用于反激式开关模式电源的前馈升压转换器及其方法技术

各种实施例涉及一种反激式SMPS，其包含在初级侧的初级侧控制器、在所述初级侧的第一开关、变压器，所述变压器包含在所述初级侧的初级侧绕组、在次级侧的次级侧绕组、以及在所述初级侧的连接到第一开关调节器的辅助绕组，其中当所述第一开关接通时，所述第一开关调节器在初级冲程期间从所述辅助绕组供电。

Feed-forward boost converter for flyback switching mode power supply and its method

【技术实现步骤摘要】
用于反激式开关模式电源的前馈升压转换器及其方法
本公开总体上涉及开关模式电源(“SMPS”)，并且更具体地但非排他地，涉及用于反激式SMPS的前馈升压转换器。
技术介绍
SMPS是一种已知的电子电源，其使用开关调节器以尽可能有效地转换电力。因此，为了优化SMPS的效率，从低电压向控制器的集成电路(“IC”)供电是有利的。当向控制器的IC供应高压时，需要内部串联调节器，这会导致损耗增加。此外，使用内部串联调节器，IC内的耗散会变高。
技术实现思路
以下呈现各种实施例的简要概述。实施例解决了创建用于反激式SMPS的前馈升压转换器的需要。为克服现有技术的这些和其它缺点，并且鉴于需要创建用于反激式SMPS前馈的升压模式转换器，提出了各种示例性实施例的简要概述。在以下概述中可以进行一些简化和省略，其旨在突出和介绍各种示例性实施例的一些方面，而不是限制本专利技术的范围。适合于允许本领域普通技术人员制造和使用本专利技术构思的优选示例性实施例的详细描述将在后面的部分中进行。本文描述的各种实施例涉及一种反激式开关模式电源，其包含在初级侧的初级侧控制器、在所述初级侧的第一开关、变压器，所述变压器包含在所述初级侧的初级侧绕组、在次级侧的次级侧绕组、以及在所述初级侧的连接到第一开关调节器的辅助绕组，其中当所述第一开关接通时，所述第一开关调节器在初级冲程期间从所述辅助绕组供电。在本公开的实施例中，所述反激式SMPS进一步包含所述变压器，所述变压器包含在所述次级侧的连接到第二开关调节器的次级辅助绕组，其中所述第二开关调节器在初级冲程期间从所述次级辅助绕组供电。在本公开的实施例中，所述反激式SMPS进一步包含在所述初级侧的连接到所述第一开关调节器的启动电阻器。在本公开的实施例中，所述反激式SMPS进一步包含在所述次级侧的第二开关，所述第二开关由具有集成同步整流控制器的所述第二开关调节器驱动。在本公开的实施例中，所述第一开关调节器和所述第二开关调节器是升压型调节器。在本公开的实施例中，所述升压型调节器包含脉冲宽度调制器调节器、开关、整流二极管、电感器以及输出电容器。在本公开的实施例中，所述PWM调节器被配置成将所述升压型调节器的内部工作电压调节到大于或等于所述升压型调节器的输入电压的固定电压。在本公开的实施例中，所述升压型调节器的所述开关的源接地。本文描述的各种实施例涉及一种用于使用反激式开关模式电源向控制器供电的方法，所述SMPS包含在初级侧的初级侧控制器、在所述初级侧的第一开关、变压器，所述变压器包含在所述初级侧的初级侧绕组、在次级侧的次级侧绕组、以及在所述初级侧的连接到第一开关调节器的辅助绕组，所述方法包含以下步骤：接通所述第一开关，以及在初级冲程期间从辅助绕组向所述第一开关调节器供电。在本公开的实施例中，所述用于使用反激式SMPS向控制器供电的方法，所述SMPS包含所述变压器，所述变压器包含所述次级侧的连接到第二开关调节器的次级辅助绕组，所述方法进一步包含：在初级冲程期间从所述次级辅助绕组向所述第二开关调节器供电。在本公开的实施例中，所述用于使用反激式SMPS向控制器供电的方法进一步包含将在所述初级侧的启动电阻器连接到所述第一开关调节器。在本公开的实施例中，所述用于使用反激式SMPS向控制器供电的方法进一步包含由具有集成同步整流控制器的所述第二开关调节器驱动在所述次级侧的第二开关。在本公开的实施例中，所述第一开关调节器和所述第二开关调节器是升压型调节器。在本公开的实施例中，所述升压型调节器包含脉冲宽度调制器调节器、开关、整流二极管、电感器以及输出电容器。在本公开的实施例中，所述PWM调节器被配置成将所述升压型调节器的内部工作电压调节到大于或等于所述升压型调节器的输入电压的固定电压。在本公开的实施例中，所述升压型调节器的所述开关的源接地。附图说明附图和以下详细说明一起并入说明书并形成说明书的一部分，并且用于进一步示出包含要求保护的专利技术的概念的实施例并解释那些实施例的各种原理和优点，在附图中相同附图标记在各个视图中指代相同或功能上相似的元件。这些和其它更详细和具体的特征在以下说明书中更全面地公开，参考附图，在附图中：图1示出了用于智能充电应用的反激式SMPS的时序图；图2示出了用于充电应用的反激式SMPS的电路图，所述充电应用具有初级侧正向供电；图3示出了图2的用于充电应用的反激式SMPS的时序图，所述充电应用具有初级侧正向供电；图4示出了用于智能充电器应用的当前实施例的电路图，所述智能充电器应用具有用于初级侧供电的降压型SMPS；图5示出了具有启动电阻器的智能充电器应用的电路图；图6示出了用于智能充电器应用的当前实施例的电路图，所述智能充电器应用具有启动电阻器和由升压型SMPS进行的初级冲程供电；图7示出了当前实施例的电路图，所述当前实施例具有在初级侧和次级侧由升压型SMPS进行的初级冲程供电；并且图8示出了用于智能充电器应用的当前实施例的电路图，所述智能充电器应用具有在初级侧和次级侧由具有同步整流的升压型SMPS进行的初级冲程充电。具体实施方式应当理解的是，附图仅仅是示意性的，并且未按比例绘制。还应当理解的是，在所有附图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部分。描述和附图示出了各种实例实施例的原理。因此将认识到，本领域的技术人员将能够设计各种布置，这些布置虽然未在本文中明确描述或示出，但体现了本专利技术的原理并且包含在其范围内。此外，本文列举的所有例子主要旨在用于教学目的以帮助读者理解本专利技术的原理以及专利技术人为促进本领域而贡献的概念，并且应被解释为不限于此类具体列举的实例和条件。另外，除非另有说明(例如，“否则”或“或可替换的”)，否则如本文所使用的术语“或”是指非排他性的或(即，和/或)。而且，本文描述的各种实施例不一定是相互排斥的，因为一些实施例可以与一个或多个其它实施例组合以形成新的实施例。如“第一”、“第二”、“第三”等的描述符并不意味着限制所讨论的元件的顺序，而是用于将一个元件与下一个元件区分开，并且通常是可互换的。用于智能充电应用的隔离反激式SMPS包含在初级侧为电路供电的交流(“AC”)市电。AC市电通过桥式整流二极管连接到输入电容器。电路的初级侧包含SMPS控制器IC，其驱动MOSFET开关，并且通过变压器，能量被传递到输出电容器。输出电压由在次级侧的控制器IC通过信号变压器控制。输出电压设置通常由智能电话或平板电脑通过USB连接设置。输入侧和输出侧通过电路的初级侧和次级侧上的两个变压器电隔离。在初级侧的控制器IC由变压器的辅助绕组供电。在初级侧的控制器IC的内部工作电压由内部串联调节器产生。图1示出了用于智能充电应用的反激式SMPS的时序图100。时序图100包含栅极1101、漏极1102和辅助绕组103的单独时序图。在反激式转换器中，输入开关接通，并且当其接通时，能量在初级冲程104期间存储在变压器T1中。在次级冲程105期间，能量通过整流二极管释放到次级侧。此外，在次级冲程105期间，能量也通过辅助绕组采用整流二极管馈送到Vcc电容器中。在初级冲程104期间辅助绕组103两端的电压等于方程式106，所述方程式106为：Na/Np×Vin。Np定义为初级变压器绕组的匝数。Na定义为辅助变压器绕组的匝数。Vi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反激式开关模式电源(“SMPS”)，其特征在于，其包括：在初级侧的初级侧控制器；在所述初级侧的第一开关；以及变压器，所述变压器包含在所述初级侧的初级侧绕组、在次级侧的次级侧绕组，以及在所述初级侧的连接到第一开关调节器的辅助绕组，其中当所述第一开关接通时，所述第一开关调节器在初级冲程期间从所述辅助绕组供电。

