CN105099235B - 电源和同步整流器的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电源和同步整流器的控制装置，所述电源，具有彼此电绝缘的初级侧和次级侧。根据传输到次级侧的电力，控制基于初级侧的开关的开关操作，并在比初级侧的开关转换时间早预定时间的时间转换所述开关操作。

Description

电源和同步整流器的控制装置
本申请要求于2014年5月16日提交的第10-2014-0059269号韩国专利申请和于2014年11月28日提交的第10-2014-0168789号韩国专利申请的权益，出于所有目的这两个韩国专利申请通过引用全部包含于此。
技术领域
本发明涉及一种电源和同步整流器的控制装置。
背景技术
近几年，各种类型的电子装置(例如计算机、显示装置、各种控制装置等)已用于与位于各个空间(例如家、办公室、工业厂房等)的用户的各种要求匹配。
为了执行各种操作以适当地解决用户的各种需求，这样的电子装置需使用电源，该电源用于供应这样的电子装置的操作所需的驱动电力。电源可用在电子装置自身内或可在电子装置的外部建立电源。
由于传统电力转换效率的优点和小型化的效益等，电源可使用开关式电源(SMPS)方法。
上述SMPS型电源可以对输入到初级侧的电力进行开关；将转换的电力通过变压器传输到次级侧；通过对从次级侧传输的电力进行整流来输出适合于使用的直流电流。
另一方面，在上述电源的情况下，可以使用同步整流型电源，以通过将与初级侧开关同步的开关式同步整流器SR用在次级侧整流端，来使传导损耗最小化。
在同步整流器的这样的电源改变情况下，虽然按照交替的关系，同步整流器通过与初级侧断开同步而接通，并且同步整流器通过与初级侧接通同步而断开，但是根据同步整流器的开关的延迟，在同步整流器在初级侧接通期间接通时，会产生重叠现象，其结果是，输出电力变得不稳定，且可能破坏同步整流器或其他装置的绝缘。
为了防止这样的重叠现象，虽然可使用死区时间(dead time)控制技术等，但是由于各种原因(例如，初级侧开关频率改变)，死区时间(同步整流器的断开时间和初级侧的接通时间之间的时间间隔)会改变；因此，不能通过最佳死区时间进行固定和控制，来使电力系统及其效率稳定。
发明内容
提供发明内容以简化的形式介绍下面在详细描述中进一步描述的构思的选择。该发明内容不意在确认要求保护的主旨的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定要求保护的主旨的范围。
在一个总的方面，一种同步整流器的控制装置包括形成在电源的次级侧的控制装置，所述电源设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧。所述控制装置被构造为根据传输到次级侧的电力基于初级侧的转换而控制整流开关操作，在比初级侧的开关转换时间早预定时间的时间转换整流开关操作。
在比初级侧从断开转换成接通的时间早预定时间的时间，整流开关操作可从接通转换成断开。
所述同步整流器的控制装置可包括：时钟产生单元，被构造为根据初级侧的开关转换时间和所述预定时间而产生时钟信号；断开时间确定单元，被构造为根据来自时钟产生单元的时钟信号而确定整流开关操作的断开时间；驱动单元，被构造为根据断开时间确定单元的断开时间而输出驱动信号以驱动整流开关操作。
时钟产生单元可包括：第一时钟产生单元，被构造为通过检测传输到次级侧的电力的电压电平根据初级侧的断开转换成接通的时间而产生第一时钟信号；第二时钟产生单元，被构造为通过将第一时钟信号的高时间段延迟预定时间，来产生第二时钟信号。
第一时钟产生单元可包括：检测单元，被构造为检测传输到次级侧的电力的电压电平；第一时钟信号产生单元，被构造为基于来自检测单元的检测结果而在初级侧的断开转换成接通的时间产生第一时钟信号，并向断开时间确定单元输出产生的第一时钟信号。
第二时钟产生单元可包括：时间延迟单元，被构造为使第一时钟信号的高时间段延迟预定时间；第二时钟信号产生单元，被构造为基于从时间延迟单元输出的信号而产生第二时钟信号，并向断开时间确定单元输出产生的第二时钟信号。
断开时间确定单元可包括：电压-电流转换单元，被构造为将预设的参考电压转换成电流；第一斜波信号产生单元，被构造为通过根据第一时钟信号充入和放出来自电压-电流转换单元的电流而产生第一斜波信号；第二斜波信号产生单元，被构造为通过根据第二时钟信号充入和放出来自电压-电流转换单元的电流而产生第二斜波信号；电压-电压转换单元，被构造为转换来自第二斜波信号产生单元的第二斜波信号的电压电平；保持电压产生单元，被构造为基于电压电平由电压-电压转换单元转换的第二斜波信号而产生保持电压；比较单元，被构造为通过将来自保持电压产生单元的保持电压与第一斜波信号的电压电平进行比较，来确定断开时间。
第一斜波信号产生单元可包括：第一电流镜，被构造为镜像来自电压-电流转换单元的电流；第一充放电单元，被构造为通过根据第一时钟信号将由第一电流镜镜像的电流充入到第一电容器以及从第一电容器放出由第一电流镜镜像的电流而产生第一斜波信号。
第二斜波信号产生单元可包括：第二电流镜，被构造为镜像来自电压-电流转换单元的电流；第二充放电单元，被构造为通过根据第二时钟信号将由第二电流镜镜像的电流充入到第二电容器以及从第二电容器放出由第二电流镜镜像的电流而产生第二斜波信号。
在与第一电容器相同的时间段，第二电容器可完全放电。
