同步整流控制单元和方法技术

本发明专利技术提出了一种同步整流控制单元以及一种同步整流控制方法。所述同步整流控制单元包括电压脉冲生成电路(26)，所述电压脉冲生成电路用于：测量包括电源开关(50)的电路(200)中的电流I，以及如果所述电流I的正向变化率接近所述电流I的值0，则输出第一电压V1(28)的逻辑高值，或者如果所述电流I的负向变化率接近所述电流I的值0，则输出第二电压V2(29)的逻辑高值。所述同步整流控制单元还包括控制算法电路(27)，所述控制算法电路用于：基于第一和第二非同步脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)控制信号Q1(30)和Q2(31)，以及基于所述第一电压V1(28)和所述第二电压V2(29)，生成第一和第二同步PWM控制信号SQ1(32)和SQ2(33)，所述第一和第二同步PWM控制信号SQ1(32)和SQ2(33)可用于控制所述电源开关(50)的开关。

Synchronous rectifier control unit and method

The invention provides a synchronous rectification control unit and a synchronous rectification control method. The synchronous rectification control unit includes a voltage pulse generating circuit (26), the voltage pulse generating circuit for measuring power switch includes: (50) the circuit (200) in the current I, and if the current positive change rate of I close to the current value of I is 0, the output voltage of the first V1 (28) the logic of high value, or if the current I negative rate of change to the current value of I is 0, the output voltage of second V2 (29) high value logic. The synchronous rectification control unit also includes control circuit (27), the control circuit for: first and second non synchronization based on pulse width modulation (pulse width modulation, PWM) Q1 control signal (30) and Q2 (31), and on the basis of the first voltage (28) and V1 the second voltage is V2 (29), the first and second generation synchronous control signal of PWM SQ1 (32) and SQ2 (33), the first and second synchronous control signal of PWM SQ1 (32) and SQ2 (33) can be used to control the power switch (50) switch.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】同步整流控制单元和方法
本文描述的实施方式大体上涉及一种同步整流控制单元和一种同步整流控制方法。本文尤其描述了一种生成有用于控制开关电源开关的第一和第二同步脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation，PWM)控制信号的机制。
技术介绍
电源开关，例如使用金属氧化物半导体场效应管(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor，MOSFET)或其它合适类型的晶体管实现的开关，如今用于大量电路中。例如，这类电源开关用作功率转换器，它们可以作为半桥功率转换器或全桥功率转换器来实现。例如，全桥功率转换器电路可包括同步侧和非同步侧。在这样的电路中，非同步侧是输入原始/非转换信号/功率的一侧，而同步侧是输出被控/转换后信号/功率的一侧。这还可以表示为，将同步整流侧限定为电路的一侧，同步整流电源开关位于这一侧。相应地，将非同步整流侧限定为电路的另一侧，主电源开关位于这一侧。因此，对于双向电路，电路的非同步侧可对应于电路的不同物理侧，这取决于信号/功率应向哪个方向操控/转换，因为原始信号/功率被输入到非同步侧。相应地，电路的同步侧可对应于电路的不同物理侧，这取决于信号/功率应向哪个方向操控/转换，因为被控/转换后信号/功率从同步侧输出。