(57)【要約】【課題】同期整流器は、少なくとも一つの整流スイッチと、一方向の電流のみが流れることができるようにするために前記少なくとも一つの整流スイッチを制御する制御回路と、を備える。【解決手段】制御回路は、少なくとも一つの整流スイッチの電流の交流成分を検知する少なくとも一つの電流センサであって、交流成分は、直流電流成分がほとんどない電流センサ（１０５，１０６，２０５）と、整流スイッチの電流の検知した交流成分の向きに基づいて少なくとも一つの整流スイッチを少なくとも部分的に制御する少なくとも一つの駆動回路と、を備える。整流スイッチを制御するための検知した交流成分を用いることによって、整流スイッチの電流を任意の非ゼロ定数又は調整可能なしきい値と比較する必要がなくなり、したがって、しきい値を規定することに関連する課題を回避することができる。同期整流器を、例えば、共振コンバータの一部とすることができる。【選択図】図１ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの整流スイッチ（１０２，１０３，２０２）と、
一方向の電流のみが流れることができるようにするために前記少なくとも一つの整流スイッチを制御する制御回路（１０４，２０４）と、
を備える同期整流器（１０１，２０１）において、前記制御回路は、
前記少なくとも一つの整流スイッチの電流の交流成分を検知する少なくとも一つの電流センサ（１０５，１０６，２０５）であって、前記交流成分は、直流電流成分がほとんどない電流センサ（１０５，１０６，２０５）と、
前記整流スイッチの電流の検知した交流成分の向きに基づいて前記少なくとも一つの整流スイッチを少なくとも部分的に制御する少なくとも一つの駆動回路（１０７，１０８，２０７）と、
を備えることを特徴とする同期整流器。
【請求項２】
前記駆動回路は、前記整流スイッチの電流の検知した交流成分が予め決定された向きを有するときにのみ前記整流スイッチが導通状態となるように制御するために配置される請求項１に記載の同期整流器。
【請求項３】
前記制御回路は、前記少なくとも一つの整流スイッチ（１０２）の電流出力端子の電圧を検知するために配置された少なくとも一つの電圧センサ（１０９）を更に備え、前記制御回路は、前記整流スイッチの電流出力端子の電圧が予め決定された制限より下であるときにのみ前記整流スイッチを導通状態にできるように配置される請求項１又は請求項２に記載の同期整流器。
【請求項４】
前記電流センサ（１０５，２０５）は、変流器（１１０，２１０）と、一つ以上の電気素子を備えるとともに前記整流スイッチの電流の交流成分に応答して電圧信号を供給するように前記変流器の２次巻線に並列に接続した電気エンティティ（１１１，２１１）と、を備える請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の同期整流器。
【請求項５】
前記駆動回路（１０７，２０７）は、前記電圧信号の極性を検出するコンパレータ（１１２，２１２）と、前記コンパレータの出力信号に基づいて前記整流スイッチ（１０２，２０２）を少なくとも部分的に制御するための信号経路と、を備える請求項４に記載の同期整流器。
【請求項６】
前記信号経路は、一つの入力部が前記コンパレータ（１１２）の出力信号を受信するように配置されるとともに一つ以上の他の入力部がａ）前記整流スイッチ（１０２）の電流出力端子の電圧が予め決定された制限より下であるか否かを示す信号及びｂ）前記同期整流器の外部から受信した一つ以上の制御信号のうちの少なくとも一方を受信するように配置されたＡＮＤゲート（１１３）を備える請求項５に記載の同期整流器。
【請求項７】
入力電圧を受信するとともに少なくとも一対の１次スイッチ（１１５，１１６）を備えるブリッジ回路（１１４）と、
前記ブリッジ回路に接続されるとともに前記ブリッジ回路によって駆動されることができる共振回路（１１７）と、
１次巻線（１１９）及び２次巻線（１２０，１２１）を備える変成器（１１８）であって、前記１次巻線が前記共振回路に接続される変成器（１１８）と、
