[发明专利]具有无损电流感测能力的电力转换器及其实施方案

权利要求书

1.一种具有无损电流感测能力的电力转换器，其特征在于，包括：

变压器，其具有初级绕组和次级绕组；所述初级绕组具有第一初级绕组端子和第二初级绕组端子，所述次级绕组具有第一次级绕组端子和第二次级绕组端子；

初级开关Q1，其用于传导或阻挡在所述变压器的所述初级绕组中流动的电流；

次级开关Q2，其用于传导或阻挡在所述变压器的所述次级绕组中流动的电流；

控制器，其具有第一控制节点和第二控制节点，并且被配置成产生通过所述第一控制节点的第一控制信号以控制所述初级开关Q1，且产生通过所述第二控制节点的第二控制信号以控制所述次级开关Q2，使得所述初级开关Q1和所述次级开关Q2交替地接通和断开，以及

电流感测电路，其被配置成用于感测在所述变压器的所述初级绕组中流动的所述电流；且

其中所述电流感测电路包括：

电流感测开关Qs，其具有连接到所述控制器的第一控制节点的控制端子、连接到所述第二初级绕组端子的第一传导端子和连接到所述控制器的第一电流感测节点的第二传导端子；以及

第一电流感测电阻器，其具有连接到所述控制器的所述第一电流感测节点的第一端子和连接到初级地的第二端子；

其中所述电流感测开关Qs被配置成常开；且

其中所述控制器被进一步配置成：

通过所述第一电流感测节点接收指示流动通过所述初级绕组的传导电流的第一电流感测信号V_CS1；

计算所述第一电流感测信号V_CS1与第一参考电压V_ref1之间的第一电压差；以及

基于所计算的第一电压差调整所述初级开关Q1的接通时间和断开时间。

2.根据权利要求1所述的电力转换器，其特征在于，所述电流感测开关Qs为增强型氮化镓高电子迁移率晶体管。

3.根据权利要求1所述的电力转换器，其特征在于，所述初级开关Q1为氮化镓高电子迁移率晶体管。

4.根据权利要求1所述的电力转换器，其特征在于，所述电流感测开关Qs的栅极长度小于所述初级开关Q1的栅极长度。

5.根据权利要求4所述的电力转换器，其特征在于，所述电流感测开关Qs的所述栅极长度与所述初级开关Q1的所述栅极长度的比率在大致1/10到大致1/1000的范围内。

6.根据权利要求1所述的电力转换器，其特征在于，所述第一电流感测电阻器的电阻值由给定，其中R_{Q1_ON}为所述初级开关Q1的导通电阻。

7.根据权利要求1所述的电力转换器，其特征在于，进一步包括第二 电流感测电阻器，所述第二 电流感测电阻器具有连接到所述第二次级绕组端子的第一端子；以及连接到所述控制器的第二电流感测节点的第二端子；且

其中所述控制器被配置成：

通过所述第二电流感测节点接收第二电流感测信号V_CS2；

计算所述第二电流感测信号V_CS2与第二参考电压V_ref2之间的第二电压差；以及

基于所计算的第二电压差调整所述次级开关Q2的接通时间和断开时间。

8.根据权利要求7所述的电力转换器，其特征在于，所述第二电流感测电阻器的电阻值由给定，其中R_{Q2_ON}为所述次级开关Q2的导通电阻。

9.根据权利要求1所述的电力转换器，其特征在于，进一步包括耦合到所述变压器的所述初级绕组的箝位电路；所述箝位电路包括：

二极管D1，其具有连接到所述第二初级绕组端子的正极端子；

电容器C1，其具有连接到所述第一初级绕组端子的第一端子和连接到所述二极管D1的负极端子的第二端子；以及

电阻器R1，其与所述电容器C1并联连接。