[發明專利]功率轉換器

有效

• 申請號: 201410478812.7
• 申請日: 2010-12-27
• 公開（公告）號: CN104300785A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: D·M·H·馬修斯;M·烏切利
• 申請（專利權）人: 電力集成公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 楊勇;鄭建暉

本申請是申請日為2010年12月27日、名稱為“具有一個被連接在繞組之間的開關的功率轉換器”的第201010621584.6號發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明總體上涉及功率轉換器，且具體地但不排他地涉及交流-直流功率轉換器。

背景技術

電子器件使用電力來運行。由于開關式(switched?mode)電源的高效率、小尺寸和低重量，其經常被用來給現今的許多電子器件供電。常規的壁上插座提供了高電壓交流電流。在開關式電源中，高電壓的交流電流(ac)輸入被轉換，以通過能量傳遞元件提供良好的穩定的直流(dc)輸出。典型的開關式電源也包括一個被連接到能量傳遞元件的開關，和一個被連接到所述開關的電源控制電路。所述開關式電源控制電路通常調節電源的輸出電壓、電源的輸出電流、或兩者的組合，其方式為檢測該輸出并且在一閉環中控制之。在運行中，通過變化開關式電源中的開關的占空比(通常指開關接通時間與整個開關周期的比)，利用該開關來提供理想的輸出。

降壓轉換器(buck?converter)是一類開關式電源，當其以連續電流模式運行時，占空比大致是，該開關式電源的輸出電壓與輸入電壓的比。同樣地，開關的接通時間與關斷時間的比確定了輸出電壓。對于需要小于輸入電壓的輸出電壓的負載，降壓轉換器的占空比較小，且因此所述開關的接通時間相對于總的開關周期而言比較小。例如，基于375V的整流交流輸入電壓而具有12V輸出電壓的電源，將需要占總開關周期3.2％的接通時間。對于這樣的情況，分接降壓轉換器(tapped?buck?converter)可提供與降壓轉換器相同的輸出電壓-輸入電壓比，但卻具有更大的開關占空比。為了降低被連接到電源的能量傳遞元件的開關(通常是MOSFET、雙極晶體管或諸如此類)中的損耗，較大的開關占空比是理想的。

在典型的分接降壓轉換器結構中，一個電感的一端被連接到所述開關，而該電感的另一端被連接到輸出。然后將一個續流二極管連接到包括在該電感中的一個分接頭。也可在開關式電源中包括一電路以提供一反饋信號，該反饋信號代表了開關式電源的輸出。然后這一反饋信號可被電源控制電路用來控制所述開關的切換，以調節開關式電源的輸出。然而，由于在分接降壓轉換器中電源輸出和電源控制電路以不同電壓電平為基準，所述反饋信號需要被電平移位以與控制電路對接(interface)。因此，典型的分接降壓轉換器結構可能包括附加的和相對昂貴的電路，該電路用于以此方式對該反饋信號作電平移位。例如，常規的分接降壓轉換器結構可包括一個光耦合器(optocoupler)或偏置繞組(bias?winding)，其被連接在開關式電源的輸出和電源控制電路之間，用于對所述反饋信號作電平移位。

附圖說明

下面將參考下列附圖對本發明的非限制性和非窮舉性的實施方案進行描述，其中在所有的各張不同的附圖中，除非另有說明，相同的附圖標記均指相同的部分。

圖1A是示出了根據本發明的一個實施方案的功率轉換器——其中具有一個處于接通狀態的開關——的示意圖。

圖1B是示出了圖1A的功率轉換器——其中所述開關處于關斷狀態——的示意圖。

圖2A是示出了根據本發明的一個實施方案的功率轉換器——其中具有一個處于接通狀態的開關——的示意圖。

圖2B是示出了圖2A的功率轉換器——其中所述開關處于關斷狀態——的示意圖。

圖3A是示出了根據本發明的一個實施方案的功率轉換器——其中具有一個處于接通狀態的開關——的示意圖。

圖3B是示出了圖3A的功率轉換器——其中所述開關處于關斷狀態——的示意圖。

圖4是示出了根據本發明的一個實施方案的具有集成控制電路的功率轉換器的示意圖。

圖5是示出了根據本發明的一個實施方案的主電感的圖。

圖6A是示出了根據本發明的一個實施方案的功率轉換器——其中具有一個處于接通狀態的開關——的示意圖。

圖6B是示出了圖6A的功率轉換器——其中開關處于關斷狀態——的示意圖。

圖7是示出了根據本發明的一個實施方案的具有多個輸出的功率轉換器的示意圖。

圖8是示出根據本發明的一個實施方案的具有多個輸出的另一功率轉換器的示意圖。

圖9是示出根據本發明的一個實施方案的具有多個輸出的另一功率轉換器的示意圖。

具體實施方式