一种变换器、变换器控制方法以及电源适配器技术

本申请提供一种变换器、变换器控制方法以及电源适配器，变换器包括：输入直流源、主功率管、辅助功率管、第一电容、变压器以及控制器；第一电容与变压器通过串联构成串联电路，串联电路与辅助功率管并联，主功率管的源极和辅助功率管的漏极连接，辅助功率管的源极与输入直流源的另一极连接，输入直流源的输入负极接地；控制器用于：检测变压器上的电流值，获得变压器上的电流值经过设定电流阈值的次数，在变压器上的电流值经过设定电流阈值的次数达到N时，控制主功率管闭合，N为正奇数。利用本申请提供的变换器，可以降低主功率管的能量损耗，从而在不增加电源适配器整体体积的前提下，减小功率密度的能量损耗。小功率密度的能量损耗。小功率密度的能量损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种变换器、变换器控制方法以及电源适配器


[0001]本申请涉及电子电力
，特别涉及一种变换器、变换器控制方法以及电源适配器。

技术介绍

[0002]目前对于电源适配器小型化和快充需求越来越强烈，提升电源适配器的功率密度成为未来的技术发展趋势，其中，功率密度一般指电源适配器的重量/体积与电源适配器的功率之比。在电源适配器的功率密度提升后，代表相同体积内所提供的功率提升，因此，在电源适配器内部的功率管带来的损耗也随之增加，电源适配器的散热逐渐成为了瓶颈。
[0003]而为了减小功率管的开关损耗，通常会让功率管在导通之前，两端电压先达到谷值，此时功率管的开关损耗能最小，而为了使功率管恰好在电压谷值时导通，则需要检测功率管两端的电压值。现有方案下，可以通过增加变压器辅助绕组的方式来检测辅助绕组上电压是否过零，在延时固定时长的谐振周期后检测此刻的功率管两端的电压，此刻的电压即为谷值电压。该检测方案对于不同的谐振周期需要更改不同的延时时间，且延时时间是通过电阻电容RC电路来生成的，但RC电路需要外置在功率管外部，才能达到延时时间可调的目的，因此使得该功率管芯片的外围电路复杂，导致电源适配器的整体体积变大。
[0004]有鉴于此，如何在不增加电源适配器整体体积的前提下，减小能量损耗，是本领域人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种变换器、变换器控制方法以及电源适配器，用于在不增加电源适配器整体体积的前提下，减小功率密度的能量损耗。
[0006]第一方面，本申请提供一种变换器，变换器包括：输入直流源、主功率管、辅助功率管、第一电容、变压器以及控制器；第一电容与变压器通过串联构成串联电路，串联电路并联在辅助功率管的源极和漏极，主功率管的源极和辅助功率管的漏极连接，主功率管的源极与输入直流源的输入正极或输入负极中的其中一极连接，辅助功率管的源极与输入直流源的另一极连接，输入直流源的输入负极接地；控制器用于：检测变压器上的电流值，获得变压器上的电流值经过设定电流阈值的次数，在变压器上的电流值经过设定电流阈值的次数达到N时，控制主功率管闭合，N为正奇数。
[0007]因主功率管的导通电压与功率管的能量损耗成正比，为了降低功率管的开关损耗，在功率管导通前，需要使功率管两端电压达到谷值。具体可以通过观察主功率管两端电压以及变压器电流时序波形得知，变压器上的电流会过零，而在变压器上的电流在第奇数次过零时，主功率管两端电压处于谷值，因此，在变压器上的电流值经过0时的次数达到N时，控制所述主功率管闭合，能在不增加电源适配器整体体积的前提下，能降低主功率管的能量损耗。
[0008]由于在辅助功率管关断后，变压器上的电流会产生震荡噪声，因此会影响变压器
