[發明專利]用于開關電源的功率轉換器及其操作方式

有效

• 申請號: 202010650846.5
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN111740611B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 黃新年
• 申請（專利權）人: 虹冠電子工業股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

一種開關電源，包括功率轉換器，功率轉換器包括變壓器、低側開關和高側開關。低側開關通過變壓器的初級繞組從電源電壓汲取電流。高側開關將來自變壓器的初級繞組的電流放電到緩沖電容器。控制器同步地控制低側開關和高側開關的斷開和閉合。功率轉換器可以包括在反激式轉換器中。功率轉換器可以產生經調節的輸出電壓。

本申請是2016年12月14日提交的題為“用于開關電源的功率轉換器及其操作方式”且申請號為201611153264.6的中國專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及開關電源領域。更特別地，本發明涉及用于開關電源的反激式功率轉換器及其操作方式。

背景技術

離線開關電源從交流(AC)電源接收電能并提供用于給負載供電的電壓調節的直流(DC)輸出。一種示例性離線電源包括功率因數校正(PFC)級和DC-DC轉換器級。PFC級接收AC輸入信號，進行整流并使得來自AC源的電流與AC電壓保持大致同相，從而使得電源表現為AC源的電阻負載。DC-DC轉換器級從PFC級接收整流輸出并生成可以用于給負載供電的電壓調節的DC輸出。PFC級的整流輸出通常處于較高的電壓并且比DC-DC級的輸出更寬松地調節。

反激式功率轉換器(或者更簡單地，反激式轉換器)可以應用于DC-DC功率轉換器。反激式轉換器使用變壓器，變壓器將來自反激式轉換器的輸入端的能量傳輸至其輸出端并且提供在反激式轉換器的輸入端和輸出端之間的電隔離。通過閉合開關將輸入電壓(例如PFC級的整流輸出電壓)施加在變壓器初級繞組的兩端；結果，初級繞組電流流動并且變壓器中的磁通量增加，在變壓器中存儲能量。當開關被斷開時，電壓被消除并且初級繞組電流降低，同時磁通量減小。結果在變壓器的次級繞組中感生電流。該感生電流給輸出電容器充電以產生用于給負載供電的輸出電壓。

開關電源可以經受各種負載條件。對于這種電源重要的是，高效地操作以最小化電量使用。因此，需要適應不同的負載條件并實現高效操作的改進的開關電源技術。還需要使用反激式功率轉換器的這種開關電源技術。

發明內容

根據實施例，開關電源包括功率轉換器，該功率轉換器包括變壓器、低側開關和高側開關。低側開關通過變壓器的初級繞組從電源電壓汲取電流。高側開關將來自變壓器的初級繞組的電流放電到緩沖電容器。控制器同步地控制低側開關和高側開關的斷開和閉合。功率轉換器可以包括在反激式轉換器中。功率轉換器可以產生經調節的輸出電壓。

附圖說明

以下參照特定的示例性實施例并結合附圖描述本發明，其中：

圖1示出根據本發明實施例的兩級離線電源的結構框圖；

圖2示出根據本發明實施例的適用于DC-DC轉換器的反激式轉換器；

圖3示出根據本發明實施例的反激式轉換器的電壓波形；

圖4示出根據本發明實施例的反激式轉換器的電壓波形；

圖5示出根據本發明實施例的反激式轉換器和控制電路；

圖6示出根據本發明實施例的用于DC-DC轉換器的控制器集成電路；

圖7示出根據本發明實施例的高電壓電阻器；

圖8示出根據本發明實施例的雙向高電壓電阻器；

圖9示出根據本發明實施例的反激式轉換器的控制電路；

圖10示出根據本發明實施例的反激式轉換器的另一控制電路；

圖11示出根據本發明實施例的用于反激式轉換器的控制電路中的差分信號轉換器；

圖12示出根據本發明實施例的反激式轉換器的開關頻率和功率的關系曲線圖；

圖13示出根據本發明實施例的用于反激式轉換器的控制電路中的振蕩器；