CN106664080B - 同步整流控制单元和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种同步整流控制单元和方法。所述同步整流控制单元包括电压传感电路25，捕获单元24，控制算法电路26，以及PWM信号发生器32。通过使用这种同步整流控制单元，可以实现非同步整流和/或同步整流占空比的精确和快速更新/调整，另外，通过非同步整流和/或同步整流占空比的快速更新/调整，不断变化的条件和轻负载操作下的电流击穿都得到有效减少。

Description

同步整流控制单元和方法
技术领域
本文描述的实施方式大体上涉及一种同步整流控制单元和一种同步整流控制方法。本文尤其描述了一种生成有用于控制开关电源开关的第一和第二同步脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)控制信号的机制。
背景技术
电源开关，例如使用金属氧化物半导体场效应管(Metal Oxide SemiconductorField Effect Transistor，MOSFET)或其它合适类型的晶体管实现的开关，如今用于大量电路中。例如，这类电源开关用作功率转换器，它们可以作为半桥功率转换器或全桥功率转换器来实现。例如，全桥功率转换器电路可包括同步侧和非同步侧。在这样的电路中，非同步侧是输入原始/非转换信号/功率的一侧，而同步侧是输出被控/转换后信号/功率的一侧。这还可以表示为，将同步整流侧限定为电路的一侧，同步整流电源开关位于这一侧。相应地，将非同步整流侧限定为电路的另一侧，主电源开关位于这一侧。
因此，对于双向电路，电路的非同步侧可对应于电路的不同物理侧，这取决于信号/功率应向哪个方向操控/转换，因为原始信号/功率被输入到非同步侧。相应地，电路的同步侧可对应于电路的不同物理侧，这取决于信号/功率应向哪个方向操控/转换，因为被控/转换后信号/功率从同步侧输出。
含有这些电源开关的电路，例如功率变换电路等，可以在诸如用户设备(UserEquipment，UE)之类的各种各样的单元中使用，UE还被称为能够在无线通信网络中以无线方式通信的移动台、无线终端和/或移动终端，无线通信网络有时还称为蜂窝无线电系统。这类电路还可在无线电网络节点或诸如无线基站(Radio Base Station，RBS)之类的基站中使用，基站在一些网络中可称为“eNB”、“eNodeB”、“NodeB”或“B node”，这取决于所用的技术和/或术语。
开关这类电路中的功率转换器的目的是尽可能地高电源效率。MOSFET和用于实现电源开关的其它晶体管的电阻在开关闭合/导通时一般比在开关打开/不导通时要低。作为非限制性示例，可以提及的是，当开关打开时，MOSFET开关具有对应于MOSFET的体二极管电压的开关上的电压降，其可以为0.7伏特。当MOSFET开关关闭时，根据非限制性示例，开关上的电压降要低很多，例如0.01伏特。因此，为了实现尽可能高的电源效率，应该有尽可能多的功率流过闭合开关，这会产生较低的电压降。
已经提出了传统同步整流用于通过控制电路中包含的电源开关的开关来提高电路的电源效率。如今，已近提出了许多传统的同步整流控制方案。这样一种方案基于电源开关的同步整流体二极管导通的检测调整同步整流占空比。如果存在体二极管导通，则同步整流的占空比增加，直到体二极管导通停止。相反地，如果不存在体二极管导通，则同步整流占空比降低，直到体二极管导通开始。因此，体二极管导通状态通常在开和关之间交替。
该传统方法的一个明显缺点在于，同步整流占空比的每次更新/调整必须使用固定的小步长。然而，当在闭环操作中使用电路时，同步整流占空比的小步长更新/调整会引发严重问题，因为在SR占空比改变太缓慢时电路中明显会发生电流击穿。通常，占空比降低非常缓慢，这意味着当电流达到0并改变到相反方向时电源开关仍然接通。电流穿过相同电源开关的相反方向是电流击穿现象发生的原因。
另外，由于传统方案中的同步侧脉冲宽度调制(pulse Width Modulated，PWM)信号的接通时间与非同步侧PWM信号是同步的，所以电流击穿可能在轻负载操作情况下发生。这是因为，当传统方案中的同步侧PWM信号与非同步侧PWM信号同步时会出现上升沿脉冲PWM脉冲的电流滞后/延迟，一旦电源开关接通，就会导致电源开关中的反向电流。
发明内容
因此，本发明的目标是解决上面所述的至少一些缺点并提高电源效率且降低包括同步侧和非同步侧的电路的实施复杂度。
根据第一方面，该目标通过同步整流控制单元来实现，所述同步整流控制单元包括：
电压传感电路，用于：
检测电源开关的体二极管导通，以及
输出对应于所述体二极管导通的电压脉冲信号VDC；
捕获单元，用于：
确定所述电压脉冲信号VDC的时长Tc，以及
将所述时长Tc存储在存储器中；
控制算法电路，用于确定在即将到来的开关循环内要用于同步脉冲宽度调制(pulse width modulatio，PWM)控制信号SQ1或非同步PWM控制信号Q1的接通时间Ton和关闭时间Toff，所述接通时间Ton和关闭时间Toff的所述确定是基于所述存储的时长Tc；以及
PWM信号发生器，用于通过使用所述确定的接通时间Ton和关闭时间Toff产生所述同步PWM控制信号SQ1以用于当所述电源开关在电路的同步侧时控制所述电源开关的开关；或者产生所述非同步PWM控制信号Q1以用于当所述电源开关在所述电路的非同步侧时控制所述电源开关的开关。
通过使用这种同步整流控制单元，可以实现非同步整流和/或同步整流占空比的精确和快速更新/调整，因为在调整期间可以采取比传统方案更长的步长。因此，可通过同步整流控制单元来实现电源效率的开关。另外，通过非同步整流和/或同步整流占空比的快速更新/调整，不断变化的条件和轻负载操作下的电流击穿都得到有效减少。
根据所述第一方面，在所述同步整流控制单元的第一可能实施形式中，所述电压传感电路还用于检测所述非同步侧的所述电源开关的体二极管导通的上升沿脉冲以及输出对应于所述体二极管导通的上升沿脉冲的上升沿脉冲电压脉冲信号Von_c。
通过检测体二极管导通的上升沿脉冲时间，可准确地确定二极管开始导通的时间。基于该时间，则有可能控制开关脉冲之间的死区时间以使二极管导通时间减到最少并提高效率。
根据如上所述第一方面或根据所述第一方面的所述同步整流控制单元的所述第一可能实施形式，在所述同步整流控制单元的第二可能实施形式中，所述控制算法电路还用于：如果时长Tc的值大于0，Tc＞0，则将死区时间Td更新为新的死区时间值Td_new；所述新的死区时间值Td_new等于已经使用的死区时间值Td减去所述时长Tc的一部分Tdm，Td_new＝Td–Tdm，0<Tdm<Tc。
由此最小化死区时间以实现最小化的二极管导通时间，这产生高电源效率。
根据如上所述第一方面或根据所述第一方面的所述同步整流控制单元的所述第一或第二可能实施形式的所述同步整流控制单元，在所述同步整流控制单元的第三可能实施形式中，所述控制算法电路还用于：如果所述时长Tc的值等于0，Tc＝0，则将新的死区时间值Td_new设为预定值Td_pred，Td_new＝Td_pred。
如果Tc＝0，这意味着存在电流击穿的风险。通过本可能实施形式，识别这种情况并设定死区时间的预定义值以保证将不会发生击穿。
根据所述第一方面，在所述同步整流控制单元的第四可能实施形式中，
