CN107769583B - 谐振转换器中的非零电压切换（zvs）检测 - Google Patents

谐振转换器中的非零电压切换（zvs）检测 Download PDF

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Abstract

本公开涉及谐振转换器中的非零电压切换(ZVS)检测。根据实现方式，一种用于检测非零电压切换的谐振转换器包括振荡器，振荡器被配置成生成用于驱动第一电力开关的第一时钟信号和用于驱动第二电力开关的第二时钟信号。谐振转换器包括非零电压切换(非ZVS)检测电路，非ZVS检测电路被配置成接收谐振网络的变压器的初级侧感测到的集成电流感测信号，并且确定切换周期期间的第一时钟信号或第二时钟信号中的预定点处的集成电流感测信号的电压的极性。非ZVS检测电路被配置成基于切换周期期间的第一时钟信号或第二时钟信号中的预定点处的集成电流感测信号的电压的极性来检测非ZVS事件。

Description

谐振转换器中的非零电压切换（ZVS）检测
相关申请
本申请要求2016年8月19日提交的美国临时专利申请 No.62/377,063的优先权和权益，该专利申请的全部内容特此以引用方式并入。
技术领域
本说明书涉及改善谐振转换器的操作。
背景技术
谐振转换器可以将输入电压转换成输出电压。当用半桥驱动器电路驱动谐振负载时，谐振转换器可以使用零电压切换(ZVS)来减少电力开关中的切换损耗，进而可以改善它们的效率。另外，ZVS可以确保相对平稳的交流(AC)电流和电压并且可以提供连续不中断的电感器电流。另一方面，如果在用谐振输出级驱动负载时出现非ZVS，则会在电力开关中出现高电流尖峰，该高电流尖峰可能超过电力开关的最大额定电流和/或可能导致电力开关有电力损耗。
发明内容
根据实现方式，一种用于检测非零电压切换的谐振转换器包括振荡器，该振荡器被配置成生成用于驱动第一电力开关的第一时钟信号和用于驱动第二电力开关的第二时钟信号。在切换周期期间，激活第一时钟信号和第二时钟信号中的每个。谐振转换器包括非零电压切换(非 ZVS)检测电路，该非ZVS检测电路被配置成接收在谐振网络的变压器的初级侧感测到的集成电流感测信号，并且确定切换周期期间的第一时钟信号或第二时钟信号中的预定点处的集成电流感测信号的电压的极性。非ZVS检测电路被配置成基于切换周期期间的第一时钟信号或第二时钟信号中的预定点处的集成电流感测信号的电压的极性来检测非 ZVS事件。
在附图和以下的说明书中阐述一个或更多个实现方式的细节。将根据说明书和附图并且根据权利要求书，清楚其它特征。
附图说明
图1A例示了根据实现方式的用于检测非零电压切换事件的谐振转换器。
图1B例示了根据另一个实现方式的用于检测非零电压切换事件的谐振转换器。
图2例示了根据实现方式的谐振转换器的桥电路的示例。
图3例示了根据实现方式的谐振转换器的反馈电路和隔离电路的示例。
图4例示了根据实现方式的谐振转换器的集成电流感测电路的示例。
图5例示了描绘根据实现方式的非零电压切换事件期间的谐振转换器的电流IPRI和电压VICS的波形图。
图6例示了描绘根据实现方式的零电压切换事件期间的谐振转换器的电流IPRI和电压VICS的波形图。
图7例示了根据另一个实现方式的用于检测非零电压切换事件的谐振转换器。
图8例示了描绘根据实现方式的非零电压切换事件期间的图7的谐振转换器的电流IPRI和电压VICS的波形图。
图9例示了描绘根据实现方式的零电压切换事件期间的图7的谐振转换器的电流IPRI和电压VICS的波形图。
具体实施方式
图1A例示了根据实现方式的用于检测非零电压切换(非ZVS)事件的谐振转换器100。在一些示例中，谐振转换器100可以是包括一个或更多个电感器和一个或更多个电容器的网络的功率转换器，这些电感器和电容器被调谐成在一个或更多个频率下谐振，并且基于谐振电流振荡将输入电压转换成输出电压。
谐振转换器100包括振荡器150，振荡器150被配置成生成用于驱动第一电力开关的第一时钟信号和用于驱动第二电力开关的第二时钟信号，其中，在切换周期期间，激活第一时钟信号和第二时钟信号中的每个。谐振转换器100包括非ZVS检测器101，非ZVS检测器101被配置成检测谐振转换器100的切换操作期间的非ZVS事件。例如，非 ZVS检测器101可以通过集成电流感测电路140接收在谐振网络105上所感测的集成电流感测信号。谐振网络105可以包括设置在谐振转换器 100的变压器的初级侧的谐振电容器、谐振电感器和励磁电感器。集成电流感测电路140可以被配置成通过使用电容式分压器感测谐振电容器的电压来感测集成电流感测信号。非ZVS检测器101可以确定切换周期期间的第一时钟信号或第二时钟信号中的预定点(例如，半途点)处的集成电流感测信号的电压的极性，并且基于切换周期期间的第一时钟信号或第二时钟信号中的预定点处的集成电流感测信号的电压的极性来检测非ZVS事件。
