[發明專利]開關模式交流-直流轉換器及其控制電路

在審

• 申請號: 201610216388.8
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN107276432A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 朱亞江;方邵華
• 申請（專利權）人: 上海芯熠微電子有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種交流-直流轉換器，其特征在于，所述交流-直流轉換器包括：

輸入端口，耦合至交流電壓；

第一整流器，耦合至輸入端口，將交流電壓轉換為直流電壓；

第一電容器，耦合至第一整流器，對第一整流器輸出的直流電壓進行濾波；

輸出端口，向負載提供直流電壓和電流；

第二電容器，耦合至輸出端口；

第二整流器，耦合至第二電容器；

控制器，包括供電端、信號檢測端和驅動端，控制所述交流-直流轉換器向負載提供電壓和電流；

第三電容器，耦合至控制器，儲存并提供所述控制器工作所需的能量；

第三整流器，耦合至第三電容器；

變壓器，包括第一繞組，耦合至第一電容器；第二繞組，耦合至第二電容器和第二整流器；第三繞組，耦合至第三電容器和第三整流器；所述第一電容器的正極板、第二電容器的負極板和第三電容器的正極板分別耦合至第一繞組、第二繞組和第三繞組的一組同名端；所述第一電容器的負極板、第二電容器的正極板和第三電容器的負極板分別耦合至第一繞組、第二繞組和第三繞組的另一組同名端；

功率開關，耦合至所述控制器和所述變壓器第一繞組；所述功率開關具有兩種工作狀態，當功率開關處于第一狀態時，所述第一電容器對變壓器第一繞組儲能，所述變壓器第三繞組對所述第三電容器供電；當功率開關處于第二狀態時，所變壓器第二繞組對第二電容器和輸出端口供電。

2.如權利要求1所述的交流-直流轉換器，其特征在于，所述轉換器包括第一電阻和第二電阻，耦合至所述變壓器第三繞組；所述控制器信號檢測端耦合至所述第一電阻和所述第二電阻的公共節點；當所述功率開關從第一狀態切換為第二狀態后，所述公共節點電壓在第二繞組對第二電容和負載充電的時間段表現為與輸出電壓反相的第一平臺電壓，所述第一平臺電壓反映所述轉換器的輸出電壓。

3.如權利要求2所述的交流-直流轉換器，其特征在于，所述控制器包括電壓反相電路和恒壓控制電路；所述電壓反相電路接受所述第一平臺電壓，將其反相處理后傳遞到恒壓控制電路。

4.如權利要求3所述的交流-直流轉換器控制器，其特征在于，所述電壓反相電路包括電壓-電流轉換電路、電流鏡像電路和電流-電壓轉換電路；所述電壓-電流轉換電路將所述第一平臺電壓轉換為正比于第一平臺電壓絕對值的第一電流；所述電流鏡像電路將所述第一電流鏡像為第二電流；所述電流-電壓轉換電路將所述第二電流轉換為第二平臺電壓；所述第二平臺電壓正比于所述第一平臺電壓的絕對值，所述第二平臺電壓的符號與所述第一平臺電壓相反；所述第二平臺電壓反映所述交流-直流轉換器的輸出電壓。

5.如權利要求4所述的交流-直流轉換器控制器，其特征在于，所述電壓-電流轉換電路包括第三電阻和虛地產生電路；所述第三電阻耦合至所述控制器的信號檢測端和所述虛地，所述第一電流從所述虛地通過第三電阻流向所述控制器的信號檢測端。

6.如權利要求4至權利要求5所述的交流-直流轉換器控制器，其特征在于，所述電流鏡像電路包括第一P型MOS晶體管和第二P型MOS晶體管；所述第一P型MOS晶體管連接成二極管工作狀態，耦合至所述電壓-電流轉換電路；所述第二P型MOS晶體管的柵極和源極耦合至所述第一P型晶體管的柵極和源極，所述第二P型晶體管的漏極輸出與所述第一電流鏡像的第二電流。

7.如權利要求4至權利要求6所述的交流-直流轉換器控制器，其特征在于，所述電流-電壓轉換電路包括第四電阻，耦合至所述第二P型MOS晶體管，所述第二P型MOS晶體管輸出的第二電流在所述第四電阻上產生電壓，構成所述電壓反相電路的輸出。

8.如權利要求4至權利要求7所述的交流-直流轉換器控制器，其特征在于，所述電壓反相電路包括鉗位電路，耦合至所述第三電阻和所述虛地；當所述轉換器的功率開關處于第一狀態時，所述鉗位電路工作，限制所述虛地節點的電壓。

9.如權利要求1所述的交流-直流轉換器，其特征在于，所述轉換器包括第一啟動器件，耦合至所述轉換器輸入端口和所述第三電容器的正極板；所述第一啟動器件在所述交流-直流轉換器與交流電接通后為所述第三電容器提供充電通路，所述第一啟動器件在所述交流-直流轉換器與交流電斷開后不提供從所述轉換器的第一電容器正極板到所述轉換器的第三電容器正極板的充電通路。

10.如權利要求9所述的交流-直流轉換器，其特征在于，所述第一啟動器件為高壓電阻。