[发明专利]包含具有初级侧控制的反激式转换器的开关模式电源

说明书

技术领域

本公开涉及一种包括具有初级侧控制的反激式转换器的开关模式电源。

背景技术

开关模式电源（SMPS）被广泛使用并且在逐步替代由变压器和线性电压调节器所组成的“经典”电源。SMPS使用开关功率转换器将一个电压（例如，AC线路电压或13.8V电池电压）转换为另一个电压，后者被用作电气设备或电子电路的供电电压。许多不同的开关功率转换器拓扑在本领域是已知的，诸如降压转换器、升压转换器、转换器、反激式转换器等。

出于安全的原因，期望功率转换器电路的输出包括与（连接至公共电网的）输入电路的电流隔离。该隔离避免了在输出上出现短路的情况下可能从输入源汲取的电流并且可能是许多应用中的设计要求。通常，光耦合器被用来将表示经调节的输出电压的反馈信号与功率转换器电路的输入电路进行电流隔离。功率转换通过使用变压器来实现。经由光耦合器传送反馈信号以确保电流隔离通常必需相对复杂的反馈电路。

从进入的AC线路功率到经调节的DC输出电流的功率转换的另一个设计目标可以通过由一个开关功率半导体所控制的单个转换步骤而完成。一步转换使得电路效率最大化，降低了成本并且提高了整体可靠性。电路设计中的开关功率转换是必需的，但是并不足以在对固有效率加以利用的同时满足单步转换的要求。

需要一种提供经调节的输出电压同时并不要求在电压输出处分接任何反馈信号的SMPS电路。因此，通常被用于将电流反馈信号传送回输入电路同时提供电流隔离的光耦合器或类似部件能够被省去。

发明内容

描述了一种用于控制反激式转换器的方法。该反激式转换器可以包括具有初级绕组、次级绕组和辅助绕组的变压器，其中该初级绕组可操作地承载初级电流，该次级绕组可操作地承载次级电流，并且该辅助绕组可操作地提供反馈电压。该反激式转换器可以进一步包括串联耦合至该初级绕组的用于依据控制信号对初级电流进行开关的半导体开关，耦合至该半导体开关或变压器的用于测量初级电流的电流测量电路，以及串联耦合到该次级绕组的用于对次级电流进行整流的二极管。此外，该反激式转换器可以包括控制器，其用于接收反馈电压、基准信号和经测量的初级电流并且被配置为根据该反馈电压、基准信号和经测量的初级电流而生成针对该半导体开关的控制信号。由此，该半导体开关周期性地接通和断开。

依据本发明的第一方面，该方法包括有规律地中断开关操作以使得次级电流在该半导体开关断开时下降为零，并且在该次级电流达到零的时刻对反馈电压进行采样，由此获得第一采样值。继续进行开关操作并且在控制信号指示开关操作以接通半导体开关的时刻对反馈电压进行采样，由此获得第二采样值。此外，在该半导体开关已经接通的时刻对经测量的初级电流进行采样，由此获得第三采样值。最后，根据第一、第二和第三采样值对基准信号进行调节。

另外，描述了一种用于控制反激式转换器的电子控制器设备。根据本发明的另一个方面，该电子控制器设备包括接收反馈电压、基准信号和经测量的初级电流的控制器并且被配置为根据该反馈电压、基准信号和经测量的初级电流生成针对半导体开关的控制信号，其中该半导体开关在CCM操作中周期性地接通和断开。该电子控制器设备进一步包括补偿电路，其接收基准信号并且被配置为规律地中断开关操作以使得次级电流在该半导体开关断开时下降为零。该补偿电路进一步被配置为在次级电流达到零的时刻对反馈电压进行采样，由此获得第一采样值。此外，该补偿电路被配置为继续开关操作并且在控制信号指示将该半导体开关接通的时刻对反馈电压进行采样由此获得第二采样值。该补偿电路进一步被配置为在半导体开关已经接通的时刻对经测量的初级电流进行采样，由此获得第三采样值。此外，根据在控制器下游的该第一、第二和第三采样值对基准信号进行调节。

附图说明

参考以下附图和描述，本发明能够得到更好地理解。图中的部件并不必依比例绘制，而是强调图示出本发明的原则。此外，在图中，同样的附图标记指代相对应的部分。附图中：

图1图示了使用反激式转换器拓扑并且包括输出电压控制的开关模式电源（SMPS）电路布置的基本结构；

图2更为详细地图示了图1的示例；

图3是总体上图示了反激式转换器的操作的时序图；

图4是图示依据本发明的一个实施例的反激式转换器的操作的时序图；

图5更为详细地图示了图4的时序图的一部分；

图6图示了依据本发明一个示例的包括控制单元的反激式转换器；以及

图7是图示由图2和6的电路所实现的方法的流程图。

具体实施方式