[发明专利]功率转换器

说明书

本申请是申请日为2010年12月27日、名称为“具有一个被连接在绕组之间的开关的功率转换器”的第201010621584.6号发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体上涉及功率转换器，且具体地但不排他地涉及交流-直流功率转换器。

背景技术

电子器件使用电力来运行。由于开关式(switched mode)电源的高效率、小尺寸和低重量，其经常被用来给现今的许多电子器件供电。常规的壁上插座提供了高电压交流电流。在开关式电源中，高电压的交流电流(ac)输入被转换，以通过能量传递元件提供良好的稳定的直流(dc)输出。典型的开关式电源也包括一个被连接到能量传递元件的开关，和一个被连接到所述开关的电源控制电路。所述开关式电源控制电路通常调节电源的输出电压、电源的输出电流、或两者的组合，其方式为检测该输出并且在一闭环中控制之。在运行中，通过变化开关式电源中的开关的占空比(通常指开关接通时间与整个开关周期的比)，利用该开关来提供理想的输出。

降压转换器(buck converter)是一类开关式电源，当其以连续电流模式运行时，占空比大致是，该开关式电源的输出电压与输入电压的比。同样地，开关的接通时间与关断时间的比确定了输出电压。对于需要小于输入电压的输出电压的负载，降压转换器的占空比较小，且因此所述开关的接通时间相对于总的开关周期而言比较小。例如，基于375V的整流交流输入电压而具有12V输出电压的电源，将需要占总开关周期3.2％的接通时间。对于这样的情况，分接降压转换器(tapped buck converter)可提供与降压转换器相同的输出电压-输入电压比，但却具有更大的开关占空比。为了降低被连接到电源的能量传递元件的开关(通常是MOSFET、双极晶体管或诸如此类)中的损耗，较大的开关占空比是理想的。

在典型的分接降压转换器结构中，一个电感的一端被连接到所述开关，而该电感的另一端被连接到输出。然后将一个续流二极管连接到包括在该电感中的一个分接头。也可在开关式电源中包括一电路以提供一反馈信号，该反馈信号代表了开关式电源的输出。然后这一反馈信号可被电源控制电路用来控制所述开关的切换，以调节开关式电源的输出。然而，由于在分接降压转换器中电源输出和电源控制电路以不同电压电平为基准，所述反馈信号需要被电平移位以与控制电路对接(interface)。因此，典型的分接降压转换器结构可能包括附加的和相对昂贵的电路，该电路用于以此方式对该反馈信号作电平移位。例如，常规的分接降压转换器结构可包括一个光耦合器(optocoupler)或偏置绕组(bias winding)，其被连接在开关式电源的输出和电源控制电路之间，用于对所述反馈信号作电平移位。

附图说明

下面将参考下列附图对本发明的非限制性和非穷举性的实施方案进行描述，其中在所有的各张不同的附图中，除非另有说明，相同的附图标记均指相同的部分。

图1A是示出了根据本发明的一个实施方案的功率转换器——其中具有一个处于接通状态的开关——的示意图。

图1B是示出了图1A的功率转换器——其中所述开关处于关断状态——的示意图。

图2A是示出了根据本发明的一个实施方案的功率转换器——其中具有一个处于接通状态的开关——的示意图。

图2B是示出了图2A的功率转换器——其中所述开关处于关断状态——的示意图。

图3A是示出了根据本发明的一个实施方案的功率转换器——其中具有一个处于接通状态的开关——的示意图。

图3B是示出了图3A的功率转换器——其中所述开关处于关断状态——的示意图。

图4是示出了根据本发明的一个实施方案的具有集成控制电路的功率转换器的示意图。

图5是示出了根据本发明的一个实施方案的主电感的图。

图6A是示出了根据本发明的一个实施方案的功率转换器——其中具有一个处于接通状态的开关——的示意图。

图6B是示出了图6A的功率转换器——其中开关处于关断状态——的示意图。

图7是示出了根据本发明的一个实施方案的具有多个输出的功率转换器的示意图。

图8是示出根据本发明的一个实施方案的具有多个输出的另一功率转换器的示意图。

图9是示出根据本发明的一个实施方案的具有多个输出的另一功率转换器的示意图。

具体实施方式