所述电压传感电路还用于检测所述电源开关的体二极管导通的上升沿脉冲和体二极管导通的下降沿脉冲以及输出分别对应于所述体二极管导通的上升沿脉冲和所述体二极管导通的下降沿脉冲的上升沿脉冲电压脉冲信号Von和下降沿脉冲电压脉冲信号Voff；
所述捕获单元还用于将接通时长Ton_c确定为所述上升沿脉冲电压脉冲信号的时长Von_c以及将所述同步PWM控制信号SQ1的关闭时长Toff_c确定为所述下降沿脉冲电压脉冲信号的时长Voff_c。
由此，可以实现同步整流占空比的准确和快速更新/调整。一种同样有效地减少电流击穿的低功耗开关通过同步整流占空比的快速更新/调整来提供。
根据所述第一方面，在所述同步整流控制单元的所述第四可能实施形式的第五可能实施形式中，所述控制算法电路还用于：如果所述接通时长Ton_c的值大于0，Ton_c>0，则将所述接通时间Ton更新为新的接通时间Ton_new；所述新的接通时间Ton_new等于已经使用的接通时间Ton减去所述接通时长Ton_c的一部分Ton_m，Ton_new＝Ton-Ton_m，0<Ton_m≤Ton_c。
通过检测接通时长Ton_c，检测到二极管导通的信息。基于所检测的接通时长Ton_c将接通时间Ton调整为新的值Ton_new可用于最小化二极管导通的时间，因此用于提高效率。
根据所述第一方面，在所述同步整流控制单元的所述第四或第五可能实施形式的第六可能实施形式中，所述控制算法电路还用于：如果所述接通时长Ton_c的值等于0，Ton_c＝0，则将新的接通时间Ton_new设为预定值Ton_pred。
如果Ton_c＝0，则存在电流击穿的风险。这种情况在这里识别，并设定接通时间Ton_pred的预定义值以保证不会发生击穿。
根据所述第一方面，在所述同步整流控制单元的所述第四、第五或第六可能实施形式的第七可能实施形式中，所述控制算法电路还用于：如果所述关闭时长Toff_c的值大于0，Toff_c>0，则将所述关闭时间Toff更新为新的关闭时间Toff_new；所述新的关闭时间Toff_new等于已经使用的关闭时间Toff加上所述关闭时长Toff_c的一部分Toff_m，Toff_new＝Toff+Toff_m，0<Toff_m≤Toff_c。
通过检测关闭时长Toff_c，还检测到二极管导通的信息。这里，随后基于所检测的关闭时长Toff_c将关闭时间Toff调整到新的值Toff_new以使二极管导通的时间减到最少，即提高电源效率。
根据所述第一方面，在所述同步整流控制单元的所述第四、第五、第六或第七可能实施形式的第八可能实施形式中，所述控制算法电路还用于：如果所述关闭时长Toff_c的值等于0，Toff_c＝0，则将所述关闭时间Toff设为预定值Toff_pred。
如果Toff_c＝0，则存在电流击穿的风险。这种风险在这里识别，并设定关闭时间Toff_pred的预定义值，这保证将不会发生击穿。
根据如上所述的第一方面或根据所述第一方面的任一前述实施形式，在所述同步整流控制单元的第九可能实施形式中，
所述电压传感电路还用于：当所述体二极管正在导通电流时，输出所述电压脉冲信号VDC的逻辑高值；以及
所述捕获单元用于将所述时长Tc确定为等于所述电压脉冲信号VDC具有所述逻辑高值期间的时长。
通过使用捕获单元，可以捕获电压脉冲信号VDC的准确时间基准，这可用于提高电源效率。
根据第二方面，该目标通过包括根据如上所述第一方面或根据所述第一方面的任一前述实施形式的至少一个所述同步整流控制单元的集成电路来实现。
根据所述第二方面的集成电路的优点对应于上文所述第一方面的优点。
根据第三方面，该目标通过具有功率转换器的电子设备来实现，所述功率转换器包括根据如上所述第一方面或根据所述第一方面的任一前述实施形式的所述同步整流控制单元。
根据所述第三方面的电子设备的优点对应于上文所述第一方面的优点。
根据第四方面，该目标通过一种同步整流控制方法来实现，所述方法包括：
检测电源开关的体二极管导通；
输出对应于所述体二极管导通的电压脉冲信号VDC；
确定所述电压脉冲信号VDC的时长Tc；
将所述时长Tc存储在存储器中；
确定在即将到来的开关循环内要用于同步脉冲宽度调制(pulse widthmodulatio，PWM)控制信号SQ1或非同步PWM控制信号Q1的接通时间Ton和关闭时间Toff，所述接通时间Ton和关闭时间Toff的所述确定是基于所述存储的时长Tc；以及
通过使用所述确定的接通时间Ton和关闭时间Toff产生所述同步PWM控制信号SQ1以用于当所述电源开关在电路的同步侧时控制所述电源开关的开关；或者产生所述非同步PWM控制信号Q1以用于当所述电源开关在所述电路的非同步侧时控制所述电源开关的开关。
通过使用这种同步整流控制方法，可以实现同步整流占空比的精确和快速更新/调整，因为在调整期间可以采取比传统方案更长的步长。因此，可通过同步整流控制方法实现低功耗开关。另外，通过同步整流占空比的快速更新/调整，不断变化的条件和轻负载操作下的电流击穿都得到有效减少。
根据所述第四方面，在所述同步整流控制方法的第一可能实施形式中，检测所述非同步侧电源开关的体二极管导通的上升沿脉冲以及输出对应于所述体二极管导通的上升沿脉冲的上升沿脉冲电压脉冲信号Von_c。
通过检测体二极管导通的上升沿脉冲时间，可准确地确定二极管开始导通的时间。基于该时间，则有可能控制开关脉冲之间的死区时间以最小化二极管导通时间并提高效率。
根据如上所述第四方面或根据所述第四方面的所述同步整流控制方法的所述第一可能实施形式，在所述同步整流控制方法的第二可能实施形式中，如果所述时长Tc的值大于0，Tc>0，则将死区时间Td更新为新的死区时间值Td_new；所述新的死区时间值Td_new等于已经使用的死区时间值Td减去时长Tc的一部分Tdm，Td_new＝Td-Tdm，0<Tdm<Tc。
由此，使死区时间减到最少以实现最小化的二极管导通时间，这产生高电源效率。
根据如上所述的第四方面，或者根据所述第四方面的所述同步整流控制单元的所述第一或第二可能实施形式，在所述同步整流控制方法的第三可能实施形式中，如果所述时长Tc的值等于0，Tc＝0，则将新的死区时间值Td_new设为预定值Td_pred，Td_new＝Td_pred。
如果Tc＝0，则存在电流击穿的风险。通过本可能实施形式，这种情况被识别，并设定死区时间的预定义值以保证将不会发生击穿。
根据所述第四方面，在所述同步整流控制方法的第四可能实施形式中，
检测所述电源开关的体二极管导通的上升沿脉冲和体二极管导通的下降沿脉冲以及输出分别对应于所述体二极管导通的上升沿脉冲和所述体二极管导通的下降沿脉冲的上升沿脉冲电压脉冲信号Von和下降沿脉冲电压脉冲信号Voff；
将接通时长Ton_c确定为所述上升沿脉冲电压脉冲信号Von_c的时长以及将所述同步PWM控制信号SQ1的关闭时长Toff_c确定为所述下降沿脉冲电压脉冲信号Voff_c的时长。
由此，可以实现同步整流占空比的准确和快速更新/调整。一种同样有效地减少电流击穿的低功耗开关通过同步整流占空比的快速更新/调整来提供。
根据所述第四方面，在所述同步整流控制方法的所述第四可能实施形式的第五可能实施形式中，如果所述接通时长Ton_c的值大于0，Ton_c>0，则将所述接通时间Ton更新为新的接通时间Ton_new；所述新的接通时间Ton_new等于已经使用的接通时间Ton减去所述接通时长Ton_c的一部分Ton_m，Ton_new＝Ton-Ton_m，0<Ton_m≤Ton_c。
