在不连续导电模式中具有低漏电压过冲的功率转换器制造技术

本发明专利技术公开了一种功率转换器，其包括初级侧和次级侧，初级侧具有形成功率传输级的开关器件，次级侧具有形成整流级的开关器件以及耦合到整流级并包括输出电感器和输出电容器的输出滤波器。变压器耦合初级侧和次级侧。在DCM(不连续导电模式)中控制开关器件，以在功率传输间隔期间从初级侧向次级侧传输能量，在功率传输间隔期间，功率传输级的一个分支导通，整流级的一个分支导通，并且整流级的另一个分支阻断。在变压器的电压在DCM中在新功率传输间隔开始时首次开始升高时，硬开启要在新功率传输间隔期间导通的整流级的分支。

Power converter with low leakage voltage overshoot in discontinuous conduction mode

【技术实现步骤摘要】
在不连续导电模式中具有低漏电压过冲的功率转换器
技术介绍
在具有相移全桥拓扑的功率转换器中，在输出滤波器电感器中的电流变得不连续时，输出滤波器电感器会随着次级侧上的同步整流器的输出电容而谐振。在电流波动超过平均输出电流时，输出滤波器电感器中的电流变得不连续。该状况被称为不连续导电模式(DCM)。功率转换器通常在轻微或非常轻微负载下进入DCM。在DCM中输出滤波器电感器和次级侧同步整流器的输出电容之间的谐振导致同步整流器的输出电容在转换器的初级侧开始新功率传输间隔之前被预充电到特定电压。次级侧同步整流器的输出电容中的这种存储电荷增加到次级侧上的变压器反射电压，从而在次级侧整流器处诱发漏电压过冲。更高电压类别的同步整流器可以应对过冲，但具有更差的质量因数，并且因此总体系统性能降低。用于缓解过冲的标准减震器技术对于功率转换器的任何其它工作条件而言损耗大且尺寸过大。因此，需要一种改进的技术，以用于缓解在DCM期间在相移全桥转换器的次级侧上发生的漏电压过冲。
技术实现思路
根据功率转换器的实施例，功率转换器包括：包括形成功率传输级的开关器件的初级侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率转换器，包括：/n初级侧，所述初级侧包括形成功率传输级的开关器件；/n次级侧，所述次级侧包括形成整流级的开关器件和耦合到所述整流级的输出滤波器，所述输出滤波器包括输出电感器和输出电容器；/n耦合所述初级侧和所述次级侧的变压器；以及/n控制器，所述控制器操作用于在DCM(不连续导电模式)中控制所述开关器件，以在功率传输间隔期间从所述初级侧向所述次级侧传输能量，在所述功率传输间隔期间，所述功率传输级的一个分支导通，所述整流级的一个分支导通，并且所述整流级的另一个分支阻断，/n其中，在所述变压器的电压在DCM中在新功率传输间隔开始时首次开始升高时，所述控制器操作用于硬开启要在所述新功率传...

【技术特征摘要】
20180726 US 16/046,1821.一种功率转换器，包括：
初级侧，所述初级侧包括形成功率传输级的开关器件；
次级侧，所述次级侧包括形成整流级的开关器件和耦合到所述整流级的输出滤波器，所述输出滤波器包括输出电感器和输出电容器；
耦合所述初级侧和所述次级侧的变压器；以及
控制器，所述控制器操作用于在DCM(不连续导电模式)中控制所述开关器件，以在功率传输间隔期间从所述初级侧向所述次级侧传输能量，在所述功率传输间隔期间，所述功率传输级的一个分支导通，所述整流级的一个分支导通，并且所述整流级的另一个分支阻断，
其中，在所述变压器的电压在DCM中在新功率传输间隔开始时首次开始升高时，所述控制器操作用于硬开启要在所述新功率传输间隔期间导通的所述整流级的分支，使得在所述变压器电压首次开始升高时，被硬开启的所述整流级的分支开始耗散所述整流级的分支的电容中存储的电荷。


2.根据权利要求1所述的功率转换器，其中，所述控制器操作用于在预定时间硬开启要在所述新功率传输间隔期间导通的所述整流级的分支，所述预定时间基于：所述变压器的泄漏；杂散电感和外部谐振电感；以及所述次级侧上的整流级的分支的电容。


3.根据权利要求1所述的功率转换器，其中，所述控制器操作用于在预定时间硬开启要在所述新功率传输间隔期间导通的所述整流级的分支，所述预定时间被选择为使在所述新功率传输间隔期间阻断的所述整流级的分支所经受的电压过冲最小化，所述电压过冲是由于在DCM期间在所述次级侧上发生的谐振所导致的在所述功率传输间隔之间在所述整流级的分支的电容中存储的电荷所造成的。


4.根据权利要求1所述的功率转换器，其中，所述控制器在从所述控制器激活要在所述新功率传输间隔期间导通的所述功率传输级的分支时开始的一定延迟之后，操作用于硬开启要在所述新功率传输间隔期间导通的所述整流级的分支，并且其中，所述延迟由下式给出：



其中，Llkg是所述变压器的泄漏，Lr是杂散电感和外部谐振电感，并且CossSRx是由于在DCM期间在所述次级侧上发生的谐振而在所述功率传输间隔之间存储电荷的所述整流级的分支的电容。


5.根据权利要求1所述的功率转换器，其中，在硬开启要在所述新功率传输间隔期间导通的所述整流级的分支之后，所述控制器操作用于维持激活被硬开启的所述整流级的分支，只要在所述新功率传输间隔期间导通的所述功率传输级的分支的两个开关器件都保持接通即可。


6.根据权利要求1所述的功率转换器，其中，在硬开启要在所述新功率传输间隔期间导通的所述整流级的分支之后，所述控制器操作用于维持激活被硬开启的所述整流级的分支，直到所述输出滤波器电感器的电流返回零或接近零。


7.根据权利要求1所述的功率转换器，其中，所述控制器操作用于在要在所述新功率传输间隔期间导通的所述功率传输级的分支的开关器件的死区时间结束时启动定时器，并且其中，所述控制器操作用于在所述定时器到期时硬开启要在所述新功率传输间隔期间导通的所述整流级的所述分支。


8.根据权利要求7所述的功率转换器，其中，在硬开启要在所述新功率传输间隔期间导通的所述整流级的分支之后，所述控制器操作用于维持激活被硬开启的所述整流级的分支，只要在所述新功率传输间隔期间导通的所述功率传输级的分支的两个开关器件都保持接通即可。


9.根据权利要求1所述的功率转换器，其中，所述控制器操作用于在比DCM中更低的功率需求下在突发模式中控制所述开关器件，以在功率传输间隔期间从所述初级侧向所述次级侧传输能量，在所述功率传输间隔期间，所述功率传输级的一个分支导通，所述整流级的一个分支导通，并且所述整流级的另一个分支阻断，并且其中，在所述变压器电压在所述突发模式中在新功率传输间隔开始时首次开始升高时，所述控制器操作用于硬开启要在所述新功率传输间隔期间导通的所述整流级的分支，使得在所述变压器电压首次开始升高时，被硬开启的所述整流级的分支开始耗散所述整流级的分支的电容中存储的电荷。


10.根据权利要求1所述的功率转换器，其中，所述功率转换器具有相移全桥转换器拓扑。

【专利技术属性】
技术研发人员：M·埃斯库德罗罗德里格斯，MA·库查克，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT