辅助转换器电路及其操作方法技术

一种辅助转换器电路，其用于调节到主开关转换器电路的输入电流。辅助转换器电路具有用于确定辅助转换器电路两端的电压变化的电压感测器，以及用于感测到主开关转换器电路的输入电流的电流传感器。辅助转换器电路还具有电流补偿电路，其包括比较器电路以及受控电流电路。比较器电路被配置为将感测到的输入电流与参考电流进行比较。受控电流电路被配置为基于所确定的电压变化和比较来选择性地向输入电流提供正补偿电流和负补偿电流，以抑制输入电流中的谐波失真和电磁干扰。

Auxiliary converter circuit and operation method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】辅助转换器电路及其操作方法
本专利技术涉及用于调节到主开关转换器电路的输入电流的辅助转换器电路，以及用于调节到主开关转换器电路的输入电流的方法。
技术介绍
图1A示出了配置在电源和负载之间的典型的AC/DC开关升压转换器电路100。如图1A所示，该电路包括由二极管桥(具有二极管D1至D4)形成的整流电路，配置在二极管桥与负载之间的升压转换器电路102，跨接在升压转换器的输入的输入电容器Cin，跨接在升压转换器电路102的输出的输出电容器Co。在该示例中，升压转换器电路102由电感器L，开关设备SW1和齐纳二极管D5形成。二极管桥被配置为对AC输入电压和AC输入电流进行整流，以将整流后的输入电流提供给升压转换器电路102。图1B示出了图1A的电路中的电源AC电压vac，电源AC电流iac，整流后的转换器输入电压vin和整流后的输入电流iin的波形。如图1B所示，当存在电容器Cin时，整流后的输入电流iin没有与整流后的转换器输入电压vin线性地变化(例如，大体同相以使得两者同时增加或同时减小)。结果，功率因数降低，并且产生了谐波电流(这会增加总谐波失真并产生大量的电磁干扰)。在理想情况下，整流后的输入电流iin应该与整流后的转换器输入电压vin线性地变化，以实现为1的功率因数，零总谐波失真和零电磁干扰产生。在这方面，一种改进图1A中的电路的方案是移除开关升压转换器电路的输入处的电容器Cin，并将连续模式开关控制应用于开关升压转换器电路。通过这样做，可以控制输入电流iin，使其具有接近理想的电流包络和具有由开关升压转换器电路的操作产生的高频电流分量(接近理想的电流包络和高频电流分量是叠加的)。图2示出了在这种修改的电路(移除了电容器Cin并施加了连续模式开关控制)中的电源AC电压vac，整流后的转换器输入电压vin和整流后的输入电流iin的波形。可以看出，功率因数得到了改善，并且总谐波失真和电磁干扰得到了降低。尽管通过这种修改实现了改进，但是对于某些应用，特别是对于具有高输出功率的开关转换器来说，总谐波失真和电磁干扰可能仍然较高。因此，仍然需要进一步抑制开关转换器中的电磁干扰的产生和总谐波失真。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于调节到主开关转换器电路的输入电流的辅助转换器电路，包括：电压感测器，用于确定辅助转换器电路两端的电压变化；电流传感器，用于感测到主开关转换器电路的输入电流；以及电流补偿电路。电流补偿电路包括：比较器电路，其被配置为将感测到的输入电流与参考电流进行比较；以及受控电流电路，其被配置为基于所确定的电压变化和该比较来选择性地向输入电流提供正补偿电流和负补偿电流，以抑制输入电流中的谐波失真和电磁干扰。术语“正补偿电流”和“负补偿电流”是指沿相反方向流动的电流。“正”和“负”取决于电路中采用的限定或参考。在第一方面的一个优选实施例中，输入电流是从电源到主开关转换器电路和辅助转换器电路的电流；以及电流传感器被配置为感测到主开关转换器电路和辅助转换器电路的该输入电流。在第一方面的一个实施例中，受控电流电路被配置为在确定电压变化正在增加并且感测到的输入电流小于参考电流时提供正补偿电流，以减小感测到的输入电流与参考电流之间的差。在第一方面的一个实施例中，受控电流电路被配置为在确定电压变化正在减小并且感测到的输入电流小于参考电流时提供正补偿电流，以减小感测到的输入电流与参考电流之间的差。在第一方面的一个实施例中，受控电流电路被配置为在确定电压变化正在增加并且感测到的输入电流大于参考电流时提供负补偿电流，以减小感测到的输入电流与参考电流之间的差。在第一方面的一个实施例中，受控电流电路被配置为在确定电压变化正在减小并且感测到的输入电流大于参考电流时提供负补偿电流，以减小感测的输入电流与参考电流之间的差。在第一方面的一个实施例中，当感测的输入电流等于参考电流时，受控电流电路被配置为不提供补偿电流。优选地，电流补偿电路还包括能量存储单元。该能量存储单元被配置为在受控电流电路提供负补偿电流时存储能量，以及在受控电流电路提供正补偿电流时提供或传输能量。能量存储单元包括仅一个电容器或配置在电容器网络中的多个电容器。优选地，受控电流电路还包括：具有一个或多个电源开关设备的受控电流源；以及一个或多个开关单元，其可操作地与受控电流源连接，以控制一个或多个电源开关设备。基于所确定的电压变化来分别控制一个或多个开关单元，以控制由受控电流源提供的电流。开关单元可以是多路复用器。电源开关设备可以是半导体开关，例如晶体管(例如，MOSFET，BJT，IGBT，晶闸管)。在第一方面的一个实施例中，受控电流源与正电源电压可操作地连接，并且一个或多个开关单元选择性地将受控电流源与正电源电压连接和断开，以选择性地提供正补偿电流和负补偿电流。在第一方面的一个实施例中，受控电流源与负电源电压或地可操作地连接，并且一个或多个开关单元选择性地将受控电流源与负电源电压或地连接和断开，以选择性地提供正补偿电流和负补偿电流。在第一方面的一个实施例中，受控电流源分别可操作地与正电源电压和负电源电压或地连接。一个或多个开关单元选择性地将受控电流源与正电源电压和负电源电压或地连接或断开，以选择性地提供正补偿电流和负补偿电流。在第一方面的一个实施例中，电流传感器包括电阻器，电流互感器或霍尔传感器。根据本专利技术的第二方面，提供了一种被配置在电源和负载之间的电路。该电路包括：主开关转换器电路；以及上述第一方面的辅助转换器电路，其被配置在主开关转换器电路的输入处，以用于调节到主开关转换器电路的输入电流。在第二方面的一个优选实施例中，输入电流是从电源到主开关转换器电路和辅助转换器电路的电流。在第二方面的一个实施例中，该电路还包括整流电路，其被配置为向主开关转换器电路提供整流后的电流。整流电路可以包括二极管桥。优选地，主开关转换器电路包括升压转换器，降压转换器，降压-升压转换器或反激转换器。根据本专利技术的第三方面，提供了一种用于调节到主开关转换器电路的输入电流的方法。该方法包括：使用电压感测器确定辅助转换器电路两端的电压变化；以及使用电流传感器感测到主开关转换器电路的输入电流。该方法还包括：使用比较器电路，将感测到的输入电流与参考电流进行比较；以及基于所确定的电压变化和比较，使用受控电流电路选择性地向输入电流提供正补偿电流和负补偿电流，以抑制输入电流中的谐波失真和电磁干扰。在第三方面的一个优选实施例中，输入电流是从电源到主开关转换器电路和辅助转换器电路的电流；以及电流传感器被配置为感测到主开关转换器电路和辅助转换器电路的该输入电流。在第三方面的一个实施例中，该方法还包括：(i)在确定电压变化正在增加并且感测到的输入电流小于参考电流时，或者(ii)在确定电压变化正在减小并且感测到的输入电流小于参考电流时，使用受控电流电路提供正补偿电流，从而减小感测到的输入电流与参考电流之间的差。在第三方面的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辅助转换器电路，用于调节到主开关转换器电路的输入电流，所述辅助转换器电路包括：/n电压感测器，用于确定所述辅助转换器电路两端的电压变化；/n电流传感器，用于感测到所述主开关转换器电路的输入电流；以及/n电流补偿电路，其具有/n比较器电路，其被配置为将感测到的输入电流与参考电流进行比较；以及/n受控电流电路，其被配置为基于所确定的电压变化和所述比较来选择性地向所述输入电流提供正补偿电流和负补偿电流，从而抑制所述输入电流中的谐波失真和电磁干扰。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180109 US 62/615,0321.一种辅助转换器电路，用于调节到主开关转换器电路的输入电流，所述辅助转换器电路包括：
电压感测器，用于确定所述辅助转换器电路两端的电压变化；
电流传感器，用于感测到所述主开关转换器电路的输入电流；以及
电流补偿电路，其具有
比较器电路，其被配置为将感测到的输入电流与参考电流进行比较；以及
受控电流电路，其被配置为基于所确定的电压变化和所述比较来选择性地向所述输入电流提供正补偿电流和负补偿电流，从而抑制所述输入电流中的谐波失真和电磁干扰。


2.根据权利要求1所述的辅助转换器电路，其特征在于，所述输入电流是从电源到所述主开关转换器电路和所述辅助转换器电路的；以及所述电流传感器被配置为感测所述输入电流。


3.根据权利要求1或2所述的辅助转换器电路，其特征在于，所述受控电流电路被配置为在确定所述电压变化正在增加并且所述感测到的输入电流小于所述参考电流时提供正补偿电流，以减小所述感测到的输入电流与所述参考电流之间的差。


4.根据权利要求1、2或3所述的辅助转换器电路，其特征在于，所述受控电流电路被配置为在确定所述电压变化正在减小并且所述感测到的输入电流小于所述参考电流时提供正补偿电流，以减小所述感测到的输入电流与所述参考电流之间的差。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的辅助转换器电路，其特征在于，所述受控电流电路被配置为在确定所述电压变化正在增加并且所述感测到的输入电流大于所述参考电流时提供负补偿电流，以减小所述感测到的输入电流与所述参考电流之间的差。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的辅助转换器电路，其特征在于，所述受控电流电路被配置为在确定所述电压变化正在减小并且所述感测到的输入电流大于所述参考电流时提供负补偿电流，以减小所述感测的输入电流与所述参考电流之间的差。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的辅助转换器电路，其特征在于，所述电流补偿电路还包括能量存储单元，其被配置为:
在所述受控电流电路提供负补偿电流时存储能量，以及
在所述受控电流电路提供正补偿电流时提供或传输能量。


8.根据权利要求7所述的辅助转换器电路，其特征在于，所述能量存储单元包括电容器。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的辅助转换器电路，其特征在于，所述受控电流电路还包括：
具有一个或多个电源开关设备的受控电流源；以及
一个或多个开关单元，其可操作地与所述受控电流源连接，以控制所述一个或多个电源开关设备；
其中，基于所述所确定的电压变化来分别控制所述一个或多个开关单元，以控制由...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈安邦，
申请(专利权)人：安纳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81