功率控制电路制造技术

提供了一种用于功率变换器的电流控制电路。功率变换器具有用于接收通过第一供电轨和第二供电轨的供电电流的一次电路。一次电路中有一次连接。功率变换器还具有提供输出电流的二次电路。二次电路中有二次连接。二次连接被连接至一次连接。控制器控制一次电路中的一个或多个开关以控制输出电流。功率变换器的性质使得它具有产生电抗性电流的电抗电路。电流控制电路包括被连接以绕开或消除电抗性电流的电流感应电路。控制器被连接到电流感应电路，并基于由电流感应电路所感应的信号电流来控制一个或多个开关。

Power Control Circuit

A current control circuit for power converter is provided. The power converter has a primary circuit for receiving the supply current through the first power supply rail and the second power supply rail. There is a connection in the primary circuit. The power converter also has a secondary circuit that provides the output current. There are secondary connections in the secondary circuit. The secondary connection is connected to the primary connection. The controller controls one or more switches in the primary circuit to control the output current. The nature of power converter makes it have reactance circuit which generates reactance current. The current control circuit includes a current induction circuit connected to bypass or eliminate the reactance current. The controller is connected to a current induction circuit and controls one or more switches based on the signal current induced by the current induction circuit.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率控制电路
本专利技术涉及用在功率变换器与功率变换方法中的功率控制电路和方法。在此描述的本专利技术主要涉及适合在关于发光二极管(LED)的驱动器、电池充电器和其他需要精确调节负载电流的应用(但是不限于这些特定的应用)中使用的DC-DC功率变换器和功率变换方法。
技术介绍
许多设计应用，特别是涉及电池充电和LED照明的应用，需要能够提供精确调节负载电流的功率变换器。大多数情况下，功率变换器为隔离型，具有由隔离电源变压器磁感应耦合的一次电路和二次电路。在几乎所有的这些应用中，具有位于一次侧的一功率控制器，和在二次侧的一电流检测电路，从中得到反馈信号并利用光耦合器或类似装置传送给一次侧的控制器。谐振功率变换器拓扑结构非常适合功率变换应用，在很大程度上由于它们的高效率和低射频(RF)发射的优点。特别地，半桥拓扑变换器变得越来越普遍，尤其是那些具有LC(电感-电容，也称为串联谐振器)、LLC(电感-电感-电容)、LCC(电感-电容-电容)和LLCC(电感-电感-电容-电容)的拓扑结构。许多离线功率变换器应用，例如LED驱动器，需要具有非常低的纹波含量并且被精确调节的恒定电流(CC)输出特性。一般的方法是直接在二次侧检测输出电流，并通过隔离器件(如光耦合器)将其传送到一次侧的功率控制器。该方法可能增加产品的尺寸和成本。因此有利的是使用以较低的成本实现相似精度的CC方法。一次感应电流调节(PSCR)是一种在具有相对窄的线路和负载条件范围的应用中可以实现足够程度的CC控制的方法。例如，已有采用LC(串联谐振)拓扑的单级固定输出LED驱动器，其用PSCR实现具有良好精度和低纹波的CC输出特性。然而，这些例子不能精确地调暗输出(通过降低输出电流强度)，除非提供额外的感应和控制电路。为了在保持良好效率和低RF发射的同时扩展动态范围，更改为LLC，LCC或LLCC拓扑通常是可行的。然而，在这些拓扑结构中的一次和二次电流在线路和负载条件的两端不能很好地测量，致使一次感应电流调节不可行。图6示出了LLCC变换器的一个示例。在图7中，流经功率变换器各部分的电流被示出。图7b示出了从变压器传送至输出整流器模块的电流。图7f示出了流经一次电流检测电阻R1的电流，其明显非常不同，而图7g示出了误差电流。并联谐振储能组件C3，L3的电流贡献改变了所感应的平均电流的波形和数值，产生误差，误差随着变换器的输出功率降低而增加。例如，US20130094248A1(参见图1)公开了一种通过感应一次电流来工作而实现一次侧电流调节的方法。然而，该方法受到流经出现在所述电路中的电抗组件的电流所产生的误差的影响。US7948774B2(图2)和US8842449B1(图3)公开了一种通过检测与一次变压器绕组串联放置的电容器的两端产生的电压来工作而实现一次侧调节的方法。如果频率保持不变，该方法将调节平均电流。然而，这仅在线路和负载条件保持不变时或者在功率输出可以在不改变频率的情况下被调节时实现，例如在移相全桥变换器中。同样，该方法受到与上述相同的估计误差的影响。US20150124489A1(图4)公开了一种实现一次侧调节的方法，其通过感应与一次变压器绕组串联放置的隔离电流变压器两端产生的电压来工作。该方法将实现一定程度的调节，只要在线路和负载条件保持不变时或者在功率输送可以在不改变频率的情况下被调节时，例如在相移全桥变换器中。再次，该方法受到与上述相同的估计误差的影响。US20140361698(图5)公开了一种实现一次侧调节的方法，该方法通过感应与电桥的一个开关晶体管串联放置的电阻器两端产生的峰值电压来工作。该方法将提供不理想的调节，除非在线路和负载条件保持不变时或者在功率输送可以在不改变频率的情况下被调节时，例如在移相全桥变换器中。同样，该方法受到与上述相同的估计误差的影响。本专利技术的一个目的是克服或改善现有技术的至少一个缺点，或提供有用的替代方案。
技术实现思路
在第一方面，本专利技术提供了一种用于功率变换器的电流控制电路，所述功率变换器具有：一次电路，用于接收通过第一供电轨和第二供电轨的电源电流；在所述一次电路中的一次连接；提供输出电流的二次电路；在所述二次电路中的二次连接，所述二次连接被连接至所述一次连接；一控制器，控制在所述一次电路中的一个或多个开关以控制所述输出电流；以及一产生电抗性电流的电抗电路；所述电流控制电路包括：一电流感应电路，被连接以绕开或消除电抗性电流，所述控制器被连接至所述电流感应电路并基于由所述电流感应电路所感应的信号电流控制所述一个或多个开关。本专利技术的第二方面提供了一种功率变换器，其具有：一次电路，用于接收通过第一供电轨和第二供电轨的电源电流；在所述一次电路中的一次连接；提供输出电流的二次电路；在所述二次电路中的二次连接，所述二次连接被连接至所述一次连接；一控制器，控制在所述一次电路中的一个或多个开关以控制所述输出电流；一产生电抗性电流的电抗电路；以及如上所述的电流控制电路。本专利技术的第三方面提供了一种控制在功率变换器中的输出电流的方法，所述功率变换器包括：一次电路，用于接收通过第一供电轨和第二供电轨的电源电流；在所述一次电路中的一次连接；提供所述输出电流的二次电路；在所述二次电路中的二次连接，所述二次连接被连接至所述一次连接；一控制器，控制在所述一次电路中的一个或多个开关以控制所述输出电流；以及一产生电抗性电流的电抗电路；所述方法包括：连接一电流感应电路以绕开或消除所述电抗性电流；将所述控制器连接至所述电流感应电路；以及基于由所述电流感应电路所感应的信号电流来控制所述一个或多个开关。本专利技术各种实施例的进一步特征在所附的权利要求书中进行定义。应理解，这些特征可包含在本专利技术不同实施例的不同组合中。在本说明书的全部内容(包括权利要求书)中，术语“包括”、“包含”和其他类似的词语应被理解为囊括性的意思，也就是“包括，但不限于”的意思，且不意味着排他的和穷尽的，除非另有明确声明或上下文另有明确需求。附图说明现将参考附图并仅通过示例来描述根据本专利技术最佳模式的优选实施例，其中：图1是一现有技术的电流调节电路的示意图；图2是另一现有技术的电流调节电路的示意图；图3是另一现有技术的电流调节电路的示意图；图4是又一现有技术的电流调节电路的示意图；图5是另一现有技术的电流调节电路的示意图；图6是一现有技术LLC变换器电路的示意图；图7a至7g是流经图6所示电路的各元件的电流的示图；图8是根据本专利技术的一实施例的功率变换器电路的示意图；图9a至9f是流经图8所示电路的各元件的电流的示图；图10是根据本专利技术的又一实施例的功率变换器电路的示意图；图11a至11i是流经图10所示电路的各元件的电流的示图；以及图12是根据本专利技术的另一实施例的功率变换器电路的示意图。具体实施方式参照附图，本专利技术实施例提供一种用于功率变换器2的电流控制电路1。功率变换器2具有一次电路3，一次电路3用于接收通过第一供电轨HT+和第二供电轨HT-的供电电流。在一次电路3中有一次连接4。功率变换器还具有提供输出电流的二次电路5，在二次电路5中有二次连接6。二次连接6被连接至一次连接4。控制器U1控制一次电路3中的一个或多个开关以控制输出电流。在所示的实施例中，有两个开关S1和S2。功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于功率变换器的电流控制电路，所述功率变换器包括：一次电路，用于接收通过第一供电轨和第二供电轨的电源电流；在所述一次电路中的一次连接；提供输出电流的二次电路；在所述二次电路中的二次连接，所述二次连接被连接至所述一次连接；一控制器，控制在所述一次电路中的一个或多个开关以控制所述输出电流；以及一产生电抗性电流的电抗电路；所述电流控制电路包括：一电流感应电路，被连接以绕开或消除电抗性电流，所述控制器被连接至所述电流感应电路并基于由所述电流感应电路所感应的信号电流控制所述一个或多个开关。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于功率变换器的电流控制电路，所述功率变换器包括：一次电路，用于接收通过第一供电轨和第二供电轨的电源电流；在所述一次电路中的一次连接；提供输出电流的二次电路；在所述二次电路中的二次连接，所述二次连接被连接至所述一次连接；一控制器，控制在所述一次电路中的一个或多个开关以控制所述输出电流；以及一产生电抗性电流的电抗电路；所述电流控制电路包括：一电流感应电路，被连接以绕开或消除电抗性电流，所述控制器被连接至所述电流感应电路并基于由所述电流感应电路所感应的信号电流控制所述一个或多个开关。2.根据权利要求1所述的电流控制电路，其特征在于，所述一次连接为一次绕组，且二次连接为感应耦合到所述一次绕组的二次绕组。3.根据权利要求1所述的电流控制电路，其特征在于，有线连接将所述一次连接直接连接到所述二次连接。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电流控制电路，其特征在于，所述电抗电路包括电容元件、电感元件或其组合中的一个或多个。5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的电流控制电路，其特征在于，所述电流感应电路与所述一次连接串联连接。6.根据权利要求5所述的电流控制电路，其特征在于，所述电流感应电路包括与所述一次连接串联连接的电流感应电阻器。7.根据权利要求5至6中的任意一项所述的电流控制电路，其特征在于，所述电抗电路跨接在所述一次连接和所述电流感应电路的两端，所述电流感应电路因此绕开所述电抗电路。8.根据权利要求7所述的电流控制电路，其特征在于，所述电抗电路包括跨接在所述一次连接和所述电流感应电阻器两端的并联电感元件。9.根据权利要求7至8中的任意一项所述的电流控制电路，其特征在于，所述电抗电路包括跨接在所述一次连接和所述电流感应电阻器两端的并联电容元件。10.根据权利要求2所述的电流控制电路，其特征在于，所述电抗电路包括与所述一次绕组相关联的磁化电感元件。11.根据权利要求2或10所述的电流控制电路，其特征在于，所述电抗电路包括与所述二次绕组并联的并联电容元件。12.根据权利要求10至11中的任意一项所述的电流控制电路，其特征在于，所述电流感应电路包括与所述二次绕组电感耦合的辅助绕组，与所述辅助绕组串联的误差校正网络，所述误差校正网络产生与所述电抗性电流相等且反相的误差校正电流。13.根据权利要求12所述的电流控制电路，其特征在于，所述误差校正网络包括误差校正电容元件、误差校正电感元件或其组合中的一个或多个。14.根据权利要求13所述的电流控制电路，其特征在于，所述误差校正网络包括与误差校正电感元件并联的误差校正电容元件。15.根据权利要求12至14中的任意一项所述的电流控制电路，其特征在于，所述电流感应电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·库尔森，拉塞尔·雅克，尼克·范德杜伊恩斯考腾，
申请(专利权)人：红色半导体公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81