在另一个总的方面，一种同步整流器的控制装置包括：形成在电源的次级侧的控制装置，所述电源设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧，所述控制装置被构造为通过检测初级侧的开关转换时间而控制整流开关操作，在检测到初级侧的开关转换时间之前的预定时间转换整流开关操作，基于双信号波形确定整流开关操作的转换时间。
在另一个总的方面，一种电源设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧，所述电源包括：供电单元，被构造为转换输入到初级侧的电力以传输到次级侧；形成在次级侧的同步整流单元，所述同步整流单元被构造为根据传输到次级侧的电力基于供电单元的开关而执行整流开关操作，并在比供电单元的开关转换时间早预定时间的时间转换整流开关操作。
在另一个总的方面，一种设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源包括：供电单元，被构造为转换输入到初级侧的电力以传输到次级侧；形成在次级侧的同步整流单元，所述同步整流单元被构造为通过检测供电单元的开关转换时间而控制整流开关操作，在比检测到供电单元的开关转换时间早预定时间的时间转换整流开关操作，基于双信号波形确定整流开关操作的转换时间。
在另一个总的方面，一种用于减小电源中的变压器的初级侧和次级侧之间的驱动重叠的包括：驱动第一开关，以控制电源中的变压器的初级侧；在变压器的次级侧上，检测变压器的初级侧的操作状态的改变的标志；根据初级侧的开关，适应性地确定延迟参数；响应于所述标志和延迟参数，选择性地驱动变压器的次级侧上的第二开关。
一种非暂时性计算机可读存储介质可设置用于存储指令，所述指令用于使处理器执行所述方法。
所述控制装置可被构造为以交替的方式控制整流开关操作与初级侧的开关同步。
其他特征和方面将从下面的详细描述、附图和权利要求中清楚。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，总的发明构思的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚且更加易于理解，其中：
图1是示出示例性电源的示意性电路图；
图2是示出同步整流器的示例性控制装置的示意性框图；
图3是示出用于时钟产生单元的示例性信号波形的曲线图；
图4是示例性时钟产生单元的示意性电路图；
图5是示例性断开时间确定单元的示意性电路图；
图6是示出同步整流器的控制装置的示例的主要部件的信号波形的曲线图；
图7是将示出的电源的死区时间与传统电源的死区时间进行比较的曲线图；
图8是示出示例性处理流的流程图。
在整个附图和详细描述中，相同的标号指示相同的元件。为了清楚、说明和方便起见，可能不按比例绘制附图，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描述。
具体实施方式
提供下面的详细描述以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物对本领域普通技术人员来说将是清楚的。在此描述的操作的顺序仅仅是示例，并不限于在此阐述的顺序，而是除了需按照特定顺序发生的操作之外，可如本领域普通技术人员将清楚的那样改变。此外，可省略对本领域普通技术人员来说公知的功能和构造的描述，以增加清楚性和简明性。
在此描述的特征可以以不同的形式实施，且不被解释成限于在此描述的示例。相反，提供在此描述的示例，以使本公开将是彻底的和完全的，并将本公开的全部范围传达给本领域普通技术人员。
根据示例性实施例的用于电源和同步整流器的控制装置的技术构造以及操作效果将通过下面参照附图进行的详细描述而被清楚地理解。
对公知部件和处理技术的描述被省略，以避免不必要地使本公开模糊。虽然本说明书中的第一、第二、第三等术语将用于将一个元件与其他元件区分开，但是元件不受这些术语限制。
在下文中，将参照附图详细描述示例性构造并说明操作效果。
提供电源和同步整流器的控制装置，该控制装置能够通过固定的死区时间控制同步整流器。
电源和同步整流器的控制装置可被构造为以这样的方式控制：在初级侧的开关转换时间之前早预定时间量的时间，转换次级侧同步整流器的开关操作。
可采用电源和同步整流器的控制装置，以通过使用双信号波形(反映在初级侧的开关信息上的信号波形和反映在固定的死区时间上的信号波形)，来确定同步整流器的开关转换时间。
图1是根据一个示例性实施例的电源的示意性电路图。
如图1所示，根据实施例的电源100可包括供电单元120和同步整流单元130，且还可包括初级侧和次级侧，初级侧和次级侧彼此电隔离而不直接接触，而是通过变压器T1感应地或电磁地耦合。
在这种情况下，根据图1中示出的示例性实施例的电源100包括供电单元120，供电单元120可形成为具有初级侧和次级侧，同步整流单元130可形成在次级侧。
另一方面，如图1所示，根据示例性实施例的电源100可包括整流器110和信号反馈单元140。在这种情况下，整流器110可形成在初级侧，信号反馈单元140可形成在次级侧。
整流器110对输入的交流电(AC)进行整流，以将稳定电力传输到供电单元120，连接电容器(Clink)123设置在供电单元120的前端，以使整流后的电力稳定。
图1中示出的示例性供电单元120对输入到初级侧的电力进行开关以传输到次级侧。供电单元120包括脉宽调制(PWM)控制单元121、缓冲器电路122、变压器T1和电力开关SW。
PWM控制单元121根据来自信号反馈单元140的反馈信号来控制电力开关SW的接通/断开。
在示例性构造中，缓冲器电路122包括电容器C、电阻器R和二极管D；通过这样的构造，可通过消耗由电力开关SW的接通/断开而产生的剩余电力来抑制在开关期间产生的尖峰电压。
变压器T1包括形成在初级侧的初级绕组P，变压器T1通过初级绕组P和次级绕组S之间的磁耦合而形成(预先设置的)匝数比，以根据匝数比改变输入到初级绕组P的电力的电压电平，从而将该电力供应到次级侧。换句话说，初级绕组P的数量与次级绕组S的数量之比确定匝数比，所述匝数比根据电路的次级侧上的期望电压和/或电流以及输入电压而预先确定。
电力开关SW连接到初级绕组P的一端，通过根据PWM控制单元121的控制接通/断开输入到初级绕组P的电力来转换电力。
在来自次级绕组S的电力被整流并通过电容器Cout 124而稳定之后，同步整流单元130输出电力VOUT。
在输出之前，同步整流单元130包括同步整流器控制单元131，同步整流器控制单元131被构造为通过与电力开关SW的开关同步来控制同步整流器SR的接通/断开。
同步整流器控制单元131基于通过检测电阻器SRsen检测传输到次级侧S的电力的检测电压Vsen，来供应与电力开关SW的开关同步的驱动信号GSR。在这种情况下，同步整流器控制单元131可通过接收偏置电压Vbias来操作。
同步整流器控制单元131可基于通过检测电阻器SRsen检测的电压Vsen，来控制同步整流器SR的接通/断开，预先预测电力开关SW的接通/断开；因此，可基于同步整流器SR的断开时间预先驱动同步整流开关SR。
在这种情况下，同步整流器控制单元131在驱动同步整流器时产生反映固定的死区时间的信号波形，连同产生反映初级侧的开关信息的信号波形，并可通过使用一起产生的双信号波形来确定同步整流器SR的开关转换时间(断开时间)。通过这样做，同步整流器控制单元131可通过固定的死区时间控制同步整流器SR，这将在下文中描述。
图2是示例性同步整流器控制单元131的示意性框图。如图2所示，同步整流器控制单元131可包括时钟产生单元131a、断开时间确定单元131b和驱动单元131c。如图2所示，时钟产生单元131a包括第一时钟产生单元131a-1和第二时钟产生单元131a-2。
图3示出用于时钟产生单元131a的示例性信号波形的曲线图。参照图1至图3，第一时钟产生单元131a-1被构造为通过监测检测电压Vsen来识别供电单元120的电力开关SW从断开转换成接通的时间，以检测从次级绕组S输出的电力。
因此，如图3所示，第一时钟产生单元131a-1可根据识别的转换时间而产生第一时钟信号VDCH1，第一时钟信号VDCH1可反映初级侧的开关信息。同时，如图2所示，第二时钟产生单元131a-2可产生第二时钟信号VDCH2。
如图3所示，第二时钟信号VDCH2可以是通过使第一时钟信号VDCH1中的高时间段延迟预定时间Td而获得的时钟信号。可确定延迟时间Td，以适应性地补偿电力系统的稳定。Td可根据使电力系统的稳定(即防止重叠现象)所需的最小死区时间的时间段而确定，死区时间可根据设置的延迟时间Td而固定和确定。
另一方面，断开时间确定单元131b可根据来自时钟产生单元131a的第一时钟信号VDCH1和第二时钟信号VDCH2来确定同步整流器SR的断开时间ΦCE。驱动单元131c根据从断开时间确定单元131b输出的断开时间ΦCE来驱使驱动信号GSR，以驱动同步整流器SR的开关操作。
图4是示例性时钟产生单元的示意性电路图。如图4所示，时钟产生单元131a包括第一时钟产生单元131a-1和第二时钟产生单元131a-2。如图4所示，第一时钟产生单元131a-1包括检测单元131a-1-1和第一时钟信号产生单元131a-1-2。
检测单元131a-1-1检测从次级绕组S输出的电力的电压电平。检测电压Vsen可根据电力开关SW的开关而具有正电压电平和负电压电平。
如图4所示，例如，检测单元131a-1-1可通过使用比较器来检测作为参考电压VREF1的时间为，之前通过使用比较器设置检测电压Vsen的电压电平。作为参考电压VREF1的时间的意为电力开关SW的开关从接通转换成断开的时间，即可以是电力开关SW的开关转换的时间。
仅仅作为示例，4V可用作参考电压VREF1的电平，然而并不限于此。不产生过多的接地噪声的任何合适的电压电平可用作参考电压VREF1。
另一方面，如图4所示，第一时钟信号产生单元131a-1-2基于从检测单元131a-1-1输出的信号而产生第一时钟信号VDCH1。如图3和图4所示，第一时钟信号产生单元131a-1-2在电力开关SW的断开转换成接通的上升沿时间产生第一时钟信号VDCH1，第一时钟信号VDCH1可供应到断开时间确定单元131b。
之后，如图4所示，第二时钟产生单元131a-2包括时间延迟单元131a-2-1和第二时钟信号产生单元131a-2-2。
如图3和图4所示，时间延迟单元131a-2-1可使从第一时钟信号产生单元131a-1-2输出的第一时钟信号VDCH1中的高时间段的下降延迟预定时间Td，从而产生VDCH2。如上所述，延迟时间Td可被设置为与使电力系统的稳定所需的最小死区时间的时间长度相同；最后，死区时间可根据设置的延迟时间Td而固定和确定。
另一方面，如图4所示，第二时钟产生单元131a-2可产生第二时钟信号VDCH2，所述第二时钟信号VDCH2通过经由时间延迟单元131a-2-1将第一时钟信号VDCH1中的高时间段延迟死区时间(即，延迟时间Td)而获得，第二时钟产生单元131a-2还可将产生的第二时钟信号VDCH2供应到断开时间确定单元131b。
图5是示例性断开时间确定单元131b的示意性电路图，图6是示出同步整流器的控制装置131的主要部件的采样信号波形的曲线图。
如图5所示，断开时间确定单元131b包括电压-电流转换单元131b-1、第一斜波信号产生单元131b-2、第二斜波信号产生单元131b-3、电压-电压转换单元131b-4、保持电压产生单元131b-5和比较单元131b-6。
首先，电压-电流转换单元131b-1将预先设置的参考电压VREF2转换成电流信号。之后，如图5和图6所示，第一斜波信号产生单元131b-2可根据第一时钟信号VDCH1，通过充入和放出来自电压-电流转换单元131b-1的电流而产生第一斜波信号VOSC1。为了这样做，如图5所示，第一斜波信号产生单元131b-2可包括第一电流镜mir1和第一充放电单元CD1。第一电流镜mir1镜像来自电压-电流转换单元131b-1的电流。此外，第一充放电单元CD1可通过响应于反映初级侧开关信息的第一时钟信号VDCH1进行开关，来将由第一电流镜mir1镜像的电流充入第一电容器CR1，以及从第一电容器CR1放出。
因此，从第一斜波信号产生单元131b-2输出的第一斜波信号VOSC1可以是斜坡波形，以反映例如诸如初级侧频率或周期的信息。之后，第二斜波信号产生单元131b-3通过根据第二时钟信号VDCH2充入和放出来自电压-电流转换单元131b-1的电流来，产生第二斜波信号VOSC2。第二斜波信号产生单元131b-3包括第二电流镜mir2和第二充放电单元CD2。第二电流镜mir2镜像来自电压-电流转换单元131b-1的电流。此外，第二充放电单元CD2可通过响应于反映延迟时间Td(即，固定的死区时间)的第二时钟信号VDCH2进行开关，来将由第二电流镜mir2镜像的电流充在第二电容器CR2中，以及从第二电容器C放出，并可基于此而产生第二斜波信号VOSC2。
在本示例性情况下，参照图6，第二电容器CR2可在与第一斜波信号产生单元131b-2的第一电容器CR1相同的时间段Tc完全放电；因此，第二斜波信号VOSC2产生斜波，该斜波从第一斜波信号VOSC1延迟了延迟时间Td。
因此，如图6所示，第二斜波信号VOSC2的峰值电压相对小于与延迟时间Td(即，固定的死区时间)成比例的VOSC1，而不是小于第一斜波信号VOSC1的峰值电压Vp。电压-电压转换单元131b-4转换来自第二斜波信号产生单元131b-3的第二斜波信号VOSC2的电压电平。之后，保持电压产生单元131b-5基于第二斜波信号VOSC2而产生保持电压VHOLD，从而通过电压-电压转换单元131b-4转换电压电平。
保持电压产生单元131b-5通过多个开关S1和S2根据开关转换信号接通和断开，而将具有转换的电压电平的斜波信号VSAM1和VSAM2的电压充入电容器C1和C2。
可根据反映固定的死区时间(即，延迟时间Td)的第二时钟信号VDCH2而产生开关控制信号，且可以通过将第二时钟信号VDCH2分成两半并相反地设置相位来产生开关控制信号，来控制开关S1和S2中的每个的开关。此外，保持电压产生单元131b-5可将具有转换的电压电平的斜波信号VSAM1和VSAM2的电压设置为保持电压VHOLD，并将保持电压VHOLD输出到比较单元131b-6。
然后，比较单元131b-6在将保持电压VHOLD的电压电平和第一斜波信号VOSC1的电压电平彼此比较时，例如，在从具有比第一斜波信号VOSC1的峰值电压小的峰值电压的第二斜波信号VOSC2产生的保持电压VHOLD的电压电平和第一斜波信号VOSC1的电压电平彼此比较的情况下，如图6所示，电力开关SW的开关操作可确定为比电力开关SW的开关操作从断开转换成接通的时间(第一时钟信号VDCH1的上升沿时间)早地预先设置的延迟时间Td，即，可预先通过固定的死区时间将该时间确定为同步整流器的断开时间(图6的ΦCE的上升沿时间)。
最后，同步整流器控制单元131的驱动单元131c可通过基于同步整流器的断开时间ΦCE产生驱动信号GSR，而响应地通过固定的死区时间控制同步整流器SR的开关。
具有如上所述的构造的同步整流器控制单元131可产生双信号波形，以产生反映固定的死区时间的信号波形，连同产生反映初级侧开关信息的信号波形，并通过使用这样的双信号波形来确定同步整流器SR的开关转换时间(断开时间)。
因此，示例性的同步整流器控制单元131可通过固定的死区时间控制同步整流器SR，例如如在图7中所示，图7是根据本公开的示例性电源的死区时间与传统电源的死区时间比较的曲线图。
即，与传统电源A相比，参照图7，可清楚地确定的是，虽然初级侧开关频率等改变，但是相对于电源A，电源B的死区时间几乎一致地固定和保持在大幅减小的水平。
因此，由于可固定和设置使电力系统稳定所需的最小死区时间，所以防止电力转换的效率因不必要的较长的死区时间而劣化。
由于在通过断开同步整流器SR而以连续传导模式执行电力转换操作的情况下，具有上述构造的同步整流器的示例性控制装置130可被构造为在电力开关SW接通之前，固定和设置使电力系统的稳定所需的死区时间，因此可防止重叠现象(即，电力开关SW和同步整流器SR同时接通的状态)。
另外，在不连续传导模式下，可通过经由选择检测了检测电阻器SRsen中的负电压的时间或确定的断开时间中更早时间的信号断开同步整流器SR，来防止误操作。
图8是示出用于控制变压器的示例性处理流的流程图。在框802，驱动变压器的初级侧上的第一开关。在框804，诸如上面所述的通过使用传感器、计量器、电阻器、电压表、电流表等，在次级侧上检测初级侧的操作状态的改变的标志，以确定诸如可趋向于指示初级侧接合或脱离的电压、电流、电感、阻抗等的改变。