在一些示例中，非ZVS检测器101可以确定第二时钟信号中的预定点处的集成电流感测信号的电压的极性，并且响应于极性为负，非 ZVS检测器101可以检测非ZVS事件。在一些示例中，非ZVS检测器 101可以接收第一时钟信号并且感测特定切换周期期间的第一时钟信号中的预定点(例如，半途点)。非ZVS检测器101可以计算第二时钟信号中的预定点(例如，半途点)。然后，非ZVS检测器101可以确定第二时钟信号中的预定点处的集成电流感测信号的电压的极性，并且响应于极性为负，非ZVS检测器101可以检测非ZVS事件。
在一些示例中，非ZVS检测器101确定第一切换周期期间的第一时钟信号中的预定点处的集成电流感测信号的电压的极性，并且响应于第二切换周期期间极性为正，非ZVS检测器101可以检测后续第二切换周期中的非ZVS事件。在一些示例中，在检测到非ZVS事件时，非 ZVS检测器101被配置成触发保护机构，以增大操作频率或者停止振荡器150的切换操作。
具有非ZVS检测器101的谐振转换器可以优于现有的非ZVS检测解决方案，这是因为可以在没有直流感测电路和集成电路(IC)的专用引脚的情况下用相对较少和成本较低的部分来实现非ZVS检测器101。在一些示例中，传统谐振转换器可以使用次级侧电感器-电感器-电容器 (LLC)控制，LLC控制可以使用一个或更多个电流感测变压器。然而，因为需要电流感测变压器耐受相对高的隔离电压，因此它们可能相对成本高。此外，在输出侧可能需要附加的过电压保护，因为在一些示例中，谐振转换器是只使用电流感测变压器进行电流控制的。在一些示例中，可以通过光耦合器和齐纳二极管和/或撬棍(crowbar)***来提供过电压保护。另外，LLC谐振转换器控制电路可能需要直流感测电路和IC的专用引脚。然而，与电流感测变压器组合，这些过电压保护组件可能增加整体***的成本。
图1B例示了根据实现方式的用于检测非零切换事件的谐振转换器 180的示例实施例。在一些示例中，谐振转换器180可以是包括一个或更多个电感器和一个或更多个电容器的网络的功率转换器，这些电感器和电容器被调谐成在一个或更多个频率下谐振，并且基于谐振电流振荡将输入电压(Vin)转换成输出电压(Vo)。
在一些示例中，谐振转换器180可以是直流(DC)至DC转换器。在一些示例中，谐振转换器180可以是零电压切换(ZVS)谐振转换器，ZVS谐振转换器在零电压处导通并且可以通过变化切换频率来控制输出电压。在一些示例中，谐振转换器180可以用在各种不同应用诸如，先进技术扩展(ATX)电力、服务器电力、音频***、照明、游戏控制台、计算装置、低-高电力应用、和/或软切换成高频切换) 中。
在一些示例中，谐振转换器180被并入具有多个引脚(例如，16引脚或20引脚布置)的集成电路(IC)中。如图1B中所示，引脚可以包括用于接入集成电流感测信号的集成电流感测接入引脚146、用于接入频率控制的电压信号(VFCTRL)的频率控制的电压信号接入引脚148、用于接入第一电力开关106的栅极的第一栅极接入引脚107、用于接入第二电力开关108的栅极的第二栅极接入引脚109。在一些示例中，具有谐振转换器180的IC可以包括其它引脚(诸如，地引脚、电源引脚、线路电压感测、电压切换节点引脚等)。在一些示例中，谐振转换器180可以具有其它组件和电路，诸如，谐振电容器稳定器、集成电流感测短保护和/或进行电力估计的先进突发模式控制。
谐振转换器180可以包括输入电容电路103、桥电路104、谐振网络105、变压器116、整流电路124和输出电容电路125。另外，谐振转换器180可以包括反馈电路144、隔离电路142和电压控制的振荡器 150(由频率控制的信号(VFCTRL)进行控制)、第一驱动器152和第二驱动器154。
输入电容电路103可以接收输入电压(Vin)。输入电容电路103可以包括输入电容器(Cin)102和地113。在一些示例中，输入电容器 102可以是具有负端子和正端子的极化电容器。输入电容器102的负端子可以耦接到地113。在一些示例中，输入电容电路103可以被视为与桥电路104分开的电路。在一些示例中，输入电容电路103可以被视为桥电路104的部分。
