功率变换器制造技术

本实用新型专利技术揭露了一种功率变换器，通过在第二输出电路上串联副边开关管，同时使得所述第二副边绕组的输出电压反射到所述第一副边绕组上的电压小于所述第一副边绕组的输出电压，使得原边开关管关断且副边开关管导通时续流电流全部流过第二输出电路的副边绕组，在副边开关管关断时续流电流流过其它输出电路的副边绕组，从而实现了对于恒流输出电路和恒压输出电路在每个开关周期内进行分时续流，进而在仅进行一次功率转换的前提下就能实现多路恒流/恒压输出，提高了工作效率，同时仅需要一组磁性元件，减小了系统体积。并且，在一个开关周期内，所述第二控制电路控制所述副边开关管在所述原边开关管关断之前开始导通，以减小切换干扰。

【技术实现步骤摘要】
功率变换器
本技术涉及电力电子领域，更具体的说，涉及一种功率变换器。
技术介绍
现有技术中，应用于LED背光显示屏电源通常具有多路输出，至少一路恒流输出给LED负载提供驱动电流，至少一路恒压输出给系统或者其它负载供电。图1为现有技术中同时具有恒压和恒流多路输出的功率变换器的电路示意图。如图1所示，多路输出的功率变换器1通过变压器的多个副边绕组来实现多路输出。每个副边绕组对应于一个输出电路，在恒流输出电路中，副边绕组Ns2与原边绕组Np耦合。由于与原边绕组串联的原边开关管Q1受控地导通和关断，从而在副边绕组Ns2两端产生一方波电压，然后经过由二极管D2和电容C2构成的整流电路进行整流滤波后，生成相对稳定的输出电压Vo1。由电感L、开关管Q2、二极管D3和电容C3组成的升压型(boost)开关变换器连接整流电路和LED负载之间。通过该升压型开关变换器在恒流控制电路13的控制下将电压Vo1变换为恒定输出电流ILED输出到LED负载。恒流控制电路13根据电流采样信号Vs2和电流参考信号Iref来生成控制信号。同时，在恒压输出电路中，副边绕组Ns1与原边绕组Np耦合，经过由二极管D1和电容C1构成的整流电路进行整流滤波后，生成稳定的输出电压Vo2。表征输出电压Vo2的电压采样信号Vs1通过光耦电路11被传递至原边侧，恒压控制电路12根据电压采样信号Vs1和参考电压Vref控制开关管Q1的开关状态使得输出电压Vo2保持稳定。由此，图1所示的功率变换器通过两级功率级电路实现同时进行恒流输出和恒压输出。但是，在恒流输出电路中，两级功率转换增加转换损耗，降低了工作效率。同时，两级功率级电路需要两个磁性元件，这增大了系统体积，不利于小型化。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提出了一种功率变换器，以降低在进行多路恒压/恒流输出时的功率转换次数，提高工作效率，同时减少磁性元件数量，减小系统体积。本技术提供了一种功率变换器，包括：输入电路，包括串联连接在输入端和接地端的原边绕组和原边开关管；至少一个第一输出电路，包括与所述原边绕组耦合的第一副边绕组；至少一个第二输出电路，包括与所述原边绕组耦合的第二副边绕组和至少一个副边开关管；第一控制电路，控制所述原边开关管的导通和关断以调节所述第一输出电路的输出参量；第二控制电路，控制所述副边开关管的导通和关断以调节所述第二输出电路的输出参量；其中，在第一状态下，一个开关周期内，所述副边开关管在所述原边开关管关断之前开始导通。优选地，所述第二副边绕组的输出电压反射到所述第一副边绕组上的电压小于所述第一副边绕组的输出电压，使得所述第一输出电路在所述副边开关管导通期间被截止。优选地，所述第二输出电路为恒流输出电路，还包括：电流输出端口；第二整流电路，连接在所述电流输出端口和所述第二副边绕组之间；以及，电流采样电路，与所述第二副边绕组串联；其中，所述副边开关管与所述第二副边绕组串联，所述副边开关管受控地导通和关断以使得输出电流保持恒定。优选地，所述第二输出电路为恒压输出电路，还包括：电压输出端口；整流管，和所述副边开关管串联连接在所述电压输出端口和所述第二副边绕组之间；以及，滤波电容，并联连接在所述电压输出端口；其中，所述副边开关管受控地导通和关断以使得所述输出端口的输出电压保持恒定。优选地，在第一状态下，当所述原边开关管导通时，所述副边开关管也开始导通。优选地，在第一状态下，所述第二控制电路控制所述副边开关管在所述原边开关管导通期间内导通。优选地，在第一状态下，所述原边开关管和所述副边开关管具有相同的开关周期，所述第二控制电路控制所述副边开关管在所述原边开关管关断期间内至少部分时间导通以使得所述第二输出电路的输出参量保持恒定。优选地，在第一状态下，所述第二控制电路根据表征所述第一副边绕组电压或表征所述第二副边绕组电压的第一采样信号控制所述副边开关管的导通时刻。优选地，在第二状态下，所述第二控制电路根据内部时钟产生电路产生的内部时钟信号控制所述副边开关管的导通时刻。优选地，所述原边开关管导通后，当所述第一采样信号大于第一阈值时，所述副边开关管导通。优选地，所述内部时钟产生电路包括第一电容，通过对第一电容的充电和放电产生内部时钟信号。优选地，对第一电容进行充电，当第一电容上的电压大于第二阈值时，所述内部时钟信号为高电平，对所述第一电容进行放电，当所述第一电容上的电压小于第二阈值时，所述内部时钟信号为低电平，停止对所述第一电容进行放电。优选地，所述第二控制电路根据电流采样信号、电流参考信号和表征所述第一副边绕组电压或表征所述第二副边绕组电压的第一采样信号或内部时钟信号调节所述副边开关管的占空比，以使得第二输出电路的输出电流保持恒定；其中，所述电流采样信号由所述电流采样电路获取，所述电流参考信号用于表征所述输出电流的预期值。优选地，所述第二控制电路根据电流采样信号和电流参考信号控制所述副边开关管的关断时刻。优选地，所述第二控制电路根据电压采样信号、电压参考信号和表征所述第一副边绕组电压或表征所述第二副边绕组电压的第一采样信号或内部时钟信号调节所述副边开关管的占空比，以使得第二输出电路的输出电压保持恒定；其中，所述电压采样信号表征所述输出电压，所述电压参考信号用于表征所述输出电压的预期值。优选地，所述第二控制电路根据电压采样信号和电压参考信号控制所述副边开关管的关断时刻。优选地，所述第二控制电路还用于根据电流强度调节信号调节所述电流参考信号。优选地，所述第二输出支路还包括第五开关管，所述第五开关管和负载串联在所述电流输出端口，所述第五开关管的控制端接收电流强度调节信号，所述第五开关管根据所述电流强度调节信号调节所述电流输出端口的电流强度。优选地，所述第一输出电路为恒压输出电路，还包括：电压输出端口；以及第一整流电路，连接在所述电压输出端口与所述第一副边绕组之间；其中，所述原边开关管受控地导通和关断以使得所述第一输出电路的输出电压保持恒定。优选地，所述第一输出电路为恒流输出电路，所述第一输出电路还包括：电流输出端口；第一整流电路，连接在所述第一副边绕组和所述电流输出端口之间；以及，电流采样电路，与所述第一副边绕组串联；其中，所述原边开关管受控地导通和关断以使得输出电流保持恒定。与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下优点：本技术通过在第二输出电路上串联副边开关管，同时使得所述第二副边绕组的输出电压反射到所述第一副边绕组上的电压小于所述第一副边绕组的输出电压，使得原边开关管关断且副边开关管导通时续流电流全部流过第二输出电路的副边绕组，在副边开关管关断时续流电流流过其它输出电路的副边绕组，从而实现了对于恒流输出电路和恒压输出电路在每个开关周期内进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率变换器，其特征在于，包括：/n输入电路，包括串联连接在输入端和接地端的原边绕组和原边开关管；/n至少一个第一输出电路，包括与所述原边绕组耦合的第一副边绕组；/n至少一个第二输出电路，包括与所述原边绕组耦合的第二副边绕组和至少一个副边开关管；/n第一控制电路，控制所述原边开关管的导通和关断以调节所述第一输出电路的输出参量；/n第二控制电路，控制所述副边开关管的导通和关断以调节所述第二输出电路的输出参量；/n其中，在第一状态下，一个开关周期内，所述副边开关管在所述原边开关管关断之前开始导通。/n

