[发明专利]开关功率转换器和用于开关功率转换器的控制器

说明书

一种开关电源，包括功率转换器，其具有变压器、低侧开关和高侧开关，所述低侧开关被配置为通过所述变压器的初级绕组从电源电压汲取电流，所述高侧开关被配置为将所述变压器的初级绕组耦合至缓冲电容器。控制器被配置为同步地控制低侧开关和高侧开关的断开和闭合，其中，低侧开关和高侧开关分别在一系列开关周期中被重复地断开和闭合，从而形成调整的输出电压。在低侧开关和高侧开关之间的节点处生成第一电压。控制器还被配置为在每个开关周期期间当第一电压下降到确定的电平时断开所述高侧开关。确定的电平比电源电压高根据所监测的电源电压的电平来调节的量。

技术领域

本发明涉及开关功率转换器的领域。更特别地，本发明涉及开关功率转换器和用于开关功率转换器的控制器。

背景技术

离线开关电源从交流(AC)电源接收电力，并提供可用于为负载供电的电压调整的直流(DC)输出。示例性离线电源包括功率因数校正(PFC)级和DC至DC功率转换器级。PFC级接收AC输入信号，执行整流并保持从AC源汲取(draw)的电流与AC电压基本同相，从而使电源看起来像是对AC源的电阻性负载。DC至DC转换器级接收PFC级的整流输出，并生成可用于为负载供电的电压调整的DC输出。可以使用电压整流器(例如全桥整流器)和平滑电容器来代替PFC级，在这种情况下，DC至DC级可以接收来自电压整流器的整流电压作为其输入。在任何一种情况下，与DC至DC级的输出相比，DC至DC级的输入通常处于更高的电压，并且更宽松地被调整。

反激功率转换器(或更简单地说，反激转换器)可以用于DC至DC功率转换器中。反激转换器采用变压器，该变压器将能量从反激转换器的输入传递到其输出，并在反激转换器的输入和输出之间提供电隔离。通过闭合开关，在变压器初级绕组两端施加输入电压，例如PFC级的整流输出电压；结果，初级绕组电流流动，并且变压器中的磁通量增加，从而将能量存储在变压器中。当开关断开时，电压被移除，并且初级绕组电流下降而磁通量下降。结果，在变压器的次级绕组中感应出电流。该感应电流为输出电容器充电，以生成用于为负载供电的输出电压。

开关电源可以经受各种输入电压和负载条件。对这种电源重要的是有效操作以最小化用电量。因此，需要一种用于开关电源的改进技术，其适应不同的操作条件并实现高效的操作。进一步需要用于采用反激功率转换器的开关电源的这种技术。

发明内容

根据实施例，一种开关电源包括功率转换器，其具有变压器、低侧开关和高侧开关，所述低侧开关被配置为通过所述变压器的初级绕组从电源电压汲取电流，所述高侧开关被配置为将所述变压器的初级绕组耦合至缓冲电容器。控制器被配置为同步地控制低侧开关和高侧开关的断开和闭合，其中，低侧开关和高侧开关分别在一系列开关周期中被重复地断开和闭合，从而形成调整的输出电压。在低侧开关和高侧开关之间的节点处生成第一电压。该控制器还被配置为在每个开关周期期间当第一电压下降到确定的电平时断开所述高侧开关。该确定的电平比电源电压高出根据所监测的电源电压的电平来调节的量。

本文公开了这些和其他实施例。

附图说明

关于本发明的特定示例性实施例描述了本发明，并相应地参考附图，其中：

图1示出了根据本发明的实施例的两级离线电源的示意框图；

图2示出了根据本发明的实施例的适用于DC至DC转换器的反激转换器；

图3示出了根据本发明的实施例的反激转换器的电压波形；

图4示出了根据本发明的实施例的反激转换器的电压波形；

图5示出了根据本发明的实施例的反激转换器和控制电路；

图6示出了根据本发明的实施例的用于反激转换器的控制电路；

图7示出了根据本发明的实施例的用于反激转换器的附加控制电路；以及