[實(shí)用新型]開關(guān)功率變換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520531715.X
• 申請(qǐng)日: 2015-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN204928581U
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔鵬舉;李勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 戴樂格半導(dǎo)體公司
• 主分類號(hào): H02M3/28
• 分類號(hào): H02M3/28
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;韓煒

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容大體涉及開關(guān)電源，并且更具體地涉及經(jīng)由次級(jí)側(cè)檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)動(dòng)態(tài)負(fù)載的開關(guān)功率變換器。

背景技術(shù)

包括智能電話、平板計(jì)算機(jī)和便攜式計(jì)算機(jī)的許多電子設(shè)備采用在較寬操作條件上提供受控的且經(jīng)調(diào)節(jié)的功率輸出的電源。這些電源常常包括用于從電源向跨變壓器的負(fù)載遞送電力的功率級(jí)(powerstage)。功率級(jí)中的開關(guān)將負(fù)載電耦接至電源或者使負(fù)載與電源解耦，并且耦接至該開關(guān)的開關(guān)控制器控制開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間。除其他方式之外，還可以通過測(cè)量輸出電流或輸出電壓并且將其反饋至初級(jí)側(cè)開關(guān)控制器來實(shí)現(xiàn)對(duì)功率輸出的調(diào)節(jié)。為了提高成本性能和減小尺寸，許多市場(chǎng)上可獲得的隔離電源采用僅初級(jí)反饋和控制。通過感測(cè)初級(jí)側(cè)信號(hào)，能夠檢測(cè)并且因此能夠控制和調(diào)節(jié)次級(jí)輸出和負(fù)載狀況。

為了方便，在沒有負(fù)載連接至電源輸出的時(shí)候，終端用戶通常會(huì)使電源留在連接至AC電源(ACmains)的狀態(tài)。為了保持經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓(甚至在無負(fù)載狀況下)，控制器可能會(huì)在低負(fù)載或無負(fù)載狀況下改變其調(diào)節(jié)模式。在無負(fù)載狀況下，使開關(guān)功率變換器中的功率開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)斷的脈沖的速率被顯著地減小，以便保持輸出電壓調(diào)節(jié)，導(dǎo)致開關(guān)功率變換器在導(dǎo)通周期和關(guān)斷周期之間的時(shí)段較長。這對(duì)依賴于功率開關(guān)的導(dǎo)通周期和關(guān)斷周期來獲得反饋信號(hào)的初級(jí)側(cè)感測(cè)控制方案提出了重大挑戰(zhàn)。在開關(guān)的導(dǎo)通周期之間的時(shí)段期間，由于不生成反饋信號(hào)，因此控制器不知道輸出電壓的狀態(tài)。如果在開關(guān)的較長關(guān)斷周期中的一個(gè)關(guān)斷周期期間電子設(shè)備被重新連接至電源——表示動(dòng)態(tài)負(fù)載改變，則初級(jí)側(cè)控制器直到開關(guān)的下一個(gè)導(dǎo)通周期才接收到關(guān)于次級(jí)側(cè)輸出電壓的改變的反饋。在此期間，輸出電壓可能會(huì)因此顯著地降低，超過開關(guān)功率變換器或電子設(shè)備的調(diào)節(jié)規(guī)范所規(guī)定的容許電壓降。

實(shí)用新型內(nèi)容

一種開關(guān)功率變換器，其使用次級(jí)側(cè)檢測(cè)設(shè)備來檢測(cè)開關(guān)功率變換器的輸出處的負(fù)載瞬變(loadtransient)。在一個(gè)實(shí)施方式中，開關(guān)功率變換器包括變壓器，該變壓器包括耦接至輸入電壓的初級(jí)繞組和耦接至開關(guān)功率變換器的輸出電壓的次級(jí)繞組。功率開關(guān)耦接至變壓器的初級(jí)繞組，以及整流器耦接至變壓器的次級(jí)繞組。響應(yīng)于功率開關(guān)導(dǎo)通而在初級(jí)繞組中生成電流，以及響應(yīng)于功率開關(guān)關(guān)斷而不在初級(jí)繞組中生成電流。整流器在功率開關(guān)的關(guān)斷周期期間向開關(guān)功率變換器的輸出提供經(jīng)整流的電流。

耦接在變壓器的次級(jí)側(cè)上的整流器兩端的檢測(cè)電路測(cè)量整流器兩端的電壓。在功率開關(guān)的關(guān)斷周期期間，整流器兩端的電壓指示開關(guān)功率變換器的輸出電壓。如果在消隱時(shí)段之外整流器兩端的電壓下降到閾值之下，則檢測(cè)電路檢測(cè)到電壓降，并且作為響應(yīng)，在變壓器的次級(jí)繞組中生成電流脈沖。

在一個(gè)實(shí)施方式中，開關(guān)控制器檢測(cè)由變壓器的次級(jí)側(cè)的電流脈沖而引起的變壓器的初級(jí)側(cè)的電壓改變。開關(guān)控制器響應(yīng)于檢測(cè)到該脈沖而使功率開關(guān)導(dǎo)通，以調(diào)節(jié)開關(guān)功率變換器的輸出電壓。因此，開關(guān)功率變換器基于由檢測(cè)電路生成的電流脈沖來對(duì)功率開關(guān)的關(guān)斷周期期間的動(dòng)態(tài)負(fù)載狀況進(jìn)行補(bǔ)償。

根據(jù)本公開的實(shí)施例，提供一種開關(guān)功率變換器，包括：變壓器，所述變壓器包括耦接至輸入電壓的初級(jí)繞組和耦接至所述開關(guān)功率變換器的輸出的次級(jí)繞組；功率開關(guān)，所述功率開關(guān)耦接至所述變壓器的所述初級(jí)繞組，響應(yīng)于所述功率開關(guān)導(dǎo)通而生成所述初級(jí)繞組中的電流，以及響應(yīng)于所述功率開關(guān)關(guān)斷而不生成所述初級(jí)繞組中的電流；整流器，所述整流器耦接至所述變壓器的所述次級(jí)繞組，所述整流器在所述功率開關(guān)的關(guān)斷周期期間向所述開關(guān)功率變換器的所述輸出傳導(dǎo)經(jīng)整流的電流；以及檢測(cè)電路，所述檢測(cè)電路測(cè)量所述整流器兩端的電壓，所述檢測(cè)電路檢測(cè)在消隱時(shí)段之外所述整流器兩端的電壓的降低，以及響應(yīng)于檢測(cè)到所述電壓的降低而在所述變壓器的所述次級(jí)繞組中生成一個(gè)或更多個(gè)電流脈沖。

根據(jù)本公開的另一實(shí)施例，提供一種開關(guān)功率變換器，包括：變壓器，所述變壓器包括耦接至輸入電壓的初級(jí)繞組和耦接至所述開關(guān)功率變換器的輸出的次級(jí)繞組；功率開關(guān)，所述功率開關(guān)耦接至所述變壓器的所述初級(jí)繞組，響應(yīng)于所述功率開關(guān)導(dǎo)通而生成所述初級(jí)繞組中的電流，以及響應(yīng)于所述功率開關(guān)關(guān)斷而不生成所述初級(jí)繞組中的電流；以及智能二極管，所述智能二極管耦接至所述變壓器的所述次級(jí)繞組。所述智能二極管包括：整流器，所述整流器在所述功率開關(guān)的關(guān)斷周期期間向所述開關(guān)功率變換器的所述輸出傳導(dǎo)經(jīng)整流的電流；以及檢測(cè)電路，所述檢測(cè)電路測(cè)量所述整流器兩端的電壓，所述檢測(cè)電路檢測(cè)在消隱時(shí)段之外所述整流器兩端的電壓的降低，并且響應(yīng)于檢測(cè)到所述電壓的降低而在所述變壓器的所述次級(jí)繞組中生成一個(gè)或更多個(gè)電流脈沖。