在框806，适应性地确定延迟参数。可如上所讨论的例如通过监视操作状态的改变周期、设置系统状态以达到作用/不作用的预定阈值的时间等，来确定延迟参数。可考虑初级侧的硬件组件的电路布局、电路原理图、特性等，来启发性地确定延迟参数。可根据例如电容器、电感等的放电，来适应性地确定延迟参数，来为初级侧提供足够的时间来适当地停用和断电。
响应于标志和确定的延迟参数，在框808，可选择性地驱动变压器的次级侧上的第二开关，以控制整流器例如开关整流器(如上面更全面地描述)和/或其它负载，或提供调节手段例如电感、电容器、调节器、滤波器等。
因此，一些说明性的有益效果可包括稳定输出电力和防止装置的绝缘减弱。此外，由于可通过预测初级侧接通时间而预先断开次级侧同步整流器，因此即使在不连续传导模式(DCM)或连续传导模式(CCM)下，也可在没有另外的电路的情况下使输出电力稳定。
可通过使用专用的硬件以及与合适的软件相关的能够执行软件的硬件，来提供在附图中示出的各个元件的功能。当由处理器提供该功能时，该功能可由单个专用的处理器提供、由单个共享的处理器提供或由部分可共享的多个单独的处理器提供(如下面更详细地讨论的)。
此外，术语“控制器”的清楚使用不应该被解释为专指能够执行软件的硬件，且可隐含地包括但不限于具有合适的离散逻辑门(例如，与，或，或非，异或等)的专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列(PLA)、现场可编程门阵列(FPGA)、一个或多个微处理器(MCU)、片上系统(SOC)、数字信号处理器(DSP)硬件、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、非易失性存储器等。
在说明书中对“连接”或“将...连接”及其其他变形的参考的意思是，元件直接连接到其他元件或通过另一元件间接连接到其他元件。
在整个说明书中，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式包括复数形式。除了上面提到的部件、步骤、操作和/或装置，在此使用的术语“包括”和/或“在包括”不排除存在和可增加另外的部件、步骤、操作和/或装置。
可通过硬件组件实施在图1-2和图4-5中示出的执行在此描述的操作的设备、单元、模块、控制器、装置和其他部件。硬件组件的示例包括控制器、传感器、发生器、驱动器、滤波器、整流器、比较器、开关、二极管、三极管、电阻器、电容器、变压器和本领域普通技术人员已知的任何其他电子组件。在一个示例中，由一个或多个处理器或计算机实施硬件组件。由一个或多个处理元件(例如，逻辑门阵列、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微处理器或本领域普通技术人员已知的能够以限定的方式响应和执行指令以实现期望结果的任何其他装置或装置的组合)实施处理器或计算机。在一个示例中，处理器或计算机包括或连接到存储由处理器或计算机执行的指令或软件的一个或多个存储器。由处理器或计算机实施的硬件组件执行指令或软件(例如，操作系统(OS)和在OS上运行的一个或多个软件应用)，以执行在此描述的操作。硬件组件还响应于指令或软件的执行而访问、操作、处理、产生和存储数据。为了简要，单数术语“处理器”或“计算机”可用于在此描述的示例的描述中，但是在其他示例中使用多个处理器或计算机，或者处理器或计算机包括多个处理元件或多种类型的处理元件或这两者。在一个示例中，硬件组件包括多个处理器，在另一示例中，硬件组件包括处理器和控制器。硬件组件具有多种处理构造中的任一构造或多个构造，所述多种处理构造的示例包括单个处理器、单独的处理器、并行处理器、单指令单数据(SISD)多处理、单指令多数据(SIMD)多处理、多指令单数据(MISD)多处理和多指令多数据(MIMD)多处理。
用于控制处理器或计算机以实施硬件组件并执行如上描述的方法的指令或软件被编写成计算机程序、代码段、指令或其任意组合，用于单独地或共同地指示或配置处理器或计算机以作为机器或专用计算机操作，来执行由硬件组件执行的操作和如上描述的方法。在一个示例中，指令或软件包括由处理器或计算机直接执行的机器代码，例如由编译器产生的机器代码。在另一示例中，指令或软件包括由处理器或计算机使用解释器执行的更高级的代码。本领域内普通技能的程序员可基于在附图中示出的电路原理图和说明书中对应的描述，而容易地编写指令或软件，所述对应的描述公开了用于执行如上所述的方法和由硬件组件执行的操作的算法。
用于控制处理器或计算机以实施硬件组件并执行如上所述的方法的指令或软件以及任何相关的数据、数据文件和数据结构被记录、存储或固定在一个或多个非暂时性计算机可读存储介质中或上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪速存储器、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光数据存储装置、硬盘、固态盘和本领域普通技术人员已知的任何装置，所述任何装置能够以非暂时性的方式存储指令或软件以及任何相关的数据、数据文件和数据结构，并向处理器或计算机提供指令或软件以及任何相关的数据、数据文件和数据结构，以使处理器或计算机可执行这些指令。在一个示例中，指令或软件以及任何相关的数据、数据文件和数据结构分布联网的计算机系统上，以使由处理器或计算机以分布式方式存储、访问和执行指令和软件以及任何相关的数据、数据文件和数据结构。
