[发明专利]具有高于和低于谐振频率的操作模式的谐振切换转换器有效
申请号: | 200910207419.3 | 申请日: | 2009-11-03 |
公开(公告)号: | CN101741255A | 公开(公告)日: | 2010-06-16 |
发明(设计)人: | 黄新年;A·齐 | 申请(专利权)人: | 虹冠电子工业股份有限公司 |
主分类号: | H02M3/335 | 分类号: | H02M3/335 |
代理公司: | 北京泛华伟业知识产权代理有限公司 11280 | 代理人: | 王勇;姜华 |
地址: | 中国台*** | 国省代码: | 中国台湾;71 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 具有 高于 低于 谐振 频率 操作 模式 切换 转换器 | ||
技术领域
本发明涉及电源领域。更具体地,本发明涉及谐振切换电源 转换器的领域。
背景技术
离线式电源从交变电流(AC)源接收功率并且提供可以用来 为负载供电的电压调节的直流(DC)输出。示例性离线式电源包括功率因 素校正(PFC)级和DC到DC转换器级。PFC级接收AC输入信号,执 行整流并且保持从AC源得到的大体和AC电压相位一致的电流,使得电 源对于AC源呈现为阻性负载。DC到DC转换器级接收PFC级的整流输 出并且产生可以用来为负载供电的电压调节的DC输出。PFC级的整流输 出典型地处于较高的电压并且相比于DC到DC级的输出被较宽松地调节。
示例性DC到DC转换器包括串行谐振电路(SRC)布局。 在此配置中,电感器和电容器串行连接以形成谐振回路。切换反相器为谐 振回路充电。负载从谐振回路接收功率。
调整反相器的切换频率改变了谐振回路的阻抗,并且由于谐 振回路和负载串行连接,这也改变了递送到负载的功率。可以调整切换频 率以将DC输出电压保持为恒定。
期望提供一种改进的DC到DC转换器。还期望提供具有高 效率的DC到DC转换器。
发明内容
本发明涉及谐振切换转换器、用于谐振切换转换器的控制器 和控制谐振切换转换器的方法。在一个实施例中,谐振切换转换器包括: 具有谐振频率的谐振回路;耦合到谐振回路的同步整流器,所述同步整流 器从谐振回路获得功率以用于形成输出电压;和耦合到同步整流器的控制 器,用于使用频率调制来控制同步整流器的切换操作。控制器在第一模式 中操作,其中同步整流器的切换操作在高于谐振回路的谐振频率执行。第 一模式使用用于同步整流器的占空因数。此外,控制器在第二模式中操作, 其中同步整流器的切换操作在低于谐振回路的谐振频率执行并且在第二 模式中的同步整流器的占空因数要小于在第一模式中的同步整流器的占 空因数。
附图说明
本发明关于其中的特定示例性实施例来描述并且相应参考附 图,其中:
图1示出根据本发明实施例的两级、离线式电源的示意框图;
图2示出根据本发明实施例的谐振切换转换器的示意图;
图3示出描述根据本发明实施例的谐振切换转换器的模拟增 益和频率之间关系的曲线图;
图4示出根据本发明实施例的谐振切换转换器的示意图;
图5示出根据本发明实施例的用于谐振切换转换器的控制器 的示意框图;
图6示出根据本发明实施例的用于谐振切换转换器的控制器 集成电路的示意框图。
具体实施方式
本发明涉及谐振切换转换器、用于谐振切换转换器的控制器 和控制谐振切换转换器的方法。本发明允许谐振切换转换器在高于和低于 谐振回路电路的谐振频率的频率处安全并可预计地操作。这允许尽管提供 给谐振切换转换器的输入电压中发生变化,谐振切换转换器也能有效操 作。
图1示出根据本发明实施例的两级、离线式电源100的示意 框图。如图1所示,功率因素校正(PFC)级102具有耦合到交变电流(AC) 源的输入端。PFC级102对AC输入信号执行整流并且保持从AC源得到 的大体和AC电压相位一致的电流,使得电源100对于AC源表现为阻性 负载。
PFC级102产生宽松整形的电压VDC,其作为输入提供给DC 到DC转换器104。使用该输入VDC,DC到DC转换器级104产生可以用 来为负载供电的电压调节的DC输出VO。VDC的电平优选地处于较高的电 压并且相比于DC到DC转换器级104的输出VO来说整形更加宽松。PFC 级102的输出VDC的额定电平可以例如大约380伏特DC,而DC到DC 转换器级104的电压整形的输出VO可以例如大约12.0伏特DC。然而, 由于AC源中的变化,PFC级102的输出VDC有时可以低于其额定电平。
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