发送电路和电源电路制造技术

技术编号:22172400 阅读:34 留言:0更新日期:2019-09-21 13:09
提供了电源电路、相关发送电路、集成电路。一种电源电路包括具有初级和次级绕组的变压器以及在次级绕组上的蓄能器。电路监视次级绕组并且生成反馈信号,该反馈信号通过从蓄能器选择性地传送能量来由发送电路通过次级绕组传送。发送电路包括:a)具有控制端子的电子开关;以及b)用于驱动电子开关的驱动器电路。驱动器电路包括连接到控制端子的电荷累积电容器和配置为从次级绕组汲取能量并且对电荷累积电容器充电的充电电路。

Sending Circuit and Power Circuit

【技术实现步骤摘要】
发送电路和电源电路本申请是于2015年5月13日提交的、申请号为201510243255.5、专利技术名称为“电源电路、相关发送电路、集成电路和发送信号的方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本公开内容涉及电源电路。本公开内容的实施例涉及用于设备的解决方案,这些设备提供用于开关电源的转换器中的唤醒系统。
技术介绍
电源电路、如例如AC到DC或者DC到DC开关电源在本领域中是众所周知的。图1示出在输出处供应用于负载LD的供应信号的电源电路的架构。在考虑的示例中,电源电路包括输入级10、切换级20、输出级30和控制电路40。例如输入级10可以包括整流器、如比如二极管桥和/或一个或者多个输入滤波器。例如输入级10通常地被配置为例如经由电线M接收输入AC或者DC电压,并且在输出处供应DC电压Vin。一般而言,具体在输入电压M已经是DC电压时,以上滤波器也可以是多余的,因而输入级10完全地是可选的。切换级20由包括至少一个电子开关的电子转换器构成。存在主要地划分成绝缘型转换器和非绝缘型转换器的许多类型的电子转换器。例如非绝缘型电子转换器是“降压”、“升压”、“降压-升压”、“Cuk”、“SEPIC”和“ZETA”类型的转换器。取而代之,绝缘型转换器例如是“反激”、“正向”、“半桥”和“全桥”类型的转换器。这些类型的转换器是本领域技术人员众所周知的。最后,输出级30可以包括滤波器,滤波器稳定在输出处来自切换级20的信号Vout。一般而言,也可以已经在级20中包括这些滤波器,因而输出级30完全地是可选的。在以上架构中,通常经由控制电路40控制对切换级20的一个或者多个开关的切换,该一个或者多个开关经由至少一个驱动信号DRV断开和闭合,该驱动信号DRV用于根据至少一个控制信号驱动切换级20的一个或者多个开关。一般而言,可以使用:a)经由例如在块10或者块20的输入上拾取的控制信号FF的开环控制(或者正向或者预测或者前馈控制);和/或b)经由例如在块20或者块30的输出上拾取的控制信号FB的闭环控制(或者反馈或者反向控制)。例如在图1中图示在从块20的输出的供应信号的反馈、如比如输出电压或者电流。因而,在这一情况下,控制电路40可以用达到期望的输出电压或者电流这样的方式驱动切换级20的一个或者多个开关。例如,图2图示可以在级20中使用的反激转换器的电路图。众所周知,反激转换器包括具有初级绕组T1和次级绕组T2的变压器T、电子开关204、输出二极管Dout和输出电容器Cout,电子开关204如比如n沟道MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)或者双极晶体管或者IGBT(绝缘栅双极晶体管)、。具体而言,可以将变压器T建模为与初级绕组T1并联连接的电感器Lm,该电感器代表变压器T的磁化电感,与次级绕组T2串联连接的电感器Lr,该电感器代表变压器T的分散电感,以及具有给定的匝数比1:n的理想变压器。在考虑的示例中,转换器20在输入处通过两个输入端子202和GND1接收电压Vin,并且在输出处通过两个输出端子206和GND2供应电压Vout和电流iout。如先前提到的那样,也可以例如经由输入级10在输入处从交变电流获得电压Vin,该输入级包括整流器(如比如二极管或者二极管桥)和可能一个或者多个滤波器、如比如电容器。具体而言,第一输入端子202连接到变压器T的初级绕组T1的第一端子,并且第二输入端子GND1代表第一接地。取而代之,变压器T1的初级绕组T1的第二端子通过开关204连接到接地GND1。因而,开关204可以用于选择性地激活流过变压器T的初级绕组T1的电流。取而代之,变压器T的次级绕组T2的第一端子通过二极管Dout连接到第一输出端子208,并且变压器T的次级绕组T2的第二端子直接连接到代表第二接地的第二输出端子GND2,该第二接地在考虑变压器T的绝缘效应时优选地不同于接地GND1、因而由不同接地符号代表。一般而言,在端子206与接地GND2之间串联连接次级绕组T2和二极管Dout就足够了。最后,输出电容器Cout与输出并联连接、即在端子206与GND2之间。因而,在闭合开关204时,变压器T的初级绕组T1直接连接到输入电压Vin。这造成变压器T中的磁通量增加。因而,在次级绕组T2两端的电压为负,并且二极管Dout被反向偏置。在这一状态中,输出电容器Cout供应负载需要的能量。取而代之,在开关204关断时,向负载传送在变压器T中存储的能量作为反激扫电流。如先前提到的那样,控制可以是在电流中或者在电压中。出于这一目的,通常地使用控制单元40,该控制单元以在期望的值上调节输出电压Vout或者输出电流iout这样的方式驱动开关204。出于这一目的,可以用本身已知的方式使用被配置用于检测电流iout或者电压Vout的传感器。通常,控制单元40用PWM(脉宽调制)类型的调制来驱动开关204,其中在第一操作区间期间闭合开关204和在第二操作区间期间关断开关204。本领域技术人员将认识这一PWM驱动和对操作区间的持续时间的控制是众所周知的,并且可以例如经由在输出处通过误差放大器的电压或者电的反馈流来获得。例如在电流控制的情况下,增加第一区间的持续时间直至在输出处的(平均)电流达到预定阈值。利用这一类的PWM驱动,通常存在三个操作模式。具体而言,如果在磁化电感Lm中的电流在切换周期期间从未达到零,则转换器视为在CCM(连续电流模式)中操作。取而代之,在磁化电感Lm中的电流在周期期间达到零时,转换器视为在DCM(不连续电流模式)中操作。通常,转换器在负载吸收低电流时在不连续电流模式中操作,而在吸收更高电流电平时在连续电流模式中操作。在电流确切地在切换周期结束时达到零时,达到在CCM与DCM之间的限制。这一限制情况称为“TM(过渡模式)”。另外,存在也用可变切换频率驱动开关的可能性、如比如谐振或者准谐振驱动,其中在电子开关204两端的电压为零或者达到局部最小值时切换开关204。通常,切换频率、即操作时段的持续时间之和对于CCM或者DCM驱动为固定而对于准谐振驱动为可变。这些切换电源电路的问题与各种部件的电子消耗有联系。例如控制电路40通常必须总是保持接通用于检测控制信号FF和/或FB和用于驱动切换级20。然而,在低负荷、例如在没有连接到转换器的负载时,一个或者多个反馈信号FB可以甚至缓慢地改变。出于这一原因,控制电路40的(和整个转换器的)能量消耗可以通过将控制电路40激活和去激活某些时段来减少。例如可以在所谓“待命模式”的节能模式中设置控制电路40,并且可以周期性地和/或根据控制信号重新激活控制电路40。因而,在这一操作模式中,未总是驱动切换级20,但是对切换级20的一个或者多个开关的切换是间歇的,因而这一模式通常称为“突发模式”。例如在开关电源在输出电压与输入电压之间有电绝缘的分节中,通常借助光耦合器件获得控制反馈,该光耦合器件除了闭合控制回路之外还实现获得精确电绝缘。这一解决方案的优点在于控制电路40的和级20的激活频率依赖于系统的负载这样的事实。然而,这一解决方案通常从在待命状态中的消耗这一观点来看效率低,因为不能消除光耦合器的反馈网络的消耗。其它技术实现从初级绕组直接执行输出电压的反馈而未借助光耦合器。在这些系统中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发送电路,所述发送电路被设计为在包括变压器的电子转换器中发送反馈信号,所述变压器具有初级绕组和次级绕组,所述发送电路包括:第一n‑MOSFET,被配置为向所述次级绕组选择性地传送能量以便发送所述反馈信号;第二n‑MOSFET,具有连接到所述第一n‑MOSFET的栅极的漏极和连接到所述第一n‑MOSFET的源极的源极;以及驱动器电路,被配置为驱动所述第二n‑MOSFET,其中所述驱动器电路包括:电荷累积电容器,连接到所述第二n‑MOSFET的栅极;充电电路,被配置为从所述第一n‑MOSFET的漏极汲取能量并且利用所汲取的能量对所述电荷累积电容器充电;以及去耦合电容器,具有第一端子和第二端子,所述第一端子被耦合到所述次级绕组的端子,所述第二端子被耦合到所述电荷累积电容器以及所述第二n‑MOSFET的栅极。

