一种辅助电路、电源系统和电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种辅助电路、电源系统和电子装置，所述辅助电路，应用于具有变压器和输入电容的电源系统中，所述变压器至少具有辅助绕组和主级绕组，所述辅助电路包括：辅助绕组、脉冲电流模块、开始时刻设置模块、终止时刻设置模块、幅度设置模块。本发明专利技术的辅助电路，可根据输入电压动态调整辅助绕组的电流，减小了功率开关的开关损耗，提升了电源系统的效率。提升了电源系统的效率。提升了电源系统的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种辅助电路、电源系统和电子装置


[0001]本专利技术涉及电源转换
，具体涉及一种辅助电路、电源系统和电子装置。

技术介绍

[0002]现有技术的一种电源系统的简化图如图1a所示，包括功率级、辅助模块、控制模块、输入电容、并联负载的输出电容，其中功率级包括变压器TS的主级绕组Lp，第一功率开关MP，续流二极管D1；辅助模块包括变压器TS的辅助绕组La和与辅助绕组La串联连接的受控电流源Ia，变压器TS的主级绕着Lp和辅助绕组La具有相同的同名端位置；控制模块输出第一控制信号GP控制第一功率开关MP的导通和截止，输出第二控制信号GA控制受控电流源Ia的导通和截止。现有技术的电源系统的部分节点电压波形图如图1b所示，在控制模块输出第一控制信号GP变成高电平控制第一功率开关MP导通之前，控制模块先输出第二控制信号GA变成高电平让受控电流源Ia导通一个固定宽度的脉冲时间T13（第一时间点T1和第三时间点T3之间的脉冲期间），通过变压器TS的耦合作用，流过辅助绕组La的电流Ia被耦合到变压器TS的主级绕组Lp产生方向相反的主级绕组电流Ip，使得第一功率开关MP两端的跨压Vds从第一功率开关MP截止时的第一电位迅速降低为更低的第二电位后，第一功率开关再导通；这样可以使第一功率开关MP具有更低的开关损耗。
[0003]但是当输入电压VIN在较大范围内变化时，控制模块输出的第二控制信号GA产生的固定宽度的脉冲时间T13不能兼顾同时减小高输入电压VIN和低输入电压VIN时的开关损耗，如图1b所示，在高输入电压VIN时，跨压Vds刚好在固定宽度的脉冲时间T13内从最大值降低到最小值，但是在低输入电压VIN时，跨压Vds在固定宽度的脉冲时间T13内部的第一期间T12时间内（第一时间点T1和第二时间点T2之间的脉冲期间）就已经从最大值降低到最小值，在剩下的第二期间T23时间内（第二时间点T2和第三时间点T3之间的脉冲期间），辅助绕组电流Ia会产生额外的功率损耗。所以有必要对现有技术的电源系统进行优化来进一步减小损耗，提高效率。