前記変成器の２次巻線に接続されるとともに前記共振コンバータの出力電圧を供給するように配置された請求項１から請求項６のうちのいずれか一項に記載の同期整流器（１０１）と、
を備える共振コンバータ。
【請求項８】
前記同期整流器の制御回路（１０４）は、前記１次スイッチの制御信号（Ｓ１，Ｓ２）を表す情報を受信する信号入力部を備え、前記制御回路は、前記１次スイッチのうちの特定の一つの１次スイッチが導通状態であるときにのみ前記整流スイッチを導通状態にできるように配置される請求項７に記載の共振コンバータ。
【請求項９】
前記同期整流器は、請求項６に記載の同期整流器であり、前記ＡＮＤゲートの入力部の一つは、前記１次スイッチのうちの特定の一つの１次スイッチが導通状態であるか否かを示す信号を受信するように配置される請求項８に記載の共振コンバータ。
【請求項１０】
同期整流器を制御する方法であって、前記同期整流器は、一方向の電流のみが流れることができるようにするための少なくとも一つの整流スイッチを備える方法において、
前記少なくとも一つの整流スイッチの電流の交流成分を検知することであって、前記交流成分は、直流電流成分がほとんどないこと（３０１）と、
前記整流スイッチの電流の検知した交流成分の向きに基づいて前記少なくとも一つの整流スイッチを少なくとも部分的に制御すること（３０２）と、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記整流スイッチを、前記整流スイッチの電流の検知した交流成分が予め決定された向きを有するときにのみ導通状態となるように制御する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記整流スイッチの電流出力端子の電圧を検知することと、前記整流スイッチの電流出力端子の検知した電圧が予め決定された制限より下であるときにのみ前記整流スイッチを導通状態にできるようにすることと、を更に備える請求項１０又は請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記整流スイッチの電流の交流成分を、変流器及び電気エンティティによって検知し、前記電気エンティティは、一つ以上の電気素子を備えるとともに前記整流スイッチの電流の交流成分に応答して電圧信号を供給するように前記変流器の２次巻線に並列に接続された請求項１０から請求項１２のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記電圧信号の極性を検出することと、前記出力信号の検出した極性に基づいて少なくとも部分的に前記整流スイッチを制御することと、を備える請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記制御スイッチを、一つの入力部が前記出力信号の検出した極性を表す信号を受信するとともに一つ以上の他の入力部がａ）前記整流スイッチの電流出力端子の電圧が予め決定された制限より下であるか否かを示す信号及びｂ）前記同期整流器の外部から受信した一つ以上の制御信号のうちの少なくとも一方を受信するＡＮＤゲートの出力信号によって制御する請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記同期整流器は、共振コンバータの一部であり、前記共振コンバータは、
入力電圧を受信するとともに少なくとも一対の１次スイッチを備えるブリッジ回路と、
前記ブリッジ回路に接続されるとともに前記ブリッジ回路によって駆動されることができる共振回路と、
前記共振回路に接続された１次巻線及び前記同期整流器に接続された２次巻線を備える変成器と、
