[發(fā)明專利]同步整流控制單元和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480079770.8
• 申請(qǐng)日: 2014-07-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106797215B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬軍;喬治斯·特森格涅斯;格羅弗·維克多·托瑞克·巴斯科佩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H03K17/13
• 分類號(hào): H03K17/13;H02M3/335;H03K5/1534;H03K5/1536
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提出了一種同步整流控制單元以及一種同步整流控制方法。所述同步整流控制單元包括電壓脈沖生成電路(26)和控制算法電路(27)。所述同步整流控制單元能夠提供高電源效率和低功耗損失，還提供固有的電流擊穿保護(hù)、快速瞬態(tài)響應(yīng)和低功耗。此外，所述同步整流控制單元使對(duì)PWM資源的需求減到最少。

技術(shù)領(lǐng)域

本文描述的實(shí)施方式大體上涉及一種同步整流控制單元和一種同步整流控制方法。本文尤其描述了一種生成有用于控制開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)的第一和第二同步脈沖寬度調(diào)制(pulse width modulation，PWM)控制信號(hào)的機(jī)制。

背景技術(shù)

電源開(kāi)關(guān)，例如使用金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(Metal Oxide SemiconductorField Effect Transistor，MOSFET)或其它合適類型的晶體管實(shí)現(xiàn)的開(kāi)關(guān)，如今用于大量電路中。例如，這類電源開(kāi)關(guān)用作功率轉(zhuǎn)換器，它們可以作為半橋功率轉(zhuǎn)換器或全橋功率轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，全橋功率轉(zhuǎn)換器電路可包括同步側(cè)和非同步側(cè)。在這樣的電路中，非同步側(cè)是輸入原始/非轉(zhuǎn)換信號(hào)/功率的一側(cè)，而同步側(cè)是輸出被控/轉(zhuǎn)換后信號(hào)/功率的一側(cè)。這還可以表示為，將同步整流側(cè)限定為電路的一側(cè)，同步整流電源開(kāi)關(guān)位于這一側(cè)。相應(yīng)地，將非同步整流側(cè)限定為電路的另一側(cè)，主電源開(kāi)關(guān)位于這一側(cè)。

因此，對(duì)于雙向電路，電路的非同步側(cè)可對(duì)應(yīng)于電路的不同物理側(cè)，這取決于信號(hào)/功率應(yīng)向哪個(gè)方向操控/轉(zhuǎn)換，因?yàn)樵夹盘?hào)/功率被輸入到非同步側(cè)。相應(yīng)地，電路的同步側(cè)可對(duì)應(yīng)于電路的不同物理側(cè)，這取決于信號(hào)/功率應(yīng)向哪個(gè)方向操控/轉(zhuǎn)換，因?yàn)楸豢?轉(zhuǎn)換后信號(hào)/功率從同步側(cè)輸出。

含有這些電源開(kāi)關(guān)的電路，例如功率變換電路等，可以在諸如用戶設(shè)備(UserEquipment，UE)之類的各種各樣的單元中使用，UE還被稱為能夠在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中以無(wú)線方式通信的移動(dòng)臺(tái)、無(wú)線終端和/或移動(dòng)終端，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)有時(shí)還稱為蜂窩無(wú)線電系統(tǒng)。這類電路還可在無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或諸如無(wú)線基站(Radio Base Station，RBS)之類的基站中使用，基站在一些網(wǎng)絡(luò)中可稱為“eNB”、“eNodeB”、“NodeB”或“B node”，這取決于所用的技術(shù)和/或術(shù)語(yǔ)。

開(kāi)關(guān)這類電路中的功率轉(zhuǎn)換器的目的是盡可能地節(jié)能。MOSFET和用于實(shí)現(xiàn)電源開(kāi)關(guān)的其它晶體管的電阻在開(kāi)關(guān)閉合/導(dǎo)通時(shí)一般比在開(kāi)關(guān)打開(kāi)/不導(dǎo)通時(shí)要低。作為非限制性示例，可以提及的是，當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，MOSFET開(kāi)關(guān)具有對(duì)應(yīng)于MOSFET的體二極管電壓的通過(guò)開(kāi)關(guān)的電壓降，其可以為0.7伏特。當(dāng)MOSFET開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，根據(jù)非限制性示例，通過(guò)開(kāi)關(guān)的電壓降要低很多，例如0.01伏特。因此，為了實(shí)現(xiàn)盡可能高的電源效率，應(yīng)該有盡可能多的功率流過(guò)閉合開(kāi)關(guān)，這會(huì)產(chǎn)生較低的電壓降。

已經(jīng)提出了傳統(tǒng)同步整流用于通過(guò)控制電路中包含的電源開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)來(lái)提高電路的電源效率。如今，已近提出了許多傳統(tǒng)的同步整流控制方案。一種這樣的方案利用電流互感器，其置于電路的同步整流側(cè)。測(cè)量電流互感器上的電壓降。基于測(cè)量出的電壓降信號(hào)，控制電路產(chǎn)生適當(dāng)?shù)拿}沖來(lái)接通和關(guān)閉電路的同步整流側(cè)上的電源開(kāi)關(guān)。

然而，傳統(tǒng)方案一般效率較低，因?yàn)樵陂_(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)相當(dāng)大一部分功率流過(guò)電源開(kāi)關(guān)的體二極管。此外，傳統(tǒng)方案的實(shí)施復(fù)雜度較高，這增加了電路的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目標(biāo)是解決上面所述的至少一些缺點(diǎn)、提高電源效率以及降低包括同步側(cè)和非同步側(cè)的電路的實(shí)施復(fù)雜度。

根據(jù)第一方面，所述目標(biāo)通過(guò)一種同步整流控制單元來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述同步整流控制單元包括：

電壓脈沖生成單元，用于

測(cè)量包括電源開(kāi)關(guān)的電路中的電流I；

如果所述電流I的正向變化率接近所述電流I的值0，則輸出第一電壓V1的邏輯高值；以及

如果所述電流I的負(fù)向變化率接近所述電流I的值0，則輸出第二電壓V2的邏輯高值；