技术实现思路

[0004]第一方面，本专利技术实施例提供了一种辅助电路，应用于具有变压器和输入电容的电源系统中，所述变压器至少具有辅助绕组和主级绕组，所述辅助电路包括：辅助绕组，具有两端，其中第一端耦接所述输入电容的第一端，或经过电容后耦接所述输入电容的第一端，输入电容的第二端接地；脉冲电流模块，与所述辅助绕组的第二端耦接，被配置于产生流过所述辅助绕组的辅助绕组电流；开始时刻设置模块，与所述脉冲电流模块耦接，被配置于设置所述辅助绕组电流的开始时刻；终止时刻设置模块，与所述脉冲电流模块耦接，被配置于设置所述辅助绕组电流
的终止时刻；幅度设置模块，与所述脉冲电流模块耦接，被配置于设置所述辅助绕组电流的幅度。
[0005]优选的，所述电源系统还包括功率级；所述功率级至少包括变压器的主级绕组、续流模块和第一功率开关，所述第一功率开关具有第一端、第二端和控制端，其中第一端与所述主级绕组耦接，第二端与电流检测电阻耦接，流过所述主级绕组和第一功率开关的电流在电流检测电阻上产生电流检测电压。
[0006]优选的，所述开始时刻设置模块根据所述变压器的退磁结束信号，或根据所述第一功率开关两端的跨压的波谷信号，或根据控制所述第一功率开关导通或截止的脉冲宽度调制信号，输出开始时刻信号来设置所述辅助绕组电流的开始时刻。
[0007]优选的，在幅度设置模块设置的辅助绕组电流的幅度固定时，所述终止时刻设置模块根据所述输入电容上的输入电压，或根据所述第一功率开关两端的跨压，或根据所述电流检测电压的峰值电压，输出终止时刻信号来设置所述辅助绕组电流的终止时刻。
[0008]优选的，在开始时刻设置模块输出的开始时刻信号和终止时刻设置模块输出的终止时刻信号设置的辅助绕组电流的脉冲宽度固定时，所述幅度设置模块根据所述输入电容上的输入电压，或根据所述第一功率开关两端的跨压，或根据所述电流检测电压的峰值电压，来设置所述辅助绕组电流的幅度。
[0009]第二方面，本专利技术实施例提供了一种电源系统，所述电源系统的变压器的辅助绕组与主级绕组具有相同的同名端位置，在第一功率开关从截止状态切换成导通状态前的一个脉冲时间内，所述脉冲电流模块产生的辅助绕组电流流过辅助绕组，通过变压器的主级绕组和辅助绕组之间的耦合关系，第一功率开关两端的跨压从第一功率开关截止时的第一电位降低到更低的第二电位后，第一功率开关再从截止状态切换成导通状态，使第一功率开关的开关损耗更低。
[0010]优选的，所述电源系统还包括控制模块，输出端耦接所述第一功率开关的控制端，输入端耦接所述终止时刻信号，在所述脉冲电流模块输出的辅助绕组电流变成零以后，控制模块才控制所述第一功率开关导通。
[0011]优选的，所述电源系统还包括峰值采样模块，输入端耦接所述电流检测电压，所述峰值采样模块采样和保持所述电流检测电压并输出电流检测电压的峰值电压。
[0012]优选的，所述电源系统还包括并联负载的输出电容，功率级与输入电容、输出电容的连接关系，能组合形成降压电源系统、升压电源系统、反激电源系统和升降压电源系统中的一种。
[0013]第三方面本专利技术实施例提供了一种电子装置，包括第二方面的任一项所述的电源系统。
[0014]本专利技术技术包括以下优点：基于本专利技术实施例的一种辅助电路，可根据输入电压动态调整辅助绕组的电流，减小了功率开关的开关损耗，提升了电源系统的效率。
附图说明
[0015]图1a是现有技术的一种电源系统的简化结构图；图1b是现有技术的一种电源系统的部分节点波形图；图2a是本专利技术的一种电源系统的简化结构图；图2b是本专利技术的一种终止时刻设置模块的实施例；图2c是本专利技术的另一种终止时刻设置模块的实施例；图3a是本专利技术的一种实施例的带有辅助电路的电源系统的结构图；图3b是本专利技术的另一种实施例的带有辅助电路的电源系统的结构图；图3c是本专利技术的又一种实施例的带有辅助电路的电源系统的结构图；图3d是本专利技术的再一种实施例的带有辅助电路的电源系统的结构图；图3e是本专利技术的其他一种实施例的带有辅助电路的电源系统的结构图；图4a是本专利技术的一种实施例的部分节点波形示意图；图4b是本专利技术的另一种实施例的部分节点波形示意图；图4c是本专利技术的又一种实施例的部分节点波形示意图。
[0016]根据惯常的作业方式，图中各种特征与元件并未依比例绘制，其绘制方式是为了以最佳的方式呈现与本专利技术相关的具体特征与元件。此外，在不同图式间，以相同或相似的元件符号来指称相似的元件/部件。
[0017]附图标记说明11：第一电源系统100：第一功率级110：辅助电路12：第二电源系统120：第二功率级121：续流模块13：第三电源系统14：第四电源系统140：第四功率级141：吸收电路15：第五电源系统150：第五功率级16：第六电源系统160：第六功率级符号说明MP：第一功率开关GP：第一控制信号Vds：跨压TS：变压器Lp：主级绕组Ls：次级绕组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辅助电路，应用于具有变压器和输入电容的电源系统中，所述变压器至少具有辅助绕组和主级绕组，其特征在于，所述辅助电路包括：辅助绕组，具有两端，其中第一端耦接所述输入电容的第一端，或经过电容后耦接所述输入电容的第一端，输入电容的第二端接地；脉冲电流模块，与所述辅助绕组的第二端耦接，被配置于产生流过所述辅助绕组的辅助绕组电流；开始时刻设置模块，与所述脉冲电流模块耦接，被配置于设置所述辅助绕组电流的开始时刻；终止时刻设置模块，与所述脉冲电流模块耦接，被配置于设置所述辅助绕组电流的终止时刻；幅度设置模块，与所述脉冲电流模块耦接，被配置于设置所述辅助绕组电流的幅度。2.根据权利要求1所述的辅助电路，其特征在于，所述电源系统还包括功率级；所述功率级至少包括变压器的主级绕组、续流模块和第一功率开关，所述第一功率开关具有第一端、第二端和控制端，其中第一端与所述主级绕组耦接，第二端与电流检测电阻耦接，流过所述主级绕组和第一功率开关的电流在电流检测电阻上产生电流检测电压。3.根据权利要求2所述的辅助电路，其特征在于，所述开始时刻设置模块根据所述变压器的退磁结束信号，或根据所述第一功率开关两端的跨压的波谷信号，或根据控制所述第一功率开关导通或截止的脉冲宽度调制信号，输出开始时刻信号来设置所述辅助绕组电流的开始时刻。4.根据权利要求3所述的辅助电路，其特征在于，在幅度设置模块设置的辅助绕组电流的幅度固定时，所述终止时刻设置模块根据所述输入电容上的输入电压，或根据所述第一功率开关两端的跨压，或根据所述电流检测电压的峰值电压，输出终止时刻信号来设置所述辅助绕组电流的终止时刻。5.根据权利要求3所述的辅助...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：恩赛半导体成都有限公司，
类型：发明
国别省市：