如图1B中所示，桥电路104可以是半桥电路。例如，桥电路104 可以包括含有第一电力开关106和第二电力开关108的一对电力开关。在一些示例中，第一电力开关106和第二电力开关108是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)电力开关。在一些示例中，桥电路104 是具有两对或更多对MOSFET开关的全桥电路。图2例示了根据实现方式的具有第一电力开关106和第二电力开关108的桥电路104的示例。在一些示例中，第一电力开关106和第二电力开关108可以是N型 MOSFET。参照图2，第一电力开关106和第二电力开关108中的每个包括栅极(G)、源极(S)和漏极(D)。另外，第一电力开关106和第二电力开关108中的每个包括本征体二极管131、反向二极管133和寄生输出电容器135。
返回参照图1B，桥电路104可以通过交替驱动第一电力开关106 和第二电力开关108来生成方波电压。在一些示例中，针对每个开关，以50％的占空比交替驱动桥电路104。基于电压控制的信号 (VFCTRL)，电压控制的振荡器150生成用于控制第一驱动器152的第一时钟信号和用于控制第二驱动器154的第二时钟信号。第一驱动器 152连接到第一电力开关106的栅极，并且第二驱动器154连接到第二电力开关108的栅极。
第一驱动器152和第二驱动器154可以分别使第一电力开关106和第二电力开关108对称地(也就是说，精确地相同时间)以相反相位切换至导通和关断。这常被称为50％占空比操作，即使电力开关106、 108中的任一个的导通时间比切换周期的50％略短。换句话讲，第一电力开关106和第二电力开关108可以在相等脉宽的条件下进行操作。在一些示例中，在电力开关106、108中的任一个的关断和电力开关106、 108中的另一个的导通之间***死区时间(例如，小的死区时间)。这可以确保第一电力开关106和第二电力开关108将不交叉导通(或大体不交叉导通)。
基于第一电力开关106和第二电力开关108的切换，桥电路104生成激励谐振网络105的方波形。谐振网络105对桥电路104生成的方波形的较高谐波电流进行滤波。基本上，即使向谐振网络105施加了方波电压，也只允许正弦电流流过谐振网络105。如此，谐振网络105生成和输出谐振正弦波形，该谐振正弦波形被变压器116缩放并且被整流电路124整流，并且输出电容电路125对整流后电流进行滤波并且输出 DC输出电压(Vo)。可以通过改变第一电力开关106和第二电力开关 108的操作频率来调节输出电压(Vo)。
在一些示例中，谐振网络105包括至少三个无功元件。在一些示例中，谐振转换器180是LLC谐振转换器。例如，谐振网络105可以包括谐振电容器(Cr)110、谐振电感器(Lr)112和励磁电感器(Lm) 114。励磁电感器114被配置成如分路电感器一样操作。电流落后于施加到谐振网络105的电压，从而允许第一电力开关106和第二电力开关 108在零电压导通。变压器116包括初级侧绕组120和一个或更多个次级侧绕组(诸如，第一次级侧绕组118和第二次级侧绕组122)。第一次级侧绕组118和第二次级侧绕组122串联耦接。在一些示例中，次级侧绕组只包括一个绕组(例如，第一次级侧绕组118或第二次级侧绕组 122中的任一个)。在一些示例中，变压器116包括初级侧的多个绕组和次级侧的多个绕组。
整流电路124可以通过对AC电流进行整流来产生DC电压。例如，整流电路124可以用整流二极管(诸如，第一整流二极管130和第二整流二极管132)对AC电流进行整流。在一些示例中，整流电路 124只包括一个整流二极管(例如，第一整流二极管130或第二整流二极管132中的任一个)。在一些示例中，整流电路124包括不止两个整流二极管。第一整流二极管130的阳极连接到第一次级侧绕组118的正端子，并且第二整流二极管132的阳极连接到第二次级侧绕组122的负端子。
输出电容电路125可以对整流后电流进行滤波并且输出DC输出电压(Vo)。输出电容电路125可以包括输出电容器(Co)126和输出电阻器(Ro)128。在一些示例中，输出电容器126与输出电阻器128并联连接。在一些示例中，输出电容电路125可以被视为与整流电路124 分开的电路。在一些示例中，输出电容电路125可以被视为整流电路124的部分。