【技术特征摘要】
2018.01.17 US 15/873,4121.一种反激式开关模式电源(“SMPS”)，其特征在于，其包括：在初级侧的初级侧控制器；在所述初级侧的第一开关；以及变压器，所述变压器包含在所述初级侧的初级侧绕组、在次级侧的次级侧绕组，以及在所述初级侧的连接到第一开关调节器的辅助绕组，其中当所述第一开关接通时，所述第一开关调节器在初级冲程期间从所述辅助绕组供电。2.根据权利要求1所述的反激式SMPS，其特征在于，其进一步包括：所述变压器，所述变压器包含在所述次级侧的连接到第二开关调节器的次级辅助绕组，其中所述第二开关调节器在初级冲程期间从所述次级辅助绕组供电。3.根据权利要求1所述的反激式SMPS，其特征在于，其进一步包括：在所述初级侧的连接到所述第一开关调节器的启动电阻器。4.根据权利要求2所述的反激式SMPS，其特征在于，其进一步包括：在所述次级侧的第二开关，所述第二开关由具有集成同步整流控制器的所述第二开关调节器驱动。5.根据权利要求2所述的反激式SMPS，其特征在于，所述第一开关调节器和所述第二开关调节器是升压型调节器。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：琼·维夏德·斯特里耶克，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL