隔离开关功率转换器制造技术

提出了一种隔离开关功率转换器。隔离开关转换器包括变压器、次级侧开关和次级侧控制器。变压器具有耦合到输入端的初级绕组、耦合到用于提供第一输出电压的第一输出端的第一次级绕组、以及耦合到用于提供第二输出电压的第二输出端的第二次级绕组。次级侧开关耦合到第二次级绕组。次级侧控制器将第二输出电压与第一参考电压进行比较，并基于该比较，生成控制信号以操作次级侧开关。制信号以操作次级侧开关。制信号以操作次级侧开关。

【技术实现步骤摘要】
隔离开关功率转换器


[0001]本公开涉及隔离开关功率转换器，并且尤其涉及具有多个输出端的隔离开关功率转换器。
[0002]背景
[0003]隔离开关功率转换器可以被用于在提供电子设备和AC电源之间的电流隔离的同时向电子设备提供调节的功率。典型地，隔离开关功率转换器包括变压器，该变压器包括与AC电源耦合的初级绕组和与转换器电路的输出端耦合的次级绕组。变压器提供电流隔离，且与初级绕组耦合的部件被统称为功率转换器电路的初级侧，而与次级绕组耦合的部件被统称为功率转换器电路的次级侧。输出端为输出负载提供调节的电压。隔离开关功率转换器也可以被实现为具有为两个或更多个设备或电路供电的多个输出端。例如，可以使用两个次级绕组来输送不同的输出，例如被称为主输出的相对高功率输出和被称为从输出的相对低功率输出。
[0004]概述
[0005]多输出端隔离开关转换器通常受限于输出通道之间的交叉调节效应(cross regulation effects)，其中，从通道(slave channel)的输出电压随着主通道处的负载电流的增加而变化。多种解决方案已经被提出，包括在从通道上增加后置调节器，这增加了系统的占用面积和复杂性。本公开的目的是解决上述限制中的一项或更多项。
[0006]根据本公开的第一方面，提供了一种隔离开关功率转换器，包括：变压器，所述变压器具有耦合到输入端的初级绕组、耦合到用于提供第一输出电压的第一输出端的第一次级绕组、以及耦合到用于提供第二输出电压的第二输出端的第二次级绕组；次级侧开关，所述次级侧开关耦合到所述第二次级绕组；以及次级侧控制器，所述次级侧控制器适于将所述第二输出电压与第一参考电压进行比较，并基于所述比较，生成控制信号以操作所述次级侧开关。
[0007]可选地，第一次级绕组和第二次级绕组被设计成使得第一输出电压大于第二输出电压。
[0008]可选地，次级侧控制器适于当第二输出电压小于第一参考电压时接通次级侧开关，并且当第二输出电压等于或大于第一参考电压时关断次级侧开关。
[0009]可选地，次级侧控制器适于将第二次级绕组处的绕组电压与第二参考电压进行比较，并且当第二输出电压小于第一参考电压以及该绕组电压大于第二参考电压时，接通次级侧开关。
[0010]例如，第一参考电压和第二参考电压可以是预设的恒定值。第二参考电压可以被设置为等于或大于第一参考电压。
[0011]可选地，次级侧控制器包括第一比较器，该第一比较器适于将第二输出电压与第一参考电压进行比较。
[0012]可选地，次级侧控制器包括第二比较器，该第二比较器适于将绕组电压与第二参考电压进行比较。
[0013]可选地，次级侧控制器包括耦合到逻辑门的驱动器，该逻辑门适于接收来自第一比较器和第二比较器的输出。
[0014]例如，逻辑门可以是AND门，其具有接收第一比较器的输出的第一输入端和接收第二比较器的输出的第二输入端。
[0015]可选地，次级侧控制器包括适于设置次级侧开关的接通时间的定时器。
[0016]可选地，次级侧开关经由二极管耦合到第二次级绕组。
[0017]可选地，次级侧开关经由另一开关耦合到第二次级绕组。
[0018]可选地，次级侧开关是第一晶体管，并且所述另一开关是第二晶体管。
[0019]可选地，第一晶体管具有源极端子，第一晶体管的源极端子耦合到第二晶体管的源极端子。
[0020]可选地，第一晶体管具有漏极端子，第一晶体管的漏极端子耦合到第二晶体管的漏极端子。
[0021]可选地，隔离开关功率转换器包括用于给次级侧控制器供电的能量存储设备。
[0022]例如，能量存储设备可以是电容器。
[0023]可选地，第一输出端耦合到次级侧控制器。
[0024]可选地，隔离开关功率转换器包括耦合到初级绕组的初级侧开关和适于控制初级侧开关的初级侧控制器。
[0025]可选地，第二次级绕组、次级侧开关和次级侧控制器形成输出通道电路，并且其中，隔离开关功率转换器包括多个输出通道电路。
[0026]根据本公开的第二方面，提供了一种调节隔离开关功率转换器的输出的方法，所述方法包括：
