用于共振转换器的同步整流器控制技术制造技术

本发明专利技术涉及用于共振转换器的同步整流器控制技术。一种共振转换器系统包含：第一级，其具有经配置以从DC输入信号产生AC信号的逆变器电路及共振槽电路；变压器，其经配置以对所述AC信号进行变压；及第二级。所述第二级以同步整流器SR电路为特征，所述同步整流器SR电路包含各自具有一体二极管的多个SR开关及SR控制电路。SR控制电路经配置以产生门控制信号以控制所述SR开关的导通状态，以便使体二极管导通时间最小化且减小或消除跨越所述SR开关的负电流。方法包含控制SR开关的所述导通状态以在与所述开关相关联的所述体二极管开始导通时导通并控制所述SR开关以在穿过所述开关的电流接近零交叉时关断。

【技术实现步骤摘要】
分案申请的相关信息本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2012年4月25日、申请号为201280000448.2、专利技术名称为“用于共振转换器的同步整流器控制技术”的专利技术专利申请案。相关申请案交叉参考本申请案主张2011年4月25日提出申请的第61/478,739号美国临时专利申请案的权益，所述专利申请案以引用的方式完全并入本文中。
本专利技术涉及一种DC/DC转换器系统，且更特定来说，涉及用于共振转换器的同步整流器控制技术。
技术介绍
无
技术实现思路
本专利技术一个方面涉及一种共振转换器系统，其包括第一级，其包括经配置以从DC输入信号产生AC信号的逆变器电路及共振槽电路；变压器，其经配置以对所述AC信号进行变压；及第二级，其包括同步整流器SR电路，所述同步整流器SR电路包含：多个SR开关，且每一开关包含一体二极管；及SR控制电路，其经配置以产生门控制信号以控制所述SR开关的导通状态，以便使体二极管导通时间最小化且减小或消除跨越所述SR开关的负电流。本专利技术另一方面涉及一种方法，其包括将DC输入信号逆变成具有第一电压的AC经逆变信号；将所述AC经逆变信号变压成具有第二电压的AC经变压信号；将第二AC经变压信号整流成DC输出电压信号，其中所述整流包含控制各自具有一体二极管的多个同步整流器SR开关的导通状态，以便使体二极管导通时间最小化且减小或消除跨越所述SR开关的负电流。本专利技术其它方面涉及一种控制共振转换器的方法，所述方法包括控制所述共振转换器的整流器部分的多个同步整流器SR开关的导通状态，所述SR开关中的每一者具有一体二极管，其中每一开关经控制以在与所述开关相关联的所述体二极管开始导通时导通，且每一开关经控制以在穿过所述开关的电流接近零交叉时关断。附图说明根据依照所主张标的物的实施例的以下详细描述，将明了所述标的物的特征及优点，应参考附图来考虑所述描述，附图中：图1图解说明依照本专利技术的各种实施例的共振转换器系统；图2图解说明依照本专利技术的一个实施例的同步整流器控制电路；图3图解说明依照本专利技术的一个实施例的各种信号的时序图；图4A图解说明依照本专利技术的一个实施例的取样与保持电路；图4B图解说明结合图4A的取样与保持电路的操作的各种信号的时序图。图5A图解说明依照本专利技术的一个实施例的延迟控制电路；图5B图解说明结合图5A的延迟控制电路的操作的各种信号的时序图。图6A图解说明依照本专利技术的一个实施例的延迟选择器电路；且图6B图解说明结合图6A的延迟选择器电路的操作的各种信号的时序图。虽然将参考说明性实施例来继续进行以下详细描述，但所属领域的技术人员将明了所述实施例的许多替代方案、修改形式及变化形式。具体实施方式一般来说，本专利技术提供用于共振转换器的控制技术。在一种控制技术中，所述共振转换器的整流器部分的开关经控制以仿真二极管，例如，每一开关经控制以在所述开关的体二极管开始导通时导通，且每一开关经控制以在穿过所述开关的电流接近零交叉时关断。以此方式，每一开关的正向偏置可经控制使得跨越所述开关的压降比常规二极管正向压降小得多，同时仍通过防止穿过同步整流器开关的负电流来实现对电路的保护。此控制技术可基于同步整流器开关的先前导通时间而预测门驱动信号且反复地给所述门驱动信号加上延迟或从所述门驱动信号减去延迟，使得所述门驱动信号的下降沿大致匹配穿过所述开关的电流的零交叉点。可在逆变器级的切换频率处于或低于共振频率f0时使用此预测技术来补偿由电路组件引入的组件公差及/或误差的变化。当逆变器级的切换频率高于共振频率f0时，同步整流器开关在逆变器级中的开关关断之后继续导通，且同步导通时间主要由逆变器级的切换频率确定。此可能在仅基于先前切换循环的同步导通时间控制同步整流器时产生穿过整流器开关的负电流，且因此，在另一控制技术中，基于用于控制逆变器级开关的导通状态的时钟信号来控制整流器部分的开关以补偿经截短的共振周期，例如，每一整流器开关经控制使得所述整流器开关的导通状态小于或等于穿过所述整流器开关的电流的经截短零交叉点。