同步功率整流器的过电压保护制造技术

提供了同步功率整流器的过电压保护。描述了一种电路，其包括配置用于将来自AC输入的DC输出进行整流的整流器，配置用于检测DC输出的电压电平的感测单元，以及配置用于基于DC输出的电压电平控制该整流器的控制单元。将该控制单元配置为通过至少控制整流器来控制整流器输出，以当DC输出的电压电平没有指示电路处的过电压状态时，将来自AC输入的DC输出进行整流。另外，将控制单元配置为，如果DC输出的确指示过电压状态，则基于DC输出的电压电平，并通过至少控制整流器以对来自AC输入的电流进行分流，来控制整流器。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及与同步功率整流器相关的技术与电路。
技术介绍
一些功率应用包括一个或多个整流器，以将AC电压转换为DC电压。例如，无线功率接收器可依赖于整流器，将在接收线圈处接收到的AC电压输入转换为DC电压，该DC电压依赖于无线功率接收器的一些其它部分(例如，功率变换器，负载等)。整流器可以是无源整流器或同步整流器(否则，称为“有源整流器”)。无源整流器可包括无源元件(例如，二极管)，且同步整流器可包括有源元件(例如，可控开关)。在任一种情况下，将无源整流器和同步整流器的元件布置在特定配置中(例如，半桥配置，H桥配置)以将AC电压转换为DC电压。与无源整流器相比，通过使用有源型元件而非无源型元件，同步整流器可具有降低的功率损耗量。在一些示例中，同步整流器的有源类型元件可以是金属氧化物半导体(MOS)型开关，且每个开关包括寄生的体二极管。每个MOS型开关的体二极管可作为无源整流器的无源型元件。因此，甚至当每个同步整流器的MOS型开关处于关断状态时，该同步整流器仍可执行无源整流。因此，当MOS型开关关断时，如果将较大AC电压施加至同步整流器的输入，则同步整流器仍可输出较大的DC电压(例如，DC电压超过MOS型开关的击穿电压)，该电压可破坏或至少损害同步整流器和/或周边系统。
技术实现思路
总体上，本公开所述电路和技术可提供对同步整流器的保护，使其在不使用电压钳位(例如，位于整流器输入处的高电压电容器)或其它类型外部元件的情况下免于承受过电压状态。通过对整流器开关的控制，控制器可使整流器基于AC电压输入来输出经整流的DC电压。然而，文中所述控制器不是简单控制同步整流器的开关以执行整流，而是可进一步控制开关以阻止过电压状态损坏整流器。例如，基于整流器DC输出的电压电平，该控制器可确定是否调整整流器的一些开关的操作状态，以使得整流器在保护模式下开始运行，由此导致DC输出电压电平的降低。在一个示例中，本公开涉及包括整流器的电路，其被配置为将来自AC输入的DC输出进行整流；以及感测单元，其被配置为检测DC输出的电压电平。该电路进一步包括控制单元，其被配置为基于DC输出的电压电平通过以下方式控制整流器，该方式为通过至少将整流器控制为:如果DC输出的电压电平没有指示电路处的过电压状态，则对来自AC输入的DC输出进行整流；并且如果DC输出的电压电平指示过电压状态，则将来自AC输入的电流进行分流。在另一个示例中，本公开涉及一种方法，该方法包括:检测来自接收AC输入的整流器的DC输出的电压电平；通过控制单元确定，是否电压电平指示整流器处的过电压状态；并且，如果DC输出的电压电平没有指示过电压状态，则使用整流器将DC输出进行整流。该方法进一步包括，如果DC输出的电压电平没有指示过电压状态，则使用整流器将来自AC输入的电流进行分流。在另一个示例中，本公开涉及一种电路，该电路具有用于检测来自接收AC输入的整流器的DC输出的电压电平的装置，用于确定在电压电平是否指示整流器处的过电压状态的装置，以及如果DC输出的电压电平没有指示过电压状态时，用于将DC输出进行整流的装置。该电路具有用于在DC输出电压电平没有指示过电压状态时将来自AC输入的电流进行分流的装置。结合下面附图及说明书对一个或多个实施例的细节进行详细阐述。本公开的其它特征、目的以及优点将通过说明书及附图，以及权利要求书变得显而易见。【附图说明】图1为示出了根据本公开的一个或多个方面的对来自AC电源的AC电压进行整流的示例系统的框图。图2为示出了图1中所示示例系统的功率变换器的一个示例，其使用电压钳位用于过电压保护。图3为示出了根据本公开的一个或多个方面的图1中所示示例系统的具有过电压保护的功率变换器的一个示例。