一种功率变换器及其供电方法技术

本发明专利技术公开了一种可提供宽电压输出的功率变换器，针对不同的输出电压，提供可选的偏置电压供电路径。功率变换器包括并联耦接在输入端和输出端之间的第一和第二变换器，以及控制电路。控制电路用于控制第一与第二变换器的运行。偏置电压供电电路包括供电电容器、二极管和电流源，其中二极管耦接在第一变换器的第一辅助绕组和供电电容器之间，为控制电路提供供电电压。电流源具有耦接至第二变换器第二辅助绕组的输入端和耦接至供电电容器的输出端，其中第一辅助绕组的匝数小于第二辅助绕组的匝数。当供电电压小于门限电压时，电流源被开启，为控制电路提供供电电压。

A power converter and its power supply method

【技术实现步骤摘要】
一种功率变换器及其供电方法
本专利技术涉及一种开关电源，特别地，涉及提供宽输出电压的功率变换器。
技术介绍
随着电动自行车E-bike、手持式电动工具以及UPS的快速发展，大功率快充充电器成为当前研究的热门。然而，传统的反激式变换器和LLC谐振变换器因其自身的特点无法满足当前的应用。具体而言，当功率达到数百瓦时，传统的反激变换器由于高压应力的限制，效率低下。而LLC谐振变换器无法同时满足高效和突发模式下低输出纹波的要求，尤其是在提供宽电压输出时。
技术实现思路
本专利技术提供一种可提供宽电压输出的功率变换器及其供电方法，当控制电路控制并联型隔离变换器运行时，可提供满足宽电压输出应用的偏置电压供电电路。依据本专利技术的一方面，提出一种功率变换器，包括：输入端，接收输入电压；输出端，提供输出电压；第一变换器和第二变换器，并联耦接在输入端与输出端之间，其中第一变换器包括具有第一辅助绕组的第一变压器，第二变换器包括具有第二辅助绕组的第二变压器，其中第二辅助绕组的匝数大于第一辅助绕组的匝数；控制电路，用以控制第一变换器与第二变换器的运行；偏置电压供电电路，包括：供电电容器，具有耦接至控制电路的第一端和接地的第二端；第一二极管，具有耦接至第一辅助绕组第一端的阳极和耦接至供电电容器第一端的阴极，为控制电路提供供电电压；以及电流源，具有耦接至第二辅助绕组第一端的输入端和耦接至供电电容器第一端的输出端，其中当供电电压小于门限电压时，所述电流源被开启，为控制电路提供供电电压。依据本专利技术的另一方面，提出一种功率变换器，包括：输入端，接收输入电压；输出端，提供输出电压；第一变换器和第二变换器，并联耦接在输入端与输出端之间，其中第一变换器包括具有第一辅助绕组的第一变压器，第二变换器包括具有第二辅助绕组的第二变压器，其中第二辅助绕组的匝数大于第一辅助绕组的匝数；控制电路，用以控制第一变换器与第二变换器的运行；偏置电压供电电路，包括：供电电容器，具有耦接至控制电路的第一端和接地的第二端；第一二极管，具有耦接至第一辅助绕组第一端的阳极和耦接至供电电容器第一端的阴极，为控制电路提供供电电压；以及电流源，具有耦接至第二辅助绕组第一端的输入端和耦接至供电电容器第一端的输出端，在输出电压减小至预设值时，所述电流源被开启，为控制电路提供供电电压。依据本专利技术的再一方面，提出一种功率变换器的供电方法，所述功率变换器包括并联耦接在输入端和输出端之间的第一变换器和第二变换器、控制第一和第二变换器运行的控制电路，所述第一变换器包括具有第一辅助绕组的第一变压器，所述第二变换器包括具有第二辅助绕组的第二变压器，该供电方法包括：采用第一整流电路对第一辅助绕组上的第一辅助电压进行整流；采用第二整流电路对第二辅助绕组上的第二辅助电压进行整流；基于整流后的第一辅助电压对供电电容器充电，为控制电路提供供电电压；当检测到供电电压小于门限电压时，基于整流后的第二辅助电压对供电电容器充电，其中第一辅助绕组的匝数小于第二辅助绕组的匝数。本专利技术采用上述结构的电路和/或上述方法，在输出电压大时，采用第一变压器中匝数较小的辅助绕组电压充电供电电容器，提供控制电路的供电电压，在输出电压小时，开启电流源，通过电流源使用第二变压器中匝数较大的辅助绕组电压充电供电电容器，提供控制电路的供电电压，使得功率变换器，例如交错式反激变换器在提供宽输出电压的同时正常工作，以提高系统效率。附图说明图1为反激变换器10的电路原理图；图2为根据本专利技术一实施例的交错式反激变换器20的电路原理图；图3为根据本专利技术又一实施例的交错式反激变换器20A的电路框图；图4为根据本专利技术再一实施例的交错式反激变换器20B的电路框图；图5为根据本专利技术另一实施例的交错式反激变换器20C的电路框图；图6示出了根据本专利技术一实施例的交错式反激变换器的供电方法流程图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称元件“连接到”或“耦接到”另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。依据本专利技术，提出一种功率变换器，包括：输入端，接收输入电压；输出端，提供输出电压；第一变换器和第二变换器，并联耦接在输入端与输出端之间，其中第一变换器包括具有第一辅助绕组的第一变压器，第二变换器包括具有第二辅助绕组的第二变压器，其中第二辅助绕组的匝数大于第一辅助绕组的匝数；控制电路，用以控制第一变换器与第二变换器的运行；偏置电压供电电路，包括：供电电容器，具有耦接至控制电路的第一端和接地的第二端；第一二极管，具有耦接至第一辅助绕组第一端的阳极和耦接至供电电容器第一端的阴极，为控制电路提供供电电压；以及电流源，具有耦接至第二辅助绕组第一端的输入端和耦接至供电电容器第一端的输出端，其中当供电电压小于门限电压时，所述电流源被开启，为控制电路提供供电电压。图1为反激变换器10的电路原理图。反激变换器10包括原边电路100、变压器T、副边电路200和偏置电压供电电路300。如图1所示，原边电路100可包括对交流AC输入进行整流的整流桥110、对整流后电压进行滤波的输入电容器Cin、原边开关SW以及控制原边开关SW通断的控制电路120。控制电路120接收表征副边电路200输出电压Vout的反馈电压信号VFB和表征流过原边开关SW电流的电流检测信号VCS。对于本领域普通技术人员而言，产生电流检测信号VCS和反馈电压VFB的方法属于常用技术手段，在此不再赘述。进一步地，偏置供电电压VCC用于为控制电路120供电，通常由偏置电压供电电路300来提供。副边电路300包括二极管D1和电容器C1。二极管D1的阳极耦接至变压器T的副边绕组，电容器C1耦接在二极管D1的阴极与副边参考地之间。在这种结构下，电容器C1上的电压基本等于反激变换器10的输出电压Vout。变压器T耦接在原边电路100与副边电路200之间，用于将原边电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率变换器，包括：/n输入端，接收输入电压；/n输出端，提供输出电压；/n第一变换器和第二变换器，并联耦接在输入端与输出端之间，其中第一变换器包括具有第一辅助绕组的第一变压器，第二变换器包括具有第二辅助绕组的第二变压器，其中第二辅助绕组的匝数大于第一辅助绕组的匝数；/n控制电路，用以控制第一变换器与第二变换器的运行；/n偏置电压供电电路，包括：/n供电电容器，具有耦接至控制电路的第一端和接地的第二端；/n第一二极管，具有耦接至第一辅助绕组第一端的阳极和耦接至供电电容器第一端的阴极，为控制电路提供供电电压；以及/n电流源，具有耦接至第二辅助绕组第一端的输入端和耦接至供电电容器第一端的输出端，其中当供电电压小于门限电压时，所述电流源被开启，为控制电路提供供电电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种功率变换器，包括：
输入端，接收输入电压；
输出端，提供输出电压；
第一变换器和第二变换器，并联耦接在输入端与输出端之间，其中第一变换器包括具有第一辅助绕组的第一变压器，第二变换器包括具有第二辅助绕组的第二变压器，其中第二辅助绕组的匝数大于第一辅助绕组的匝数；
控制电路，用以控制第一变换器与第二变换器的运行；
偏置电压供电电路，包括：
供电电容器，具有耦接至控制电路的第一端和接地的第二端；
第一二极管，具有耦接至第一辅助绕组第一端的阳极和耦接至供电电容器第一端的阴极，为控制电路提供供电电压；以及
电流源，具有耦接至第二辅助绕组第一端的输入端和耦接至供电电容器第一端的输出端，其中当供电电压小于门限电压时，所述电流源被开启，为控制电路提供供电电压。


2.如权利要求1所述的功率变换器，其中所述偏置电压供电电路还包括：
第二二极管，具有阳极和阴极，其中阳极耦接至第二辅助绕组的第一端，阴极耦接至电流源的输入端；以及
比较电路，具有同向输入端、反向输入端和输出端，其中同向输入端接收门限电压，反向输入端接收供电电压，基于供电电压和门限电压，所述输出端耦接至电流源以控制电流源的开启与关闭。


3.如权利要求2所述的功率变换器，其中所述电流源包括：
第一结型场效应晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第二二极管的阴极，第二端耦接至供电第容器的第一端；
电阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一结型场效应晶体管的第一端，第二端耦接至第一结型场效应晶体管的控制端；以及
第二结型场效应晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至电阻器的第二端，第二端耦接地，控制端耦接至比较电路的输出端。


4.如权利要求2所述的功率变换器，其中所述偏置电压供电电路还包括：
第一开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第二二极管的阴极，第二端耦接至电流源的输入端，控制端耦接至比较电路的输出端。


5.如权利要求1所述的功率变换器，其中当供电电压大于门限电压时，电流源被关断。

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【专利技术属性】
技术研发人员：王斯然，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51