用于谐振转换器的保持时间延长电路制造技术

提供了用于谐振转换器的保持时间延长电路。所述电路可以包括：线圈(La2，La3，La4，La5)，该线圈耦合到所述谐振转换器中的变压器的初级侧的磁化电感；阻抗元件(Lb2，Rb3，Rb4，Lb5)，该阻抗元件与所述线圈(La2，La3，La4，La5)连接；以及开关电路(211，311，411，511)，该开关电路连接于所述阻抗元件(Lb2，Rb3，Rb4，Lb5)和所述线圈(La2，La3，La4，La5)之间，其中，当谐振转换器的输入电压降低到预定阈值时，所述开关电路(211，311，411，511)导通，使得所述谐振转换器的输出电压通过所述磁化电感(Lm)感应到所述线圈(La2，La3，La4，La5)并在所述线圈中产生感应电流，该感应电流的流动方向与谐振转换器正常工作时变压器的初级线圈中的电流流动方向一致。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及用于延长谐振转换器的保持时间的电路。
技术介绍
目前市场上对功率变换的效率要求越来越高，例如，80plus铂金标准要求在半负载情况下达到大于94％的效率。谐振转换器(Resonant converter)由于具有高效、高频及高功率密度等特点而正得到日益广泛的应用。图1A是示出了一种半桥式谐振转换器的示意性电路图。如图1A所示，VDC表示电源，103表示负载。该半桥式谐振转换器包括两个开关元件Q1和Q2(图中将这两个元件示出为场效应晶体管)、控制器101以及变压器T1。开关元件Q1和Q2连接到变压器T1的初级线圈。在工作时，控制器101控制这两个开关元件Q1和Q2交替导通，以对变压器T1的初级线圈进行充电和放电。另外，该半桥式谐振转换器还包括谐振电路102。该谐振电路102包括谐振电容Cr、谐振电感Lr以及磁化电感Lm。这里，Lm表示变压器T1的初级侧的磁化电感。另外，该谐振转换器还包括二极管D1、D2和输出电容Cout构成的整流电路，这里不作详述。图1B是示出了一种全桥式谐振转换器的示意性电路图。如图1B所示，该全桥式谐振转换器的电路结构与图1A所示的半桥式谐振转换器相似，不同之处在于，该全桥式谐振转换器包括4个开关元件Q1、Q2、Q5和Q6。这4个开关元件Q1、Q2、Q5和Q6连接到变压器T1的初级线圈，其中，Q1和Q6组成一对且同时导通和关断，而Q2和Q5组成另一对且同时导通和关断。控制器101控制这两对开关元件交替导通，以对变压器T1的初级线圈进行充电和放电。
技术实现思路
本公开的专利技术人发现，在谐振转换器的转换效率与保持时间(这里所述的保持时间(hold up time)是指当输入电压不正常(如输入电压突然降低)时保持提供到负载的输出电压的时间量)性能之间通常需要折衷考虑，例如，可以通过增大磁化电感Lm来提高转换效率并降低谐振转换器中的开关元件(如图1A所示的场效应晶体管Q1和Q2)的开关损耗，但是，另一方面，增大磁化电感Lm也会导致谐振转换器的保持时间大大降低。本公开的实施例提供了一种用于谐振转换器的保持时间延长电路，利用该电路，能够在不降低谐振转换器的转换效率的情况下大大延长谐振转换器的保持时间。在下文中给出关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是对本公开的穷举性概述。它并不是意图确定本公开的关键或重要部分，也不是意图限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。根据本公开的一个方面，提供了一种用于谐振转换器中的电路，该电路可以包括：线圈，该线圈耦合到所述谐振转换器中的变压器的初级侧的磁化电感；阻抗元件，该阻抗元件与所述线圈连接；以及开关电路，该开关电路连接于所述阻抗元件和所述线圈之间，其中，当谐振转换器的输入电压降低到预定阈值时，所述开关电路导通，使得所述谐振转换器的输出电压(变压器的次级侧)通过所述磁化电感感应到所述线圈并在所述线圈中产生感应电流，该感应电流的流动方向与谐振转换器正常工作时变压器的初级线圈中的电流流动方向一致。附图说明本公开可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本公开的优选实施例和解释本公开的原理和优点。在附图中：图1A是示出了根据相关技术的半桥式谐振转换器的示意性电路图；图1B是示出了根据相关技术的全桥式谐振转换器的示意性电路图；图2A是示出了应用了根据本公开一实施例的保持时间延长电路的谐振转换器的示意性电路图；图2B是示出了应用了图2A所示的保持时间延长电路的另一谐振转换器的示意性电路图；图2C是示出了应用了图2A所示的保持时间延长电路的另一谐振转换器的示意性电路图；图3A是示出了应用了根据本公开另一实施例的电路的谐振转换器的示意性电路图；图3B是示出了应用了图3A所示的保持时间延长电路的另一谐振转换器的示意性电路图；图3C是示出了应用了图3A所示的保持时间延长电路的另一谐振转换器的示意性电路图；图4A是示出了应用了根据本公开另一实施例的电路的谐振转换器的示意性电路图；图4B是示出了应用了图4A所示的保持时间延长电路的另一谐振转换器的示意性电路图；图4C是示出了应用了图4A所示的保持时间延长电路的另一谐振转换器的示意性电路图；图5A是示出了应用了根据本公开另一实施例的电路的谐振转换器的示意性电路图；图5B是示出了应用了图5A所示的保持时间延长电路的另一谐振转换器的示意性电路图；以及图6是示出根据本公开的一个实施例的延长谐振转换器的保持时间的方法的示意性流程图。本领域技术人员应当理解，附图中的各个部件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，而不是按比例绘制的。例如，附图中某些部件的尺寸可能相对于其他部件放大或缩小了，这是为了有助于提高对本公开实施例的理解。具体实施方式在下文中将结合附图对本公开的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开，在附图中仅仅示出了与根据本公开的方案密切相关的装置结构和/或部件，而省略了与本公开关系不大的其他细节。本公开的实施例提供了能够延长谐振转换器的保持时间的电路和方法。本公开的专利技术人发现，谐振转换器的保持时间参数取决于谐振电容器上的电压振幅。在输出电压保持阶段，谐振电容器上的电压振幅越高，则保持时间越长。可以通过降低磁化电感Lm来降低谐振电容器上的电压振幅，从而延长保持时间，但是，降低磁化电感Lm会增加谐振转换器中的开关元件(如图1A所示的MOSFET Q1和Q2等)在正常工作期间的开关损耗。根据本公开的实施例的保持时间延长电路可连接到谐振转换器的变压器的初级侧的磁化电感。当谐振转换器的输入电压不正常(如降低到一预定阈值)时，该电路开始工作，以增加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于谐振转换器中的保持时间延长电路(210，310，410，510)，其特征在于，该保持时间延长电路包括：
线圈(La2，La3，La4，La5)，该线圈耦合到所述谐振转换器中的变压器的初级侧的磁化电感(Lm)；
阻抗元件(Lb2，Rb3，Rb4，Lb5)，该阻抗元件与所述线圈(La2，La3，La4，La5)连接；以及
开关电路(211，311，411，511)，该开关电路连接于所述阻抗元件(Lb2，Rb3，Rb4，Lb5)和所述线圈(La2，La3，La4，La5)之间，其中，当谐振转换器的输入电压降低到预定阈值时，所述开关电路(211，311，411，511)导通，使得所述谐振转换器的输出电压通过所述磁化电感(Lm)感应到所述线圈(La2，La3，La4，La5)并在所述线圈中产生感应电流，该感应电流的流动方向与谐振转换器正常工作时变压器的初级线圈中的电流流动方向一致。
2.根据权利要求1所述的保持时间延长电路，
其中，所述开关电路(211)包括第一和第二开关元件(Q32，Q42)，所述阻抗元件(Lb2)的一端连接到所述线圈(La2)的一端，而另一端连接到所述第一开关元件(Q32)的一端，所述第一开关元件(Q32)的另一端连接到所述第二开关元件(Q42)的一端，所述第二开关元件(Q42)的另一端连接到所述线圈(La2)的另一端，并且
其中，所述第一开关元件(Q32)和所述第二开关元件(Q42)还分别与所述谐振转换器中的控制器(101)相连，当所述谐振转换器的输入电压降低到预定阈值时，所述控制器使得所述第一和第二开关元件(Q32，Q42)导通。
3.根据权利要求2所述的保持时间延长电路，其中，所述第一和第二开关元件(Q32，Q42)均为场效应晶体管，所述第一开关元件(Q32)的漏极连接到所述阻抗元件，所述第一开关元件(Q32)的源极连接到所述第二开关元件(Q42)的源极并接地，所述第二开关元件(Q42)的漏极连接到所述线圈的另一端，并且所述第一和第二开关元件(Q32，Q42) 的栅极均连接到所述控制器。
4.根据权利要求1所述的保持时间延长电路，其中，所述开关电路(311，411)包括第一开关元件(Q33，Q34)和二极管桥电路，所述第一开关元件(Q33，Q34)的一端连接到所述阻抗元件(Rb3，Rb4)的一端，另一端连接到所述二极管桥电路，所述二极管桥电路还连接到所述阻抗元件(Rb3，Rb4)的另一端以及所述线圈(La3，La4)的两端，并且
所述第一开关元件(Q33，Q34)还与所述谐振转换器中的控制器(101)相连，其中，当所述谐振转换器的输入电压降低到预定阈值时，所述控制器使得所述第一开关元件(Q33，Q34)导通。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑锺仁，李太强，陈卓雄，
申请(专利权)人：雅达电子国际有限公司，
类型：实用新型
国别省市：