DCM同步整流芯片的零电流开关控制电路设计

作     者：张庆亚 

作者单位：东南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙伟锋;易扬波

授予年度：2017年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：断续工作模式 反激 同步整流 零电流开关 

摘      要：反激式开关电源变换器具有体积小、电路简单、可靠性好等优点,被广泛应用于小功率电子产品中。同步整流技术具有极低的导通损耗,成为了当前反激式开关电源研究的热点。然而同步整流工作时,在开启和关断的死区时间内,寄生二极管的导通大大增加了系统损耗,如何克服这个问题是当前研究的热点,也是本文研究的主要内容。本文首先基于反激式同步整流开关电源的工作原理,分析了传统反激式同步整流开关电源在工作时所存在的较大开关损耗。结合现有控制技术,提出了一种零电流开关控制电路设计方案,通过设计零阈值比较器和改进驱动电路实现了同步整流的零电流开启。此外,加入了伏秒乘积电路和斜率检测电路的设计,以保证零电流开启控制电路的正常工作。本文采用自适应控制的方式实现了零电流关断,设计的最小开启电路解决了轻载和空载状态下关断阈值调整的问题。然后,论文给出了具体控制电路的设计和仿真分析。最后完成了版图设计和测试工作。仿真和测试结果表明:本文所设计的零电流开关控制电路,使得同步整流开启死区时间缩短200ns,关断死区时间和关断电流几乎降为零。该电路应用于输入电压范围为90～265Vac的断续工作模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)反激电源样机中,实现了 5V/2A的稳定输出。本文所设计的零电流开关控制电路应用于DCM反激式同步整流系统中可以将系统效率提升约1%,达到了设计指标要求。