[发明专利]用于反激变换器的同步整流

说明书

技术领域

本公开内容涉及功率变换器，更具体地，涉及关于反激功率变换器的同步整流的技术。

背景技术

为了提高效率，一些反激变换器可以执行同步整流(或者称为“动态整流”)技术，并且在变换器的次级侧处包括同步整流(SR)集成电路用于控制SR切换元件。该SR集成电路可以在次级侧感测电压电平的变化，其指示位于变换器初级侧的初级切换元件的工作状态。基于感测到的电压电平的变化，SR集成电路可控制该SR切换元件，并使该SR切换元件与初级切换元件同步，使得所述SR切换元件和所述初级切换元件“同步”运行并处于匹配工作状态。

SR集成电路的某些缺点是，它们对于将另外受益于同步整流的一些反激变换器而言通常是成本太高和/或太复杂。例如，反激变换器的一些应用可能需要能够承受非常高电压并且因此具有非常高的击穿电压(例如>200V)的SR集成电路。另外，一些应用可能需要SR集成电路来检测非常低的负电压电平(例如，约-10mV)。最后，SR集成电路可能需要精确地执行(例如，相对于初级元件切换操作)，而不管与反激变换器的输入和输出电压电平和/或反激变换器的工作频率相关联的要求如何。

发明内容

总体而言，描述电路和技术用于使反激变换器能够使用预测定时技术来执行同步整流，而不管反激变换器的输入电压、输出电压和/或切换频率。反激变换器包括同步整流(SR)集成电路(IC)，以使SR切换元件接通和断开与初级切换元件的“同步”。SR IC在后续的切换周期之后可以自动调节其定时，以使SR切换元件以不断提高的精度进行与初级切换元件同步的切换。

例如，SR IC可以至少部分地基于反激变换器的变压器的次级侧绕组处的电压电平来使SR切换元件接通。然后，至少部分地基于反激变换器的次级侧绕组处的电流电平，SR IC可以确定次级侧绕组退磁需要的时间量。基于预测的退磁时间，SR IC可以确定初级侧控制器何时将使初级切换元件断开。SR IC可以使用补偿技术改善其对次级侧退磁时间的预测。经过一段时间后，SR切换元件的断开可以变得更为精确，而且SR切换元件的断开与初级切换元件的断开可变得越来越同步。

在一个实例中，本公开内容涉及一种方法，该方法包括：至少部分地基于反激变换器的变压器的次级侧绕组处的电压，确定与反激变换器的次级切换元件相关联的预测导通时间，该预测导通时间近似限定在次级切换元件的初始切换周期期间在初始接通次级切换元件之后延迟断开次级切换元件的时间量。该方法还包括确定在初始切换周期期间与次级切换元件相关联的实际导通时间，以及确定误差时间，其中该误差时间近似限定初始切换周期期间的实际导通时间和预测导通时间之间的差值。该方法还包括在次级切换元件的后续切换周期期间，以及在后续切换周期期间接通次级切换元件之后，延迟断开次级切换元件一段时间，该段时间约等于后续切换周期期间的预测导通时间和误差时间。该方法还包括在后续切换周期期间延迟断开次级切换元件之后，在后续切换周期期间断开次级切换元件。

在另一实例中，本公开内容涉及一种电源电路，包括：被设置为存储电源电路的初级侧和电源电路的次级侧之间的能量的变压器，与变压器的初级侧绕组耦合的初级切换元件，与变压器的次级侧绕组耦合的次级切换元件，以及同步整流集成电路。同步整流集成电路被配置成确定初始切换周期期间与次级切换元件相关联的实际导通时间，并确定误差时间，误差时间近似限定初始切换周期期间与次级切换元件相关联的实际导通时间和预测导通时间之间的差值，其中预测导通时间近似限定在次级切换元件的初始切换周期期间在初始接通次级切换元件之后延迟断开次级切换元件的时间量。同步整流集成电路进一步被配置为：在次级切换元件的后续切换周期期间，以及在后续切换周期期间接通次级切换元件之后，延迟断开次级切换元件一段时间，该段时间约等于后续切换周期期间的预测导通时间和误差时间。同步整流集成电路进一步被配置为：在后续切换周期期间延迟断开次级切换元件之后，在后续切换周期期间断开次级切换元件。