第一整流二极管130和第二整流二极管132连接到输出电容器 126。例如，第一整流二极管130的阴极连接到输出电容器126的正端子，并且第二整流二极管132的阴极也连接到输出电容器126的正端子。输出电容器126的负端子连接到地134。
反馈电路144可以被配置成通过感测输出电压用电压反馈回路来调节谐振转换器180的切换频率。反馈电路144可以连接到输出电容电路 125和/或整流电路124。隔离电路142设置在电压反馈回路上，以便提供进行安全调节所需的隔离。隔离电路142可以从反馈电路144接收信号，然后生成被供应到振荡器150的频率控制的电压信号VFCTRL。
图3例示了根据实现方式的反馈电路144和隔离电路142的示例。在一些示例中，反馈电路144可以包括分路调节器163。在一些示例中，反馈电路144还可以包括一个或更多个补偿电阻器和一个或更多个补偿电容器。例如，反馈电路144可以包括电容器153、电阻器155、电阻器159和电阻器161。隔离电路142可以包括光耦合器151。光耦合器151可以耦接到反馈电路144和电压控制的信号接入引脚148。另外，在一些示例中，谐振转换器180可以包括电阻器(Rfmin)167、电阻器(Rss)169、电容器(Css)171、电阻器173和电阻器165。电阻器 167可以与电压控制的信号接入引脚148耦接，并且电阻器167可以与电阻器169和电容器171并联。电阻器173可以设置在光耦合器151和电压控制的信号接入引脚148之间。
返回参照图1B，电流IPRI(通过谐振电感器112)落后于施加到谐振网络105的电压，从而允许第一电力开关106和第二电力开关108在零电压导通。参照图1B和图2，在通过电流流过第一电力开关106的反向二极管133使第一电力开关106两端的电压是零的同时，将第一电力开关106导通。在第一电力开关106导通之前，使第一电力开关106 的寄生输出电容器135放电。类似地，在通过电流流过第二电力开关 108的反向二极管133使第二电力开关108两端的电压是零的同时，将第二电力开关108导通。在第二电力开关108导通之前，使第二电力开关108的寄生输出电容器135放电。然而，如果操作频率低于谐振网络 105的谐振频率，则会出现非ZVS操作。换句话讲，如果操作频率减小达相对大的量，则谐振转换器180可能在非ZVS区域中进行操作。在用谐振输出级驱动负载的同时，应该会出现非零电压切换，在第一电力开关106和第二电力开关108中会出现高电流尖峰，该高电流尖峰可能超过开关的最大额定电流和/或开关中的所得电力损耗会造成开关遭受热破坏。
然而，根据实施例，谐振转换器180包括非ZVS检测器101，非 ZVS检测器101被配置成检测非ZVS事件并且触发保护电路162来增大操作频率或停止切换操作，以避免(或减小)原本会在非ZVS事件期间出现的高电流尖峰。在一些示例中，非ZVS检测器101包括非 ZVS检测电路、半途点时钟传感器156和半途点时钟计算器157。在检测到非ZVS事件时，非ZVS检测电路160被配置成触发保护电路 162，以增大谐振转换器180的操作频率。在一些示例中，非ZVS检测电路160被配置成基于在变压器的初级侧感测到的集成电流感测信号来检测非ZVS事件。
图4例示了根据实现方式的集成电流感测电路140的示例。集成电流感测信号可以是变压器116的初级侧的集成电流。在一些示例中，集成电流感测电路140通过电容式分压器从谐振电容器110的电压感测集成电流感测信号。集成电流感测电路140可以包括第一电容器141和第二电容器143。第一电容器141和第二电容器143被配置为针对谐振电容器110的电压的电容式分压器。第一电容器141可以与第二电容器 143串联。集成电流感测电路140可以包括与第二电容器143并联的电阻器145。在一些示例中，谐振转换器180可以包括与第一电容器141 和第二电容器之间的点耦接的集成电流接入引脚149，集成电流接入引脚149可以接收集成电流感测信号。集成电流感测信号的电压(VICS) 可以与流过谐振电感器112的电流(IPRI)有一定关系。例如，VICS＝ k*(integral(IPRI))–偏置电压。第一电容器141和第二电容器143的比率可以确定常数k，并且电阻器145可以消除电容式分压器的电压的电压偏移(或电压偏置)。
