使用变压器耦合屏蔽的降噪升降压转换器制造技术

公开了产生较少噪声的功率转换器。例如，在实施例中，功率转换器可以包括：第一电感器，磁性耦合至第二电感器，其中第二电感器的第一端电开路并且第二电感器的第二端经由第二电容器电耦合至地；晶体管，电连接至第一电感器；以及控制电路装置，控制晶体管的切换，其中当晶体管通过控制电路重复导通和截止时，通过晶体管、第二电容器、第一电感器和第二电感器形成电流环路，电流环路使得减少了由功率转换器生成的切换噪声的量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】使用变压器耦合屏蔽的降噪升降压转换器相关参考本申请要求2013年2月22日提交的标题为“Transformer shield to mitigatecommon-mode noise due to interwinding capacitance in non-1solated power supply”的美国临时申请第61/768，112号的权益，其全部内容以引用的方式引入本申请。
技术介绍
本文提供的背景描述用于总体呈现本公开构思的目的。目前指定的专利技术人的工作(包括此
技术介绍
部分所描述的工作)以及本描述中在提交时未证实为现有技术的各方面，均既不明示也不暗示地被认为是针对本公开的现有技术。高效开关模式功率转换器在高切换频率处进行操作，主要优势是较小的部件尺寸(例如，变压器和电感器)和优化效率。然而，这些优势以增加电磁干扰(EMI)为代价。在功率转换器中快速改变电压和电流信号将通过电路元件之间的互感或电容耦合内在地引起不想要的噪声。噪声从开关模式功率转换器(针对小于30MHz的频率)传播的一种方式是向后通过将功率提供给功率转换器的功率线，其随后将用作辐射EMI源。
技术实现思路
下面进一步描述本专利技术的各个方面和实施例。在一个实施例中，一种功率转换器包括:第一电感器，具有第一端和第二端，第一电感器在第一端处电连接至直流电压电源并且在第二端处电连接至晶体管的第一功率引线和二极管的阳极；第一电容器，具有第一端和第二端，第一容电器在第一电容器的第一端处电耦合至直流电压电源并且在第一电容器的第二端处电耦合至二极管的阴极；第二电感器，具有第一端和第二端并且磁性耦合至第一电感器，其中第二电感器的第一端电开路且第二电感器的第二端经由第二电容器电耦合至地；以及控制电路装置，用于控制晶体管的切换。在另一实施例中，一种功率转换器包括:第一电感器，具有第一端和第二端，第一电感器在第一端处电连接至第一电容器，并且在第二端处电连接至晶体管的第一功率引线和二极管的阳极端；第二电感器，具有第一端和第二端并且磁性耦合至第一电感器，其中第二电感器的第一端电开路并且第二电感器的第二端经由第二电容器电耦合至地；以及控制电路装置，用于控制晶体管的切换。在又一实施例中，一种功率转换器包括:第一电感器，磁性偶親合至第二电感器，其中第二电感器的第一端电开路且第二电感器的第二端经由第二电容器电耦合至地；晶体管，电耦合至第一电感器；以及控制电路装置，用于控制晶体管的切换，其中当晶体管通过控制电路装置重复地导通和截止时，通过晶体管、第一电感器、第二电感器和第二电容器形成电流环路，电流环路使得降低了由功率转换器生成的切换噪声的量。【附图说明】以下参照附图详细描述本公开中作为示例的各个实施例，其中类似的参考标号表示类似的元件，并且其中:图1是被修改为使用电感屏蔽降低电磁干扰(EMI)的示例性升降压功率转换器。图2是具有可被图1的功率转换器使用的电感屏蔽的示例性电感器。图3示出了图1所示修改的升降压功率转换器的EMI测试结果。【具体实施方式】下面将一般性地描述以及根据具体示例和/或具体实施例描述所公开的方法和系统。例如，将参照详细示例和/或实施例，注意，除非另有明确指定，否则下面描述的原理不限于单个实施例，而是可以使用本文描述的任何其他方法和系统来解释，这对于本领域技术人员来说是容易理解的。