含有这些电源开关的电路，例如功率变换电路等，可以在诸如用户设备(UserEquipment，UE)之类的各种各样的单元中使用，UE还被称为能够在无线通信网络中以无线方式通信的移动台、无线终端和/或移动终端，无线通信网络有时还称为蜂窝无线电系统。这类电路还可在无线电网络节点或诸如无线基站(RadioBaseStation，RBS)之类的基站中使用，基站在一些网络中可称为“eNB”、“eNodeB”、“NodeB”或“Bnode”，这取决于所用的技术和/或术语。开关这类电路中的功率转换器的目的是尽可能地节能。MOSFET和用于实现电源开关的其它晶体管的电阻在开关闭合/导通时一般比在开关打开/不导通时要低。作为非限制性示例，可以提及的是，当开关打开时，MOSFET开关具有对应于MOSFET的体二极管电压的通过开关的电压降，其可以为0.7伏特。当MOSFET开关关闭时，根据非限制性示例，通过开关的电压降要低很多，例如0.01伏特。因此，为了实现尽可能高的电源效率，应该有尽可能多的功率流过闭合开关，这会产生较低的电压降。已经提出了传统同步整流用于通过控制电路中包含的电源开关的开关来提高电路的电源效率。如今，已近提出了许多传统的同步整流控制方案。一种这样的方案利用电流互感器，其置于电路的同步整流侧。测量电流互感器上的电压降。基于测量出的电压降信号，控制电路产生适当的脉冲来接通和关闭电路的同步整流侧上的电源开关。然而，传统方案一般效率较低，因为在开关打开时相当大一部分功率流过电源开关的体二极管。此外，传统方案的实施复杂度较高，这增加了电路的生产成本。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标是解决上面所述的至少一些缺点、提高电源效率以及降低包括同步侧和非同步侧的电路的实施复杂度。根据第一方面，所述目标通过一种同步整流控制单元来实现，所述同步整流控制单元包括：电压脉冲生成单元，用于测量包括电源开关的电路中的电流I；如果所述电流I的正向变化率接近所述电流I的值0，则输出第一电压V1的逻辑高值；以及如果所述电流I的负向变化率接近所述电流I的值0，则输出第二电压V2的逻辑高值；控制算法电路，用于：基于第一和第二非同步脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation，PWM)控制信号Q1和Q2，以及基于所述第一电压V1和所述第二电压V2，生成第一和第二同步PWM控制信号SQ1和SQ2，所述第一和第二同步PWM控制信号SQ1和SQ2可用于控制所述电源开关的开关。所述同步整流控制单元能够提供高电源效率和低功耗损失。所述同步整流控制单元可以基于连续或非连续AC电流波形，或者基于整流后的连续或非连续AC电流波形，生成所述第一和第二同步PWM控制信号SQ1和SQ2，这使得电流测量更灵活。所述同步整流控制单元可以在电路复杂度增加很小的情况下实现。所述同步整流控制单元还提供固有的电流击穿保护、快速瞬态响应和低功耗。此外，所述同步整流控制单元使对PWM资源的需求减到最少。根据所述第一方面，在所述同步整流控制单元的第一可能实施形式中，所述电流I是整流后交流电IAC_rect，以及所述控制算法电路用于：如果所述第一电压V1具有逻辑高值且所述第一非同步PWM控制信号Q1具有逻辑高值，则生成所述第一同步PWM控制信号SQ1的逻辑高值。第一电压V1的逻辑高值指示同步整流侧电源开关的体二极管开始导通。所以，第一电压V1的逻辑高值是接通同步整流侧电源开关以避免二极管导通并提高效率的指示符。另外，将第一非同步PWM控制信号Q1考虑进去以保证选择的是第一同步PWM控制信号SQ1(而不是第二同步PWM控制信号SQ2)。根据如上所述第一方面或根据所述第一方面的任一前述实施形式，在所述同步整流控制单元的第二可能实施形式中，所述电流I是整流后交流电IAC_rect，以及所述控制算法电路用于：如果所述第一电压V1和所述第一非同步PWM控制信号Q1中的至少一个具有逻辑低值，以及如果所述第二电压V2具有逻辑高值或者如果所述第二非同步PWM控制信号Q2具有逻辑高值，则生成所述第一同步PWM控制信号SQ1的逻辑低值。第二电压V2的逻辑高值指示同步整流侧电源开关的体二极管停止导通。所以，第二电压V2的逻辑高值是关闭同步整流侧电源开关以避免电流击穿的指示符。此外，将第二非同步PWM控制信号Q2考虑以保证电流击穿将不会发生。所以，第二非同步PWM控制信号Q2的使用产生了电流击穿保护，这保证了适当的电路操作。根据如上所述第一方面或根据所述第一方面的任一前述实施形式，在所述同步整流控制单元的第三可能实施形式中，所述电流I是整流后交流电IAC_rect，以及所述控制算法电路用于：如果所述第一电压V1和所述第一非同步PWM控制信号Q1中的至少一个具有逻辑低值，以及如果所述第二电压V2和所述第二非同步PWM控制信号Q2都具有逻辑低值，则生成所述第一同步PWM控制信号SQ1的前一值。由此，将第一同步PWM控制信号SQ1设置为正确的前一值，即逻辑高值或逻辑低值，这使得系统稳健且对电路干扰不敏感。另外，在执行本实施形式的时间段内，电路中信号的值，即Q1、V1、Q2和V2的值，可以是逻辑低值，这意味着所消耗的能量要减到最少。根据如上所述第一方面或根据所述第一方面的任一前述实施形式，在所述同步整流控制单元的第四可能实施形式中，所述电流I是整流后交流电IAC_rect，以及所述控制算法电路用于：如果所述第一电压V1具有逻辑高值且所述第二非同步PWM控制信号Q2具有逻辑高值，则生成所述第二同步PWM控制信号SQ2的逻辑高值。