[实用新型]高效率切换功率转换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及功率转换器，且更明确地说涉及切换功率转换器和切换调节器。

背景技术

功率转换器已用来将未调节电源转换为经调节电压和/或电流源。功率转换器的变压器经设置以便为了安全目的而在输入电源与应用装置之间提供隔离。图1展示传统的切换功率转换器。晶体管5连接至变压器40的初级绕组N_P用来切换变压器40。因此，变压器40的次级绕组N_S产生电源，所述电源通过整流器及过滤器50而耦合至功率转换器的输出。归因于变压器的几何局限性，将在变压器40中产生泄漏电感器45。泄漏电感器45的电感值L_L表示无法转移至变压器40的次级绕组N_S的能量。初级绕组与次级绕组之间的较差耦合将导致变压器的较高的泄漏电感。因此，较小的变压器通常包含较高的泄漏电感。由泄漏电感器45产生的功率P_L可表示如下，

$P_L=\frac{1}{2}\×L_L\×{I_M}^2\×F_S---\left(1\right)$

其中，I_M是变压器40的切换电流；F_S是功率转换器的切换频率。

二极管70、电阻器71和电容器72形成缓冲电路并消耗由泄漏电感器45造成的功率。否则，泄漏电感器45的能量将变成浪涌电压施加到晶体管5。

公式1展示泄漏电感的功率损耗响应于切换频率的增大而增大。因此，尤其对于包含小变压器和高切换频率的切换功率转换器而言，如何节省泄漏电感的功率成为功率节省的主要关注的问题。

实用新型内容

本实用新型提出了一种切换功率转换器，其利用第一晶体管与第二晶体管的切换，来将变压器的泄漏电感器和/或磁化电感器的能量转换至输入电压中，进而有效地降低切换功率转换器的功率消耗。

本实用新型提供一种节省泄漏电感的功率并为功率转换器实现较高效率的方法和装置。其包括第一晶体管，所述第一晶体管从切换功率转换器的输入电压连接至变压器的初级绕组的第一端。第二晶体管从变压器的初级绕组的第二端连接至接地。第一二极管从初级绕组的第二端连接至输入电压。第二二极管从接地耦合至初级绕组的第一端。第三晶体管从初级绕组的第一端耦合至接地。驱动电路耦合至初级绕组的第一端和第一晶体管用来驱动第一晶体管。电荷泵电路连接至驱动电路以便将电源提供至驱动电路。切换控制电路耦合至功率转换器的输出以便产生第一切换信号和第二切换信号用以调节切换功率转换器。第一切换信号经耦合以便以第一脉冲宽度来驱动第一晶体管和第二晶体管。第二切换信号经耦合以便以第二脉冲宽度来驱动第三晶体管。