[发明专利]用于开关电源的功率转换器及其操作方式

说明书

一种开关电源，包括功率转换器，功率转换器包括变压器、低侧开关和高侧开关。低侧开关通过变压器的初级绕组从电源电压汲取电流。高侧开关将来自变压器的初级绕组的电流放电到缓冲电容器。控制器同步地控制低侧开关和高侧开关的断开和闭合。功率转换器可以包括在反激式转换器中。功率转换器可以产生经调节的输出电压。

本申请是2016年12月14日提交的题为“用于开关电源的功率转换器及其操作方式”且申请号为201611153264.6的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及开关电源领域。更特别地，本发明涉及用于开关电源的反激式功率转换器及其操作方式。

背景技术

离线开关电源从交流(AC)电源接收电能并提供用于给负载供电的电压调节的直流(DC)输出。一种示例性离线电源包括功率因数校正(PFC)级和DC-DC转换器级。PFC级接收AC输入信号，进行整流并使得来自AC源的电流与AC电压保持大致同相，从而使得电源表现为AC源的电阻负载。DC-DC转换器级从PFC级接收整流输出并生成可以用于给负载供电的电压调节的DC输出。PFC级的整流输出通常处于较高的电压并且比DC-DC级的输出更宽松地调节。

反激式功率转换器(或者更简单地，反激式转换器)可以应用于DC-DC功率转换器。反激式转换器使用变压器，变压器将来自反激式转换器的输入端的能量传输至其输出端并且提供在反激式转换器的输入端和输出端之间的电隔离。通过闭合开关将输入电压(例如PFC级的整流输出电压)施加在变压器初级绕组的两端；结果，初级绕组电流流动并且变压器中的磁通量增加，在变压器中存储能量。当开关被断开时，电压被消除并且初级绕组电流降低，同时磁通量减小。结果在变压器的次级绕组中感生电流。该感生电流给输出电容器充电以产生用于给负载供电的输出电压。

开关电源可以经受各种负载条件。对于这种电源重要的是，高效地操作以最小化电量使用。因此，需要适应不同的负载条件并实现高效操作的改进的开关电源技术。还需要使用反激式功率转换器的这种开关电源技术。

发明内容

根据实施例，开关电源包括功率转换器，该功率转换器包括变压器、低侧开关和高侧开关。低侧开关通过变压器的初级绕组从电源电压汲取电流。高侧开关将来自变压器的初级绕组的电流放电到缓冲电容器。控制器同步地控制低侧开关和高侧开关的断开和闭合。功率转换器可以包括在反激式转换器中。功率转换器可以产生经调节的输出电压。

附图说明

以下参照特定的示例性实施例并结合附图描述本发明，其中：

图1示出根据本发明实施例的两级离线电源的结构框图；

图2示出根据本发明实施例的适用于DC-DC转换器的反激式转换器；

图3示出根据本发明实施例的反激式转换器的电压波形；

图4示出根据本发明实施例的反激式转换器的电压波形；

图5示出根据本发明实施例的反激式转换器和控制电路；

图6示出根据本发明实施例的用于DC-DC转换器的控制器集成电路；

图7示出根据本发明实施例的高电压电阻器；

图8示出根据本发明实施例的双向高电压电阻器；

图9示出根据本发明实施例的反激式转换器的控制电路；

图10示出根据本发明实施例的反激式转换器的另一控制电路；

图11示出根据本发明实施例的用于反激式转换器的控制电路中的差分信号转换器；

图12示出根据本发明实施例的反激式转换器的开关频率和功率的关系曲线图；

图13示出根据本发明实施例的用于反激式转换器的控制电路中的振荡器；