第一电压V1的逻辑高值指示同步整流侧电源开关的体二极管开始导通。所以，第一电压V1的逻辑高值是接通同步整流侧电源开关以避免二极管导通并提高效率的指示符。另外，将第二非同步PWM控制信号Q2考虑进去以保证选择的是第二同步PWM控制信号SQ2(而不是第一同步PWM控制信号SQ1)。根据如上所述第一方面或根据所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步整流控制单元(100)，其特征在于，包括：电压脉冲生成电路(26)，用于：测量包括电源开关(50)的电路(200)中的电流I；如果所述电流I的正向变化率接近所述电流的值0，则输出第一电压V1(28)的逻辑高值；以及如果所述电流I的负向变化率接近所述电流I的值0，则输出第二电压V2(29)的逻辑高值；控制算法电路(27)，用于：基于第一和第二非同步脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)控制信号Q1(30)和Q2(31)，以及基于所述第一电压V1(28)和所述第二电压V2(29)，生成第一和第二同步PWM控制信号SQ1(32)和SQ2(33)，所述第一和第二同步PWM控制信号SQ1(32)和SQ2(33)可用于控制所述电源开关(50)的开关。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种同步整流控制单元(100)，其特征在于，包括：电压脉冲生成电路(26)，用于：测量包括电源开关(50)的电路(200)中的电流I；如果所述电流I的正向变化率接近所述电流的值0，则输出第一电压V1(28)的逻辑高值；以及如果所述电流I的负向变化率接近所述电流I的值0，则输出第二电压V2(29)的逻辑高值；控制算法电路(27)，用于：基于第一和第二非同步脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation，PWM)控制信号Q1(30)和Q2(31)，以及基于所述第一电压V1(28)和所述第二电压V2(29)，生成第一和第二同步PWM控制信号SQ1(32)和SQ2(33)，所述第一和第二同步PWM控制信号SQ1(32)和SQ2(33)可用于控制所述电源开关(50)的开关。2.根据权利要求1所述的同步整流控制单元(100)，其中，所述电流I是整流后交流电IAC_rect，以及所述控制算法电路(27)用于：如果所述第一电压V1(28)具有逻辑高值且所述第一非同步PWM控制信号Q1(30)具有逻辑高值，则生成所述第一同步PWM控制信号SQ1(32)的逻辑高值。3.根据任一权利要求1至2所述的同步整流控制单元(100)，其中，所述电流I是整流后交流电IAC_rect，以及所述控制算法电路(27)用于：如果所述第一电压V1(28)和所述第一非同步PWM控制信号Q1(30)中的至少一个具有逻辑低值，以及如果所述第二电压V2(29)具有逻辑高值或者如果所述第二非同步PWM控制信号Q2(31)具有逻辑高值，则生成所述第一同步PWM控制信号SQ1(32)的逻辑低值。4.根据任一权利要求1至3所述的同步整流控制单元(100)，其中，所述电流I是整流后交流电IAC_rect，以及所述控制算法电路(27)用于：如果所述第一电压V1(28)和所述第一非同步PWM控制信号Q1(30)中的至少一个具有逻辑低值，以及所述第二电压V2(29)和所述第二非同步PWM控制信号Q2(31)都具有逻辑低值，则生成所述第一同步PWM控制信号SQ1(32)的前一值。5.根据任一权利要求1至4所述的同步整流控制单元(100)，其中，所述电流I是整流后交流电IAC_rect，以及所述控制算法电路(27)用于：如果所述第一电压V1(28)和所述第二非同步PWM控制信号Q2(31)具有逻辑高值，则生成所述第二同步PWM控制信号SQ2(33)的逻辑高值。6.根据任一权利要求1至5所述的同步整流控制单元(100)，其中，所述电流I是整流后交流电IAC_rect，以及所述控制算法电路(27)用于：如果所述第一电压V1(28)和所述第二非同步PWM控制信号Q2(31)中的至少一个具有逻辑低值，以及如果所述第二电压V2(29)具有逻辑高值或者如果所述第一非同步PWM控制信号Q1(30)具有逻辑高值，则生成所述第二同步PWM控制信号SQ2(33)的逻辑低值。7.根据任一权利要求1至6所述的同步整流控制单元(100)，其中，所述电流I是整流后交流电IAC_rect，以及所述控制算法电路(27)用于：如果所述第一电压V1(28)和所述第二非同步PWM控制信号Q2(31)中的至少一个具有逻辑低值，以及所述第二电压V2(29)和所述第一非同步PWM控制信号Q1(30)都具有逻辑低值，则生成所述第二同步PWM控制信号SQ2(33)的前一值。8.根据权利要求1所述的同步整流控制单元(100)，其中，所述电流I是交流电IAC，以及所述控制算法电路(27)用于：如果所述第一电压V...

【专利技术属性】
技术研发人员：马军，乔治斯·特森格涅斯，格罗弗·维克多·托瑞克·巴斯科佩，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44