通过检测接通时长Ton_c，检测到二极管导通的信息。基于所检测的接通时长Ton_c将接通时间Ton调整为新的值Ton_new可用于最小化二极管导通的时间，因此用于增加效率。
根据所述第四方面，在所述同步整流控制方法的所述第四或第五可能实施形式的第六可能实施形式中，如果所述接通时长Ton_c的值等于0，Ton_c＝0，则将新的接通时间Ton_new设为预定值Ton_pred。
如果Ton_c＝0，则存在电流击穿的风险。这种情况在这里被识别，并设定接通时间Ton_pred的预定义值以保证将不会发生击穿。
根据所述第四方面，在所述同步整流控制方法的所述第四、第五或第六可能实施形式的第七可能实施形式中，如果所述关闭时长Toff_c的值大于0，Toff_c>0，则将所述关闭时间Toff更新为新的关闭时间Toff_new；所述新的关闭时间Toff_new等于已经使用的关闭时间Toff加上所述关闭时长Toff_c的一部分Toff_m，Toff_new＝Toff+Toff_m，0<Toff_m≤Toff_c。
通过检测关闭时长Toff_c，还检测到二极管导通的信息。这里，随后基于所检测的关闭时长Toff_c将关闭时间Toff调整为新的值Toff_new以最小化二极管导通的时间，即提高电源效率。
根据所述第四方面，在所述同步整流控制方法的所述第四、第五、第六或第七可能实施形式的第八可能实施形式中，如果关闭时长Toff_c的值等于0，Toff_c＝0，将所述关闭时间Toff设为预定值Toff_pred。
如果Toff_c＝0，则存在电流击穿的风险。这种风险在这里被识别，并设定关闭时间Toff_pred的预定义值，这保证将不会发生击穿。
根据如上所述第四方面，或者根据所述第四方面的所述同步整流控制方法的任一上述可能实施形式，在所述同步整流控制方法的第九可能实施形式中，
当所述体二极管正在导通电流时，输出所述电压脉冲信号VDC的逻辑高值；以及
将所述时长Tc确定为等于所述电压脉冲信号VDC具有所述逻辑高值期间的时长。
通过使用捕获单元，可以捕获电压脉冲信号VDC的准确时间基准，这可用于提高电源效率。
根据第五方面，该目标通过一种具有程序代码的计算机程序来实现，当计算机程序在计算机上运行时，所述程序代码用于执行一种根据所述第二方面的方法。
根据所述第五方面的计算机程序的优点对应于上文所述第四方面的优点。此外，一种具有程序代码的计算机程序使环境条件更灵活、准确和稳健。另外，程序代码很容易修改和更新。
换言之，微控制器单元(Micro Controller Unit，MCU)将PWM信号提供给非SR侧和SR侧电源开关两者。对于非SR侧开关，通常插入延迟时间，即死区时间，以便调整PWM信号的接通时间，而关闭时间保持不变。对于SR侧开关，PWM信号的接通和关闭时间应该都调整。这些调整旨在最小化体二极管导通时间以便减少功率损耗。
为了实现减少功率损耗，在MCU中实施的同步整流控制单元以事件捕获功能为特征，这有利于将对应于捕获到的事件的信息保存在寄存器/存储器中。除了MCU，电压传感电路也用于检测体二极管导通并产生对应电压脉冲信号，这些信号将由MCU的捕获单元捕获。
对于非SR侧，要求至少一个电压传感电路来检测有关接通时间PWM信号的体二极管导通，以及分配至少一个专用捕获单元以捕获对应的脉冲信号并将对应于脉冲信号的信息保存在寄存器/存储器中。
对于SR侧，要求至少一个电压传感电路来检测有关SR接通时间和关闭时间PWM信号两者的体二极管导通，分配至少另一个专用捕获单元以捕获对应的PWM信号并将对应于脉冲信号的信息分别保存在两个寄存器/存储器中，一个用于保存接通时间PWM信号，另一个用于保存关闭时间PWM信号。
当在当前开关循环内检测电源开关体二极管导通时，电压脉冲信号由电压传感电路产生并由MCU的捕获单元即刻捕获。所捕获的脉冲宽度包括保存在捕获寄存器/存储器中的体二极管导通时间信息。控制算法电路随后确定下一开关循环内想要的接通和/或关闭时间场合以获得最小的体二极管导通时间。
当在当前开关循环内没有检测到电源开关体二极管导通时，不产生电压脉冲信号，因此捕获单元不捕获任何东西。丢失的脉冲宽度，即，0宽度信息，在这里指示体二极管没有导通时间。控制算法电路随后设定下一开关循环内的预定义的接通和/或关闭时间场合以获得预定义的体二极管导通时间。接通和关闭时间的调整以每个开关循环为基础。
本发明实施例的其它目标、优点和新颖特征将从下面详细描述中显而易见。
附图说明
附图图示出本发明实施例的实例，结合这些附图对各实施例进行更详细地描述，在附图中：
图1为根据一些实施例的图示同步整流控制单元的示意方框图。
图2为根据一些实施例的图示同步整流控制和一个电源开关的示意方框图。
图3为根据一些实施例的图示同步整流控制和两个电源开关的示意方框图。
图4为图示一些实施例的流程图。
图5为图示一些实施例的方框图。
图6示出了根据一些实施例的输入和输出信号值的示例。
图7示出了根据一些实施例的输入和输出信号值的示例。
图8示出了根据一些实施例的输入和输出信号值的示例。
图9示出了根据一些实施例的输入和输出信号值的示例。
图10示出了根据一些实施例的输入和输出信号值的示例。
图11示出了根据一些实施例的输入和输出信号值的示例。
图12为根据一些实施例的图示同步整流控制方法的流程图。
图13为根据一些实施例的图示实施同步整流控制方法的处理电路的示意方框图。
具体实施方式
本发明描述的实施例被限定为一种同步整流控制单元以及一种同步整流控制方法，它们将在下面描述的实施例中付诸实施。然而，这些实施例可为示例性的并且可采取多种不同的形式实现，且不应视为限于本文所提出的实施例；实际上，这些实施例的提供使得本发明将变得透彻且完整。
从以下结合附图考虑的详细说明中，还可清楚地了解其它目标和特征。然而，应当理解的是附图仅仅为了说明，而不能作为对实施例的限制；对于实施例，应参考所附权利要求。此外，附图不一定按照比例绘制，除非另有说明，否则它们仅仅是对结构和流程的概念性说明。
图1示意地示出了实施本发明实施例的同步整流控制单元40的内部结构。
同步整流控制单元40包括电压传感电路25、捕获单元24、存储器(图1中未示出)、控制算法电路26和脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)信号发生器32。
电源开关14上的电压差是同步整流控制单元40的输入信号30，正如将结合下文图2和图3详细所描述的一样。
电压传感电路25用于检测电源开关14的体二极管导通。电压传感电路25还用于输出对应于所检测到的体二极管导通的电压脉冲信号VDC。
根据一实施例，电压传感电路25还用于在体二极管正导通电流时输出电压脉冲信号VDC的逻辑高值。相应地，电压传感电路25还用于在体二极管没有导通电流时输出电压脉冲信号VDC的逻辑低值。
换言之，电压传感电路25用于将电源开关14上的电压差，例如图2中非限制性示例中的电位点22和23之间的电压差，视为同步整流控制方法的输入30。电压传感电路25输出电压脉冲信号，该信号指示图2中的电源开关14的体二极管141的导通时间。电压传感电路25连接至微控制器单元(Micro Controller Unit，MCU)27。MCU包括捕获单元24、存储器、控制算法26和PWM信号发生器32。
捕获单元24用于确定由电压传感单元25输出的电压脉冲信号VDC的时长Tc。捕获单元24还用于将时长Tc存储在存储器(未示出)中。捕获单元24可包含在如上所述的MCU内。
根据一实施例，捕获单元24还用于将时长Tc确定为等于电压脉冲信号VDC具有逻辑高值期间的时长。
控制算法电路26用于确定在即将到来的开关循环内要用于同步PWM控制信号SQ1或非同步PWM控制信号Q1的接通时间Ton和关闭时间Toff。接通时间Ton和关闭时间Toff的这种确认是基于所存储的时长Tc。控制算法电路26可包含在MCU内。
因此，捕获单元24用于捕获电压脉冲信号VDC的持续时间，然后控制算法电路26用于基于所捕获的持续时间控制接通时间Ton和关闭时间Toff，或者控制第一电源开关14和第二电源开关13(图3中示出)之间的死区时间，如下所述。在本文档中，死区时间是由一个电源开关在其开关循环的一个或多个边缘处插入的延迟时间，以便在一个互补开关对中提供空白的开关时间，例如，图3中的第一电源开关14与第二电源开关13的导通之间的空白开关时间。死区时间对应于不向第一电源开关14和第二电源开关13中的任一者提供开关脉冲的时间段。死区时间用于防止电流击穿，即，包括电源开关的电路中的短路耦合。
PWM信号发生器32用于基于所确定的接通时间Ton和关闭时间Toff产生PWM控制信号。PWM信号发生器32用于产生同步PWM控制信号SQ1以当电源开关在电路100的同步侧时控制电源开关14的开关。PWM信号发生器32用于产生非同步PWM控制信号Q1以当电源开关在电路100的非同步侧时控制电源开关14的开关。
输出信号31表示所想要的开关脉冲，这些开关脉冲基于并对应于所修改的PWM信号的接通时间Ton和/或关闭时间Toff。
根据本发明实施例的同步整流控制单元40具有多个优点。同步整流控制单元能够提供高电源效率。另外，根据本发明实施例的同步整流控制单元提出了一种简单、复杂度很低且又稳健的方案以解决上述问题。同步整流控制单元40能够为基本上所有可能的工作条件提供稳健的同步整流控制，而不产生电路击穿条件。
同步整流控制单元40优化非同步侧电源开关的死区时间。同步整流控制单元40还改进同步侧电源开关的操作。
图2示出了包括电源开关和同步整流控制单元40的电路100的非限制性示例的电路图。同步整流控制单元40通过电源开关14，其可以是MOSFET等，在点22和23处连接。因此，输入信号30对应于电位点22和23之间的电压差。同步整流控制单元40的输出信号31是同步PWM控制信号SQ1以当电源开关在电路100的同步侧时控制电源开关14的开关，或者，是非同步PWM控制信号Q1以当电源开关在电路100的非同步侧时控制电源开关14的开关。
图3示出了配备有以第一同步整流控制单元40和第二同步整流控制单元41为形式的同步整流控制方法的半桥功率转换器的电路图的非限制性示例。半桥功率转换器包括两个电源开关13和14，例如为MOSFET，以及连接于端子10与11之间并由整流后的DC电压供电的电容器12。第一电源开关14和第二电源开关13中的每一个分别连接至各个第一同步整流控制单元40和第二同步整流控制单元41。
第一同步整流控制单元40通过第一电源开关14在第一电位电压点22和23处连接。因此，第一同步整流控制单元40的输入信号30是第一电源开关14上的第一电位电压点22和23之间的差分电压。
第二同步整流控制单元41通过第二电源开关13在第二电位电压点28和29处连接。因此，第二同步整流控制单元41的输入信号30是第二电源开关13上的第二电位电压点28和29之间的差分电压。
第一同步整流控制单元40的输出信号31表示所想要的第一电源开关14的开关脉冲，这些开关脉冲基于并对应于PWM信号的修改后接通时间Ton和/或关闭时间Toff。开关脉冲因此是同步PWM控制信号SQ1以当电源开关位在电路100的同步侧时控制第一电源开关14的开关，以及是非同步PWM控制信号Q1以当电源开关在电路100的非同步侧时控制第一电源开关14的开关。
第二同步整流控制单元41的输出信号31表示所想要的第二电源开关13的开关脉冲，这些开关脉冲基于并对应于PWM信号的修改后接通时间Ton和/或关闭时间Toff。开关脉冲因此是同步PWM控制信号SQ1以当电源开关在电路100的同步侧时控制第二电源开关13的开关，以及非同步PWM控制信号Q1以当电源开关在电路100的非同步侧时控制第二电源开关13的开关。
一般而言，当第一电源开关14和第二电源开关13中的一个被接通/打开时，第一电源开关14和第二电源开关13中的另一个应该被关闭/切断。
如图3所示，对于半桥功率转换器，存在两个同步整流控制单元，即，每个电源开关一个。
同步整流控制单元还可用于，例如全桥功率转换器，其中将使用四个同步整流控制单元，每个电源开关一个。
当存在一个以上同步整流控制单元在电路中用来控制电源开关时，这些一个以上同步整流控制单元在逻辑上独立和分离。然而，一个以上同步整流控制单元可以在物理上分离，或可以在物理上集成于一个公共同步整流控制单元中。
图4为图示位于电路100的非同步侧的电源开关13、14的控制算法电路26的方法/算法/逻辑的两个实施例的流程图。在下文中，描述该逻辑以用于第一电源开关14的受控开关的情况。然而，对应的逻辑可用于如图3所示的半桥电路等中的第一开关14和第二开关13中的一个或多个的受控开关。
根据一实施例，电压传感电路25还用于检测非同步侧的电源开关14的体二极管141导通的上升沿脉冲并输出对应于体二极管141导通的上升沿脉冲的上升沿脉冲电压脉冲信号Von_c。控制算法电路26还用于确定在即将到来的开关循环内要用于同步脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)控制信号SQ1或非同步PWM控制信号Q1的新接通时间Ton和/或新死区时间Td_new。
在第一步骤401中，将非同步整流侧体二极管导通电压脉冲VDC输入到同步整流控制单元40、41。
在第二步骤402中，确定/测量电压脉冲信号VDC的时长Tc。
在第三步骤403中，将时长Tc与值0相比较，如果时长Tc的值大于0，Tc>0，则方法前进到第四步骤404；如果时长Tc不大于0，则方法前进到第五步骤405。
如果该逻辑前进到第四步骤404，即，如果时长Tc的值大于0，Tc>0，则控制算法电路26还用于将死区时间Td更新为新的死区时间值Td_new。该新的死区时间值Td_new在这里等于已经使用的死区时间值Td减去时长Tc的一部分Tdm，Td_new＝Td-Tdm，0<Tdm≤Tc。
如果该逻辑前进到第五步骤405，即，如果时长Tc的值等于0，Tc＝0，则控制算法电路26还用于将新的死区时间Td_new设为预定值Td_pred，Td_new＝Td_pred。
因此，图4示出了如何为电路100的非同步整流侧电源开关优化死区时间Td的逻辑。流程图的输入是非同步整流侧体二极管导通电压脉冲。然后，捕获该电压脉冲的时长Tc。如果时长Tc大于0，则控制算法决定减少新的死区时间Td_new。否则，如果时长Tc为0，则控制算法决定将死区时间恢复到预定义值Td_pred。
换言之，如果要被控制的电源开关13、14位于电路100的非同步侧，则同步整流控制单元40、41控制第一电源开关14和第二电源开关13之间的死区时间。捕获单元24在这里从电压传感电路获取电压脉冲VDC的电压脉冲信号时长Tc。然后，控制算法电路26分析该时长Tc是否大于0。如果时长Tc大于0，那么从死区时间Td减去该时长Tc的百分比。另一方面，如果所获取的电压脉冲信号时长Tc等于0，那么将新的死区时间值Td_new重置为预定义值Td_pred。