在一些示例中，相对于单个切换周期(其中第一电力开关106在切换周期的大致一半导通，而第二电力开关108在切换周期的大致另一半导通)，非ZVS检测电路160(从集成电流感测电路140或集成电流感测接入引脚149)接收集成电流感测信号，并且确定用于驱动第二电力开关108的第二时钟信号中的预定点处的集成电流感测信号的电压 (VICS)的极性。
在一些示例中，预定点是第二时钟信号中的半途点。例如，如果在切换周期期间，使第二时钟信号在5毫秒开始激活且在6毫秒去激活 (即，第二时钟信号的持续时间是1毫秒)，则半途点是5.5毫秒(或在第二时钟信号的持续时间的范围内的0.5毫秒)。在一些示例中，预定点是第二时钟信号中的除了半途点之外的点。例如，预定点可以是第二时钟信号的小于半途点的点，或者可以是第二时钟信号的大于半途点的点。
在一些示例中，响应于集成电流感测信号的电压(VICS)的极性在第二时钟信号的预定点处为负，非ZVS检测电路160被配置成检测切换周期期间的非ZVS事件。响应于检测到非ZVS事件，非ZVS检测电路160被配置成触发保护电路162，以增大操作频率或停止切换操作，以避免(或减小)原本会在非ZVS事件期间出现的高电流尖峰。例如，非ZVS检测电路160被配置成响应于检测到非ZVS事件而将保护控制信号发送到保护电路162。响应于接收到的保护控制信号，保护电路162被配置成向振荡器150发送频率增大信号，以增大操作频率或停止切换操作。然而，响应于集成电流感测信号的电压(VICS)的极性在第二时钟信号的预定点处为正，非ZVS检测电路160被配置成检测切换周期期间的ZVS事件。当检测到ZVS事件时，非ZVS事件电路 160被配置成不唤醒或触发保护电路162。
图5例示了描绘根据实现方式的非ZVS事件期间的切换周期内的电流IPRI和电压VICS的波形图500。如图5中所示，如果VICS在TCLK2的一半处是负值，则检测到非ZVS事件。电流IPRI从正值开始，该正值引起第二电力开关108(例如，高侧MOSFET)的硬切换。结果，电压VICS可以一直在TCLK2/2处具有负值。
图6例示了描绘根据实现方式的ZVS事件期间的切换周期内的电流IPRI和电压VICS的波形图600。如图6中所示，如果VICS在TCLK2的一半处为正，则检测到ZVS事件。如图6中所示，电流IPRI从负值开始，从而使寄生输出电容器135在第一时钟信号的大约上升沿处放电。集成电流感测信号的电压(VICS)落后90度，因为从谐振电容器110 感测到它。因此，集成电流感测信号的电压(VICS)应该在正常ZVS事件下在TCLK2/2处具有正值。
返回参照图1B，在一些示例中，半途点时钟传感器156被配置成接收第一时钟信号并且感测切换周期期间的第一时钟信号中的半途点，并且半途点时钟计算器157被配置成接收第二时钟信号和感测到的第一时钟信号的半途点，并且基于第二时钟信号和感测到的第一时钟信号的半途点来计算切换周期期间的第二时钟信号中的半途点。例如，半途点时钟计算器157可以测量第一时钟的时间，并且就在第一时钟的下降沿之后将时间除以2以获得(TCLK1/2)。然后，半途点时钟计算器157可以在第二时钟的上升处开始计数器。当计数器变成TCLK1/2所指示的时间时，半途点时钟计算器157触发半途点信号(例如，TCLK2/2)。非 ZVS检测电路160被配置成接收计算出的第二时钟信号中的半途点(例如，TCLK2/2)和来自集成电流感测电路140(或集成电流感测接入引脚 146)的电压(VICS)。非ZVS检测电路160被配置成根据切换周期期间的第二时钟信号中的半途点来确定集成电流感测信号的电压(VICS) 的极性。响应于极性为负，非ZVS检测电路160被配置成检测切换周期期间的非ZVS事件。响应于极性为正，非ZVS检测电路160被配置成检测切换周期期间的ZVS事件。
图7例示了根据另一个实现方式的用于检测非ZVS事件的谐振转换器700。谐振转换器700可以包括非ZVS检测器101。在一些实施例中，图7的非ZVS检测器101包括半途点时钟传感器756和非ZVS检测电路760。作为确定第二时钟信号的预定点处的集成电流感测信号的电压(VICS)的极性的替代，非ZVS检测电路760被配置成确定第一切换周期期间的第一时钟信号中的预定点处的集成电流感测信号的电压 (VICS)的极性，并且使用该信息来确定在后续的第二切换周期中是否存在非ZVS事件。
