[发明专利]谐振DC/DC转换器的次级侧控制

说明书

本发明的各个实施例涉及谐振DC/DC转换器的次级侧控制。一种次级侧整流和调节电路，其包括：次级侧变压器绕组；全波整流电路以及控制单元，其具有第一对可控整流器，第一对可控整流器包括连接至次级侧变压器绕组的第一端子的第一晶体管以及连接至次级侧变压器绕组的第二端子的第二晶体管；控制单元，其可操作用于控制全波整流器的晶体管的切换，使得全波整流器：(a)通过对跨次级侧变压器绕组的电压或者流经次级侧变压器绕组的电流进行整流，来产生用于供给负载的整流输出，以及(b)调节整流输出。

技术领域

本申请涉及了谐振DC/DC转换器，具体而言涉及谐振DC/DC转换器的次级侧控制。

背景技术

由于谐振转换器能够实现几乎无损的切换，从而能够实现高效的高频操作。然而，在具有高度动态的负载并且/或者具有在反馈路径中的隔离的应用中，实施方案的细节在实际上限制了可实现的频率。针对隔离型拓扑结构的情况，使用光耦合器以在所感测的次级侧输出(电压和电流)与初级侧控制器之间提供隔离。该谐振转换器的控制器响应于输出，以通过调整初级侧设备的控制变量来维持调节的需求。光耦合器是慢速设备，其限制了控制环路的可实现带宽。这与高频操作的多个益处中的能够增加环路带宽的一个益处相抵触。即使在非隔离型应用中，反馈环路也在初级侧设备的频率下操作。借助于次级侧控制，环路在切换时期的每个半周期上操作，由此有效地使得响应时间减半。另外，特定的谐振转换器在经受宽的负载变化时遭受较差的性能。例如，串联谐振转换器在传统的变频(VF)控制下在空负载状态下不能维持调节。次级侧控制可以克服这个问题。

一种次级侧控制技术是：控制传输至负载的谐振能量的量。一种常规方法涉及：在中心抽头型次级变压器系统中的同步整流器的栅极信号中，引入相移。然而，这种方法允许在整流器中有逆向电流流动，致使在输出处的电压波纹增加。另一常规方法涉及：将全桥整流器配置结构用于单绕组型次级变压器。两个整流器是简单的二极管，并且另两个整流器是同步(可控)整流器。然而，采用这种方法，至少一个二极管就始终在整流路径中，从而限制了在满负载状态下可实现的效率。

另一次级侧控制技术是：利用同步整流器的MOSFET沟道与固有本体二极管的导通差异。一种常规方法涉及：使用单调制方案，其具有比双边沿调制方案更低的瞬变性能。另一常规方法涉及：使用双边沿调制方案，其导致了最快的可实现的响应。然而，控制是过程，如仅仅存在分别针对全桥和中心抽头整流器的对于一个或两个电阻性压降或者一个或两个二极管压降的选择。

发明内容

根据次级侧整流和调节电路的一个实施例，次级侧整流和调节电路包括：次级侧变压器绕组；全波整流器，全波整流器具有第一对可控整流器，第一对可控整流器包括连接至次级侧变压器绕组的第一端子的第一晶体管以及连接至次级侧变压器绕组的第二端子的第二晶体管；以及控制单元。控制单元可操作用于控制全波整流器的晶体管的切换，使得全波整流器：(a)通过对跨次级侧变压器绕组的电压或者流经次级侧变压器绕组的电流进行整流，来产生用于供给负载的整流输出，以及(b)调节整流输出。

一种对应的通过使用次级侧整流和调节电路来进行整流和调节的方法包括：使全波整流器的晶体管切换，使得全波整流器：通过对跨次级侧变压器绕组的电压或者流经次级侧变压器绕组的电流进行整流，来产生用于供给负载的整流输出；以及使全波整流器的晶体管切换，从而调节整流输出。

根据实施例的一种电子系统包括：负载；次级侧变压器绕组；全波整流器，其将次级侧变压器绕组耦合至负载并且包括第一对可控整流器，第一对可控整流器包括连接至次级侧变压器绕组的第一端子的第一晶体管以及连接至次级侧变压器绕组的第二端子的第二晶体管；以及控制单元。控制单元可操作用于控制全波整流器的晶体管的切换，使得全波整流器：(a)通过对跨次级侧变压器绕组的电压或者流经次级侧变压器绕组的电流进行整流，来产生用于供给负载的整流输出，以及(b)调节整流输出。

在阅读以下具体实施方式并且查看附图后，本领域的技术人员将认识到另外的特征和优点。

附图说明