图5为图示位于电路100的同步侧的电源开关13、14的控制算法电路26的方法/算法/逻辑的两个实施例的流程图。在下文中，描述该逻辑以用于第一电源开关14的受控开关的情况。然而，对应的逻辑可用于如上文图3所示的半桥电路等中的第一开关14和第二开关13中的一个或多个的受控开关。
在第一步骤501中，将对应于体二极管导通的同步侧电压脉冲信号VDC以及非同步侧PWM控制信号Q1输入到电压传感电路25。
在第二步骤502中，电压传感电路25还用于检测电源开关14的体二极管141导通的上升沿脉冲。电压传感电路25还用于输出对应于体二极管导通的上升沿脉冲的上升沿脉冲电压脉冲信号Von。在图5中，上升沿脉冲电压脉冲信号Von被表示为同步整流上升沿脉冲电压脉冲信号Vsron。
控制算法电路26随后还用于将接通时长Ton_c确定为上升沿脉冲电压脉冲信号的时长Von_c。在图5中，接通时长Ton_c被表示为同步整流接通时长Tsronc。
在第三步骤503中，将接通时长Ton_c与值0相比较，如果接通时长Ton_c的值大于0，Ton_c>0，则方法前进到第四步骤504；如果时长Ton_c不大于0，则方法前进到第五步骤505。
如果该逻辑前进到第四步骤504，即如果接通时长Ton_c的值大于0，Ton_c>0，则控制算法电路26还用于将接通时间Ton更新为新的接通时间Ton_new，在图5表示为Tsron_new。对于同步整流，新的接通时间Ton_new在这里等于已经使用的接通时间Ton减去接通时长Ton_c的一部分Ton_m，Ton_new＝Ton-Ton_m，0<Ton_m≤Ton_c，在图5中表示为Tsron_new＝Tsron-Tsronm，0<Tsronm≤Tsronc。
如果该逻辑前进到第五步骤505，即如果接通时长Ton_c的值等于0，Ton_c>0，则控制算法电路26还用于将新的接通时间Ton_new设为预定值Ton_pred，在图5表示为Tsron_pred。
在第二步骤506中，电压传感电路25还用于检测电源开关14的体二极管141导通的下降沿脉冲。电压传感电路25还用于输出对应于体二极管导通的下降沿脉冲的下降沿脉冲电压脉冲信号Voff。在图5中，下降沿脉冲电压脉冲信号Voff被表示为同步整流下降沿脉冲电压脉冲信号Vsroff。
控制算法电路26还用于通过将关闭时长Toff_c设为下降沿脉冲电压脉冲信号的时长Voff_c来确定同步PWM控制信号SQ1的关闭时长Toff_c。在图5中，关闭时长Toff_c被表示为同步整流关闭时间Tsroffc。
在第七步骤507中，将关闭时长Toff_c与值0相比较，如果关闭时长Toff_c的值大于0，Toff_c>0，则该逻辑前进到第八步骤508；如果关闭时长Toff_c不大于0，则该逻辑前进到第九步骤509。
如果关闭时长Toff_c的值大于0，Toff_c>0，则该逻辑前进到第八步骤508，并且控制算法电路26还用于将所述关闭时间Toff更新为新的关闭时间Toff_new，其为已经使用的关闭时间Toff加上时长Toff_c的一部分Toff_m，Toff_new＝Toff+Toff_m，0<Toff_m≤Toff_c，在图5中表示为Tsroff_new＝Tsroff+Tsroffm，0<Tsroffm≤Tsroffc。
如果关闭时长Toff_c的值等于0，Toff_c＝0，则该逻辑前进到第九步骤509，并且控制算法电路26还用于将关闭时间Toff设为预定值Toff_pred，在图5中表示为Tsroff_pred。
换言之，图5的流程图描述了如何为同步整流侧电源开关14、13优化接通时间点Ton和关闭时间点Toff。流程图的输入为同步整流侧体二极管导通电压脉冲VDC和非同步整流侧PWM信号Q1。然后，捕获第一接通电压脉冲的时长Ton_c/Tsronc以及第二关闭电压脉冲的时长Toff_c/Tsroffc。如果接通时长Ton_c/Tsronc大于0，则控制算法决定减少同步整流侧电源开关的开时间Ton_new_c/Tsronc_new；否则，如果接通时长Ton_c/Tsronc为0，则控制算法决定将同步整流侧电源开关14、13的开时间恢复到预定义值Ton_pred_c/Tsronc_pred。
如果第二关闭电压脉冲的时长Toff_c/Tsroffc大于0，则控制算法决定增加同步整流侧电源开关14、13的关时间Toff_c_new/Tsroffc_new；否则，如果第二关闭电压脉冲Toff_c/Tsroffc为0，则控制算法决定将同步整流侧电源开关14、13的关时间恢复到预定义值Toff_c_pred/Tsroffc_pred。
根据一方面，同步整流控制单元40、41及其实施例可包含在集成电路内。
如上所描述，同步整流控制单元40、41可用于功率转换器。根据一方面，这样的功率转换器包含在功率电子设备内。
图6为具有多个曲线的图，这些曲线示出了第一电源开关14的第一非同步PWM控制信号Q1以及第二电源开关13的第二非同步PWM控制信号Q2的示例值和波形。图6还示出了以下两种电压的曲线：通过第一电源开关14的第一电压VQ1，即图3中点22和23上的电压；通过第二电源开关13的第二电压VQ2，即图3中点29和30上的电压。图6还示出了电压脉冲信号VDC的曲线，电压脉冲信号即是电压传感电路25的输出。
根据图6所示的操作条件，由于在PWM控制信号方案中引入了死区时间Td，电压脉冲信号因此由电压传感电路25产生和输出，即Tc>0。因此，图6对应于图4中流程图的左支。电源开关14的延迟的接通时间，即第一PWM控制信号Q1达到其高值之前的死区时间Td，允许电流在第一电源开关通过第一PWM控制信号Q1的高值接通之前流过第一电源开关的体二极管141。
电压脉冲信号VDC的低到高转变指示体二极管141开始导通电流的时间点/时刻。相应地，电压脉冲信号VDC的高到低转变指示体二极管141停止导通电流以及电源开关14的本体开始导通电流的时间点/时刻。
如上所述，电压脉冲信号VDC由捕获单元24捕获，而且体二极管141导通时间Tc的信息被确定并存储在存储器中。显然，体二极管141导通时长Tc与所应用的PWM死区时间Td紧密相关。为了减少体二极管141导通功率损耗，PWM死区时间为Td，因此需要优化使得所捕获的脉冲宽度Tc尽可能地窄。控制算法电路26因此用于将PWM死区时间Td修改为新的值Td_new，Td_new＝Td-Tdm，0<Tdm≤Tc。该新的死区时间值Td_new将在下一开关循环内应用于电源开关13和14。
图7为含有多条曲线的图，这些曲线示出了第一电源开关14的第一非同步PWM控制信号Q1以及第二电源开关13的第二非同步PWM控制信号Q2的示例值和波形。图7还示出了以下两种电压的曲线：通过第一电源开关14的第一电压VQ1，即图3中点22和23上的电压；通过第二电源开关13的第二电压VQ2，即图3中点29和30上的电压。图7还示出了电压脉冲信号VDC的曲线，该电压脉冲信号即是电压传感电路25的输出。
根据图7所示的操作条件，如果第一电源开关14的体二极管141不导通电流，即Tc＝0，那么电压传感电路25将不产生任何电压脉冲信号VDC。因此，图7对应于图4中流程图的右支。
在这种情况下，控制算法26将PWM死区时间Td调整为预定义值Td_pred，Td_new＝Td_pred；然后该新的值Td_new将在下一开关循环内被应用于电源开关13和14。