を備える請求項１０から請求項１５のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記１次スイッチの制御信号を表す情報を受信することと、前記１次スイッチのうちの特定の一つの１次スイッチが導通状態であるときにのみ前記整流スイッチを導通状態にできるようにすることと、を更に備える請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記整流スイッチを、一つの入力部が前記一次スイッチのうちの特定の一つの一次スイッチが導通状態であるか否かを示す信号を受信するＡＮＤゲートの出力信号によって制御する請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、同期整流に関する。更に詳しくは、本発明は、例えば、共振コンバータの一部とすることができるが必ずしもそうでない同期整流器に関する。さらに、本発明は、同期整流器を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の効率要求を満足すべき多くのケースにおいて、同期整流器ＳＲを、通常のダイオード又はサイリスタ整流器の代わりに用いる必要がある。同期整流器において、整流ダイオード又はサイリスタの動作は、導通状態の電圧降下がダイオード又はサイリスタの電圧降下より小さい制御可能な整流スイッチによって制御 (mimicked with) される。制御可能な整流スイッチを、例えば、酸化金属膜半導体電界効果トランジスタＭＯＳＦＥＴとすることができる。
【０００３】
同期整流器を、スイッチング電源ＳＭＰＳの２次側の一部とすることができる。例えば、フライバック接続形態のような従来のスイッチング電源接続形態において、２次側の動作は、１次側の動作と同相であり、これによって、１次側の制御信号を用いて同期整流器の制御を実現するのが比較的容易になる。しかしながら、共振コンバータと連動する場合、共振コンバータが、１次スイッチによって制御されるスイッチング電圧が供給されるとともに共振コンバータの変成器の１次巻線に接続される共振回路を備えるので、状況は更に複雑になる。共振回路のインピーダンスの絶対値及び角度は、周波数に依存する。したがって、変成器の１次巻線に供給される電流の振幅を、スイッチング電圧の基本成分の周波数を変化させることによって制御することができる。したがって、共振コンバータの出力部に伝送される電力量を、上記周波数を変化させることによって制御することができる。共振回路の周波数に依存するインピーダンスによって、共振コンバータの１次側の動作と２次側の動作との間で周波数に依存する位相シフトが生じ、この場合、位相シフトは、スイッチング電圧の基本成分の周波数に依存する。周波数に依存する位相シフトのために、１次スイッチの制御信号は、共振コンバータの２次側の整流スイッチの制御に直接適用できない。しかしながら、共振コンバータは、大きな利益をもたらす。その理由は、ゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）状態又はゼロ電流スイッチング（ＺＣＳ）状態を１次スイッチ及び／又は２次スイッチに対して設定することができ、したがって、スイッチング損失を減少させることができるからである。
【０００４】
米国特許第７１８４２８０号明細書は、共振コンバータの２次側の整流スイッチに対する制御信号を生成したときに上述した周波数に依存する位相シフトを考慮する方法を記載する。しかしながら、この方法は、共振コンバータの十分に正確なモデルを有することに依存する。モデルと物理的な装置との間の誤差によって安全域が増大し、整流スイッチの損失が増大する。
【０００５】
整流スイッチを制御する他の原理は、整流スイッチの電流測定に依存する。例えば、ダイオードを制御するためにＭＯＳＦＥＴを用いる場合、ＭＯＳＦＥＴを、電流が寄生ダイオードに流れ始めるときにオンにし、電流が停止するときにオフにすることができる。ある市販の回路に関しては、電流測定は、電流が流れる整流スイッチの電圧降下に基づく。しかしながら、この方法は、非常に強固ではない。その理由は、この方法がＳＭＰＳの場合のように非常に雑音が多くなり得る環境でのミリボルトレベル信号の測定を伴うからである。電流を、変流器を用いて測定することもできる。測定すべき電流は、変流器の１次巻線を流れ、変流器の２次巻線の電流を、分流抵抗、逆並列接続したダイオード、又は、一つ以上の電子素子を備える他の適切な電気エンティティ(electrical entity)を用いて整流して電圧信号に変換することができる。