[0027]提供隔离开关功率转换器，所述隔离开关功率转换器包括：变压器和次级侧开关，所述变压器具有耦合到输入端的初级绕组、耦合到用于提供第一输出电压的第一输出端的第一次级绕组、以及耦合到用于提供第二输出电压的第二输出端的第二次级绕组，并且所述次级侧开关耦合到所述第二次级绕组；
[0028]将所述第二输出电压与第一参考电压进行比较，以及
[0029]基于所述比较，生成控制信号以操作所述次级侧开关。
[0030]可选地，该方法包括：
[0031]当第二输出电压小于第一参考电压时，接通次级侧开关，以及
[0032]当第二输出电压大于第一参考电压时，关断次级侧开关。
[0033]可选地，该方法包括：
[0034]将第二次级绕组处的绕组电压与第二参考电压进行比较，以及
[0035]当第二输出电压小于第一参考电压并且绕组电压大于第二参考电压时，接通次级侧开关。
[0036]如上文和本文所述，根据第二方面的方法可以共享第一方面的特征。
[0037]附图简述
[0038]在下面通过示例的方式并参考附图来更详细地描述本公开，其中：
[0039]图1是根据现有技术的传统多输出端隔离开关转换器的示意图；
[0040]图2A和图2B是根据现有技术的示出图1的转换器中的两个输出通道之间的交叉耦
合效应的曲线图；
[0041]图3是根据现有技术的设置有后置调节器的多输出端隔离开关转换器的示意图；
[0042]图4是根据现有技术的另一个多输出端隔离开关转换器的示意图；
[0043]图5是根据本公开的用于调节隔离开关功率转换器的输出的方法的流程图；
[0044]图6是用于实现图5的方法的隔离开关功率转换器的示意图；
[0045]图7是用于实现图5的方法的另一隔离开关功率转换器的示意图；
[0046]图8是示出图7的电路的工作的模拟图；
[0047]图9A是模拟图，其示出了从输出电压随在用于图1的电路的主通道处的增加的负载电流的变化；
[0048]图9B是模拟图，其示出了从输出电压随在用于图7的电路的主通道处的增加的负载电流的变化；
[0049]图10是用于实现图5的方法的另一隔离开关功率转换器的示意图；
[0050]图11是用于实现图5的方法的又一隔离开关功率转换器的示意图。
[0051]详细描述
[0052]图1示出了具有多个输出端的传统隔离开关转换器100。功率转换器100具有用于接收输入电压Vin的输入端105和用于分别提供第一输出电压Vout1和第二输出电压Vout2的两个输出端110和115。输入电压Vin通常是DC电压，其可以固定为特定值。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔离开关功率转换器，包括：变压器，所述变压器具有耦合到输入端的初级绕组、耦合到用于提供第一输出电压的第一输出端的第一次级绕组、以及耦合到用于提供第二输出电压的第二输出端的第二次级绕组；次级侧开关，所述次级侧开关耦合到所述第二次级绕组；以及次级侧控制器，所述次级侧控制器适于将所述第二输出电压与第一参考电压进行比较，并基于所述比较，生成控制信号以操作所述次级侧开关。2.根据权利要求1所述的隔离开关功率转换器，其中，所述第一次级绕组和第二次级绕组被设计成使得所述第一输出电压大于所述第二输出电压。3.根据权利要求1所述的隔离开关功率转换器，其中，所述次级侧控制器适于当所述第二输出电压小于所述第一参考电压时接通所述次级侧开关，并且当所述第二输出电压等于或大于所述第一参考电压时关断所述次级侧开关。4.根据权利要求3所述的隔离开关功率转换器，其中，所述次级侧控制器适于将所述第二次级绕组处的绕组电压与第二参考电压进行比较，并且当所述第二输出电压小于所述第一参考电压并且所述绕组电压大于所述第二参考电压时，接通所述次级侧开关。5.根据权利要求4所述的隔离开关功率转换器，其中，所述次级侧控制器包括第一比较器，所述第一比较器适于将所述第二输出电压与所述第一参考电压进行比较。6.根据权利要求5所述的隔离开关功率转换器，其中，所述次级侧控制器包括第二比较器，所述第二比较器适于将所述绕组电压与所述第二参考电压进行比较。7.根据权利要求6所述的隔离开关功率转换器，其中，所述次级侧控制器包括耦合到逻辑门的驱动器，所述逻辑门适于接收来自所述第一比较器和所述第二比较器的输出。8.根据权利要求7所述的隔离开关功率转换器，其中，所述次级侧控制器包括适于设置所述次级侧开关的接通时间的定时器。9.根据权利要求1所述的隔离开关功率转换器，其中，所述次级侧开关经由二极管耦合到所述第二次级绕组。10.根据权利要求1所述的隔离开关功率转换器，其中，所述次级侧开关经由另一开关耦合到所述第二次级绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：林郁晋，
申请(专利权)人：戴洛格半导体英国有限公司，
类型：发明
国别省市：