图8、9、10和11示出了根据在电路100的同步整流侧上应用的不同实施例的同步整流控制方法。在这些图中，使用了与图5中一样的对应符号。这里，可以分析四种不同代表性的操作条件。在图8中，示出了第一操作条件，其中只有第一上升沿脉冲电压脉冲信号Von出现。在图9中，示出了第二操作条件，其中只有第二下降沿脉冲电压脉冲信号Voff出现。在图10中，示出了第三操作条件，其中没有电压脉冲信号出现。在图11中，示出了第四操作条件，其中第一上升沿脉冲电压脉冲信号Von和第二下降沿脉冲电压脉冲信号Voff都出现。
在图8、9、10和11中，针对同步整流控制单元40应用于电路100的同步整流侧上以控制接通和关闭时间点/时刻的情况示出了在图3的同步整流控制单元40中实施的同步整流控制方法的操作条件。因此，针对图8、9、10和11所示的操作条件，在图3中示出的功率转换器位于/置于电路100的同步整流侧上。
图8为含有多条曲线的图，这些曲线示出了电路的非同步整流侧上的第一电源开关14的第一非同步PWM控制信号Q1以及电路的非同步整流侧的第二电源开关13的第二非同步PWM控制信号Q2的示例值和波形。图8还示出了电路的同步整流侧上的第一电源开关14的第一同步PWM控制信号SQ1以及电路的同步整流侧上的第二电源开关13的第二同步PWM控制信号SQ2的示例值和波形。图8还示出了第一同步电流iSR1，其为通过同步侧上的第一电源开关14导通的电流，以及第二同步电流iSR2，其为通过同步侧上的第二电源开关13导通的电流。图8还示出了电压脉冲信号VDC的曲线，该电压脉冲信号即是电压传感电路25的输出，在这里为接通电压脉冲Von和关闭电压脉冲Voff。
根据图8所示的操作条件，图8还对应于上文图5的左支，由于第一同步电源开关14的第一同步PWM控制信号SQ1的延迟的接通时间Ton/Tsron，所以电压脉冲信号由电压传感电路25产生，这启动/允许电流流过其体二极管141。电压脉冲信号VDC的低到高转变指示体二极管141开始导通电流的时间点/时刻，而电压脉冲信号VDC的高到低转变指示电源开关14的体二极管开始导通电流的时间点/时刻，并因此指示体二极管141停止导通电流时的时间点/时刻。这一脉冲由捕获单元24捕获，如上所描述，而且关于体二极管141导通时长Tc/Tsronc的信息被确定并存储在存储器中。
显然，体二极管141导通时长Tc/Tsronc与第一电源开关14的接通时间Ton/Tsron紧密相关。为了减少体二极管141导通功率损耗，接通时间Ton/Tsron因此需要优化，使得所捕获的脉冲宽度，即时长Ton_c/Tsronc，尽可能地窄。
基于由捕获单元24确定和存储的时长Ton_c/Tsronc信息，控制算法电路26用于将接通时间修改为新的值Ton_new/Trson_new，使得新的接通时间Ton_new等于已经使用的接通时间Ton减去接通时长Ton_c的一部分Ton_m，Ton_new＝Ton-Ton_m，0<Ton_m≤Ton_c。
新的接通时长值Ton_new/Tsron_new将在下一开关循环内应用于第一电源开关14和第二电源开关13。根据图8所描述的操作，在将同步PWM信号SQ1调为0之后没有电压脉冲信号Voff/Vsroff出现。因此，PWM信号SQ1的关闭时长Tsroff/Toff_c的值等于0，Tsroff_c/Toff_c＝0，并且如上文针对图5的右支所描述，将关闭时间Tsroff/Toff设为预定义值Toff_pred/Tsroff_pred。
图9为含有多条曲线的图，这些曲线示出了电路的非同步整流侧上的第一电源开关14的第一非同步PWM控制信号Q1以及电流的非同步整流侧的第二电源开关13的第二非同步PWM控制信号Q2的示例值和波形。图9还示出了电路的同步整流侧上的第一电源开关14的第一同步PWM控制信号SQ1以及电路的同步整流侧上的第二电源开关13的第二同步PWM控制信号SQ2的示例值和波形。图9还示出了第一同步电流iSR1，其为通过同步侧上的第一电源开关14导通的电流，以及第二同步电流iSR2，其为通过同步侧上的第二电源开关13导通的电流。图9还示出了电压脉冲信号VDC的曲线，该电压脉冲信号即是电压传感电路25的输出，这里为关闭电压脉冲Voff和接通电压脉冲Von。
根据图9所示的操作条件，由于第一电源开关14的提前关闭时间Toff/Tsroff，所以电压脉冲信号VDC由电压传感电路25产生，这允许电流流过其体二极管141。电压脉冲信号VDC的低到高转变指示电源开关14的本体停止导通电流以及体二极管141开始导通电流的时间点/时刻，而电压脉冲信号VDC的高到低值转变指示体二极管141由于将第一同步电流iSR1调到0而停止导通电流的时间点/时刻。
这一脉冲，即关闭电压脉冲Voff，由捕获单元24捕获，而且关于体二极管141导通时长Tc/Tsroffc的信息被确定并存储在存储器中。显然，体二极管141导通时长Tc/Tsroffc与电源开关14的关闭时间Toff/Tsroff紧密相关。为了减少体二极管141导通功率损耗，关闭时间Tsroff因此需要优化，使得所捕获的脉冲宽度，即时长Tc/Tsroffc，尽可能地窄。基于由捕获单元24确定和存储的时间信息，控制算法电路26用于修改关闭时间点/时刻Toff_new/Tsroff_new，使得新的关闭时间Toff_new等于已经使用的关闭时间Toff加上关闭时长Toff_c的一部分Toff_m，Toff_new＝Toff+Toff_m，0<Toff_m≤Toff_c。
新的关闭时长值Toff_new/Tsroff_new将在下一开关循环内应用于电源开关13和14。根据图9描述的操作，第一接通Von电压脉冲信号没有出现，即接通时长Ton_c的值等于0，Ton_c＝0。因此将PWM信号SQ1的接通时间设为预定义值Ton_pred/Tsron_pred。
图10为含有多条曲线的图，这些曲线示出了电路的非同步整流侧上的第一电源开关14的第一非同步PWM控制信号Q1以及电流的非同步整流侧的第二电源开关13的第二非同步PWM控制信号Q2的示例值和波形。图10还示出了电路的同步整流侧上的第一电源开关14的第一同步PWM控制信号SQ1以及电路的同步整流侧上的第二电源开关13的第二同步PWM控制信号SQ2的示例值和波形。图10还示出了第一同步电流iSR1，其为通过同步侧上的第一电源开关14导通的电流，以及第二同步电流iSR2，其为通过同步侧上的第二电源开关13导通的电流。图10还示出了电压脉冲信号VDC的曲线，电压脉冲信号即电压传感电路25的输出，在这里为关闭电压脉冲Voff和接通电压脉冲Von。
根据图10所示的操作条件，体二极管141不导通任何电流。因此，电压传感电路25将不产生任何电压脉冲信号。换言之，接通时长Ton_c的值等于0，Ton_c＝0；关闭时长Toff_c的值等于0，Toff_c＝0。
在这种情况下，控制算法电路26用于将接通时间点/时刻Ton/Tsron设为预定义值Ton_pred/Tsron_pred以及将关闭时间点/时刻Toff/Tsroff设为预定义值Toff_pred/Tsroff_pred。这些预定义值Ton_pred/Tsron_pred和Toff_pred/Tsroff_pred将在下一开关循环内应用于电源开关13和14。
