[发明专利]用于级联切换功率转换器中辅助电源运行的低能传输模式

说明书

技术领域

本发明一般涉及切换功率调节器电路，尤其涉及一种级联切换功率转换器，其中通过在低能传输模式下运行该切换功率转换器，使辅助绕组电源获得由终端功率转换器级提供的能量。

背景技术

为向线路供电切换功率转换器的控制电路供电，需使用低电压电源，其电压在数毫安培电流时典型地在3V至12V之间。然而，直到功率转换器运行，典型可用的唯一电源是交流(AC)电力线。电阻器中的功耗典型地在数瓦特数量级，由此在高电压的AC电力线中不能通过电阻器将电压降至控制器要求的电压。

因此，由于使用辅助绕组可产生较低电压，在转换器磁性元件之一上的辅助绕组常常用于向转换器控制器集成电路(integrated circuit，IC)供电，由此可减少耗散功率。可从第一级运行辅助电源，但在AC线路供电级联转换器中，第一级的感应器/变压器电流会随输入电压变化。在第一级是功率因数校正器(power factor corrector，PFC)的级联转换器中，输入电流将随输入电压按正比例关系变化。在线路输入被整流和滤波的其它级联转换器内，除非滤波器在所有负载条件下均具有低的脉动、并由此相当大，否则在高负载条件下在输入端仍将发生相当大的AC变化。因此，在这类应用中，期望将辅助绕组置于第二级中的磁性组件之一上。在级联功率转换器中，通常直到第一级的输出电压已达到一定水平时才起动第二级，以确保第二级的正常运行。因此，一般至少直到第二级起动时、才停止使用通常使用齐纳二极管调节输出电压的电阻器电压降电源构造，由此可降低总效率以及提高由电源产生的热度。

由可从第一级PFC接收其输入的直流-直流(DC-DC)转换器级向第二级辅助电源供电，该第二级辅助电源的输出电压仍随DC-DC转换器输入端处的中间节点电压变化，该中间节点电压可随PFC输入端处的AC电力线电压的大小变化。为确保在所有输入线条件下均具有足以用于运行控制器集成电路的电压，最高辅助电源输出电压将典型地远高于最低要求输出电压。因此，或者必须将集成电路设计成可用于全范围的可由辅助绕组提供的电源电压，或者必须使用诸如齐纳二极管电路调节电压，由此耗散功率和热量、以及典型地降低可靠性。

因此，期望提供一种级联功率转换器，该级联功率转换器可向内部控制器电路提供一种可从级联功率转换器的第二(或更后)级运行的辅助电源。还将期望提供这种可在广泛变化的辅助绕组电压下运行的辅助电源，且无需齐纳二极管或其他耗损式调节技术。

发明内容

上述目的旨在在级联切换转换器中提供一种其辅助电源电路从第二级或更后级运行的级联功率转换器，以及一种运行该切换转换器的方法。

级联切换转换器的第一级从电源接收其输入，该第一级可以是AC电力线，且其输出端与中间节点耦合。级联切换转换器也具有第二级，该第二级的输入端与中间节点耦合，输出端提供级联功率转换器的输出。辅助绕组位于第二级的磁性耦合元件上，且第二级包括起动控制电路，该起动控制电路在第二级起动期间、以及在第一级起动之前在低能传输模式下运行第二级，以提供在辅助绕组上的电压。因此，辅助电源可在第二级起动期间运行，且不会在级联功率转换器的输出端处产生相当大的电流。磁性耦合元件可以是一种在运行期间不储存大量能量的变压器，或者是一种通过离散电流切换进行能量传输的感应器或变压器。

可在具有可选运行模式的辅助电源电路上安装辅助绕组，该运行模式具有对于每种运行模式特有的不同输入/输出电压。可根据对辅助电源输出电压的测量动态地选择辅助电源的运行模式，由此提供可进一步提高辅助电源效率的滞后控制器。

由下文结合附图详述的本发明优选实施例，可看出本发明上述及其他目的、特征和优点。

附图说明

图1是本发明实施例所述级联切换转换器的方块图。

图2是图1中级联切换转换器的局部细节简化示意图。

图3是图1中辅助电源16的细节示意图。

图4是本发明实施例所述图1中级联切换转换器的运行细节信号波形图。

图5是本发明实施例所述图1中切换转换器的运行细节信号波形图。

图6是本发明可选实施例所述的可用于实现图1中辅助电源16的可选辅助电源16A的细节示意图。

具体实施方式