[发明专利]同步整流电路的具有死区时间控制的谐振电源转换器

说明书

本发明在第一方面涉及一种谐振电源转换器，包括用于提供直流输出电压的同步整流器。同步整流器被配置为根据第一和第二整流控制信号通过插入死区时间段分别经由第一和第二半导体开关交替地将谐振输出电压连接到分开的正直流输出节点和负直流输出节点。死区时间控制器耦合到谐振输出电压或谐振输入电压，并被配置为经由第一和第二整流控制信号自适应地调整死区时间段的长度。

技术领域

本发明在第一方面涉及一种谐振电源转换器，包括用于提供直流输出电压的同步整流器。同步整流器被配置为根据第一和第二整流控制信号通过插入死区时间段分别经由第一和第二半导体开关交替地将谐振输出电压连接到分开的正直流输出节点和负直流输出节点。死区时间控制器耦合到谐振输出电压或谐振输入电压，并被配置为经由第一和第二整流控制信号自适应地调整死区时间段的长度。

背景技术

谐振电源转换器的子组包括作为谐振电路或谐振槽的压电变压器。压电电源转换器是在多种电压或电源转换应用(诸如交流/交流，交流/直流，直流/交流和直流/直流电源转换器应用)中的基于传统磁学的谐振电源转换器的可行替代。压电电源转换器能够在低EMI辐射的紧凑封装中提供高隔离电压和高电源转换效率。压电变压器通常在其基本或初级谐振频率附近的窄频带内工作，其中匹配的负载耦合到压电变压器的输出。压电电源转换器的最佳开关频率或激励频率对诸如温度、负载、定位和老化等不同参数有很强的依赖性。压电电源转换器的输入驱动器和/或同步整流电路的所谓的零电压开关(ZVS)操作或软开关是重要的，以避免与输入驱动器和/或同步整流电路的相应的开关动作相关的禁止性功率损耗。然而，现有技术的谐振电源转换器的同步整流电路已经利用了固定长度的死区时间段，例如针对特定压电变压器在固定操作条件下的特性。固定死区时间段不能解释谐振电源转换器的有源和无源电子组件的制造公差和漂移，具体而言是压电变压器的有源和无源电子组件的制造公差和漂移。

因此，使用固定死区时间段导致实际谐振电源转换器的功耗增加，其中上述有源和无源电子元件的制造公差和漂移是不可避免的。因此，提供用于维持输入驱动器和/或同步整流电路的期望的零电压开关(ZVS)属性的机制将是有利的。

US2015/0229219A1公开了一种基于磁的(LC)谐振电源转换器，包括连接到变压器的初级侧(用于生成谐振输入电压)的半桥输入驱动器。谐振电源转换器进一步包括包含MOSFET开关SR1和SR2的同步整流电路。SR1和SR2的栅极由各自的栅极驱动信号SRDRV1和SRDRV2控制，所述栅极驱动信号SRDRV1和SRDRV2由预测栅极驱动电路从半桥输入驱动器的开关的相应栅极驱动信号PROUT1，PROUT2中得出。因此，将整流电路的开关定时和开关频率锁定到输入驱动器的开关定时和开关频率。

发明内容

本发明的第一方面涉及一种谐振电源转换器，包括：

用于接收正直流电源电压的第一电源导轨和用于接收负直流电源电压的第二电源导轨，

谐振网络，包括用于接收谐振输入电压的输入部分和用于提供响应于谐振输入电压产生的谐振输出电压的输出部分，

输入驱动器，被配置为提供所述谐振输入电压；

同步整流器，包括：

耦合到所述谐振输出电压的整流器输入，

第一和第二半导体开关，由第一和第二整流控制信号控制，其中，所述同步整流器被配置为根据所述第一和第二整流控制信号通过插入死区时间段分别经由所述第一和第二半导体开关交替地将所述谐振输出电压连接到分开的正和负直流输出节点；

第一死区时间控制器，耦合到所述谐振输出电压或耦合到所述谐振输入电压，并且被配置为经由所述第一和第二整流控制信号自适应地调整所述死区时间段的长度。