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用于提高準方波功率轉(zhuǎn)換器效率的系統(tǒng)和方法與流程

文檔序號:11111032閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種功率轉(zhuǎn)換器,其包含:

功率級,所述功率級包含開關(guān)模式電源的開關(guān)節(jié)點,所述開關(guān)節(jié)點利用經(jīng)配置以激勵電感電路的功率場效應(yīng)晶體管FET而耦合至輸入電壓節(jié)點且利用與所述電感電路并聯(lián)的同步整流器而耦合至接地節(jié)點;以及

控制器,所述控制器耦合至所述功率級且用于以互補方式控制所述功率FET與同步整流器的切換,其中所述控制器經(jīng)配置以在第一切換循環(huán)期間:

接通所述功率FET;

隨后接通所述同步整流器,并且響應(yīng)于通過所述電感電路的電流大致為零而切斷所述同步整流器;且

隨后在進入第二切換循環(huán)之前再次接通所述同步整流器來產(chǎn)生通過所述電感電路的負電流。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換器,其中所述切換循環(huán)的頻率基于所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出負載。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換器,其中在所述控制器切斷所述同步整流器之后,所述開關(guān)節(jié)點進入振蕩狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率轉(zhuǎn)換器,其中所述控制器進一步經(jīng)配置以:

監(jiān)測所述振蕩狀態(tài)中振蕩的數(shù)目;且

基于所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出負載響應(yīng)于振蕩的所述數(shù)目達到預(yù)定閾值而在進入所述第二切換循環(huán)之前再次接通所述同步整流器來產(chǎn)生所述負電流。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換器,其中所述控制器進一步經(jīng)配置以在所述第二切換循環(huán)期間:

接通所述功率FET;

隨后接通所述同步整流器,并且響應(yīng)于通過所述電感電路的所述電流大致為零而切斷所述同步整流器;且

隨后在進入第三切換循環(huán)之前再次接通所述同步整流器來產(chǎn)生通過所述電感電路的所述負電流。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換器,其中所述功率FET和所述同步整流器包含晶體管,每一晶體管具有在漏極與源極之間的寄生電容,且其中所產(chǎn)生的通過所述電感電路的所述負電流降低因所述開關(guān)節(jié)點所經(jīng)歷的所述寄生電容所致的損失。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換器,其中所述功率FET接通的持續(xù)時間基于所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出負載。

8.一種用于功率級的控制器,其包含:

用于經(jīng)配置以激勵電感電路的功率場效應(yīng)晶體管FET的控制電路,所述控制電路經(jīng)配置以:

使所述控制器在第一切換循環(huán)中接通所述功率級的所述功率FET;

用于所述功率級的同步整流器的控制電路,所述控制電路經(jīng)配置以在所述第一切換循環(huán)中:

隨后接通所述功率級的所述同步整流器,從而使通過所述功率級的所述電感電路的電流減小,并且響應(yīng)于通過所述電感電路的所述電流大致為零而切斷所述同步整流器;且

隨后在進入第二切換循環(huán)之前再次接通所述同步整流器來產(chǎn)生通過所述電感電路的負電流。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于功率級的控制器,其中所述切換循環(huán)的頻率基于所述功率級的輸出負載。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于功率級的控制器,其中在所述用于所述同步整流器的控制電路切斷所述同步整流器之后,所述功率級的開關(guān)節(jié)點進入振蕩狀態(tài)。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于功率級的控制器,其中所述用于所述同步整流器的控制電路進一步經(jīng)配置以:

監(jiān)測所述振蕩狀態(tài)中振蕩的數(shù)目;且

基于所述功率級的輸出負載響應(yīng)于振蕩的所述數(shù)目達到預(yù)定閾值而在進入所述第二切換循環(huán)之前再次接通所述同步整流器來產(chǎn)生所述負電流。

12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于功率級的控制器,其中:

所述用于所述功率FET的控制電路進一步經(jīng)配置以在所述第二切換循環(huán)期間接通所述功率FET;且

所述用于所述同步整流器的控制電路進一步經(jīng)配置以在所述第二切換循環(huán)期間:

隨后接通所述同步整流器,并且響應(yīng)于通過所述電感電路的所述電流大致為零而切斷所述同步整流器;且

隨后在進入第三切換循環(huán)之前再次接通所述同步整流器來產(chǎn)生通過所述電感電路的所述負電流。

13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于功率級的控制器,其中所述功率FET和所述同步整流器包含晶體管,每一晶體管具有在漏極與源極之間的寄生電容,且其中所產(chǎn)生的通過所述電感電路的所述負電流降低因所述功率級的開關(guān)節(jié)點所經(jīng)歷的所述寄生電容所致的損失。

14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于功率級的控制器,其中所述功率FET接通的持續(xù)時間基于所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出負載。

15.一種用于控制包含開關(guān)模式電源的開關(guān)節(jié)點的功率級的方法,所述開關(guān)節(jié)點利用經(jīng)配置以激勵電感電路的功率場效應(yīng)晶體管FET而耦合至輸入電壓節(jié)點且利用與所述電感電路并聯(lián)的同步整流器而耦合至接地節(jié)點,所述方法包含:

在第一切換循環(huán)期間接通所述功率FET;

隨后接通所述同步整流器,并且響應(yīng)于通過所述電感電路的電流大致為零而切斷所述同步整流器;且

隨后在進入第二切換循環(huán)之前再次接通所述同步整流器來產(chǎn)生通過所述電感電路的負電流。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法,其中所述切換循環(huán)的頻率基于所述功率級的輸出負載。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法,其中所述開關(guān)節(jié)點在切斷所述同步整流器之后進入振蕩狀態(tài)。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,其進一步包含:

監(jiān)測所述振蕩狀態(tài)中的多個振蕩;且

響應(yīng)于基于所述功率級的輸出負載的振蕩的所述數(shù)目達到預(yù)定閾值而在進入所述第二切換循環(huán)之前再次接通所述同步整流器來產(chǎn)生所述負電流。

19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法,其進一步包含在所述第二切換循環(huán)期間:

接通所述功率FET;

隨后接通所述同步整流器,并且響應(yīng)于通過所述電感電路的所述電流大致為零而切斷所述同步整流器;且

隨后在進入第三切換循環(huán)之前再次接通所述同步整流器來產(chǎn)生通過所述電感電路的所述負電流。

20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法,其中所述功率FET接通的持續(xù)時間基于所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出負載。

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