功率变换器的电流检测电路制造技术

本公开涉及一种功率变换器的电流检测电路，该功率变换器包括变压器，该变压器至少包括：磁芯、一次侧绕组和二次侧绕组，一次侧绕组和二次侧绕组通过磁芯耦合，且一次侧绕组、二次侧绕组与磁芯的组合用于传送该功率变换器的主功率，其中，电流检测电路至少包括：辅助绕组，与二次侧绕组耦合，且辅助绕组与二次侧绕组的匝数相等，且同名端相连；以及阻抗器，阻抗器的一端与辅助绕组耦接以构成一串联支路，串联支路并联耦接在二次侧绕组的两端，且阻抗器的端电压经过滤波之后与功率变换器的输出电流的大小成比例。本公开可以节约功率变换器的空间，并降低功率变换器的损耗。

Current detection circuit of power converter

【技术实现步骤摘要】
功率变换器的电流检测电路
本公开涉及检测领域，尤其涉及一种功率变换器的电流检测电路。
技术介绍
目前电源朝着模块化、高功率密度、高效率的方向发展。LLC电路由于可以实现全负载范围零电压开通，具有开关损耗低，效率高，体积小等优点，而被广泛应用。但LLC电路的输出电流检测却不易实现，尤其是在低压大电流输出应用中，传统的检测方式存在损耗大，体积大，检测不准等问题。图1示出了LLC电路一种常见的负载电流检测方式的示意图。如图1所示，在变换器的输出端串联一电流检测电阻Rsense来检测该变换器的输出电流。但是利用该方式，在电流检测电阻Rsense上会产生较大的损耗，同时该电流检测电阻Rsense的体积也会随着变换器输出功率的增大而增大。如果为了降低损耗将电流检测电阻Rsense的阻值减小，则会影响电流采样精度。图2示出了LLC电路另一种常见的负载电流检测方式的示意图。如图2所示，在变压器二次侧串联一电流互感器CT，即，电流互感器原边绕组CT1和副边绕组CT2，来检测功率变换器的负载电流。该电流检测方法损耗小，但是因为额外添加了磁性元器件CT，故会影响变换器的体积和功率密度。图3示出了LLC电路又一种常见的负载电流检测方式的示意图。如图3所示，在功率转换电路中的电感器两端电性并联连接检测电路，即，电阻R和电容C，检测电容C两端的电压即可检测流入或流出功率转换电路的电流。但该电流检测方案仅适用于包含电感的功率转换电路。
技术实现思路
鉴于上述问题，本申请实施例提供一种功率变换器的电流检测电路，所述功率变换器包括变压器，所述变压器至少包括：磁芯、一次侧绕组和二次侧绕组，所述一次侧绕组和所述二次侧绕组通过所述磁芯耦合，且所述一次侧绕组、所述二次侧绕组与所述磁芯的组合用于传送该功率变换器的主功率，其中，所述电流检测电路至少包括：辅助绕组，与所述二次侧绕组耦合，且所述辅助绕组与所述二次侧绕组的匝数相等，且同名端相连；以及阻抗器，所述阻抗器的一端与所述辅助绕组耦接以构成一串联支路，所述串联支路并联耦接在所述二次侧绕组的两端，且所述阻抗器的端电压经过滤波之后与所述功率变换器的输出电流的大小成比例。可选地，所述阻抗器为电阻，所述电阻的阻值大于所述辅助绕组的寄生电阻的阻值的10倍。可选地，所述阻抗器为电容，或者电阻与电容组成的阻抗网络。可选地，所述阻抗器的阻抗值无穷大。可选地，所述变压器的二次侧绕组的一端为直流电位端。可选地，所述阻抗器的、不与所述辅助绕组耦接的另一端耦接于所述直流电位端。可选地，所述一次侧绕组、所述二次侧绕组及所述辅助绕组为印刷电路板平面绕组。可选地，所述电流检测电路还包括：滤波放大电路，所述滤波放大电路并联耦接至所述阻抗器的两端以对所述阻抗器的所述端电压进行滤波和放大，且经过滤波和放大后的电压信号的大小与所述功率变换器的所述输出电流成比例。可选地，所述电流检测电路还包括：温度检测电路，用于检测所述变压器的温度；以及温度补偿单元，用于基于所述温度检测电路检测的温度，对经过滤波的所述阻抗器的所述端电压进行补偿。可选地，所述电流检测电路还包括：检测校准单元，用于基于所述功率变换器的校准常数来对经过滤波的所述阻抗器两端的所述端电压进行校准。可选地，所述功率变换器的电路拓扑为包含所述变压器的谐振电路拓扑、反激电路拓扑或双反激电路拓扑。可选地，经过滤波的所述第一阻抗器和所述第二阻抗器两端的端电压用于所述功率变换器的过流保护、限流控制、电流调节控制或均流控制。本申请实施例还提供一种功率变换器的电流检测电路，所述功率变换器包括变压器，所述变压器至少包括：磁芯、一次侧绕组、第一二次侧绕组以及与所述第一二次侧绕组串联耦接的第二二次侧绕组，所述一次侧绕组、所述第一二次侧绕组和所述第二二次侧绕组通过所述磁芯耦合，且所述一次侧绕组、所述第一二次侧绕组、所述第二二次侧绕组以及所述磁芯的组合用于传送所述功率变换器的主功率，其中，所述电流检测电路包括：第一电流检测支路和第二电流检测支路，所述第一电流检测支路至少包括：第一辅助绕组，与所述第一二次侧绕组耦合，且所述第一辅助绕组与所述第一二次侧绕组的匝数相等，且同名端相连；以及第一阻抗器，所述第一阻抗器的一端与所述第一辅助绕组耦接以构成第一串联支路，所述第一串联支路并联耦接在所述第一二次侧绕组的两端，且所述第一阻抗器的端电压经过滤波之后与所述功率变换器的输出电流的大小成比例，所述第二电流检测支路至少包括：第二辅助绕组，与所述第二二次侧绕组耦合，且所述第二辅助绕组与所述第二二次侧绕组的匝数相等，且同名端相连；以及第二阻抗器，所述第二阻抗器的一端与所述第二辅助绕组耦接以构成第二串联支路，所述第二串联支路并联耦接在所述第二二次侧绕组的两端，且所述第二阻抗器的端电压经过滤波之后与所述功率变换器的输出电流的大小成比例。可选地，所述变压器的第一二次侧绕组和第二二次侧绕组耦接于同一个直流电位端。可选地，所述第一阻抗器的、不与所述第一辅助绕组耦接的另一端，以及所述第二阻抗器的、不与所述第二辅助绕组耦接的另一端，共同耦接于所述直流电位端。可选地，所述第一阻抗器与所述第二阻抗器的阻抗值相等。可选地，所述第一阻抗器为电阻，且所述第一阻抗器的电阻值大于所述第一辅助绕组的寄生电阻的10倍，且所述第二阻抗器为电阻，且所述第二阻抗器的电阻值大于所述第二辅助绕组的寄生电阻的10倍。可选地，所述第一阻抗器和所述第二阻抗器为电容，或者电阻与电容组成的阻抗网络。可选地，所述第一阻抗器和所述第二阻抗器的阻抗值无穷大。可选地，所述一次侧绕组、所述第一二次侧绕组、所述第二二次侧绕组、所述第一辅助绕组及所述第二辅助绕组为印刷电路板平面绕组。可选地，所述电流检测电路还包括：滤波放大电路，所述滤波放大电路并联耦接至所述第一阻抗器和所述第二阻抗器以对所述第一阻抗器和所述第二阻抗器的所述端电压进行滤波和放大，且经过滤波和放大后的电压信号的大小与所述功率变换器的所述输出电流成比例。可选地，所述电流检测电路还包括：温度检测电路，用于检测所述变压器的温度；以及温度补偿单元，用于基于所述温度检测电路检测的温度，对经过滤波的所述第一阻抗器和所述第二阻抗器的端电压进行补偿。可选地，所述电流检测电路还包括：检测校准单元，用于基于所述功率变换器的校准常数来对经过滤波的所述第一阻抗器和所述第二阻抗器的端电压进行校准。可选地，所述功率变换器的电路拓扑为包含所述变压器的谐振电路拓扑、反激电路拓扑或双反激电路拓扑。可选地，经过滤波的所述阻抗器的端电压用于所述功率变换器的过流保护、限流控制、电流调节控制或均流控制。本申请至少具有如下有益技术效果：根据本申请实施例的功率变换器的电流检测电路，可以准确地检测包含变压器的功率变换器的输出电流，利用该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率变换器的电流检测电路，其特征在于，所述功率变换器包括变压器，所述变压器至少包括：磁芯、一次侧绕组和二次侧绕组，所述一次侧绕组和所述二次侧绕组通过所述磁芯耦合，且所述一次侧绕组、所述二次侧绕组与所述磁芯的组合用于传送该功率变换器的主功率，/n其中，所述电流检测电路至少包括：/n辅助绕组，与所述二次侧绕组耦合，且所述辅助绕组与所述二次侧绕组的匝数相等，且同名端相连；以及/n阻抗器，所述阻抗器的一端与所述辅助绕组耦接以构成一串联支路，所述串联支路并联耦接在所述二次侧绕组的两端，且所述阻抗器的端电压经过滤波之后与所述功率变换器的输出电流的大小成比例。/n

