[發(fā)明專利]一種功率變換器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010074974.X
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111146929A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黎堅;陳偉
• 申請（專利權(quán)）人: 矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)（杭州）有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M3/335;H05B45/345;H05B45/382;H05B45/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明揭露了一種功率變換器，通過在恒流輸出電路上串聯(lián)副邊開關(guān)管，同時使得原邊開關(guān)管關(guān)斷且副邊開關(guān)管導(dǎo)通時續(xù)流電流全部流過恒流輸出電路的副邊繞組，在副邊開關(guān)管關(guān)斷時續(xù)流電流流過其它輸出電路的副邊繞組，從而實現(xiàn)了對于恒流輸出電路和恒壓輸出電路在每個開關(guān)周期內(nèi)進(jìn)行分時續(xù)流，進(jìn)而在一次功率轉(zhuǎn)換的前提下實現(xiàn)多路恒流/恒壓輸出，提高了工作效率，同時僅需要一組磁性元件，減小了系統(tǒng)體積。并且，恒流輸出支路中的輸出端連接LED，所述LED的一端接地，便于采樣LED上的電壓以判斷LED是否發(fā)生短路或開路，同時所述采樣電阻的一端接地，便于實現(xiàn)電流采樣，且所述副邊開關(guān)管的一個功率端通過采樣電阻接地，便于對副邊開關(guān)管進(jìn)行驅(qū)動控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種功率變換器。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，應(yīng)用于LED背光顯示屏電源通常具有多路輸出，至少一路恒流輸出給LED負(fù)載提供驅(qū)動電流，至少一路恒壓輸出給系統(tǒng)或者其它負(fù)載供電。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中同時具有恒壓和恒流多路輸出的功率變換器的電路示意圖。如圖1所示，多路輸出的功率變換器1通過變壓器的多個副邊繞組來實現(xiàn)多路輸出。每個副邊繞組對應(yīng)于一個輸出電路，在恒流輸出電路中，副邊繞組Ns2與原邊繞組Np耦合。由于與原邊繞組串聯(lián)的原邊開關(guān)管Q1受控地導(dǎo)通和關(guān)斷，從而在副邊繞組Ns2兩端產(chǎn)生一方波電壓，然后經(jīng)過由二極管D2和電容C2構(gòu)成的整流電路進(jìn)行整流濾波后，生成相對穩(wěn)定的輸出電壓Vo1。由電感L、開關(guān)管Q2、二極管D3和電容C3組成的升壓型(boost)開關(guān)變換器連接整流電路和LED負(fù)載之間。通過該升壓型開關(guān)變換器在恒流控制電路13的控制下將電壓Vo1變換為恒定輸出電流I_LED輸出到LED負(fù)載。恒流控制電路13根據(jù)電流采樣信號Vs2和電流參考信號Iref來生成控制信號。同時，在恒壓輸出電路中，副邊繞組Ns1與原邊繞組Np耦合，經(jīng)過由二極管D1和電容C1構(gòu)成的整流電路進(jìn)行整流濾波后，生成穩(wěn)定的輸出電壓Vo2。表征輸出電壓Vo2的電壓采樣信號Vs1通過光耦電路11被傳遞至原邊側(cè)，恒壓控制電路12根據(jù)電壓采樣信號Vs1和參考電壓Vref控制開關(guān)管Q1的開關(guān)狀態(tài)使得輸出電壓Vo2保持穩(wěn)定。由此，圖1所示的功率變換器通過兩級功率級電路實現(xiàn)同時進(jìn)行恒流輸出和恒壓輸出。

但是，在恒流輸出電路中，兩級功率轉(zhuǎn)換增加轉(zhuǎn)換損耗，降低了工作效率。同時，兩級功率級電路需要兩個磁性元件，這增大了系統(tǒng)體積，不利于小型化。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提出了一種功率變換器，以降低在進(jìn)行多路恒壓/恒流輸出時的功率轉(zhuǎn)換次數(shù)，提高工作效率，同時減少磁性元件數(shù)量，減小系統(tǒng)體積。

本發(fā)明提供了一種功率變換器，包括：

輸入電路，包括串聯(lián)連接在輸入端和接地端的原邊繞組和原邊開關(guān)管；

至少一個恒壓輸出電路，包括與所述原邊繞組耦合的第一副邊繞組；

至少一個恒流輸出電路，包括與所述原邊繞組耦合的第二副邊繞組、第二整流電路、副邊開關(guān)管、采樣電阻和電流輸出端口，所述第二整流電路連接在在所述電流輸出端口和所述第二副邊繞組之間，所述電流輸出端口連接LED，所述LED連接在所述第二副邊繞組的一端和地電位之間，所述副邊開關(guān)管和所述采樣電阻依次串聯(lián)在所述第二副邊繞組的另一端和地電位之間。

優(yōu)選地，所述LED的正端接地，采樣表征所述LED負(fù)端電壓的第一采樣信號，以判斷所述LED是否發(fā)生短路或者開路。

優(yōu)選地，當(dāng)所述第一采樣信號小于第一閾值時，則判斷所述LED發(fā)生開路，所述第一閾值為負(fù)值。

優(yōu)選地，當(dāng)所述第一采樣信號大于第二閾值且所述第一采樣信號大于第二閾值的時間達(dá)到第一時間，則判斷所述LED發(fā)生短路，所述第二閾值為負(fù)值。

優(yōu)選地，所述副邊開關(guān)管為N型MOS管，所述MOS管的源極通過采樣電阻接地。