图4A至4D为示出了图3中所示功率变换器的整流器的可选示例的框图。图5为示出了根据本公开的一个或多个方面的具有过电压保护的示例功率变换器操作的示例的框图。图6为示出了根据本公开的一个或多个方面的示例功率变换器电气时序特性的时序图。图7为具有无源整流器的示例无线功率接收器的框图。图8A和SB为具有用于过电压保护的同步整流器和电压钳位的示例无线功率接收器的电路图。图9为示出了图8中所示示例无线功率接收器的电气时序特性的时序图。【具体实施方式】一些功率应用包括一个或多个整流器，以将AC电压转换为DC电压。例如，无线功率接收器可依赖整流器将在接收线圈处接收到的AC电压输入转换为DC电压，该DC电压依赖于无线功率接收器的一些其它部分(例如，升压变换器或降压变换器，负载等)。整流器可以是无源整流器或同步整流器(否则，称为“有源整流器”)。无源整流器可包括无源元件(例如，二极管)且同步整流器可包括有源元件(例如，可控开关)。在任一种情况中，将无源整流器和同步整流器的元件布置在特定配置中(例如，半桥，H桥配置)，以将AC电压转换为DC电压。通过使用有源类型元件而非无源类型元件，同步整流器与无源整流器相比可具有减小的功率损耗量。在一些示例中，同步整流器的有源类型元件可包括金属氧化物半导体(MOS)型开关，且每个开关包括寄生的体二极管。每个MOS型开关的体二极管可作为无源整流器的无源类型元件。因此，甚至当每个同步整流器的MOS型开关工作在关断状态下时，同步整流器仍可实现无源整流。参考回上述示例无线功率接收器，可将接收线圈暴露于可能的经由空气行进的信号。如果无线功率接收器的整流器是依赖于MOS型开关的同步整流器，则甚至当同步整流器关断时，由接收线圈捕获的任意信号都有可能被整流。例如，如果接收线圈在同步整流器关断时接收较大的AC电压，则可在同步整流器输出处将对大的且非预期的DC电压进行整流。在整流器的输出处的非预期DC电压，特别是如果DC电压超过了 MOS型开关的击穿电压，能够毁坏或至少损害同步整流器和/或与同步整流器输出耦合的无线功率接收器的部分。为防止在这种同步整流器关断时同步整流器产生非预期的DC电压输出，一些无线功率接收器和其它类型的功率应用可依赖于电压钳位以阻止非预期的AC电压到达同步整流器。例如，本文中的电压钳位可以是高电压电容器的形式，该高电压电容器耦合至地面并与开关和同步整流器相应的输入端串联。同步整流器的每个输入端可具有一个或多个电压钳位。当控制器引起同步整流器的MOS型开关关断和/或当控制器在同步整流器的输出处感测到过电压时，控制器同样引起每个电压钳位的对应的开关闭合，本质上，将该输入端地接至同步整流器。通过激活每个电压钳位，将任何可能进入或否则已经进入到同步整流器的电流从输入端分流离开，并分流至每个接地电容器。电压钳位的缺点诸如存在需要用于其实现方式的额外管脚、开关、部件等。额外的部件及连接可导致整个系统的尺寸、面积、成本和/或复杂性的增加。可设计用于电压钳位的这种类型的高电压电容器以承受异常的高电压或高电流。对于一些应用，这些高电压电容器可能特别是成本过高的。总体上，本公开的电路和技术可对同步整流器提供保护，以防止过电压状态，而不使用电压钳位(例如，在整流器输入处的高电压电容器)或其它类型外部部件。例如，通过向整流器提供引起开关中的一个或多个开关在导通与关断工作状态之间转换的信号，控制器通常可控制同步整流器的开关的操作。通过对开关的控制，控制器可基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，所述电路包括：整流器，被配置为对来自AC输入的DC输出进行整流；感测单元，被配置为检测所述DC输出的电压电平；控制单元，被配置为基于所述DC输出的所述电压电平，通过至少将所述整流器控制用以执行以下项来控制所述整流器：如果所述DC输出的所述电压电平没有指示所述电路处的过电压状态，则对来自所述AC输入的所述DC输出进行整流；以及如果所述DC输出的所述电压电平的确指示所述过电压状态，则对来自所述AC输入的电流进行分流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C·桑德纳，M·阿格斯蒂内利，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE