[發明專利]包含具有初級側控制的反激式轉換器的開關模式電源

有效

• 申請號: 201410136272.4
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN104104246A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 張國興;毛明平
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M3/338
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

技術領域

本公開涉及一種包括具有初級側控制的反激式轉換器的開關模式電源。

背景技術

開關模式電源（SMPS）被廣泛使用并且在逐步替代由變壓器和線性電壓調節器所組成的“經典”電源。SMPS使用開關功率轉換器將一個電壓（例如，AC線路電壓或13.8V電池電壓）轉換為另一個電壓，后者被用作電氣設備或電子電路的供電電壓。許多不同的開關功率轉換器拓撲在本領域是已知的，諸如降壓轉換器、升壓轉換器、轉換器、反激式轉換器等。

出于安全的原因，期望功率轉換器電路的輸出包括與（連接至公共電網的）輸入電路的電流隔離。該隔離避免了在輸出上出現短路的情況下可能從輸入源汲取的電流并且可能是許多應用中的設計要求。通常，光耦合器被用來將表示經調節的輸出電壓的反饋信號與功率轉換器電路的輸入電路進行電流隔離。功率轉換通過使用變壓器來實現。經由光耦合器傳送反饋信號以確保電流隔離通常必需相對復雜的反饋電路。

從進入的AC線路功率到經調節的DC輸出電流的功率轉換的另一個設計目標可以通過由一個開關功率半導體所控制的單個轉換步驟而完成。一步轉換使得電路效率最大化，降低了成本并且提高了整體可靠性。電路設計中的開關功率轉換是必需的，但是并不足以在對固有效率加以利用的同時滿足單步轉換的要求。

需要一種提供經調節的輸出電壓同時并不要求在電壓輸出處分接任何反饋信號的SMPS電路。因此，通常被用于將電流反饋信號傳送回輸入電路同時提供電流隔離的光耦合器或類似部件能夠被省去。

發明內容

描述了一種用于控制反激式轉換器的方法。該反激式轉換器可以包括具有初級繞組、次級繞組和輔助繞組的變壓器，其中該初級繞組可操作地承載初級電流，該次級繞組可操作地承載次級電流，并且該輔助繞組可操作地提供反饋電壓。該反激式轉換器可以進一步包括串聯耦合至該初級繞組的用于依據控制信號對初級電流進行開關的半導體開關，耦合至該半導體開關或變壓器的用于測量初級電流的電流測量電路，以及串聯耦合到該次級繞組的用于對次級電流進行整流的二極管。此外，該反激式轉換器可以包括控制器，其用于接收反饋電壓、基準信號和經測量的初級電流并且被配置為根據該反饋電壓、基準信號和經測量的初級電流而生成針對該半導體開關的控制信號。由此，該半導體開關周期性地接通和斷開。

依據本發明的第一方面，該方法包括有規律地中斷開關操作以使得次級電流在該半導體開關斷開時下降為零，并且在該次級電流達到零的時刻對反饋電壓進行采樣，由此獲得第一采樣值。繼續進行開關操作并且在控制信號指示開關操作以接通半導體開關的時刻對反饋電壓進行采樣，由此獲得第二采樣值。此外，在該半導體開關已經接通的時刻對經測量的初級電流進行采樣，由此獲得第三采樣值。最后，根據第一、第二和第三采樣值對基準信號進行調節。

另外，描述了一種用于控制反激式轉換器的電子控制器設備。根據本發明的另一個方面，該電子控制器設備包括接收反饋電壓、基準信號和經測量的初級電流的控制器并且被配置為根據該反饋電壓、基準信號和經測量的初級電流生成針對半導體開關的控制信號，其中該半導體開關在CCM操作中周期性地接通和斷開。該電子控制器設備進一步包括補償電路，其接收基準信號并且被配置為規律地中斷開關操作以使得次級電流在該半導體開關斷開時下降為零。該補償電路進一步被配置為在次級電流達到零的時刻對反饋電壓進行采樣，由此獲得第一采樣值。此外，該補償電路被配置為繼續開關操作并且在控制信號指示將該半導體開關接通的時刻對反饋電壓進行采樣由此獲得第二采樣值。該補償電路進一步被配置為在半導體開關已經接通的時刻對經測量的初級電流進行采樣，由此獲得第三采樣值。此外，根據在控制器下游的該第一、第二和第三采樣值對基準信號進行調節。

附圖說明

參考以下附圖和描述，本發明能夠得到更好地理解。圖中的部件并不必依比例繪制，而是強調圖示出本發明的原則。此外，在圖中，同樣的附圖標記指代相對應的部分。附圖中：

圖1圖示了使用反激式轉換器拓撲并且包括輸出電壓控制的開關模式電源（SMPS）電路布置的基本結構；

圖2更為詳細地圖示了圖1的示例；

圖3是總體上圖示了反激式轉換器的操作的時序圖；

圖4是圖示依據本發明的一個實施例的反激式轉換器的操作的時序圖；

圖5更為詳細地圖示了圖4的時序圖的一部分；

圖6圖示了依據本發明一個示例的包括控制單元的反激式轉換器；以及

圖7是圖示由圖2和6的電路所實現的方法的流程圖。

具體實施方式