[發(fā)明專利]具有升壓輔助線圈電源的開(kāi)關(guān)式調(diào)節(jié)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910005707.0
• 申請(qǐng)日: 2009-01-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101630901A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約翰·L.·梅爾森;瑪洛·L·蓋塔洛;卡爾·湯普森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 美國(guó)思睿邏輯有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/08
• 分類號(hào): H02M1/08;H02M7/02
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 丁紀(jì)鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種開(kāi)關(guān)式功率調(diào)節(jié)器電路，尤其是一種具有輔助線圈電 源的開(kāi)關(guān)式功率變換器，其輔助線圈電源包括一個(gè)用來(lái)增加可用電壓的電 壓提升電路。

背景技術(shù)

為了給開(kāi)關(guān)式功率變換器的控制電路提供電源，輔助線圈時(shí)常被采用， 尤其是在啟動(dòng)時(shí)候變換器輸出電壓升高不足，或者使用中變換器輸出或輸 入的內(nèi)部低壓輔助電源失效或者效率很低，例如在高壓輸入變換器中。由 于輔助電源通常不需要提供太大電流，用來(lái)濾除輔助電源輸出的大的交變 電流的濾波電容或LC電路與變換器的輸出濾波器相比是非常小的。因此， 輔助電源的電壓能夠比變換器的輸出端更迅速的提升，并且比變換器本身 的輸出更早的作為控制電路的電壓源來(lái)使用。

但是，即使是輔助線圈電源裝置也需要時(shí)間，使得用來(lái)濾除來(lái)自輔助 電源的大的交變電流的變化量的濾波電容或者LC電路達(dá)到足夠的電壓來(lái)驅(qū) 動(dòng)控制電路。因此，在變換器切換電路在控制電路沒(méi)有輔助線圈驅(qū)動(dòng)的時(shí) 候仍然需要一個(gè)啟動(dòng)延遲時(shí)間。

因此，提供一種輔助電源電路以及一種在開(kāi)關(guān)式功率調(diào)節(jié)器的啟動(dòng)周 期中更早的時(shí)候?yàn)榭刂齐娐芬约?或者其它電路提供驅(qū)動(dòng)電壓的方法就非 常有必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠由一個(gè)輔助線圈在開(kāi)關(guān)式 變換器的啟動(dòng)周期中更早的為控制電路以及/或者其它電路提供驅(qū)動(dòng)電壓 的開(kāi)關(guān)式變換器，以及這種開(kāi)關(guān)式變換器的驅(qū)動(dòng)方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明開(kāi)關(guān)式變換器的技術(shù)方案是，包括一個(gè) 感應(yīng)存儲(chǔ)元件，該感應(yīng)存儲(chǔ)元件包括至少一個(gè)初級(jí)線圈和一個(gè)輔助線圈。 所述輔助線圈連接到一個(gè)電壓提升電路，所述電壓提升電路由于交變的磁 感應(yīng)切換使得輔助線圈的可用電壓足夠高，因此就可以在開(kāi)關(guān)式變換器的 啟動(dòng)周期中更早的為控制電路以及/或者其它電路提供驅(qū)動(dòng)電壓。電壓提升 電路可以使用輔助線圈的漏電感，從而降低漏電感的增加，或者使用另外 的電感作為電壓提升電路的感應(yīng)存儲(chǔ)元件。

為了提高驅(qū)動(dòng)電壓提升的速度，電壓提升電路的切換速度比開(kāi)關(guān)式變 換器的切換速度更高。由驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)式變換器的控制電路提供的極性信息， 并用來(lái)主動(dòng)調(diào)整輔助線圈的輸出。電壓提升電路可以與開(kāi)關(guān)式變換器的控 制電路，以及可選擇性的與切換電路集成在一個(gè)單獨(dú)的晶圓上。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明開(kāi)關(guān)式變換器一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；

圖2A為圖1所示的實(shí)施例中電壓提升電路12的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；

圖2B為圖1所示的實(shí)施例中電壓提升電路12的另一個(gè)實(shí)施例12A的 結(jié)構(gòu)圖；

圖3A為圖2A中電壓提升電路12的信號(hào)圖；

圖3B為圖2B中電壓提升電路12A的信號(hào)圖；

圖4為圖2A中電壓提升電路12的另一個(gè)實(shí)施例的信號(hào)圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種為開(kāi)關(guān)式功率變換器內(nèi)部的控制電路以及/或者其 它電路提供電源的電路及方法。所述電路由一個(gè)開(kāi)關(guān)式功率變換器的輔助 線圈驅(qū)動(dòng)，并且包括一個(gè)用來(lái)提高輔助線圈的可用電壓的電壓提升電路， 使得控制電路以及/或者其它電路在開(kāi)關(guān)式功率變換器的啟動(dòng)周期中，在其 它被動(dòng)濾波整流輔助電源電路供電之前提供足夠的驅(qū)動(dòng)電壓。

如圖1所示為本發(fā)明開(kāi)關(guān)式功率變換器的一個(gè)實(shí)施例。切換控制器10 提供一個(gè)切換控制信號(hào)CS，用來(lái)控制一個(gè)由晶體管N1構(gòu)成的切換電路。當(dāng) 晶體管N1導(dǎo)通時(shí)，感應(yīng)存儲(chǔ)元件由于輸入電壓V_IN加載到電感L1而由電感 L1驅(qū)動(dòng)，使得電感L1的電流線性增長(zhǎng)。當(dāng)晶體管N1斷開(kāi)時(shí)，電感L1釋放 功率，并通過(guò)二極管D1流入電容C1，使得輸出端OUT的電壓增加。所述變 換器可以采用buck變換器(buck?converter)電路，其能夠根據(jù)一個(gè)通過(guò) 電阻R1產(chǎn)生的反饋電流I_OUT，以及由輸入電壓V_IN通過(guò)電阻R2產(chǎn)生的輸入感 應(yīng)電流I_in控制提供給輸出端OUT的電壓。一個(gè)電流分流器電路(current splitter?circuit)13接收電流I_OUT以及I_in，并且由于電容C2通過(guò)二極管 D10和D11中的至少一個(gè)進(jìn)行充電從而在輔助電源電壓V_AUX提供最初的驅(qū)動(dòng) 電流。