[发明专利]用于开关模式电源的辅助电源

说明书

一种组合的电压稳压器和缓冲器电路通常具有与缓冲器电路的能量存储元件并联的电压稳压器装置，所述缓冲器电路的能量存储元件可与漏电感电流路径操作地串联连接；漏电感是在具有输入电压源、可控半导体开关、续流半导体开关、反馈控制器、无功能量存储部件和负载的开关模式电源中利用的磁性部件的部分；所述电压稳压器通常向可控半导体和/或反馈控制器的栅极驱动器提供恒定或可变电压。

本申请要求2016年12月22日提交的标题为“AUXILIARY POWER SUPPLY FORSWITCH-MODE POWER SUPPLIES”的美国专利申请号15/387,789的优先权权益，该专利申请的所有内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

示例实施方案通常涉及开关模式电源的领域，且更特别地涉及高效率高侧辅助电源和漏电感能量再利用的领域。

背景技术

开关模式电源(SMPS)是在现代电子装置中的功率管理部件，其除了别的以外还将良好调节的功率提供到电子负载，同时最小化功率处理损耗并最大化SMPS功率密度。一些解决方案提供了提高的SMPS开关频率和半导体技术。这些解决方案可能遭受减小的收益和/或过高的成本。

虽然串联输入架构使功率密度和功率处理效率成为可能，但这些架构通常需要至少一个高侧栅极驱动器和相关辅助电源。这些额外的电路促成增加的物料清单、部件计数、静态电流和可能减小的可靠性。

下面鉴于本文的示例实施方案的详细描述，可认识到额外的困难。

发明内容

根据示例实施方案，提供了用于进一步减小辅助电源损耗、具有在轻到重输出负载功率操作条件期间的自动关断能力的常开开关和相关关断电路。缓冲器能量存储元件一具有足够的电压来给电压稳压器及其下游负载供电，关断电路就动态地关断常开开关。因此，减小了常开开关导电损耗，从而提高了在除了超轻负载操作条件以外的所有条件期间的SMPS功率处理效率。

根据示例实施方案，提供了组合的电压稳压器和缓冲器电路，其通常具有与缓冲器电路的能量存储元件并联的电压稳压器装置，所述缓冲器电路的能量存储元件可与漏电感电流路径操作地串联连接；漏电感是在具有输入电压源、可控半导体开关、续流半导体开关、反馈控制器、无功能量存储部件和负载的开关模式电源中利用的磁性部件的部分；所述电压稳压器通常向可控半导体和/或反馈控制器的栅极驱动器提供恒定或可变电压。

在示例实施方案中，可提供开关模式电源，其包括：具有至少一个变压器输入和负载输出的变压器、转换器单元、低压降稳压器和辅助绕组。转换器单元可包括：输入电容器；缓冲器电路，变压器的变压器输入与缓冲器电路并联连接；由栅极驱动器驱动并控制穿过变压器输入的电流的开关；以及具有输入和经调节的输出的电压稳压器。缓冲器电路可包括能量存储装置和与能量存储装置串联连接的反向偏压二极管。电压稳压器的经调节的输出可连接到栅极驱动器的电压轨。电压稳压器的输入可并联连接在缓冲器电路两端。在至少一个变压器输入上的辅助绕组可向低压降稳压器提供辅助电流以为输入电容器提供电力。

在另一示例实施方案中，开关模式电源可包括一个或多个额外的转换器单元，其具有并联地连接到前一转换器单元的前一变压器输入的每个额外的转换器单元的电压稳压器的输入。最后一个转换器单元可包括最后一个转换器单元的缓冲器电路，其具有与最后一个转换器单元的能量存储装置并联的电阻元件。

在示例实施方案中的任一个或全部实施方案中，能量存储装置可包括电容器。负载可连接到变压器的负载输出。反馈控制器可与参考电压比较来监测变压器的负载输出。反馈控制器可包括相减块、补偿器和控制转换器单元的栅极驱动器的多输出脉冲宽度调制器(MPWM)发生器。电压稳压器可选自：开关模式电源、线性压降稳压器、开关电容器转换器、并联电压稳压器(shunt voltage regulator)、串联电压稳压器(series voltageregulator)或其任何组合。