[发明专利]电力转换器以及用于控制电力转换器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制电路，且特别是有关于一种电力转换器以及用于控制电力转换器的方法。

背景技术

离线电力转换器（offline power converter）包含电力变压器，用来使AC线路电压与电力转换器的输出绝缘，以保证安全。在最近的发展中，在电力变压器的次级侧中应用同步整流器是为了使电力转换器实现高效率转换。

在常规的电力转换器中，同步整流器控制电路通常控制电力转换器中同步整流器的开启和关闭。

然而，在上述电力转换器的常规技术中，因果函数的空载时间（dead time）对电力转换器中的系统操作频率极其敏感。例如，根据低操作频率（例如，65千赫）设计的因果函数的空载时间可能并不适合于以较高频率（例如，130千赫）操作的系统，这是因为因果函数的空载时间段（time period）可能太短，无法防止门重叠。另一方面，根据高操作频率设计的因果函数的空载时间可能并不适合于以较低频率操作的系统，这是因为空载时间段太长，从而导致系统效率降低。

发明内容

本发明提供一种电力转换器以及用于控制电力转换器的方法，以便提供控制电路的空载时间来对电力转换器的同步整流加以控制，所述电力转换器在操作频率增加或减少时不会发生明显改变。

本发明提供一种电力转换器，所述电力转换器包括电力变压器、整流二极管、同步开关以及控制电路。所述电力变压器将输入电压变换成开关电压。所述整流二极管的一个节点和所述同步开关的第一节点耦合到所述电力变压器的次级侧，而所述整流二极管的另一节点和所述同步开关的第二节点耦合到所述电力转换器的输出节点。所述控制电路耦合到所述整流二极管和所述同步开关。所述控制电路响应于从所述电力变压器的所述次级侧接收到的检测信号而产生门信号，以便对所述同步开关的接通和断开状态进行控制，使得根据所述开关电压和所述门信号来产生所述电力转换器的输出。

在本发明的一项实施例中，所述控制电路包括检测端子和门端子。所述检测端子耦合到所述整流二极管的一个节点，而所述门端子耦合到同步开关的控制节点。所述控制电路响应于所述检测端子处的接收到的检测信号而在所述门端子处产生门信号，以便对所述同步开关的接通和断开状态加以控制。

在本发明的一项实施例中，所述控制电路包括采样电路、清除电路、第一电压生成电路、第二电压生成电路、比较电路以及逻辑电路。所述采样电路接收所述检测信号，并且根据所述检测信号来输出第一开关信号。所述清除电路接收所述第一开关信号，并且根据所述第一开关信号来输出第二开关信号。所述第一电压生成电路根据所述第二开关信号来产生电压信号。所述第二电压生成电路根据所述第一开关信号和所述第二开关信号来产生比较信号。所述比较电路耦合到所述第一电压生成电路和所述第二电压生成电路，而且所述比较电路将所述电压信号与所述比较信号相比较，以便输出比较结果。所述逻辑电路耦合到所述比较电路，而且所述逻辑电路根据所述检测信号和所述比较结果来输出门信号。

在本发明的一项实施例中，所述第一电压生成电路包括第一缓冲器、第一开关、第一电流源以及第一电容器。基准电压（base voltage）施加给所述第一缓冲器的正输入端子，而所述第一缓冲器的负输入端子连接到所述第一缓冲器的输出端子。所述第一开关的第一节点连接到所述第一缓冲器的所述输出端子，而且所述第二开关信号施加给所述第一开关的控制节点。所述第一电流源连接到所述第一开关的第二节点。所述第一电容器的一端连接到所述第一电流源，作为所述第一电压生成电路的输出节点。所述第一电容器的另一端连接到所述第一开关的所述第一节点和所述第一缓冲器的所述输出端子。

在本发明的一项实施例中，所述第二电压生成电路包括第二开关、第二电流源、第二电容器、第三开关、第三电容器以及第二缓冲器。所述第二开关信号施加给所述第二开关的控制节点。所述第二电流源连接到所述第一开关的第二节点。所述第二电容器的一端连接到所述第二电流源。第三开关的一个端子连接到第二电流源，而且所述第一开关信号施加给所述第三开关的控制节点。所述第三电容器连接到所述第三开关的另一端子。所述第二缓冲器的正输入端子连接到所述第三电容器，而所述第二缓冲器的负输入端子连接到所述第二缓冲器的输出端子。

在本发明的一项实施例中，所述第二电压生成电路还包括第一电阻器和第二电阻器。所述第一电阻器的一个端子连接到所述第二缓冲器的所述输出端子，而所述第一电阻器的另一端子连接到比较器的负输入端子，作为所述第二电压生成电路的输出节点。所述第二电阻器的一个端子连接到所述第一电阻器的所述另一端子和所述比较器的所述负输入端子。