[實(shí)用新型]具有頻率折返的切換模式電力供應(yīng)器控制器及功率轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721269726.0
• 申請(qǐng)日: 2017-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN207652314U
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿賈伊·卡爾蒂克·哈里;布賴恩·韋恩·麥科伊;托馬斯·威廉·奇科內(nèi)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 半導(dǎo)體組件工業(yè)公司
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 章蕾

本申請(qǐng)案涉及一種具有頻率折返的切換模式電力供應(yīng)器控制器及切換模式功率轉(zhuǎn)換器。具有頻率折返的切換模式電力供應(yīng)器控制器包含：脈沖寬度調(diào)制器，其響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有響應(yīng)于反饋信號(hào)而變化的脈沖寬度；及可變頻率振蕩器，其分別具有：第一輸入，其用于接收所述反饋信號(hào)；控制輸入，其用于接收定義折返開始頻率、折返結(jié)束頻率、折返開始電壓及折返結(jié)束電壓的可編程控制信號(hào)；及輸出，其用于提供具有可變頻率的所述時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)所述反饋信號(hào)在所述折返開始電壓與所述折返結(jié)束電壓之間變化時(shí)，所述可變頻率在所述折返開始頻率與所述折返結(jié)束頻率之間的范圍內(nèi)變化。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型一般來說涉及功率轉(zhuǎn)換器，且更明確地說涉及在廣泛變化的負(fù)載狀況下操作的切換模式電力供應(yīng)器。

背景技術(shù)

切換模式電力供應(yīng)器可用于通過切換穿過能量存儲(chǔ)元件的電流而從交流(AC)電壓產(chǎn)生直流(DC)電壓，例如，變壓器。切換的工作循環(huán)經(jīng)控制以將輸出電壓調(diào)節(jié)到所要電平。切換模式電力供應(yīng)器通常為在較重負(fù)載下高效而在較輕負(fù)載下低效。兩種常見類型的經(jīng)隔離切換模式電力供應(yīng)器是正激模式及回掃模式轉(zhuǎn)換器。

回掃轉(zhuǎn)換器常見于AC電壓轉(zhuǎn)DC電壓應(yīng)用中。回掃轉(zhuǎn)換器是基于交替地增進(jìn)磁心中的通量并將能量轉(zhuǎn)移到輸出的回掃變壓器。當(dāng)電流切換為穿過初級(jí)繞組時(shí)，變壓器中的初級(jí)電流增大，從而將能量存儲(chǔ)在變壓器內(nèi)。當(dāng)開關(guān)被斷開時(shí)，變壓器中的初級(jí)電流降低，從而在次級(jí)繞組上感應(yīng)出電壓。次級(jí)繞組將電流供應(yīng)到負(fù)載中?？刂破魇古c初級(jí)繞組串聯(lián)的初級(jí)開關(guān)的接通時(shí)間及關(guān)斷時(shí)間變化，從而將輸出電壓調(diào)節(jié)到所要電平。

回掃轉(zhuǎn)換器可經(jīng)配置以使用稱為有源箝位回掃(ACF)的拓?fù)鋪砬袚Q與初級(jí)繞組并聯(lián)的額外電抗元件。ACF轉(zhuǎn)換器可減小組件上的電應(yīng)力且通過實(shí)現(xiàn)初級(jí)開關(guān)的接近零伏切換(ZVS)及在不具有任何振鈴的情況下產(chǎn)生清潔漏極波形而改進(jìn)效率。ACF轉(zhuǎn)換器還允許次級(jí)電流的軟增大。然而，雖然ACF轉(zhuǎn)換器在中等及重負(fù)載下具有高效率，但ACF轉(zhuǎn)換器的效率在較輕負(fù)載下卻降低，此歸因于來自因額外電抗元件而在變壓器的初級(jí)側(cè)上持續(xù)地循環(huán)流通的磁化電流的持續(xù)傳導(dǎo)損失。此外，ACF轉(zhuǎn)換器不適于改進(jìn)輕負(fù)載下的效率的其它技術(shù)，例如周波跳躍及頻率折返。

在回掃轉(zhuǎn)換器中，在某些應(yīng)用中，將操作頻率增大到1兆赫(MHz)及1MHz以上可為有利的。當(dāng)增大操作頻率時(shí)，可減小初級(jí)磁化電感及輸出電容。然而，(一方面)大小減小及增大頻率與(另一方面)低待機(jī)電力之間存在折衷。在輕負(fù)載或無負(fù)載下操作時(shí)，如果切換損失減小，那么轉(zhuǎn)換器消耗較少待機(jī)電力。近期，某些監(jiān)管機(jī)構(gòu)已設(shè)定嚴(yán)格的效率標(biāo)準(zhǔn)且鼓勵(lì)開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)高頻率及低頻率操作兩者以在輕負(fù)載及無負(fù)載下以低頻率操作的電力供應(yīng)器控制器。因此，從無負(fù)載到全負(fù)載的頻率改變可基于所選擇的操作頻率而廣泛地變化。另外，在不同應(yīng)用中，用戶可能想要在各種負(fù)載狀況下開始或停止頻率折返。然而，已知轉(zhuǎn)換器專用于某些操作狀況且無法同時(shí)滿足這些要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

在一個(gè)方面中，本實(shí)用新型涉及一種具有頻率折返的切換模式電力供應(yīng)器控制器。所述控制器包括：脈沖寬度調(diào)制器，其響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有響應(yīng)于反饋信號(hào)而變化的脈沖寬度；及可變頻率振蕩器，其分別具有：第一輸入，其用于接收所述反饋信號(hào)；控制輸入，其用于接收定義折返開始頻率、折返結(jié)束頻率、折返開始電壓及折返結(jié)束電壓的可編程控制信號(hào)；及輸出，其用于提供具有可變頻率的所述時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)所述反饋信號(hào)在所述折返開始電壓與所述折返結(jié)束電壓之間變化時(shí)，所述可變頻率在所述折返開始頻率與所述折返結(jié)束頻率之間的范圍內(nèi)變化。