谐振转换器700可以包括输入电容电路103、桥电路104、谐振网络105、变压器116、整流电路124、输出电容电路125、集成电流感测电路140、隔离电路142、反馈电路144、振荡器150、第一驱动器152、第二驱动器154和保护电路162。之前参照图1A、图1B、图2至图4描述了这些组件的细节。
非ZVS检测电路760被配置成接收集成电流感测信号的电压 (VICS)，并且检测第一切换周期(或(n-1)切换周期)期间的第一时钟信号的预定点处的集成电流感测信号的电压(VICS)的极性。响应于极性为正，非ZVS检测电路760被配置成检测第二切换周期(或第n 切换周期)中的非ZVS事件。例如，响应于检测到非ZVS事件，非 ZVS检测电路760被配置成触发保护电路162，以增大操作频率或停止振荡器150的切换操作，以避免(或减小)原本会在非ZVS事件期间出现的高电流尖峰。例如，非ZVS检测电路760被配置成响应于检测到非ZVS事件而将保护控制信号发送到保护电路162。响应于接收到的保护控制信号，保护电路162被配置成向振荡器150发送频率增大信号，以增大操作频率或停止振荡器150的切换操作。在一些示例中，保护电路162被配置成在后续的第三切换周期中增大操作频率或停止切换操作。然而，响应于集成电流感测信号的电压(VICS)的极性在第一时钟信号的预定点处为负，非ZVS检测电路760被配置成检测第二切换周期期间的ZVS事件。当检测到ZVS事件时，非ZVS事件电路760 被配置成不唤醒或触发保护电路162。
在一些示例中，预定点是第一时钟信号中的半途点。例如，如果在切换周期期间，使第一时钟信号在5毫秒开始激活且在6毫秒去激活 (即，第一时钟信号的持续时间是1毫秒)，则半途点是5.5毫秒(或在第一时钟信号的持续时间的范围内的0.5毫秒)。在一些示例中，预定点是第一时钟信号中的除了半途点之外的点。例如，预定点可以是第一时钟信号的小于半途点的点，或者可以是第一时钟信号的大于半途点的点。
图8例示了描绘根据实现方式的造成非ZVS事件的第一切换周期内的电流IPRI和电压VICS的波形图800。如图8中所示，如果VICS在 TCLK1(n-1)的一半时是正值，则检测到非ZVS事件。
图9例示了描绘根据实现方式的ZVS事件期间的第一切换周期内的电流IPRI和电压VICS的波形图900。如图9中所示，如果VICS在 TCLK1(n-1)的一半时为负，则检测到ZVS事件。
返回参照图7，在一些示例中，半途点时钟传感器756被配置成接收第一切换周期期间的第一时钟信号，并且感测第一切换周期期间的第一时钟信号中的半途点。然后，非ZVS检测电路760被配置成使用第一切换周期期间的第一时钟信号的半途点和集成电流感测信号，来确定第二切换周期期间的第一时钟信号中的半途点处的集成电流感测信号的电压(VICS)的极性。如果极性为正，则非ZVS检测电路760可以确定非ZVS事件并且触发保护电路162，以增大振荡器150的操作频率或停止振荡器150的切换操作。然而，如果极性为负，则非ZVS检测电路 760可以检测ZVS事件，并且不触发保护电路162。
根据实现方式，一种用于检测非零电压切换的谐振转换器包括振荡器，振荡器被配置成生成用于驱动第一电力开关的第一时钟信号和用于驱动第二电力开关的第二时钟信号。在切换周期期间，激活第一时钟信号和第二时钟信号中的每个。谐振转换器包括非零电压切换(非ZVS) 检测电路，非ZVS检测电路被配置成接收谐振网络的变压器的初级侧感测到的集成电流感测信号，并且确定切换周期期间的第一时钟信号或第二时钟信号中的预定点处的集成电流感测信号的电压的极性。非ZVS 检测电路被配置成基于切换周期期间的第一时钟信号或第二时钟信号中的预定点处的集成电流感测信号的电压的极性来检测非ZVS事件。
根据一些实现方式，谐振转换器可以包括以下特征中的一个或更多个(或其任何组合)。第一时钟信号或第二时钟信号中的预定点可以是第一时钟信号或第二时钟信号中的半途点。非ZVS检测电路可以被配置成响应于集成电流感测信号的电压在第二时钟信号中的预定点处为负而检测非ZVS事件。非ZVS检测电路可以被配置成响应于集成电流感测信号的电压在第一时钟信号中的预定点处为正而检测非ZVS事件。谐振转换器可以包括：半途点时钟传感器，所述半途点时钟传感器被配置成接收第一时钟信号并且感测切换周期期间的第一时钟信号中的半途点；以及半途点时钟计算器，所述半途点时钟计算器被配置成基于感测到的第一时钟信号的半途点来计算切换周期期间的第二时钟信号中的半途点。