[发明专利]用于提高准方波功率转换器效率的系统和方法

权利要求书

1.一种功率转换器，其包含：

功率级，所述功率级包含开关模式电源的开关节点，所述开关节点利用经配置以激励电感电路的功率场效应晶体管FET而耦合至输入电压节点且利用与所述电感电路并联的同步整流器而耦合至接地节点；以及

控制器，所述控制器耦合至所述功率级且用于以互补方式控制所述功率FET与同步整流器的切换，其中所述控制器经配置以在第一切换循环期间：

接通所述功率FET；

随后接通所述同步整流器，并且响应于通过所述电感电路的电流大致为零而切断所述同步整流器；且

随后在进入第二切换循环之前再次接通所述同步整流器来产生通过所述电感电路的负电流。

2.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述切换循环的频率基于所述功率转换器的输出负载。

3.根据权利要求1所述的功率转换器，其中在所述控制器切断所述同步整流器之后，所述开关节点进入振荡状态。

4.根据权利要求3所述的功率转换器，其中所述控制器进一步经配置以：

监测所述振荡状态中振荡的数目；且

基于所述功率转换器的输出负载响应于振荡的所述数目达到预定阈值而在进入所述第二切换循环之前再次接通所述同步整流器来产生所述负电流。

5.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述控制器进一步经配置以在所述第二切换循环期间：

接通所述功率FET；

随后接通所述同步整流器，并且响应于通过所述电感电路的所述电流大致为零而切断所述同步整流器；且

随后在进入第三切换循环之前再次接通所述同步整流器来产生通过所述电感电路的所述负电流。

6.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述功率FET和所述同步整流器包含晶体管，每一晶体管具有在漏极与源极之间的寄生电容，且其中所产生的通过所述电感电路的所述负电流降低因所述开关节点所经历的所述寄生电容所致的损失。

7.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述功率FET接通的持续时间基于所述功率转换器的输出负载。

8.一种用于功率级的控制器，其包含：

用于经配置以激励电感电路的功率场效应晶体管FET的控制电路，所述控制电路经配置以：

使所述控制器在第一切换循环中接通所述功率级的所述功率FET；

用于所述功率级的同步整流器的控制电路，所述控制电路经配置以在所述第一切换循环中：

随后接通所述功率级的所述同步整流器，从而使通过所述功率级的所述电感电路的电流减小，并且响应于通过所述电感电路的所述电流大致为零而切断所述同步整流器；且

随后在进入第二切换循环之前再次接通所述同步整流器来产生通过所述电感电路的负电流。

9.根据权利要求8所述的用于功率级的控制器，其中所述切换循环的频率基于所述功率级的输出负载。

10.根据权利要求8所述的用于功率级的控制器，其中在所述用于所述同步整流器的控制电路切断所述同步整流器之后，所述功率级的开关节点进入振荡状态。

11.根据权利要求10所述的用于功率级的控制器，其中所述用于所述同步整流器的控制电路进一步经配置以：

监测所述振荡状态中振荡的数目；且

基于所述功率级的输出负载响应于振荡的所述数目达到预定阈值而在进入所述第二切换循环之前再次接通所述同步整流器来产生所述负电流。

12.根据权利要求8所述的用于功率级的控制器，其中：

所述用于所述功率FET的控制电路进一步经配置以在所述第二切换循环期间接通所述功率FET；且

所述用于所述同步整流器的控制电路进一步经配置以在所述第二切换循环期间：

随后接通所述同步整流器，并且响应于通过所述电感电路的所述电流大致为零而切断所述同步整流器；且

随后在进入第三切换循环之前再次接通所述同步整流器来产生通过所述电感电路的所述负电流。