虽然本公开包括特定示例，但是本领域普通技术人员将清楚，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可对这些示例作出形式上和细节上的各种改变。在此描述的示例被认为仅仅是描述性意义，而不是为了限制的目的。对每个示例中的特征或方面的描述被认为可应用于其他示例中的类似特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术，和/或如果描述的系统、架构、装置或电路中的组件以不同的方式组合、和/或由其他组件或它们的等同物替换或补充，则可实现合适的结果。因此，本公开的范围不由详细描述限定，而是由权利要求及其等同物限定，位于权利要求及其等同物的范围内的所有改变被解释为包括在本公开中。

Claims (36)

1.一种同步整流器的控制装置，包括：
形成在电源的次级侧的控制装置，所述电源设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧，所述控制装置被构造为根据传输到次级侧的电力基于初级侧的开关而控制整流开关操作，所述整流开关操作在比初级侧的开关转换时间早预定时间的时间转换，
其中，所述同步整流器的控制装置包括：
时钟产生单元，被构造为根据初级侧的开关转换时间和所述预定时间而产生时钟信号；
断开时间确定单元，被构造为根据来自时钟产生单元的时钟信号而确定整流开关操作的断开时间；
驱动单元，被构造为根据断开时间确定单元的断开时间而输出驱动信号以驱动整流开关操作。
2.根据权利要求1所述的同步整流器的控制装置，其中，所述整流开关操作在比初级侧从断开转换成接通的时间早所述预定时间的时间，从接通转换成断开。
3.根据权利要求1所述的同步整流器的控制装置，其中，时钟产生单元包括：
第一时钟产生单元，被构造为通过检测传输到次级侧的电力的电压电平根据初级侧的断开转换成接通的时间而产生第一时钟信号；
第二时钟产生单元，被构造为通过将第一时钟信号的高时间段延迟所述预定时间而产生第二时钟信号。
4.根据权利要求3所述的同步整流器的控制装置，其中，第一时钟产生单元包括：
检测单元，被构造为检测传输到次级侧的电力的电压电平；
第一时钟信号产生单元，被构造为基于来自检测单元的检测结果而在初级侧的断开转换成接通的时间产生第一时钟信号，并向断开时间确定单元输出产生的第一时钟信号。
5.根据权利要求3所述的同步整流器的控制装置，其中，第二时钟产生单元包括：
时间延迟单元，被构造为使第一时钟信号的高时间段延迟预定时间；
第二时钟信号产生单元，被构造为基于从时间延迟单元输出的信号而产生第二时钟信号，并向断开时间确定单元输出产生的第二时钟信号。
6.根据权利要求3所述的同步整流器的控制装置，其中，断开时间确定单元包括：
电压-电流转换单元，被构造为将预设的参考电压转换成电流；
第一斜波信号产生单元，被构造为通过根据第一时钟信号充入和放出来自电压-电流转换单元的电流而产生第一斜波信号；
第二斜波信号产生单元，被构造为通过根据第二时钟信号充入和放出来自电压-电流转换单元的电流而产生第二斜波信号；
电压-电压转换单元，被构造为转换来自第二斜波信号产生单元的第二斜波信号的电压电平；
保持电压产生单元，被构造为基于电压电平由电压-电压转换单元转换的第二斜波信号而产生保持电压；
比较单元，被构造为通过将来自保持电压产生单元的保持电压与第一斜波信号的电压电平进行比较，来确定断开时间。
7.根据权利要求6所述的同步整流器的控制装置，其中，第一斜波信号产生单元包括：
第一电流镜，被构造为镜像来自电压-电流转换单元的电流；
第一充放电单元，被构造为通过根据第一时钟信号将由第一电流镜镜像的电流充入到第一电容器以及从第一电容器放出由第一电流镜镜像的电流，来产生第一斜波信号。
8.根据权利要求7所述的同步整流器的控制装置，其中，第二斜波信号产生单元包括：
第二电流镜，被构造为镜像来自电压-电流转换单元的电流；
第二充放电单元，被构造为通过根据第二时钟信号将由第二电流镜镜像的电流充入到第二电容器以及从第二电容器放出由第二电流镜镜像的电流，来产生第二斜波信号。
9.根据权利要求8所述的同步整流器的控制装置，其中，第二电容器在与第一电容器相同的时间段完全放电。
10.一种同步整流器的控制装置，包括：
形成在电源的次级侧的控制装置，所述电源设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧，所述控制装置被构造为通过检测初级侧的开关转换时间而控制整流开关操作，所述整流开关操作在检测到的初级侧的开关转换时间之前的预定时间转换，所述整流开关操作的转换时间基于双信号波形而确定，
其中，所述同步整流器的控制装置包括：
时钟产生单元，被构造为根据初级侧的开关转换时间和所述预定时间而产生时钟信号；
断开时间确定单元，被构造为根据来自时钟产生单元的时钟信号而确定整流器开关操作的断开时间；
驱动单元，被构造为根据断开时间确定单元的断开时间而输出驱动信号以驱动整流器开关操作。
11.根据权利要求10所述的同步整流器的控制装置，其中，所述整流开关操作在比初级侧从断开转换成接通的时间早所述预定时间的时间从接通转换成断开。
12.根据权利要求10所述的同步整流器的控制装置，其中，时钟产生单元包括：
第一时钟产生单元，被构造为通过检测传输到次级侧的电力的电压电平根据初级侧的断开转换成接通的时间而产生第一时钟信号；
