[發(fā)明專利]用于級聯(lián)切換功率轉換器中輔助電源運行的低能傳輸模式

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010220237.2
• 申請日: 2010-06-29
• 公開（公告）號: CN101938219A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發(fā)明（設計）人: 約翰·L.·米蘭森;莫洛·吉塔諾;埃里克·金;羅布特·格里斯莫;何朝暉
• 申請（專利權）人: 美國思睿邏輯有限公司
• 主分類號: H02M7/12
• 分類號: H02M7/12;H02M3/337;H02M7/25
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發(fā)明一般涉及切換功率調節(jié)器電路，尤其涉及一種級聯(lián)切換功率轉換器，其中通過在低能傳輸模式下運行該切換功率轉換器，使輔助繞組電源獲得由終端功率轉換器級提供的能量。

背景技術

為向線路供電切換功率轉換器的控制電路供電，需使用低電壓電源，其電壓在數(shù)毫安培電流時典型地在3V至12V之間。然而，直到功率轉換器運行，典型可用的唯一電源是交流(AC)電力線。電阻器中的功耗典型地在數(shù)瓦特數(shù)量級，由此在高電壓的AC電力線中不能通過電阻器將電壓降至控制器要求的電壓。

因此，由于使用輔助繞組可產生較低電壓，在轉換器磁性元件之一上的輔助繞組常常用于向轉換器控制器集成電路(integrated?circuit，IC)供電，由此可減少耗散功率。可從第一級運行輔助電源，但在AC線路供電級聯(lián)轉換器中，第一級的感應器/變壓器電流會隨輸入電壓變化。在第一級是功率因數(shù)校正器(power?factor?corrector，PFC)的級聯(lián)轉換器中，輸入電流將隨輸入電壓按正比例關系變化。在線路輸入被整流和濾波的其它級聯(lián)轉換器內，除非濾波器在所有負載條件下均具有低的脈動、并由此相當大，否則在高負載條件下在輸入端仍將發(fā)生相當大的AC變化。因此，在這類應用中，期望將輔助繞組置于第二級中的磁性組件之一上。在級聯(lián)功率轉換器中，通常直到第一級的輸出電壓已達到一定水平時才起動第二級，以確保第二級的正常運行。因此，一般至少直到第二級起動時、才停止使用通常使用齊納二極管調節(jié)輸出電壓的電阻器電壓降電源構造，由此可降低總效率以及提高由電源產生的熱度。

由可從第一級PFC接收其輸入的直流-直流(DC-DC)轉換器級向第二級輔助電源供電，該第二級輔助電源的輸出電壓仍隨DC-DC轉換器輸入端處的中間節(jié)點電壓變化，該中間節(jié)點電壓可隨PFC輸入端處的AC電力線電壓的大小變化。為確保在所有輸入線條件下均具有足以用于運行控制器集成電路的電壓，最高輔助電源輸出電壓將典型地遠高于最低要求輸出電壓。因此，或者必須將集成電路設計成可用于全范圍的可由輔助繞組提供的電源電壓，或者必須使用諸如齊納二極管電路調節(jié)電壓，由此耗散功率和熱量、以及典型地降低可靠性。

因此，期望提供一種級聯(lián)功率轉換器，該級聯(lián)功率轉換器可向內部控制器電路提供一種可從級聯(lián)功率轉換器的第二(或更后)級運行的輔助電源。還將期望提供這種可在廣泛變化的輔助繞組電壓下運行的輔助電源，且無需齊納二極管或其他耗損式調節(jié)技術。

發(fā)明內容

上述目的旨在在級聯(lián)切換轉換器中提供一種其輔助電源電路從第二級或更后級運行的級聯(lián)功率轉換器，以及一種運行該切換轉換器的方法。

級聯(lián)切換轉換器的第一級從電源接收其輸入，該第一級可以是AC電力線，且其輸出端與中間節(jié)點耦合。級聯(lián)切換轉換器也具有第二級，該第二級的輸入端與中間節(jié)點耦合，輸出端提供級聯(lián)功率轉換器的輸出。輔助繞組位于第二級的磁性耦合元件上，且第二級包括起動控制電路，該起動控制電路在第二級起動期間、以及在第一級起動之前在低能傳輸模式下運行第二級，以提供在輔助繞組上的電壓。因此，輔助電源可在第二級起動期間運行，且不會在級聯(lián)功率轉換器的輸出端處產生相當大的電流。磁性耦合元件可以是一種在運行期間不儲存大量能量的變壓器，或者是一種通過離散電流切換進行能量傳輸?shù)母袘骰蜃儔浩鳌?/p>

可在具有可選運行模式的輔助電源電路上安裝輔助繞組，該運行模式具有對于每種運行模式特有的不同輸入/輸出電壓。可根據(jù)對輔助電源輸出電壓的測量動態(tài)地選擇輔助電源的運行模式，由此提供可進一步提高輔助電源效率的滯后控制器。

由下文結合附圖詳述的本發(fā)明優(yōu)選實施例，可看出本發(fā)明上述及其他目的、特征和優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例所述級聯(lián)切換轉換器的方塊圖。

圖2是圖1中級聯(lián)切換轉換器的局部細節(jié)簡化示意圖。

圖3是圖1中輔助電源16的細節(jié)示意圖。

圖4是本發(fā)明實施例所述圖1中級聯(lián)切換轉換器的運行細節(jié)信號波形圖。

圖5是本發(fā)明實施例所述圖1中切換轉換器的運行細節(jié)信號波形圖。

圖6是本發(fā)明可選實施例所述的可用于實現(xiàn)圖1中輔助電源16的可選輔助電源16A的細節(jié)示意圖。

具體實施方式