【技术特征摘要】
2014.08.08 IT TO2014A0006461.一种发送电路,所述发送电路被设计为在包括变压器的电子转换器中发送反馈信号,所述变压器具有初级绕组和次级绕组,所述发送电路包括:第一n-MOSFET,被配置为向所述次级绕组选择性地传送能量以便发送所述反馈信号;第二n-MOSFET,具有连接到所述第一n-MOSFET的栅极的漏极和连接到所述第一n-MOSFET的源极的源极;以及驱动器电路,被配置为驱动所述第二n-MOSFET,其中所述驱动器电路包括:电荷累积电容器,连接到所述第二n-MOSFET的栅极;充电电路,被配置为从所述第一n-MOSFET的漏极汲取能量并且利用所汲取的能量对所述电荷累积电容器充电;以及去耦合电容器,具有第一端子和第二端子,所述第一端子被耦合到所述次级绕组的端子,所述第二端子被耦合到所述电荷累积电容器以及所述第二n-MOSFET的栅极。2.根据权利要求1所述的发送电路,其中所述驱动器电路还包括连接在所述去耦合电容器的所述第二端子与所述电荷累积电容器之间的第一二极管。3.根据权利要求2所述的发送电路,其中所述驱动器电路还包括连接在基准电压节点与所述去耦合电容器的所述第二端子之间的第二二极管。4.根据权利要求1所述的发送电路,其中所述驱动器电路还包括与所述电荷累积电容器并联连接的钳位二极管。5.根据权利要求1所述的发送电路,其中所述驱动器电路还包括晶体管开关,所述晶体管开关用于根据所述反馈信号选择性地激活和去激活所述电荷累积电容器的充电。6.一种电源电路,包括:切换级,包括:a)具有初级绕组和次级绕组的变压器;b)设置在所述变压器的初级侧上的至少一个电子开关,用于通过所述初级绕组向所述次级绕组选择性地传送能量;以及c)设置在所述变压器的次级侧上的蓄能器,其中所述蓄能器由向所述至少一个次级绕组传送的所述能量充电;监视电路,被配置用于监视在所述变压器的所述次级侧上的至少一个信号并且根据所述至少一个信号生成反馈信号;以及发送电路,设置在所述变压器的所述次级侧上,其中所述发送电路包括:a)第一MOSFET开关,其漏极连接到所述次级绕组的端子,并且被配置用于从所述蓄能器向所述次级绕组选择性地传送能量以便发送所述反馈信号;b)第二MOSFET开关,其漏极连接到所述第一MOSFET开关的栅极,其中第一MOSFET开关的源极连接到所述第二MOSFET开关的源极;以及c)用于驱动所述第二MOSFET开关的栅极的驱动器电路,其中所述驱动器电路包括:电荷累积电容器,被配置为存储用于施加到所述第二MOSFET开关的所述栅极的控制电压;以及充电电路,被配置用于从所述次级绕组汲取能量并且通过所汲取的能量对所述电荷累积电容器充电。7.根据权利要求6所述的电源电路,其中所述充电电路包括连接到所述次级绕组的所述端子的去耦合电容器。8.根据权利要求7所述的电源电路,其中所述充电电路包括布置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·拉皮萨达M·萨马尔塔诺S·图米纳罗
申请(专利权)人:意法半导体股份有限公司
类型:发明
国别省市:意大利,IT

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