【技术特征摘要】
1.一种功率变换器的电流检测电路，其特征在于，所述功率变换器包括变压器，所述变压器至少包括：磁芯、一次侧绕组和二次侧绕组，所述一次侧绕组和所述二次侧绕组通过所述磁芯耦合，且所述一次侧绕组、所述二次侧绕组与所述磁芯的组合用于传送该功率变换器的主功率，
其中，所述电流检测电路至少包括：
辅助绕组，与所述二次侧绕组耦合，且所述辅助绕组与所述二次侧绕组的匝数相等，且同名端相连；以及
阻抗器，所述阻抗器的一端与所述辅助绕组耦接以构成一串联支路，所述串联支路并联耦接在所述二次侧绕组的两端，且所述阻抗器的端电压经过滤波之后与所述功率变换器的输出电流的大小成比例。


2.根据权利要求1所述的功率变换器的电流检测电路，其特征在于，所述阻抗器为电阻，所述电阻的阻值大于所述辅助绕组的寄生电阻的阻值的10倍。


3.根据权利要求1所述的功率变换器的电流检测电路，其特征在于，所述阻抗器为电容，或者电阻与电容组成的阻抗网络。


4.根据权利要求1所述的功率变换器的电流检测电路，其特征在于，所述阻抗器的阻抗值无穷大。


5.根据权利要求1所述的功率变换器的电流检测电路，其特征在于，所述变压器的二次侧绕组的一端为直流电位端。


6.根据权利要求5所述的功率变换器的电流检测电路，其特征在于，所述阻抗器的、不与所述辅助绕组耦接的另一端耦接于所述直流电位端。


7.根据权利要求1所述的功率变换器的电流检测电路，其特征在于，所述一次侧绕组、所述二次侧绕组及所述辅助绕组为印刷电路板平面绕组。


8.根据权利要求1所述的功率变换器的电流检测电路，其特征在于，所述电流检测电路还包括：
滤波放大电路，所述滤波放大电路并联耦接至所述阻抗器的两端以对所述阻抗器的所述端电压进行滤波和放大，且经过滤波和放大后的电压信号的大小与所述功率变换器的所述输出电流成比例。


9.根据权利要求1所述的功率变换器的电流检测电路，其特征在于，所述电流检测电路还包括：
温度检测电路，用于检测所述变压器的温度；以及
温度补偿单元，用于基于所述温度检测电路检测的温度，对经过滤波的所述阻抗器的所述端电压进行补偿。


10.根据权利要求1所述的功率变换器的电流检测电路，其特征在于，所述电流检测电路还包括：
检测校准单元，用于基于所述功率变换器的校准常数来对经过滤波的所述阻抗器两端的所述端电压进行校准。


11.根据权利要求1所述的功率变换器的电流检测电路，其特征在于，所述功率变换器的电路拓扑为包含所述变压器的谐振电路拓扑、反激电路拓扑或双反激电路拓扑。


12.根据权利要求1所述的功率变换器的电流检测电路，其特征在于，经过滤波的所述阻抗器两端的所述端电压用于所述功率变换器的过流保护、限流控制、电流调节控制或均流控制。


13.一种功率变换器的电流检测电路，其特征在于，所述功率变换器包括变压器，所述变压器至少包括：磁芯、一次侧绕组、第一二次侧绕组以及与所述第一二次侧绕组串联耦接的第二二次侧绕组，所述一次侧绕组、所述第一二次侧绕组和所述第二二次侧绕组通过所述磁芯耦合，且所述一次侧绕组、所述第一二次侧绕组、所述第二二次侧绕组以及所述磁芯的组合用于传送所述功率变换器的主功率，
其中，所述电流检测电路包括：第一电流检测支路和第二电流检测支路，
所述第一电流检测支路至少包括：
第一辅助绕组，与所述第一二次侧绕组耦合，且所述第一辅助绕组与所述第一二...

【专利技术属性】
技术研发人员：常学良，郭东，
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