[发明专利]一种整流装置、整流方法以及其相应的电压变换系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种整流装置，尤其涉及进一步提高电源转换效率的整流装置、整流方法以及其相应的电压变换系统。

背景技术

目前，网络电话终端的使用非常普遍，尤其是在酒店以及企业的内部。目前的网络电话终端通常具有一个接口，其既能传输数据，又能为网络电话终端提供电源，并且各个网络电话终端被连接至以太网供电(Power Over Ethernet)交换机上，由其向各个网络终端提供数据以及电源。由此，POE交换机所承受的负载量较大。为了使得POE交换机能够顺利地推动所连接的网络电话终端，降低网络电话终端的功率消耗是非常重要的。此外，根据POE Class 3，网络电话终端的最大功率消耗应该在12.95瓦特内。另一方面，网络电话终端还能够被直接地连接到现场的电源。而根据欧洲标准EC 1275/2008，电气设备需要符合标准EC 2005/32中所定义的环保设计(EcoDesign)要求。其要求在待机情况下的设备的功率消耗不应该超过2瓦特。各种网络电话终端以及阿尔卡特的新一代电话产品8082都需要符合这一标准。根据上述两个方面，我们需要降低网络电话终端的功率消耗，进一步提高电源转换效率。

对于硬件设计而言，由于CPU以及各个主要的功能模块已经被选定，对于其的任何改变都将可能影响产品的性能。由此，问题在于，如何在轻负载和重负载情况下为反激(Flyback)DC/DC转换器电路，即电压变换系统，降低功率消耗，进一步提高电源转换效率。

目前，大多数反激DC/DC转换器在次端使用2类整流模式。一种是二极管非同步整流，该模式能够在轻载情况下取得较高的效率。然而当负载较重时，由于二极管电阻较大，在二极管上的功率消耗较大，所以其缺点在于在重载时，效率较低。另一种是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)同步整流，该模式能够在重载情况下取得较高的效率。然而该模式下的开关损耗较大，所以该模式的缺点在于在轻载时，效率较低。

发明内容

可见，现有技术存在的缺点在于，在满足效率的情况下，适用性比较单一。因此，如何既在轻载情况下又在重载情况下，为电压变换系统降低功率的消耗，进一步提高电源转换效率，并且都取得较高的效率是个挑战性的问题。

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种整流装置，其包括第一整流器、第二整流器、其中，所述第一和第二整流器具有不同的负载/效率特性；切换单元，用于根据该整流装置的负载情况切换第一整流器或第二整流器实际工作。

本发明的整流装置根据负载情况切换实际工作的整流器，使整流装置的适用性更加广泛。

根据本发明的一个实施例，所述切换单元根据CPU的指示切换第一整流器或第二整流器实际工作，并且所述CPU的指示由CPU根据与所述整流装置的负载相关联的、整个设备的运行状态而确定。

根据该实施例，由于设备的运行状态通常能够反映出整流装置的负载情况，因此该实施例能够比较准确地根据负载切换整流器，并且不需要额外的器件进行负载检测等操作，结构比较简明。

根据本发明的一个实施例，所述整流装置还包括：检测单元，用于检测实际工作的第一整流器或第二整流器当前的实际负载，并根据所述实际负载控制所述切换单元切换第一整流器或第二整流器实际工作，所述负载包括所述第一整流器或所述第二整流器的输出电流、电压以及功率中的至少任一项。所述负载/效率特性描述了整流器在不同负载处的效率，在负载小于一临界点的情况下，所述第一整流器的效率高于所述第二整流器；而在负载大于所述临界点的情况下，所述第二整流器的效率较高。所述检测单元存储了所述临界点，当所述实际负载未超过所述临界点时，所述检测单元指示所述切换单元切换第一整流器实际工作，当所述实际负载超过所述临界点时，所述检测单元指示所述切换单元切换第二整流器实际工作。

根据该实施例，整流装置的实际负载由检测单元实时地测量，并且整流装置根据该实时测量的负载确定对该负载具有更优效率的整流器实际工作，因此该实施例能够更加准确地根据负载切换整流器。

根据本发明的一个实施例，所述第一整流器包括二极管非同步整流器，所述第二整流器包括金属氧化物半导体场效应晶体管同步整流器。所述第一整流器与所述第二整流器并联，所述切换单元包括与所述第二整流器串联、在所述第二整流器的并联支路上的开关；所述开关打开时，所述第一整流器实际工作；否则，所述第二整流器实际工作。

该实施例提供了第一和第二整流器的两种具体实现方式。