图11为多条曲线的图，这些曲线示出了电路的非同步整流侧上的第一电源开关14的第一非同步PWM控制信号Q1以及电流的非同步整流侧上的第二电源开关13的第二非同步PWM控制信号Q2的示例值和波形。图11还示出了电路的同步整流侧上的第一电源开关14的第一同步PWM控制信号SQ1以及电路的同步整流侧上的第二电源开关13的第二同步PWM控制信号SQ2的示例值和波形。图11还示出了第一同步电流iSR1，其为通过同步侧上的第一电源开关14导通的电流，以及第二同步电流iSR2，其为通过同步侧上的第二电源开关13导通的电流。图11还示出了电压脉冲信号VDC的曲线，该电压脉冲信号即电压传感电路25的输出，在这里为关闭电压脉冲Voff和接通电压脉冲Von。
根据图11所示的操作条件，两个电压脉冲信号，接通脉冲Von和关闭脉冲Voff，在相同开关循环内由电压传感电路25产生和输出。由于电源开关14的延迟接通时间Ton和提前关闭时间Toff而输出这些接通Von和关闭Voff脉冲，这样允许电流流过其体二极管141。第一接通脉冲Von信号在第一电源开关14的同步PWM信号SQ1之前出现，而第二关闭电压脉冲Voff信号在第一电源开关14的同步PWM信号SQ1之后出现。
第一接通电压脉冲信号Von的低到高转变指示体二极管141开始导通电流的时间点/时刻，而第一接通电压脉冲信号Von的高到低转变指示电源开关14的体二极管开始导通电流以及体二极管141停止导通电流的时刻。第二关闭电压脉冲信号Voff的低到高转变指示电源开关14的本体停止导通电流以及体二极管141开始导通电流的时间点/时刻，而第二关闭电压脉冲信号Voff的高到低转变指示体二极管141由于将第一同步电流iSR1调为0停止导通电流的时间点/时刻。
第一接通电压脉冲信号Von的低到高以及高到低转变由捕获单元24捕获，关于体二极管141导通时长Ton_c/Tsronc的信息被确定并存储在存储器中。为了减少体二极管141导通功率损耗，接通时间点/时刻Ton/Tsron应该优化，使得所捕获的脉冲宽度，即时长Ton_c/Tsronc，尽可能地窄。基于由捕获单元24确定和存储的时长信息Ton_c/Tsronc，控制算法电路26用于修改接通时间Ton_new/Tsron_new，使得新的接通时间Ton_new等于已经使用的接通时间Ton减去接通时长Ton_c的一部分Ton_m，Ton_new＝Ton-Ton_m，0<Ton_m≤Ton_c。
在相同开关循环内，第二关闭电压脉冲信号Voff的低到高以及高到低转变由捕获单元24捕获，关于体二极管141导通时长Toff_c/Tsroffc的信息被确定并存储在存储器中。为了减少体二极管141导通功率损耗，关闭时间点/时刻Toff/Tsroff应该优化，使得所捕获的脉冲宽度，即时长Toff_c/Tsroffc，尽可能地窄。基于捕获单元24所确定的时间信息，控制算法电路26用于修改关闭时间Toff_new/Tsroff_new，使得新的关闭时间Toff_new等于已经使用的关闭时间Toff加上关闭时长Toff_c的一部分Toff_m，Toff_new＝Toff+Toff_m，0<Toff_m≤Toff_c。然后新的和优化的接通时间点/时刻Ton_new/Tsron_new以及新的和优化的关闭时间点/时刻Toff_new/Tsroff_new将在下一开关循环内应用于电源开关13和14。
图12为图示同步整流控制方法300的动作的流程图。
然而，应注意，任何、一些或所有所描述的动作301至303可按与枚举指示略有不同的时间顺序执行，同时执行，或者甚至以相反顺序执行。另外，注意的是，一些动作可以根据不同实施例以多个替代方式执行。方法300可包括以下动作：
动作301
在第一动作301中，检测电源开关14的体二极管导通。
动作302
在第二动作302中，输出对应于体二极管导通的电压脉冲信号VDC。
动作303
在第三动作303中，确定电压脉冲信号VDC的时长Tc。
动作304
在第四动作304中，将所确定的时长Tc存储在存储器中。
动作305
在第五动作305中，确定在即将到来的开关循环内要用于同步脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)控制信号SQ1或非同步PWM控制信号Q1的接通时间Ton和关闭时间Toff。接通时间Ton和关闭时间Toff的确定在这里是基于存储在存储器中的时长Tc。
动作306
在第六动作306中，当电源开关处于电路100的同步侧时，产生用于控制电源开关14的开关的同步PWM控制信号SQ1。可选地，当电源开关处于电路100的非同步侧时，产生用于控制电源开关14的开关的非同步PWM控制信号Q1。
另外，该同步整流控制方法可在示意地在图13中示出的电路600中实施。
处理电路600用于：
检测301电源开关14的体二极管导通；
输出302对应于体二极管导通的电压脉冲信号VDC；
确定303电压脉冲信号VDC的时长Tc；
将时长Tc存储304在存储器中；
确定305在即将到来的开关循环内要用于同步脉冲宽度调制(pulse widthmodulation，PWM)控制信号SQ1或非同步PWM控制信号Q1的接通时间Ton和关闭时间Toff，其中接通时间Ton和关闭时间Toff的确定是基于所存储的时长Tc；以及
通过使用所确定的接通时间Ton和关闭时间Toff产生306同步PWM控制信号SQ1以在电源开关处于电路100的同步侧时控制电源开关14的开关；或产生非同步PWM控制信号Q1以在电源开关处于电路的非同步侧时控制电源开关14的开关。
处理电路600可包括，例如，中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、处理单元、处理器、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、微处理器或可解析和执行指令的其它处理逻辑中的一个或多个实例。因此，本文中使用的表达“处理电路”可表示包括多个处理电路，例如上述枚举的任何、一些或所有项的处理线路。
处理电路600还执行数据处理功能以供数据输入、输出和包括数据缓冲的处理，以及执行设备控制功能。
根据一些实施例，处理电路600可连接到至少一个存储器601。存储器601可包括物理设备，用于临时或永久存储数据或程序，即，指令序列。根据一些实施例，存储器601可包括含有硅基晶体管的集成电路。另外，存储器601可以是易失性的或非易失性的。
先前所描述的动作301至303可通过一个或多个处理电路600与执行动作301至306的功能的计算机程序代码一起来执行。因此，包括执行动作301至306的指令的计算机程序产品在被加载至处理电路600中时，可执行同步整流控制方法300。
例如，可采用数据载体的形式提供上述计算机程序产品，所述数据载体携带计算机程序代码，所述计算机程序代码用以在其加载至处理电路600时根据一些实施例来执行动作301至306中的任意、至少一些或全部动作。所述数据载体可为，例如，硬盘、CD-ROM光盘、存储棒、光储存装置、磁储存装置或任何其他合适的介质，如可以非暂时性方式中保存机器可读数据的磁盘或磁带。另外，计算机程序产品可作为服务器上的计算机程序代码提供并可远程地通过互联网或内网连接等下载。
在如附图所图示的实施例的详细描述中使用的术语并不旨在限制所描述的方法300和/或同步整流控制单元40，这相反受到所附权利要求书的限制。