【技术特征摘要】
1.一种功率变换器，其特征在于，包括：
输入电路，包括串联连接在输入端和接地端的原边绕组和原边开关管；
至少一个第一输出电路，包括与所述原边绕组耦合的第一副边绕组；
至少一个第二输出电路，包括与所述原边绕组耦合的第二副边绕组和至少一个副边开关管；
第一控制电路，控制所述原边开关管的导通和关断以调节所述第一输出电路的输出参量；
第二控制电路，控制所述副边开关管的导通和关断以调节所述第二输出电路的输出参量；
其中，在第一状态下，一个开关周期内，所述副边开关管在所述原边开关管关断之前开始导通。


2.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于：所述第二副边绕组的输出电压反射到所述第一副边绕组上的电压小于所述第一副边绕组的输出电压，使得所述第一输出电路在所述副边开关管导通期间被截止。


3.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述第二输出电路为恒流输出电路，还包括：
电流输出端口；
第二整流电路，连接在所述电流输出端口和所述第二副边绕组之间；以及，电流采样电路，与所述第二副边绕组串联；
其中，所述副边开关管与所述第二副边绕组串联，所述副边开关管受控地导通和关断以使得输出电流保持恒定。


4.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述第二输出电路为恒压输出电路，还包括：
电压输出端口；
整流管，和所述副边开关管串联连接在所述电压输出端口和所述第二副边绕组之间；以及，
滤波电容，并联连接在所述电压输出端口；
其中，所述副边开关管受控地导通和关断以使得所述输出端口的输出电压保持恒定。


5.根据权利要求1-4任意一项所述的功率变换器，其特征在于：在第一状态下，当所述原边开关管导通时，所述副边开关管也开始导通。


6.根据权利要求1-4任意一项所述的功率变换器，其特征在于：在第一状态下，所述第二控制电路控制所述副边开关管在所述原边开关管导通期间内导通。


7.根据权利要求1-4任意一项所述的功率变换器，其特征在于：在第一状态下，所述原边开关管和所述副边开关管具有相同的开关周期，所述第二控制电路控制所述副边开关管在所述原边开关管关断期间内至少部分时间导通以使得所述第二输出电路的输出参量保持恒定。


8.根据权利要求1-4任意一项所述的功率变换器，其特征在于：在第一状态下，所述第二控制电路根据表征所述第一副边绕组电压或表征所述第二副边绕组电压的第一采样信号控制所述副边开关管的导通时刻。


9.根据权利要求1-4任意一项所述的功率变换器，其特征在于：在第二状态下，所述第二控制电路根据内部时钟产生电路产生的内部时钟信号控制所述副边开关管的导通时刻。


10.根据权利要求8所述的功率变换器，其特征在于：所述原边开关管导通后，当所述第一采样信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎坚，陈伟，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33