s2的源极连接同步整流控制芯片u2的采样引脚vd，mos管s2的栅极连接一个恒定电压。
29.请参考图5，图5为同步整流采样电路对应的相关波形，其中，vd为同步整流控制芯片us的采样引脚端电压；vg为mos管s2的栅极电压；vds为mos管s2的漏源极电压；vgs为mos管s2的栅源极电压。在同步整流管sr刚关断的时候，mos管s2还是处于低阻状态，给电容c2充电，同步整流控制芯片u2的采样引脚vd电压跟随上升，当采样引脚vd电压上升到vg+vth(vg为mos管s2的栅极电压，vth为mos管s2的阈值电压)后稳定，根据mos管的工作原理，mos管s2进入放大状态，因此此时同步整流控制芯片u2的采样引脚vd电压被电容c2钳位住，多余的电压降落在mos管s2的漏源两端，有效降低采样引脚vd的电压，大大低于阻抗变化电路10的mos管s2的栅源电压极限值，从而解决了当同步整流采样电路过流时，由于同步整流控制芯片u2的采样引脚vd电压瞬间超过阻抗变化电路10mos管s2栅源电压极限值，而导致阻抗变化电路10mos管s2栅源极被击穿的问题。
30.实施例二
31.图6为本实用新型同步整流采样电路第二实施例原理框图，本实施例中的同步整流采样电路与实施例一中的同步整流采样电路区别在于，本实施中，钳位电路包括电容c2和电容c3，其中，电容c2的一端连接同步整流控制芯片u2的采样引脚vd，电容c2的另一端连接同步整流控制芯片u2的参考地sgnd；电容c3与阻抗变化电路10并联，电容c3的一端连接同步整流管sr的漏极，电容c3的另一端连接同步整流控制芯片u2的采样引脚vd，通过电容c2与电容c3的分压原理进行钳位，其工作原理和实施例一相同，在此不赘述。
32.以上仅是本实用新型优选的具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述增加阻抗变化电路10的思想前提下，本实用新型的电路还有其它的实施方式；因此本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。