本文所用的术语和“/或包括相关联的所列项目中的一者或多者的任何和所有组合。”此外，单数形式“一”和“所述”解释为“至少一个”，因此还包括多个，除非另外明确地陈述。应进一步了解，术语“包括”用于说明存在所述特征、动作、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或添加一个或多个其它特征、动作、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。

Claims (17)

1.一种同步整流控制单元(40、41)，其特征在于，包括：
电压传感电路(25)，用于：
检测电源开关(14)的体二极管导通，以及
输出对应于所检测到的所述体二极管导通状态的电压脉冲信号VDC；捕获单元(24)，用于：
确定所述电压脉冲信号VDC的时长Tc，以及
将所述时长Tc存储在存储器中；
控制算法电路(26)，用于根据所述时长Tc确定在即将到来的开关循环内所述电源开关的接通时间Ton和关闭时间Toff，所述接通时间Ton和关闭时间Toff用于同步脉冲宽度调制PWM控制信号SQ1或非同步PWM控制信号Q1；以及
PWM信号发生器(32)，用于通过使用所述确定的接通时间Ton和关闭时间Toff产生所述同步PWM控制信号SQ1以当所述电源开关在电路的同步侧时控制所述电源开关(14)的开关；或者产生所述非同步PWM控制信号Q1以当所述电源开关在电路(100)的非同步侧时控制所述电源开关(14)的开关。
2.根据权利要求1所述的同步整流控制单元(40、41)，其特征在于，所述电压传感电路(25)还用于检测所述非同步侧的所述电源开关(14)的体二极管导通的上升沿脉冲以及输出对应于所述体二极管导通的上升沿脉冲的上升沿脉冲电压脉冲信号Von_c。
3.根据权利要求1至2中的任一权利要求所述的同步整流控制单元(40、41)，其特征在于，所述控制算法电路(26)还用于：如果所述时长Tc的值大于0，Tc>0，则将死区时间Td更新为新的死区时间值Td_new；所述新的死区时间值Td_new等于已经使用的死区时间Td减去所述时长Tc的一部分Tdm，Td_new＝Td-Tdm，0<Tdm≤Tc。
4.根据权利要求1至2中的任一权利要求所述的同步整流控制单元(40、41)，其特征在于，所述控制算法电路(26)还用于：如果所述时长Tc的值等于0，Tc＝0，则将新的死区时间值Td_new设为预定值Td_pred，Td_new＝Td_pred。
5.根据权利要求3所述的同步整流控制单元(40、41)，其特征在于，所述控制算法电路(26)还用于：如果所述时长Tc的值等于0，Tc＝0，则将新的死区时间值Td_new设为预定值Td_pred，Td_new＝Td_pred。
6.根据权利要求1所述的同步整流控制单元(40、41)，其特征在于：
所述电压传感电路(25)还用于检测所述电源开关(14)的体二极管导通的上升沿脉冲和体二极管导通的下降沿脉冲，以及输出分别对应于所述体二极管导通的上升沿脉冲和所述体二极管导通的下降沿脉冲的上升沿脉冲电压脉冲信号Von和下降沿脉冲电压脉冲信号Voff；
所述捕获单元(24)还用于将接通时长Ton_c确定为所述上升沿脉冲电压脉冲信号的时长Von_c以及将所述同步PWM控制信号SQ1的关闭时长Toff_c确定为所述下降沿脉冲电压脉冲信号的时长Voff_c。
7.根据权利要求6所述的同步整流控制单元(40、41)，其特征在于，所述控制算法电路(26)还用于：如果所述接通时长Ton_c的值大于0，Ton_c>0，则将所述接通时间Ton更新为新的接通时间Ton_new；所述新的接通时间Ton_new等于已经使用的接通时间Ton减去所述接通时长Ton_c的一部分Ton_m，Ton_new＝Ton-Ton_m，0<Ton_m≤Ton_c。
8.根据权利要求6至7中的任一权利要求所述的同步整流控制单元(40、41)，其特征在于，所述控制算法电路(26)还用于：如果所述接通时长Ton_c的值等于0，Ton_c＝0，则将新的接通时间Ton_new设为预定值Ton_pred。
9.根据权利要求6至7中的任一权利要求所述的同步整流控制单元(40、41)，其特征在于，所述控制算法电路(26)还用于：如果所述关闭时长Toff_c的值大于0，Toff_c>0，则将所述关闭时间Toff更新为新的关闭时间Toff_new；所述新的关闭时间Toff_new等于已经使用的关闭时间Toff加上所述关闭时长Toff_c的一部分Toff_m，Toff_new＝Toff+Toff_m，0<Toff_m≤Toff_c。
10.根据权利要求8所述的同步整流控制单元(40、41)，其特征在于，所述控制算法电路(26)还用于：如果所述关闭时长Toff_c的值大于0，Toff_c>0，则将所述关闭时间Toff更新为新的关闭时间Toff_new；所述新的关闭时间Toff_new等于已经使用的关闭时间Toff加上所述关闭时长Toff_c的一部分Toff_m，Toff_new＝Toff+Toff_m，0<Toff_m≤Toff_c。
11.根据权利要求6至7中的任一权利要求所述的同步整流控制单元(40、41)，其特征在于，所述控制算法电路(26)还用于：如果所述关闭时长Ton_c的值等于0，Toff_c＝0，则将所述关闭时间Toff设为预定值Toff_pred。
12.根据权利要求9所述的同步整流控制单元(40、41)，其特征在于，所述控制算法电路(26)还用于：如果所述关闭时长Ton_c的值等于0，Toff_c＝0，则将所述关闭时间Toff设为预定值Toff_pred。
13.根据权利要求10所述的同步整流控制单元(40、41)，其特征在于，所述控制算法电路(26)还用于：如果所述关闭时长Ton_c的值等于0，Toff_c＝0，则将所述关闭时间Toff设为预定值Toff_pred。
14.根据权利要求1所述的同步整流控制单元(40、41)，其特征在于：
所述电压传感电路(25)还用于：当所述体二极管正在导通电流时，输出所述电压脉冲信号VDC的逻辑高值；以及
所述捕获单元(24)用于将所述时长Tc确定为等于所述电压脉冲信号VDC具有逻辑高值期间的时长。
15.一种集成电路，其特征在于，包括根据权利要求1至10中的任一权利要求所述的同步整流控制单元。
16.一种具有功率转换器的功率电子设备，其特征在于，所述功率转换器包括根据权利要求1至10中的任一权利要求所述的同步整流控制单元。
17.一种同步整流控制方法，其特征在于，包括：
检测(301)电源开关(14)的体二极管导通；
输出(302)对应于所检测到的所述体二极管导通状态的电压脉冲信号VDC；
确定(303)所述电压脉冲信号VDC的时长Tc；
将所述时长Tc存储(304)在存储器中；
根据所述时长Tc确定(305)在即将到来的开关循环内的所述电源开关的接通时间Ton和关闭时间Toff，所述接通时间Ton和关闭时间Toff用于同步脉冲宽度调制PWM控制信号SQ1或非同步PWM控制信号Q1；以及
通过使用所述确定的接通时间Ton和关闭时间Toff产生(306)所述同步PWM控制信号SQ1以当所述电源开关在电路(100)的同步侧时控制所述电源开关(14)的开关；或产生所述非同步PWM控制信号Q1以当所述电源开关在所述电路(100)的非同步侧时控制所述电源开关(14)的开关。
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