[发明专利]仅初级控制准谐振变换器

说明书

相关申请

本专利申请根据35U.S.C.119(e)主张同时在审的美国临时专利申请No.60/921,220的优先权，该专利申请的申请日为2007年3月29，题为″PRIMARY ONLY CONSTANT VOLTAGE/CONSTANTCURRENT(CVCC)CONTROL IN QUASI RESONANTCONVERTOR″，通过引用将其结合于此。

技术领域

本发明涉及电源领域。更具体而言，本发明涉及仅初级受控的准谐振变换器。

背景技术

在许多应用中，需要电压调节器以提供预定范围内的电压。如果输入电源在特定范围以外，一些电路将出现不确定和不期望的运行且甚至是不可修复的损伤。

图1中示出了现有技术电源设备10的功能框图。该设备10总体上包括与变压器14耦合的功率变换器12，该变压器14与输出整流器16耦合。输出整流器16在输出Vout处与输出电容器19耦合。包括光耦合器17和电压基准和误差放大器18的调节电路15耦合在电压变换器12和输出Vout之间。功率变换器12配置成接收未调节DC电压信号。未调节DC电压信号耦合到变压器14。变压器14包括初级14P和次级14S。未调节DC电压信号驱动初级14P以产生中间电压信号。该中间电压信号包括从驱动初级14P的电压信号导出的递增或递减电压信号。中间电压信号耦合到输出整流器16。输出整流器16对中间电压信号进行整流以产生调节DC输出电压信号。由光耦合器17提供的反馈信号耦合到功率变换器用于调节输出电压Vout。

图1A中示出了现有技术调节电源100的示意图。电源100包括与变压器140耦合的变换器电路102。变压器140与输出电路106耦合。变换器电路102包括电容器110，该电容器跨接输入Vin且与变压器140的初级140P1和140P2耦合。主开关112A和辅助开关112B分别与初级140P1、140P2耦合。脉冲宽度调制器(PWM)模块130与主开关112A的栅极耦合。输出电路106包括输出整流二极管146以及跨接变压器140的次级140S的负载或输出电容器150。电源100可包括电压调节电路，该电压调节电路包括光学耦合器电路108和电压基准和误差放大器109。电源100使用PWM模块130来改变主开关112A的占空比。光学耦合器电路108与电压基准和误差放大器109结合提供反馈到PWM模块130。PWM模块130相应地调整主开关112A的占空比以补偿输出电压Vout的任何变动。电源100的故障点很多时候为光耦合器108。光耦合器108和电压基准和误差放大器109增加电源100的生产成本。

相应地，期望制作一种受调节电源以大幅减少故障点并减少生产成本。

发明内容

依据本发明第一方面，提供了一种电源设备。该电源设备包括包括主开关元件和辅助开关元件的变换器电路。该辅助开关元件用于传输反射电压信号。变压器包括初级和次级，该初级与该变换器电路耦合。该初级包括单个绕组并且该次级包括单个绕组。输出整流器电路与该变压器的次级耦合。谐振电路包括在该变换器电路内，该谐振电路与该初级耦合。该谐振电路包括一个或多个谐振电容器，其中该一个或多个谐振电容器配置成用于提供变压器谐振。该变压器谐振包括该反射电压信号、该一个或多个谐振电容器的电容以及该变压器的寄生电容。该反射电压信号在该谐振电路处通过该辅助开关元件被接收。该反射电压信号从该次级反射到该初级。

在示例性实施例中，该电源设备包括虚拟输出电压反馈回路，该虚拟输出电压反馈回路通过该电压反馈电路提供输出电压基准信号到该变换器电路。该输出电压基准信号是从反射电压信号产生的。该变换器电路响应于该输出电压基准信号来调节输出电压。用于采样该反射电压的电压反馈电路包括与该控制器耦合且与该初级耦合的分压器。该主开关元件和该辅助开关元件分别包括n型MOSFET晶体管。该第一和第二谐振电容器与该初级并联耦合。控制器包括与该主开关元件耦合的脉冲宽度调制(PWM)电路。该变换器电路包括回扫变换器。备选地，该变换器电路可包括正向变换器、推挽式变换器、半桥变换器和全桥变换器其中之一。