変流器の適切な設計を用いることによって、電圧レベルをミリボルトの代わりにボルトの範囲とすることができ、これによって、強固な測定を更に実現可能にする。電流が流れる状況及び電流がオフである状況を検出するために、測定された電流を表す信号は、典型的には、しきい値と比較される。整流スイッチは、信号がしきい値に到達するときに導通状態となるように制御され、それに対し、整流スイッチは、信号がしきい値より下であるときに導通状態となるように制御されない。しかしながら、ＳＭＰＳに関しては、上述した原理は、課題がないわけではない。課題の一つは、電流がしきい値の付近となるように負荷を与える (loading)ときに振動運動となる傾向に関連する。電流がしきい値より下に降下するとき、整流スイッチはもはや導通するように制御されず、電流が整流スイッチの寄生ダイオードを流れる。当然の結果として、整流スイッチの電圧降下が増大する。これによって、ＳＭＰＳの出力電圧が降下し、ＳＭＰＳの制御が出力電圧を増大するための制御処置をとる。制御処置の当然の結果として、電流が増大し、電流がしきい値を超えることがある。これによって、整流スイッチが導通するように制御され、したがって、その電圧降下が減少する。当然の結果として、ＳＭＰＳの出力電圧が増大し、ＳＭＰＳの制御が出力電圧を低減するための制御処置をとる。これによって、電流が再びしきい値より下に降下することがある。上述した一連の動作はそれ自体繰り返すことができ、したがって、振動運動が生じる。しきい値を、負荷に基づいて変更することができる。これによって上述した問題を軽減することができるが、制御回路を複雑にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以下は、種々の本発明の実施の形態の一部の態様の基本的な理解を提供するために簡易化した要約を示す。要約は本発明の広範な概説ではない。それは、本発明の重要又は重大な要素を確認することを意図するのでも本発明の範囲を詳しく説明することを意図するものでもない。以下の要約は、本発明の例示する及び限定されない実施の形態の更に詳細な説明に対する前置きとしての簡易化した形態の発明の一部の概念を単に表す。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、例えば、共振コンバータの一部又は他のスイッチング電源とすることができるが必ずしもそうでない新規の同期整流器を提供する。本発明による同期整流器は、
少なくとも一つの整流スイッチと、
一方向の電流のみが流れることができるようにするために少なくとも一つの整流スイッチを制御する制御回路と、
を備える。
【０００８】
制御回路は、
少なくとも一つの整流スイッチの電流の交流成分を検知する少なくとも一つの電流センサであって、交流成分は、直流電流成分がほとんどない電流センサと、
整流スイッチの電流の検知した交流成分の向きに基づいて少なくとも一つの整流スイッチを少なくとも部分的に制御する少なくとも一つの駆動回路と、
を備える。
【０００９】
整流スイッチを制御するための検知した交流成分を用いることによって、整流スイッチの電流を任意の非ゼロ定数又は調整可能なしきい値と比較する必要がなくなる。したがって、しきい値を規定することに関連する課題を回避することができる。交流成分を変流器によって取得することができる。原理的には、例えば、ホール効果に基づくことができるとともに直流成分を除去するフィルタを備える他のタイプの電流センサを用いることもできる。しかしながら、変流器に基づく実現は、強固であり、かつ、費用効果がある。その理由は、変流器が本質的に直流成分を除去するからである。
【００１０】
本発明によれば、新規の共振コンバータも提供する。本発明による共振コンバータは、
入力電圧を受信するとともに少なくとも一対の１次スイッチを備えるブリッジ回路と、
ブリッジ回路に接続されるとともにブリッジ回路によって駆動されることができる共振回路と、
１次巻線及び２次巻線を備える変成器であって、１次巻線が共振回路に接続される変成器と、
変成器の２次巻線に接続されるとともに共振コンバータの出力電圧を供給するように配置された本発明による同期整流器と、
を備える。
【００１１】
本発明によれば、同期整流器を制御する方法であって、同期整流器は、一方向の電流のみが流れることができるようにするための少なくとも一つの整流スイッチを備える新規の方法も提供する。本発明による方法は、
少なくとも一つの整流スイッチの電流の交流成分を検知することであって、交流成分は、直流電流成分がほとんどないことと、
整流スイッチの電流の検知した交流成分の向きに基づいて少なくとも一つの整流スイッチを少なくとも部分的に制御することと、
を備える。
【００１２】
発明の複数の例示する及び限定されない実施の形態を、伴う従属項に記載する。
【００１３】
構成及び動作方法に関する発明の種々の例示する及び限定されない実施の形態は、他の目的及びその利点と共に、特定の例示する及び限定されない実施の形態の以下の説明を添付図面に関連して読むときに当該説明から最もよく理解される。
【００１４】
動詞「備える」及び「有する」は、列挙しない特徴の存在を除外せず、かつ、列挙しない特徴の存在を必要としない限定のない制限としてこの文書で用いる。伴う従属項に列挙した特徴は、明記されていない限り相互に自由に組み合わせ可能である。さらに、この文書の最初から最後までの「一つ」("a" or "an")すなわち単数形の使用が複数を除外しないことを理解されたい。
【００１５】
発明の例示する及び限定されない実施の形態並びにその利点を、添付図面を参照しながら以下で更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１ａ】図１ａは、本発明の例示する及び限定されない実施の形態による同期整流器を備える共振コンバータの回路図を示す。
【図１ｂ】図１ｂは、例示する状況における図１ａに示す同期整流器の整流スイッチの電流の交流成分の波形を示す。
【図１ｃ】図１ｃは、他の例示する状況における図１ａに示す同期整流器の整流スイッチの電流の交流成分の波形を示す。
【図２】図２は、本発明の例示する及び限定されない実施の形態による同期整流器の回路図である。
【図３】図３は、同期整流器を制御するための本発明の例示する及び限定されない実施の形態による方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１ａは、本発明の例示する及び限定されない実施の形態による同期整流器１０１を備える共振コンバータの回路図を示す。共振コンバータは、入力電圧Ｕｉｎを受信するとともにスイッチング電圧を生成するように配置されたブリッジ回路１１４を備える。この例示するケースにおいて、ブリッジ回路は、一対の１次スイッチ１１５及び１１６を備える。ブリッジ回路を二対の１次スイッチを備えるフルブリッジ回路とすることも可能である。１次スイッチ１１５及び１１６を、例えば、酸化金属膜半導体電界効果トランジスタＭＯＳＦＥＴとすることができる。共振コンバータは、ブリッジ回路１１４に接続されるとともにブリッジ回路によって駆動されることができる共振回路１１７を備える。共振コンバータは、１次巻線１１９並びに２次巻線１２０及び１２１を備える変成器１１８を備える。１次巻線は共振回路１１７に接続される。この例示するケースにおいて、共振回路１１７は、インダクタ１２６と、コンデンサ１２４及び１２５と、を備える。１次巻線１１９の漂遊インダクタンスは、インダクタ１２６と直列であり、したがって、１次巻線の漂有インダクタンスを、共振回路１１７の一部とみなすことができる。１次巻線１１９の漂遊インダクタンスが単独で十分であり、したがって、インダクタ１２６のような個別のインダクタを必要としないように変成器１１８を設計することも可能である。変成器１１８の磁化インダクタンスが共振回路の一部を構成することも可能である。共振回路１１７のインピーダンスの絶対値及び角度は、周波数に依存する。したがって、１次巻線１１９に供給される電流の振幅を、ブリッジ回路１１４によって生成されるスイッチング電圧の基本成分の周波数を変化させることによって制御することができる。したがって、共振コンバータの出力部に伝送される電力量を、上記周波数を変化させることによって制御することができる。さらに、共振回路１１７によって、ブリッジ回路１１４によって生成されるスイッチング電圧の基本成分と１次巻線１１９の電流の基本成分との間に位相シフトが生じる。
【００１８】
同期整流器１０１は、変成器１１８の２次巻線１２０及び１２１に接続される。同期整流器は、共振コンバータの出力電圧Ｕｏｕｔを供給するように配置される。同期整流器１０１は、整流スイッチ１０２及び１０３と、同期整流器の入力電流の半波整流を行うために整流スイッチを制御する制御回路１０４と、を備える。この場合、同期整流器の入力電流は、変成器１１８の２次巻線１２０及び１２１の電流となる。整流スイッチ１０２及び１０３を、例えば、酸化金属膜半導体電界効果トランジスタＭＯＳＦＥＴとすることができる。制御回路１０４は、整流スイッチ１０２の電流の交流成分を検知する電流センサ１０５と、整流スイッチ１０３の電流の交流成分を検知する電流センサ１０６と、を備え、この場合、検知した交流成分は、直流電流成分がほとんどない。同期整流器１０１は、整流スイッチ１０２の電流の検知した交流成分の向きに基づいて少なくとも部分的に整流スイッチ１０２を制御する駆動回路１０７と、整流スイッチ１０３の電流の検知した交流成分の向きに基づいて少なくとも部分的に整流スイッチ１０３を制御する駆動回路１０８と、を備える。
【００１９】
図１ａに示した例示する共振コンバータにおいて、各電流センサは、変流器と、対応する整流スイッチの電流の交流成分に応答して電圧信号を供給するように変流器の２次巻線に並列に接続した分流抵抗と、を備える。図１ａにおいて、電流センサ１０５の変流器に参照番号１１０を付し、電流センサ１０５の分流抵抗に参照番号１１１を付す。単なる分流抵抗１１１の代わりに、逆並列接続したダイオード、逆並列接続したダイオード−抵抗チェーン、又は、例えば、変流器の２次巻線に並列なバイパスコンデンサを有することができる一つ以上の電子素子を備える他の適切な電気エンティティが存在することができる。整流スイッチ１０２の電流の検知した交流成分にｉ１＿ａｃを付し、分流抵抗１１における正の方向に、分流抵抗１１１の下に示す矢印を付す。変流器１１０は、強磁性又は非強磁性コアを有することができ、変流器の詳細な設計は、ケース特殊要素(case specific factor)に依存する。各電流センサは、変流器の２次巻線に並列である追加のインダクタを更に備えることができる。図１ａにおいて、電流センサ１０５の追加のインダクタに参照番号１２２を付す。追加のインダクタ１２２を用いることによって、電流センサ１０５によって生じた電圧降下を調整することができる。各駆動回路は、分流抵抗によって供給された電圧信号の極性を検出するコンパレータと、コンパレータの出力信号に基づいて対応する整流スイッチを少なくとも部分的に制御する信号経路と、を備える。図１ａにおいて、駆動回路１０７のコンパレータに参照番号１１２を付す。
【００２０】
図１ｂは、第１の例示する状況における整流スイッチ１０２の電流の検知した交流成分ｉ１＿ａｃの波形を示し、図１ｃは、共振コンバータの負荷が第１の例示する状況における場合より大きい第２の例示する状況におけるｉ１＿ａｃの波形を示す。
【００２１】
本発明の例示する及び限定されない実施の形態による共振コンバータにおいて、駆動回路１０７は、検知した交流成分ｉ１＿ａｃが図１ａにおいて分流抵抗１１１の下に示す矢印の向きを有するときに整流スイッチ１０２を導通状態にするように制御するために配置される。矢印の向きは、図１ｂ及び図１ｃのｉ１＿ａｃの正の値に対応する。それに応じて、駆動回路１０８は、整流スイッチ１０３の電流の検知した交流成分ｉ２＿ａｃが電流センサ１０６の分流抵抗の下に示す矢印の向きを有するときに整流スイッチ１０３を導通状態にするように制御するために配置される。図１ｂに示す量１３０ａ及び図１ｃに示す量１３０ｂの各々は、実際には、整流スイッチ１０２が導通状態になるように制御されるために整流スイッチ１０２の電流によって、すなわち、直流成分を含む電流によって超えられる必要があるしきい値に対応する。図１ｂ及び図１ｃからわかるように、直流成分がほとんどない交流成分ｉ１＿ａｃを用いた当然の結果として、しきい値は、負荷に従って自動的に適合される。整流スイッチ１０２の電流は、図１ｃに示す時間間隔１３１の間はゼロである。検知した交流成分ｉ１＿ａｃは、検知した交流成分ｉ１＿ａｃがこの時間間隔１３１の間に一定でない点で実交流成分から逸脱している。その理由は、分流抵抗１１１が変流器１１０に蓄積されたエネルギーを消費するからである。時間間隔１３１の間の検知したｉ１＿ａｃは、大体ｉ１＿ａｃ＿０×ｅ−ｔＲ／Ｌであり、この場合、ｉ１＿ａｃ＿０は、スイッチングピーク(switching peak)を無視できるような時間間隔１３１の開始におけるｉ１＿ａｃであり、ｔは、時間間隔１３１の開始から測定された時間であり、Ｒは、分流抵抗１１１の抵抗値であり、Ｌは、変流器１１０の磁化インダクタンスと変流器の２次巻線の漂遊インダクタンスとの和である。追加のインダクタンス１２２が存在する場合、追加のインダクタンス１２２も時間間隔１３１の間の動作に影響を及ぼす。
【００２２】
本発明の例示する及び限定されない実施の形態による共振コンバータにおいて、同期整流器１０１の制御回路１０４は、整流スイッチ１０２及び１０３の電流出力端子の電圧を検知するために配置された電圧センサを更に備える。制御回路１０４は、検討中の整流スイッチの電流出力端子の検知した電圧が予め決定された制限より下であるときにのみ各整流スイッチを導通状態にするように制御するために配置される。図１ａにおいて、電圧センサの一方に参照番号１０９を付す。電圧センサ１０９は、整流スイッチ１０２の電流出力端子の電圧が上記予め決定された制限より下であるか否かを示す。予め決定された制限は、整流スイッチ１０２の電流出力端子の電圧が予め決定された制限より下であるときに整流スイッチ１０２の電圧が整流スイッチ１０２の寄生ダイオードの逆向きにならないように有利に選択される。
【００２３】
本発明の例示する及び限定されない実施の形態による共振コンバータにおいて、同期整流器１０１の各駆動回路は、一つの入力部が対応する整流スイッチの電流の交流成分の向きを示す信号を受信するように配置されるとともに一つ以上の他の入力部が整流スイッチの電流出力端子の電圧が予め決定された制限より下であるか否かを示す信号を受信するように配置されたＡＮＤゲートを備える。図１ａにおいて、駆動回路１０７のＡＮＤゲートに参照番号１１３を付す。
【００２４】
本発明の例示する及び限定されない実施の形態による共振コンバータにおいて、同期整流器１０１の制御回路１０４は、１次スイッチ１１５及び１１６の制御信号Ｓ１及びＳ２を表す情報を受信する信号入力部を備える。制御回路は、１次スイッチのうちの特定の一つの１次スイッチが導通状態であるときにのみ各整流スイッチを導通状態にできるように配置される。図１ａに示した例示するケースにおいて、整流スイッチ１０２は、１次スイッチ１１５が導通状態であるときにのみ導通状態になることができ、整流スイッチ１０３は、１次スイッチ１１６が導通状態であるときにのみ導通状態になることができる。これを、例えば、一つの入力部が適切な１次スイッチが導通状態であることを示す状態信号を受信するように配置されたＡＮＤゲートを各駆動回路が備えるように実現することができる。共振コンバータが１次側にフルブリッジを備える場合、状態信号は、適切な二つのスイッチが導通状態であるか否かを示す。ＡＮＤゲートの出力部から対応する整流スイッチのゲートまでの信号経路は、ＡＮＤゲートの出力信号を整流スイッチのゲートの駆動に適するように適合させる適合手段を更に備えることができる。図１ａにおいて、駆動回路１０７の適合手段に参照番号１２３を付す。
【００２５】