本公开描述了有效减少由不使用两级输入滤波器的功率转换器所生成的共模电流的量。解决方法涉及变压器绕组形式的屏蔽，其中一端电开路而另一端通过电容器连接至转换器的返回线(即，地)。这种绕组通过保持位于功率转换器内的共模噪声来帮助从功率线转移共模噪声。图1是被修改为使用电感屏蔽减少电磁干扰(EMI)的示例性升降压功率转换器。如图1所示，功率转换器包括第一滤波器110、整流器120、第二滤波器130、第三滤波器140、具有相关联偏置电路装置152的控制电路装置150、第一电感器L1、磁性耦合至第一电感器LI的第二电感器L2、第一电容器Cl、第二电容器C2、二极管D1、晶体管Q1、电阻器Rl和发光二极管(LED)负载UED。应该理解，图1的示例性控制电路装置150可以是能够驱动LED负载L-的LED驱动器，并且相关联的偏置电路装置152符合制造者的建议。然而，图1的控制电路装置150和相关联的偏置电路装置152被认为是非限制示例，并且本领域技术人员根据本公开应当意识到，控制电路装置150可以采取接近无限的形式，只要提供可用于功率转换器的基本开关控制功能。在操作中，通过第一滤波器110将交流电(AC)功率提供给整流器120。整流器120使用AC功率来开发整流电压VK。然后，电流通过滤波器130和140到达节点N1，其中第一电感器L1、电容器Cl、二极管Dl、晶体管Ql、电阻器Rl和控制电路装置150被配置为升降压功率转换器。S卩，控制电路装置150使得晶体管Ql在期望频率处导通和截止，以使得第一电感器LI和二极管Dl产生横跨第一电容器Cl的工作电压，其又可用于向负载(诸如串联放置的两个以上的发光二极管(LED))提供功率。虽然图1的示例使用升降压拓扑，但应该理解，可以采用任何其他已知或未来开发的功率拓扑。在操作期间，晶体管Ql的恒定切换产生横跨第一电感器LI的大电压摆幅dV/dt。由于第一电感器LI和屏蔽绕组(即，第二电感器L2)之间的寄生耦合，这种快速改变电压将基于等式Ip= CP*dV/dt驱动适当横跨寄生绕组间电容器CP(图1中未示出)的电流Ip。由于第二电感器L2连接至电源的返回路径(S卩，地)，所以防止了大多数共模电流被引导返回到功率线。相反，当晶体管Ql被重复导通和截止时，通过电阻器R1、晶体管Q1、第一电感器L1、第二电感器L2和第二电容器C2形成电流环路Ip该电流环路Ij吏得减少了由功率转换器生成的切换噪声的量。为了使该解决方案的效果最大，第二电容器C2应该尽可能或实际接近地(或其他返回)和第二电感器L2。这将适当地降低环路阻抗，尤其是寄生电感，并且确保共模电流的最短路径。使用上述方法，较少的噪声可被入射到将功率提供给功率转换器的功率引线。因此，要求较少的滤波，并且第二(混乱拓扑，当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率转换器，包括：第一电感器，具有第一端和第二端，所述第一电感器在第一端处电连接至直流电压电源，并且在第二端处电连接至晶体管的第一功率引线和二极管的阳极；第一电容器，具有第一端和第二端，所述第一电容器在所述第一电容器的第一端处电耦合至所述直流电压电源，并且在所述第一电容器的第二端处电耦合至所述二极管的阴极；第二电感器，具有第一端和第二端并且磁性耦合至所述第一电感器，其中所述第二电感器的第一端电开路并且所述第二电感器的第二端经由第二电容器电耦合至地；以及控制电路装置，用于控制所述晶体管的切换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔珍豪，T·段，YH·吴，张万峰，
申请(专利权)人：马维尔国际贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：巴巴多斯;BB