非ZVS检测电路可以被配置成使用集成电流感测信号和计算出的第二时钟信号的半途点，确定切换周期期间的第二时钟信号中的半途点处的集成电流感测信号的电压的极性。响应于极性为负，非ZVS检测电路可以被配置成确定切换周期期间的非ZVS事件。响应于检测到非ZVS事件，非ZVS检测电路可以被配置成触发保护电路，以增大频率或者停止振荡器的切换操作。切换周期可以是第一切换周期，并且非 ZVS检测电路可以被配置成响应于第二切换周期期间的集成电流感测信号的电压在第一时钟信号中的预定点处为正而检测第二切换周期中的非 ZVS事件。谐振转换器可以包括半途点时钟传感器，半途点时钟传感器被配置成接收第一切换周期期间的第一时钟信号，并且感测第一切换周期期间的第一时钟信号中的半途点。非ZVS检测电路可以被配置成使用集成电流感测信号和第一切换周期期间的第一时钟信号的半途点，确定第二切换周期期间的第一时钟信号中的半途点处的集成电流感测信号的电压的极性。非ZVS检测电路可以被配置成基于极性为正确定第二切换周期期间的非ZVS事件。集成电流感测电路可以与变压器的初级侧的谐振网络耦接。谐振网络可以包括谐振电容器、谐振电感器和励磁电感器，并且集成电流感测电路可以包括与谐振电容器耦接的电容式分压器。
根据实现方式，一种用于检测非零电压切换的谐振转换器包括振荡器，振荡器被配置成生成用于驱动第一电力开关的第一时钟信号和用于驱动第二电力开关的第二时钟信号。在切换周期期间，激活第一时钟信号和第二时钟信号中的每个。谐振转换器包括非零电压切换(非ZVS) 检测电路，非ZVS检测电路被配置成接收谐振网络的变压器的初级侧感测到的集成电流感测信号，并且确定第二时钟信号中的预定点处的集成电流感测信号的电压的极性。非ZVS检测电路被配置成响应于集成电流感测信号的电压的极性在第二时钟信号中的预定点处为负而检测非 ZVS事件。
根据一些实现方式，谐振转换器可以包括以上和/或以下特征中的一个或更多个(或其任何组合)。第二时钟信号中的预定点可以是切换周期期间的第二时钟信号中的半途点。非ZVS检测电路可以被配置成响应于集成电流感测信号的电压的极性在第二时钟信号的预定点处为正而检测ZVS事件。谐振转换器可以包括：半途点时钟传感器，半途点时钟传感器被配置成接收第一时钟信号并且感测切换周期期间的第一时钟信号中的半途点；以及半途点时钟计算器，半途点时钟计算器被配置成基于感测到的第一时钟信号的半途点来计算切换周期期间的第二时钟信号中的半途点。非ZVS检测电路可以被配置成基于集成电流感测信号和计算出的第二时钟信号的半途点，确定切换周期期间的第二时钟信号中的半途点处的集成电流感测信号的电压的极性。响应于检测到非 ZVS事件，非ZVS检测电路可以被配置成触发保护电路，以增大频率或者停止振荡器的切换操作。谐振网络可以包括谐振电容器、谐振电感器和励磁电感器，并且集成电流感测电路可以包括与谐振电容器耦接的电容式分压器。
根据实现方式，一种用于检测非零电压切换的谐振转换器包括：振荡器，所述振荡器被配置成生成用于驱动第一电力开关的第一时钟信号和用于驱动第二电力开关的第二时钟信号；以及非零电压切换(非 ZVS)检测电路，所述非ZVS检测电路被配置成接收谐振网络的变压器的初级侧感测到的集成电流感测信号，并且确定第二切换周期期间的第一时钟信号中的预定点处的集成电流感测信号的电压的极性。非ZVS 检测电路被配置成响应于集成电流感测信号的电压的极性在第二切换周期期间的第一时钟信号中的预定点处为正而检测第二切换周期期间的非ZVS事件。
根据一些实现方式，谐振转换器可以包括以上和/或以下特征中的一个或更多个(或其任何组合)。第一时钟信号中的预定点可以是第一切换周期期间的第一时钟信号中的半途点。谐振转换器可以包括半途点时钟传感器，半途点时钟传感器被配置成接收第一切换周期期间的第一时钟信号，并且感测第一切换周期期间的第一时钟信号中的半途点。非ZVS检测电路可以被配置成使用集成电流感测信号和第一切换周期期间的第一时钟信号的半途点，检测第二切换周期期间的第一时钟信号中的半途点处的集成电流感测信号的电压的极性。谐振网络可以包括谐振电容器、谐振电感器和励磁电感器，并且集成电流感测电路可以包括与谐振电容器耦接的电容式分压器。
虽然如本文中描述地已经例示了所描述实现方式的某些特征，但本领域的技术人员将发现许多修改形式、替代形式、改变形式和等同形式。因此，要理解，所附权利要求书旨在涵盖落入实施例的范围内的所有这些修改形式和改变形式。应该理解，它们只是通过举例方式提出的，而非限制，并且可以进行形式和细节上的各种改变。本文中描述的设备和/或方法的任何部分可以按任何组合进行组合，除了相互排他性的组合之外。本文中描述的实施例可以包括所描述的不同实施例的功能、组件和/或特征的各种组合和/或子组合。

Claims (13)

1.一种用于检测非零电压切换的谐振转换器，所述谐振转换器包括：
振荡器，被配置成生成用于驱动第一电力开关的第一时钟信号和用于驱动第二电力开关的第二时钟信号，所述第一时钟信号和所述第二时钟信号中的每个在切换周期期间被激活；以及
非零电压切换(非ZVS)检测电路，被配置成接收谐振网络的变压器的初级侧上感测到的集成电流感测信号，
非ZVS检测电路包括时钟传感器，所述时钟传感器被配置成接收所述第一时钟信号并感测所述第一时钟信号中的预定点，
所述非ZVS检测电路被配置成确定所述切换周期期间的所述预定点处的所述集成电流感测信号的电压的极性，
所述非ZVS检测电路被配置成基于所述集成电流感测信号的电压的极性为负还是为正来检测非ZVS事件。
2.根据权利要求1所述的谐振转换器，其中，所述第一时钟信号中的所述预定点是所述第一时钟信号中的半途点。
3.根据权利要求1所述的谐振转换器，其中，所述非ZVS检测电路被配置成响应于所述集成电流感测信号的所述电压在所述预定点处为负而检测所述非ZVS事件。
4.根据权利要求1所述的谐振转换器，其中，所述非ZVS检测电路被配置成响应于所述集成电流感测信号的所述电压在所述预定点处为正而检测所述非ZVS事件。
5.根据权利要求1所述的谐振转换器，其中，响应于检测到所述非ZVS事件，所述非ZVS检测电路被配置成触发保护电路，以增大所述振荡器的频率或者停止所述振荡器的切换操作。
6.根据权利要求1所述的谐振转换器，其中所述预定点晚于所述第一时钟信号的激活时间且早于所述第一时钟信号的去激活时间。
7.一种用于检测非零电压切换的谐振转换器，所述谐振转换器包括：
振荡器，被配置成生成用于驱动第一电力开关的第一时钟信号和用于驱动第二电力开关的第二时钟信号，所述第一时钟信号和所述第二时钟信号中的每个在切换周期期间被激活；以及
非零电压切换(非ZVS)检测电路，被配置成接收谐振网络的变压器的初级侧上感测到的集成电流感测信号，
非ZVS检测电路包括时钟传感器和时钟计算器，所述时钟传感器被配置成生成在所述第一时钟信号中的预定点处的传感器信号，并且所述时钟计算器被配置成基于所述传感器信号和所述第二时钟信号确定所述第二时钟信号中的预定点，
所述非ZVS检测电路被配置成确定所述第二时钟信号中的预定点处的所述集成电流感测信号的电压的极性，
所述非ZVS检测电路被配置成响应于所述集成电流感测信号的所述电压的极性在所述第二时钟信号的预定点处为负还是正而检测非ZVS事件。
8.根据权利要求7所述的谐振转换器，其中所述第二时钟信号中的预定点是所述第二时钟信号中的半途时间点。
9.根据权利要求7所述的谐振转换器，其中，响应于检测到所述非ZVS事件，所述非ZVS检测电路被配置成触发保护电路，以增大所述振荡器的频率或者停止所述振荡器的切换操作。
10.根据权利要求7所述的谐振转换器，其中，所述预定点晚于所述第二时钟信号的激活时间且早于所述第二时钟信号的去激活时间。
11.一种用于检测非零电压切换的谐振转换器，所述谐振转换器包括：
振荡器，被配置成生成用于驱动第一电力开关的第一时钟信号和用于驱动第二电力开关的第二时钟信号，所述第一时钟信号和所述第二时钟信号中的每个在第一切换周期和第二切换周期期间被激活；以及
非零电压切换(非ZVS)检测电路，被配置成接收谐振网络的变压器的初级侧上感测到的集成电流感测信号，
非ZVS检测电路包括时钟传感器，所述时钟传感器被配置成在所述第一切换周期期间感测所述第一时钟信号中的预定点，
所述非ZVS检测电路被配置成确定所述第二切换周期期间的所述第一时钟信号中的所述预定点处的所述集成电流感测信号的电压的极性，
所述非ZVS检测电路被配置成响应于所述集成电流感测信号的所述电压的极性在所述第二切换周期期间在所述第一时钟信号中的所述预定点处为正而检测所述第二切换周期期间的非ZVS事件。
12.根据权利要求11所述的谐振转换器，其中，所述第一时钟信号中的所述预定点是在所述第一切换周期期间的所述第一时钟信号中的半途时间点。
13.根据权利要求11所述的谐振转换器，其中所述预定点晚于所述第一时钟信号的激活时间且早于所述第一时钟信号的去激活时间。
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