図２は、本発明の例示する及び限定されない実施の形態による同期整流器２０１の回路図を示す。この例示するケースにおいて、同期整流器は半波整流器である。同期整流器は、整流スイッチ２０２と、一方向の電流のみが流れることができるように整流スイッチを制御する制御回路２０４と、を備える。制御回路２０４は、整流スイッチ２０２の電流の交流成分ｉ＿ａｃを検知する電流センサ２０５を備え、この場合、交流成分は、直流電流成分がほとんどない。制御回路２０４は、検知した交流成分ｉ＿ａｃの向きに基づいて整流スイッチ２０２を制御する駆動回路２０７を備える。電流センサ２０５は、変流器２１０と、交流成分ｉ＿ａｃに応答して電圧信号を供給するために変流器の２次巻線に並列に接続した分流抵抗２１１と、を備える。駆動回路２０７は、電圧信号の極性を検出するとともにそれに応じて整流スイッチ２０２を制御するコンパレータ２１２を備える。
【００２６】
図３は、一方向の電流のみを流すことができるようにするための少なくとも一つの整流スイッチを備える同期整流器を制御するための本発明の例示する及び限定されない実施の形態による方法のフローチャートを示す。方法は、
動作３０１：少なくとも一つの整流スイッチの電流の交流成分を検知することであって、交流成分は、直流電流成分がほとんどないことと、
動作３０２：整流スイッチの電流の検知した交流成分の向きに基づいて少なくとも一つの整流スイッチを少なくとも部分的に制御することと、
を備える。
【００２７】
本発明の例示する及び制限のない実施の形態による方法において、整流スイッチは、整流スイッチの電流の検知した交流成分が予め決定された向きを有するときにのみ導通状態となるように制御され、予め決定された向きは、電流を整流スイッチに流すことができる向きに対応する。
【００２８】
本発明の例示する及び制限のない実施の形態による方法は、整流スイッチの電流出力端子の電圧を検知することと、整流スイッチの電流出力端子の検知した電圧が予め決定された制限より下であるときにのみ整流スイッチを導通状態にできるようにすることと、を更に備える。
【００２９】
発明の例示する及び制限のない実施の形態による方法において、整流スイッチの電流の交流成分を、変流器及び分流抵抗によって検知し、分流抵抗は、整流スイッチの電流の交流成分に応答して電圧信号を供給するように変流器の２次巻線に並列に接続される。
【００３０】
本発明の例示する及び制限のない実施の形態による方法は、電圧信号の極性を検出することと、出力信号の検出した極性に基づいて整流スイッチを少なくとも部分的に制御することと、を備える。
【００３１】
本発明の例示する及び制限のない実施の形態による方法において、制御スイッチを、一つの入力部が出力信号の検出した極性を表す信号を受信するとともに一つ以上の他の入力部がａ）整流スイッチの電流出力端子の電圧が予め決定された制限より下であるか否かを示す信号及びｂ）同期整流器の外部から受信した一つ以上の制御信号のうちの少なくとも一方を受信するＡＮＤゲートの出力信号によって制御する。
【００３２】
本発明の例示する及び制限のない実施の形態による方法において、同期整流器は、共振コンバータの一部であり、共振コンバータは、
入力電圧を受信するとともに少なくとも一対の１次スイッチを備えるブリッジ回路と、
ブリッジ回路に接続されるとともにブリッジ回路によって駆動されることができる共振回路と、
共振回路に接続された１次巻線及び同期整流器に接続された２次巻線を備える変成器と、
を備える。
【００３３】
本発明の例示する及び制限のない実施の形態による方法は、１次スイッチの制御信号を表す情報を受信することと、１次スイッチのうちの特定の一つの１次スイッチが導通状態であるときにのみ整流スイッチを導通状態にできるようにすることと、を更に備える。整流スイッチを、一つの入力部が一次スイッチのうちの特定の一つの一次スイッチが導通状態であるか否かを示す信号を受信するＡＮＤゲートの出力信号によって制御することができる。
【００３４】
上記説明で提供した特定の制限のない例は、添付した特許請求の範囲及び／又は添付した特許請求の範囲の適用性を制限するものと解釈すべきでない。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
2015122946000001.pdf