可同时采用这些控制技术中的每一者来实现贯穿所有操作频率的电流保护。图1图解说明依照本专利技术的各种实施例的共振转换器系统100。图1的转换器系统100包含：一次侧级102，其包含逆变器电路；及二次侧级104，其包含同步整流器电路，且系统100一般作为接收输入DC电压(VIN)且产生输出DC电压(VOUT)的DC/DC共振转换器电路操作。在一个实施例中，一次侧102的逆变器电路包含布置成半桥式配置的两个开关Q1及Q2。开关Q1及Q2的导通状态由门控制电路106控制，门控制电路106包含为所述开关中的每一者设定接通/关断频率的可控振荡器(OSC)。开关控制电路106还可包含延迟机构(例如，如所展示的DELAY)以防止每一开关同时导通。包含变压器108、共振电容器Cr及共振电感器Lr的共振槽电路操作以从由开关Q1及Q2产生的方波产生正弦波形。系统100的共振频率(f0)一般由共振电容器Cr及共振电感器Lr控制。一般来说，DC/DC转换器系统100的增益可由开关Q1及Q2的切换频率(fs)与共振频率(f0)的比较控制。在一些实施例中，系统100的增益在fs<f0时较大且在fs>f0时较小。当然，在其它实施例中，逆变器电路可包含(举例来说)全桥式逆变器拓扑、推挽式逆变器拓扑、C类逆变器拓扑等。二次侧级104的同步整流器电路包含整流器开关SR1及SR2，整流器开关SR1及SR2电耦合到变压器108的二次侧且经配置以作为变压器108的二次侧处的正弦信号的全波整流器操作。SR开关可包含沿源极到漏极方向(如所展示)偏置的体二极管的MOSFET装置。开关SR2的导通状态可由同步整流器(SR)控制电路110控制，且开关SR1的导通状态可由SR控制电路112控制。一般来说，SR控制电路110及112经配置以分别产生门控制信号来控制SR2及SR1的导通，以便使体二极管导通时间最小化且以便减小或消除跨越SR开关的负电流，如下文所描述。图2图解说明依照本专利技术的一个实施例的同步整流器控制电路110。应理解，开始，由于控制电路110及112一般经配置以产生互补门控制信号，因此电路110的操作类似于112的操作，只不过电路112是基于如图1中所展示的反相时钟信号(SR_CLK2)计时的。因此，控制电路110的以下描述同样适用于电路112，只不过由电路110产生的门控制信号与电路112的门控制信号异相大约180度。到SR控制电路110的输入包含SR开关的漏极电压(VDS_SR)及来自振荡器的时钟信号(OSC)。SR控制电路110包含零交叉近似电路208，零交叉近似电路208经配置以产生指示SR开关的导通状态的SR导通信号209。当SR开关正导通时，跨越开关的压降接近零伏，且当SR开关断开时，跨越SR开关的压降为高的(通常大于跨越SR开关的体二极管的压降)。SR控制电路110还包含经配置以对导通时间(由信号209指示)进行取样的取样与保持电路210。为了防止流过SR开关的电流零交叉，所述取样与保持电路还经配置以产生比例SR导通信号211(SR_CND_P)。将信号211产生为信号209的分数，举例来说，信号211可为由信号209指示的导通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制共振转换器的方法，所述方法包括：控制所述共振转换器的整流器部分的多个同步整流器SR开关的导通状态，所述SR开关中的每一者具有一体二极管，其中每一开关经控制以在与所述开关相关联的所述体二极管开始导通时导通，且每一开关经控制以在穿过所述开关的电流接近零交叉时关断；以及反复地给表示了所述SR开关的经预测导通时间的信号加上延迟或从所述信号减去延迟以产生预测门驱动信号，其中所述预测门驱动信号中的每一者的下降沿大致匹配穿过相关联SR开关的电流的零交叉点。

【技术特征摘要】
2011.04.25 US 61/478,7391.一种控制共振转换器的方法，所述方法包括：控制所述共振转换器的整流器部分的多个同步整流器SR开关的导通状态，所述SR开关中的每一者具有一体二极管，其中每一开关经控制以在与所述开关相关联的所述体二极管开始导通时导通，且每一开关经控制以在穿过所述开关的电流接近零交叉时关断；以及反复地给表示了所述SR开关的经预测导通时...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔恒硕，
申请(专利权)人：快捷半导体苏州有限公司，飞兆半导体公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32