[发明专利]用于开关功率变换器的谷值和峰值检测

权利要求书

1.一种开关功率变换器，包括：

第一分压器，用于将功率开关晶体管的端子的端子电压分压成在分压节点上承载的分压；

第二分压器，用于用直流(DC)偏置电压来偏置分压器节点；

耦接在所述分压器节点和所述分压节点之间的电容器；以及

第一比较器，被配置为将所述分压器节点的电压与所述直流偏置电压进行比较，以检测所述功率开关晶体管的端子电压中的峰值和谷值。

2.根据权利要求1所述的开关功率变换器，其中，所述功率开关晶体管的所述端子是漏极端子，并且其中，所述分压节点是分压漏极电压节点。

3.根据权利要求2所述的开关功率变换器，其中，所述第一分压器包括：

高压钳位晶体管，所述高压钳位晶体管耦接在所述功率开关晶体管的漏极和所述分压漏极电压节点之间；

分压电容器，所述分压电容器耦接在所述分压漏极电压节点和地之间；以及

控制器，所述控制器被配置成在峰值和谷值检测模式期间关断所述高压钳位晶体管。

4.根据权利要求3所述的开关功率变换器，其中，所述分压电容器的电容大于所述高压钳位晶体管的漏极-源极电容。

5.根据权利要求3所述的开关功率变换器，其中，所述高压钳位晶体管是GaN场效应晶体管。

6.根据权利要求1所述的开关功率变换器，其中，所述功率开关晶体管是GaN场效应晶体管。

7.根据权利要求3所述的开关功率变换器，其中，所述控制器进一步被配置为在零电压切换模式期间使所述高压钳位晶体管循环导通，所述开关功率变换器进一步包括：

零电压切换比较器，被配置为在零电压切换模式期间将所述高压钳位晶体管的漏极电压与地进行比较，以检测在所述零电压切换模式期间所述功率开关晶体管的漏极电压何时越过零伏特。

8.根据权利要求3所述的开关功率变换器，其中，所述第二分压器包括与第二电阻器串联耦接在电源电压节点和地之间的第一电阻器，并且其中，所述开关功率变换器包括第三分压器，所述第三分压器包括与第四电阻器串联耦接在所述电源电压节点和地之间的第三电阻器，并且其中，第一比较器具有耦接到第一电阻器和第二电阻器之间的节点的第一输入并具有耦接到第三电阻器和第四电阻器之间的节点的第二输入。

9.根据权利要求8所述的开关功率变换器，其中，所述第一输入是非反相输入，并且所述第二输入是反相输入。

10.根据权利要求8所述的开关功率变换器，其中，所述控制器被配置为响应于来自所述第一比较器的比较器输出信号到接地的转变，在谷值切换模式期间使所述功率开关循环导通。

11.一种用于开关功率变换器的操作的方法，包括：

在谷值切换操作模式期间，当功率开关晶体管的漏极电压谐振振荡时，将所述功率开关晶体管的漏极电压分压以形成分压的漏极电压；

将所述分压的漏极电压相移90度以形成相移后的电压，所述相移后的电压与直流偏置电压相加以形成合成电压；

将所述合成电压与所述DC偏置电压进行比较以检测所述功率开关晶体管的漏极电压的谐振振荡中的谷值；以及

在所述功率开关晶体管的漏极电压的谐振振荡中的所选择的一个检测的谷值处接通所述功率开关晶体管。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，分压所述功率开关晶体管的漏极电压包括：在所述高压钳位晶体管关断时，在使用高压钳位晶体管的漏极-源极电容的电容分压器中将所述功率开关晶体管的漏极电压进行分压。