第二时钟产生单元，被构造为通过将第一时钟信号的高时间段延迟所述预定时间而产生第二时钟信号。
13.根据权利要求12所述的同步整流器的控制装置，其中，第一时钟产生单元包括：
检测单元，被构造为检测传输到次级侧的电力的电压电平；
第一时钟信号产生单元，被构造为基于来自检测单元的检测结果而在初级侧的断开转换成接通的时间产生第一时钟信号，并用于向断开时间确定单元输出产生的第一时钟信号。
14.根据权利要求12所述的同步整流器的控制装置，其中，第二时钟产生单元包括：
时间延迟单元，被构造为使第一时钟信号的高时间段延迟预定时间；
第二时钟信号产生单元，被构造为基于从时间延迟单元输出的信号而产生第二时钟信号，并向断开时间确定单元输出产生的第二时钟信号。
15.根据权利要求12所述的同步整流器的控制装置，其中，断开时间确定单元包括：
电压-电流转换单元，被构造为将预设的参考电压转换成电流；
第一斜波信号产生单元，被构造为通过根据第一时钟信号充入和放出来自电压-电流转换单元的电流而产生第一斜波信号；
第二斜波信号产生单元，被构造为通过根据第二时钟信号充入和放出来自电压-电流转换单元的电流而产生第二斜波信号；
电压-电压转换单元，被构造为转换来自第二斜波信号产生单元的第二斜波信号的电压电平；
保持电压产生单元，被构造为基于电压电平由电压-电压转换单元转换的第二斜波信号而产生保持电压；
比较单元，被构造为通过将来自保持电压产生单元的保持电压与第一斜波信号的电压电平进行比较，来确定断开时间。
16.根据权利要求15所述的同步整流器的控制装置，其中，第一斜波信号产生单元包括：
第一电流镜，被构造为镜像来自电压-电流转换单元的电流；
第一充放电单元，被构造为通过根据第一时钟信号将由第一电流镜镜像的电流充入到第一电容器以及从第一电容器放出由第一电流镜镜像的电流，来产生第一斜波信号。
17.根据权利要求16所述的同步整流器的控制装置，其中，第二斜波信号产生单元包括：
第二电流镜，被构造为镜像来自电压-电流转换单元的电流；
第二充放电单元，被构造为通过根据第二时钟信号将由第二电流镜镜像的电流充入到第二电容器以及从第二电容器放出由第二电流镜镜像的电流，来产生第二斜波信号。
18.根据权利要求17所述的同步整流器的控制装置，其中，第二电容器在与第一电容器相同的时间段完全放电。
19.一种设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源，所述电源包括：
供电单元，被构造为转换输入到初级侧的电力，以传输到次级侧；
形成在次级侧的同步整流单元，所述同步整流单元被构造为根据传输到次级侧的电力基于供电单元的开关而执行整流开关操作，并在比供电单元的开关转换时间早预定时间的时间转换整流开关操作，
其中，所述同步整流单元包括：
时钟产生单元，被构造为根据供电单元的开关转换时间和所述预定时间而产生时钟信号；
断开时间确定单元，被构造为根据来自时钟产生单元的时钟信号而确定整流开关操作的断开时间；
驱动单元，被构造为根据断开时间确定单元的断开时间而输出驱动信号，以驱动整流开关操作。
20.根据权利要求19所述的设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源，其中，同步整流单元在比供电单元从断开转换成接通的时间早所述预定时间的时间将整流开关操作从接通转换成断开。
21.根据权利要求19所述的设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源，其中，时钟产生单元包括：
第一时钟产生单元，被构造为通过检测传输到次级侧的电力的电压电平根据供电单元的断开转换成接通的时间而产生第一时钟信号；
第二时钟产生单元，被构造为通过将第一时钟信号的高时间段延迟所述预定时间而产生第二时钟信号。
22.根据权利要求21所述的设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源，其中，第一时钟产生单元包括：
检测单元，被构造为检测传输到次级侧的电力的电压电平；
第一时钟信号产生单元，被构造为基于来自检测单元的检测结果而在供电单元的断开转换成接通的时间产生第一时钟信号，并用于向断开时间确定单元输出产生的第一时钟信号。
23.根据权利要求21所述的设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源，其中，第二时钟产生单元包括：
时间延迟单元，被构造为使第一时钟信号的高时间段延迟预定时间；
第二时钟信号产生单元，被构造为基于从时间延迟单元输出的信号而产生第二时钟信号，并向断开时间确定单元输出产生的第二时钟信号。
24.根据权利要求21所述的设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源，其中，断开时间确定单元包括：
电压-电流转换单元，被构造为将预设的参考电压转换成电流；
第一斜波信号产生单元，被构造为通过根据第一时钟信号充入和放出来自电压-电流转换单元的电流而产生第一斜波信号；
第二斜波信号产生单元，被构造为通过根据第二时钟信号充入和放出来自电压-电流转换单元的电流而产生第二斜波信号；
电压-电压转换单元，被构造为转换来自第二斜波信号产生单元的第二斜波信号的电压电平；
保持电压产生单元，被构造为基于电压电平由电压-电压转换单元转换的第二斜波信号而产生保持电压；
比较单元，被构造为通过将来自保持电压产生单元的保持电压与第一斜波信号的电压电平进行比较，来确定断开时间。
