辅助电路和电源转换器制造技术

一种用以输出一供电电压或一检测信号的辅助电路包含一常开型开关装置和一信号处理电路。常开型开关装置的漏极耦接至一第一端点。常开型开关装置的栅极耦接至一第二端点。在该第一端点与该第二端点之间的一输入电压在两个不同的电平之间切换。信号处理电路用以根据在常开型开关装置的源极的电压输出该供电电压或该检测信号。一种电源转换器亦在此公开。

Auxiliary Circuit and Power Converter

【技术实现步骤摘要】
辅助电路和电源转换器
本公开涉及一种电源转换器，尤其涉及一种具有辅助电路的电源转换器。
技术介绍
对于现有的电源转换器而言，为提供电源转换器的控制单元所需的电力需设计一附加的辅助电源供应电路。然而，附加辅助电源供应电路的复杂性产生高成本且导致电路有不期望的寄生效应，如此降低电源转换器输出的电源的品质，或者甚至导致后端负载电路的故障。
技术实现思路
本公开的一些实施例涉及一种辅助电路，用以输出一供电电压或一检测信号。该辅助电路包含一常开型(normally-on)开关装置和一信号处理电路。该常开型开关装置的一漏极耦接至一第一端点。该常开型开关装置的一栅极耦接至一第二端点。在该第一端点与该第二端点之间的一输入电压在两个不同的电平之间切换。信号处理电路用以根据在该常开型开关装置的一源极的一电压输出该供电电压或该检测信号。本公开的另一些实施例涉及一种电源转换器。该种电源转换器包含一开关电路、一控制电路、一常开型开关装置以及一信号处理电路。开关电路包含一第一开关，该第一开关用以相应地根据一控制信号，选择性地导通或断开。控制电路用以输出上述控制信号。常开型开关装置的一漏极耦接至该第一开关的一漏极。常开型开关装置的一栅极耦接至该第一开关的一源极。信号处理电路电性耦接至该常开型开关装置的一源极，并用以根据在该常开型开关装置的该源极的一电压输出一供电电压或一检测信号至该控制电路。该开关电路、该控制电路、该常开型开关装置和该信号处理电路中的任何一者或其组合是整合或封装在一起。以下一般性的说明及之后的详细说明都应被理解是作为范例，并且目的是在提供如本公开专利申请保护的公开更详细的说明。附图说明为让本公开的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，说明书附图的说明如下：图1为根据本公开一实施例所示出的一种电源转换器100的示意图；图2A至图2C为根据本公开的一实施例所示出的辅助电路160a的示意图；图3A至图3B为根据本公开的一实施例所示出的辅助电路160a的示意图；图4为根据本公开的一实施例所示出的电源转换器100的示意图；图5A至图5B为根据本公开的一实施例所示出的电源转换器100的示意图；图6为根据本公开的另一实施例所示出的电源转换器100的示意图；图7为根据本公开的另一实施例所示出的电源转换器100的示意图；以及图8为根据本公开的另一实施例所示出的电源转换器100的示意图。附图标记说明：为让本公开的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附符号的说明如下：100：电源转换器120：开关电路130：谐振电路140：控制电路150：变压器170：整流电路160a、160b、160c、160d、160e、160f：辅助电路162a、162b、162c、162d、162e、162f：常开型开关装置164a、164b、164c、164d、164e、164f：信号处理电路Vin：输入电压Cin：输入电容器单元CT1、CT2、CT3、CT4、CT5、CT6：控制信号M1、M2：开关Cr：谐振电容器单元Lr：谐振电感器单元Np：初级绕组Ns：次级绕组S1、S2：晶体管C1：电容器单元Co：输出电容器单元Lo：输出电感器单元Vo：输出电压Df：二极管单元V1：第一电压Cf：滤波电容器单元Vaux：辅助供电电压Qf：晶体管单元Vclamp：箝位电压166a：箝位电路Vref：参考电压CP1：比较器单元Vd：去饱和检测信号V2：第二电压L1：第一电感器单元L2：电感器单元N1：节点N1a、N1b、N1c：节点Va、Vb、Vc：交流电压D1、D2、D3：二极管Cclamp：箝位电容器120a、120b、120c：相位脚Vdc：直流电压具体实施方式本公开所使用的所有词汇具有其通常的意涵。上述的词汇在普遍常用的字典中的定义，在本说明书的内容中包含任一于此讨论的词汇的使用例子仅为示例，不应限制到本公开公开内容的范围与意涵。同样地，本公开公开内容亦不仅以于此说明书所示出的各种实施例为限。相反地，本公开旨在覆盖可以包含在由所附权利要求限定的本公开的精神和范围内的替代、修改和等效应用。应注意的是，根据行业中的标准实作，图示仅用于理解而未按比例绘制。因此，图示并不意味着限制本公开的实际实施例。实际上，为了清楚讨论，可以任意增加或减少各种特征的尺寸。尽可能的，在图示和说明书中使用相同的图示符号来表示相同或相似的部分以便更好地理解。除非另有说明，否则本说明书和权利要求中使用的术语，在本公开的上下文中以及在使用每个术语的特定上下文中具有在本领域中的普通含义。在下文或说明书中的其他地方将讨论用于描述本公开的某些术语，以向本领域技术人员提供关于本公开的描述的额外指导。在本文的描述和其后的所有权利要求中，在本文中所使用的用词“包含”、“包括”均为开放性的用语，即意指“包含但不限于”。在本文中所使用的“及/或”包含相关列举项目中一或多个项目的任意一个以及其所有组合。术语“耦接”也可以称为“电耦接”，术语“连接”可以称为“电连接”。“耦接”和“连接”也可以用于表示两个或更多元素彼此协作或交互。应当理解，尽管这里可以使用术语“第一”，“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语用于区分一个元素与另一个元素。例如，第一元素可以被称为第二元素，并且类似地，第二元素可以被称为第一元素，而不脱离实施例的范围。请参阅图1。图1为根据本公开一实施例所示出的一种电源转换器100的示意图。电源转换器100用以将一输入电压Vin转换为一输出电压Vo。如图1所示，在一些实施例中，电源转换器100包含一半桥谐振变换电路(LLCconverter)，该半桥谐振变换电路包含一开关电路120、一谐振电路130、一控制电路140、一变压器150、辅助电路160a和160b、一整流电路170和一输入电容器单元Cin和一输出电容器单元Co。该半桥谐振变换电路用以将跨于输入电容器单元Cin上的输入电压Vin转换为跨于输出电容器单元Co的输出电压Vo，以提供输出电压Vo给一后级电路，例如一负载。开关电路120包含多个开关M1和M2。开关M1和M2在一节点N1处彼此电性耦接，并且用以相应地根据多个控制信号CT1和CT2选择性地导通或断开。如图所示，在一些实施例中，开关电路120可以是一单相位半桥式电路，但是本公开不以此为限。在一些实施例中，开关M1和M2可以是一增强型场效晶体管，如增强型氮化镓(GaN)晶体管。举例而言，开关M1和M2的导通电阻可以在0.1毫欧姆至1k欧姆之间。控制电路140用以输出控制信号CT1和CT2。在一些实施例中，控制电路140可以用一控制器或任何合适的驱动电路来实现，以输出控制信号CT1和CT2以控制开关M1和M2。如图1所示，在结构上，辅助电路160a和160b耦接在开关电路120和控制电路140之间。具体而言，辅助电路160a和160b分别包含常开型开关装置162a、162b和信号处理电路164a、164b。在一些实施例中，常开型开关装置162a及162b可通过空乏型氮化镓晶体管来实现，但是本公开不以此为限。本领域技术人员可应用其他适当的电子元件来实现常开型开关装置162a及162b。例如，常开型开关装置162a及162b的导通电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辅助电路，用以输出一供电电压或一检测信号，包含：一常开型开关装置，其中该常开型开关装置的一漏极耦接至一第一端点，且该常开型开关装置的一栅极耦接至一第二端点，其中在该第一端点与该第二端点之间的一输入电压在两个不同的电平之间切换；以及一信号处理电路，用以根据在该常开型开关装置的一源极的一电压输出该供电电压或该检测信号。

【技术特征摘要】
2018.01.30 US 62/623,746;2018.12.20 US 16/226,6731.一种辅助电路，用以输出一供电电压或一检测信号，包含：一常开型开关装置，其中该常开型开关装置的一漏极耦接至一第一端点，且该常开型开关装置的一栅极耦接至一第二端点，其中在该第一端点与该第二端点之间的一输入电压在两个不同的电平之间切换；以及一信号处理电路，用以根据在该常开型开关装置的一源极的一电压输出该供电电压或该检测信号。2.如权利要求1所述的辅助电路，其中该信号处理电路包含：一滤波电路，用以滤波跨于该常开型开关装置的该源极及该第二端点间的电压，并相应地输出该供电电压。3.如权利要求2所述的辅助电路，其中该滤波电路包含：一二极管单元和一滤波电容器单元，且该二极管单元的一阳极耦接至该常开型开关装置的该源极，该二极管单元的一阴极耦接至该滤波电容器单元的一第一端点，而该滤波电容器单元的一第二端点耦接至该第二端点。4.如权利要求2所述的辅助电路，其中该滤波电路包含：一晶体管单元和一滤波电容器单元，且该晶体管单元的一源极耦接至该晶体管单元的一栅极以及该常开型开关装置的该源极，该晶体管单元的一漏极耦接至该滤波电容器单元的一第一端点，且该滤波电容器单元的一第二端点耦接至该第二端点。5.如权利要求1所述的辅助电路，还包含：一箝位电路，电性耦接于该常开型开关装置的该栅极和该第二端点之间，其中该箝位电路用以箝位跨于该箝位电路的两端点的一箝位电压。6.如权利要求1所述的辅助电路，其中该常开型开关装置包含一空乏型氮化镓晶体管或具有相似电流对电压特性的一半导体装置。7.如权利要求1所述的辅助电路，其中该信号处理电路包含：一逻辑电路，电性耦接至该常开型开关装置的该源极，并用以根据在该常开型开关装置的该源极的该电压与一参考电压输出该检测信号。8.如权利要求7所述的辅助电路，其中该逻辑电路包含：一比较器单元，该比较器单元的一第一输入端点耦接至该常开型开关装置的该源极，该比较器单元的一第二输入端点耦接至一参考电压源以接收该参考电压，且该比较器单元的一输出端点用以输出一去饱和检测信号。9.如权利要求8所述的辅助电路，其中该去饱和检测信号代表是否有一误操作发生。10.如权利要求1所述的辅助电路，其中该常开型开关装置和该信号处理电路是整合或封装在一起。11.一种电源转换器，包含：一开关电路，包含一第一开关用以相应地根据一控制信号选择性地导通或断开；一控制电路，用以输出该控制信号；一常开型开关装置，其中该常开型开关装置的一漏极耦接至该第一开关的一漏极，且该常开型开关装置的一栅极耦接至该第一开关的一源极；以及一信号处理电路，电性耦接至该常开型开关装置的一源极，并用以根据在该常开型开关装置的该源极的一电压输出一供电电压或一检测信号至该控制电路；其中该开关电路、该控制电路、该常开型开关装置和该信号处理电路中的任何一者或其组合是整合或封装在一起。12.如权利要求11所...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄博钦，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71