25.根据权利要求24所述的设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源，其中，第一斜波信号产生单元包括：
第一电流镜，被构造为镜像来自电压-电流转换单元的电流；
第一充放电单元，被构造为通过根据第一时钟信号将由第一电流镜镜像的电流充入到第一电容器以及从第一电容器放出由第一电流镜镜像的电流，来产生第一斜波信号。
26.根据权利要求25所述的设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源，其中，第二斜波信号产生单元包括：
第二电流镜，被构造为镜像来自电压-电流转换单元的电流；
第二充放电单元，被构造为通过根据第二时钟信号将由第二电流镜镜像的电流充入到第二电容器以及从第二电容器放出由第二电流镜镜像的电流，来产生第二斜波信号。
27.根据权利要求26所述的设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源，其中，第二电容器在与第一电容器相同的时间段完全放电。
28.一种设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源，所述电源包括：
供电单元，被构造为转换输入到初级侧的电力，以传输到次级侧；
形成在次级侧的同步整流单元，所述同步整流单元被构造为通过检测供电单元的开关转换时间而执行整流开关操作，在比检测到的供电单元的开关转换时间早预定时间的时间转换整流开关操作，基于双信号波形确定整流开关操作的转换时间，
其中，所述同步整流单元包括：
时钟产生单元，被构造为根据供电单元的开关转换时间和所述预定时间而产生时钟信号；
断开时间确定单元，被构造为根据来自时钟产生单元的时钟信号而确定整流开关操作的断开时间；
驱动单元，被构造为根据断开时间确定单元的断开时间而输出驱动信号以驱动整流开关操作。
29.根据权利要求28所述的设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源，其中，同步整流单元在比供电单元从断开转换成接通的时间早所述预定时间的时间将整流开关操作从接通转换成断开。
30.根据权利要求28所述的设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源，其中，时钟产生单元包括：
第一时钟产生单元，被构造为通过检测传输到次级侧的电力的电压电平根据供电单元的断开转换成接通的时间而产生第一时钟信号；
第二时钟产生单元，被构造为通过将第一时钟信号的高时间段延迟所述预定时间而产生第二时钟信号。
31.根据权利要求30所述的设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源，其中，第一时钟产生单元包括：
检测单元，被构造为检测传输到次级侧的电力的电压电平；
第一时钟信号产生单元，被构造为基于来自检测单元的检测结果而在供电单元的断开转换成接通的时间产生第一时钟信号，并用于向断开时间确定单元输出产生的第一时钟信号。
32.根据权利要求30所述的设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源，其中，第二时钟产生单元包括：
时间延迟单元，被构造为使第一时钟信号的高时间段延迟预定时间；
第二时钟信号产生单元，被构造为基于从时间延迟单元输出的信号而产生第二时钟信号，并向断开时间确定单元输出产生的第二时钟信号。
33.根据权利要求30所述的设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源，其中，断开时间确定单元包括：
电压-电流转换单元，用于将预设的参考电压转换成电流；
第一斜波信号产生单元，被构造为通过根据第一时钟信号充入和放出来自电压-电流转换单元的电流而产生第一斜波信号；
第二斜波信号产生单元，被构造为通过根据第二时钟信号充入和放出来自电压-电流转换单元的电流而产生第二斜波信号；
电压-电压转换单元，被构造为转换来自第二斜波信号产生单元的第二斜波信号的电压电平；
保持电压产生单元，被构造为基于电压电平由电压-电压转换单元转换的第二斜波信号而产生保持电压；
比较单元，被构造为通过将来自保持电压产生单元的保持电压与第一斜波信号的电压电平进行比较，来确定断开时间。
34.根据权利要求33所述的设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源，其中，第一斜波信号产生单元包括：
第一电流镜，被构造为镜像来自电压-电流转换单元的电流；
第一充放电单元，被构造为通过根据第一时钟信号将由第一电流镜镜像的电流充入到第一电容器以及从第一电容器放出由第一电流镜镜像的电流，来产生第一斜波信号。
35.根据权利要求34所述的设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源，其中，第二斜波信号产生单元包括：
第二电流镜，被构造为镜像来自电压-电流转换单元的电流；
第二充放电单元，被构造为通过根据第二时钟信号将由第二电流镜镜像的电流充入到第二电容器以及从第二电容器放出由第二电流镜镜像的电流，来产生第二斜波信号。
36.根据权利要求35所述的设置有彼此电绝缘的初级侧和次级侧的电源，其中，第二电容器在与第一电容器相同的时间段完全放电。
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