上的电流值经过设定电流阈值的次数统计。在一些可能的实施方式中，控制器具体用于：在辅助功率管断开设定时长之后，检测变压器上的电流值。在辅助功率管断开设定时长之后，检测变压器上的电流值，能够有效的防止变压器上的电流上的噪声信号，影响变压器上的电流值经过设定电流阈值的次数统计，从而提高了检测精度，在不增加电源适配器整体体积的前提下，减小功率密度的能量损耗。
[0009]在一些可能的实施方式中，变压器包括原边绕组和副边绕组；原边绕组的同名端与副边绕组的同名端或异名端位于同一侧；控制器具体用于：检测变压器的原边绕组上的电流值。结合本方面结构来说，若原边绕组的同名端与副边绕组的异名端位于同一侧，则本申请变换器的电路结构可以称为非对称半桥正激拓扑，而若原边绕组的同名端与副边绕组的同名端位于同一侧，则本申请变换器的电路结构可以称为非对称半桥反激拓扑。
[0010]由于变压器的一侧绕组上产生的磁力线不能全部通过另一侧绕组，因此会存在漏磁电感。在一些可能的实施方式中，原边绕组中包括励磁电感以及漏磁电感，控制器具体用于：检测变压器的原边绕组中的励磁电感上的励磁电感电流值；或者检测变压器的原边绕组中的漏磁电感上的漏磁电感电流值。通过检测变压器的原边绕组中的励磁电感上的励磁电感电流值或漏磁电感上的漏磁电感电流值，均可以精准的控制主功率管闭合，从而在不增加电源适配器整体体积的前提下，减小功率密度的能量损耗。
[0011]在一些可能的实施方式中，控制器具体包括：电流检测电路、次数检测电路以及主功率管控制电路；电流检测电路用于：检测变压器上的电流值；次数检测电路用于：获得变压器的电流值经过设定电流阈值的次数，在变压器的电流值经过设定电流阈值的次数达到N时，发送针对主功率管控制电路的驱动信号；主功率管控制电路用于：根据驱动信号控制主功率管闭合。其中，电流检测电路中还可以包括设定电阻，设定电阻与变压器的原边绕组串联连接，电流检测电路通过检测设定电阻两端的电压值，能够计算得到变压器上的电流值。
[0012]在一些可能的实施方式中，变换器还包括第二电容，第二电容的两端分别与输入直流源的输入正极以及输入负极连接。其中，第二电容的两端分别与输入直流源的输入正极以及输入负极连接，并且既可以应用于非对称半桥正激拓扑中，也可以应用于非对称半桥反激拓扑中。
[0013]第二方面，本申请提供一种变换器控制方法，应用于变换器，变换器包括：输入直流源、主功率管、辅助功率管、第一电容和变压器；
[0014]第一电容与变压器通过串联构成串联电路，串联电路并联在辅助功率管的源极和漏极，主功率管的源极和辅助功率管的漏极连接，主功率管的漏极与输入直流源的输入正极或输入负极中的其中一极连接，辅助功率管的源极与输入直流源的另一极连接，输入直流源的输入负极接地；该方法包括：检测变压器上的电流值，获得变压器上的电流值经过设定电流阈值的次数，在变压器上的电流值经过设定电流阈值的次数达到N时，控制主功率管闭合，N为正奇数。第二方面中相应方案的技术效果可以参照第一方面中对应方案可以得到的技术效果，重复之处不予详述。
[0015]在一些可能的实施方式中，检测变压器上的电流值，包括：在辅助功率管断开设定时长之后，检测变压器上的电流值。
[0016]第三方面，本申请提供一种电源适配器，包括如第一方面任一的变换器，电源适配
器还包括：交流直流转换电路以及滤波电路，滤波电路分别与交直流转换电路以及变换器连接；交流直流转换电路用于：将电网中的交流电转换为直流电；变换器用于：向负载设备提供直流电压；滤波电路用于：滤除输入直流源和变换器中的噪声。第三方面中相应方案的技术效果可以参照第一方面中对应方案可以得到的技术效果，重复之处不予详述。
[0017]第四方面，本申请提供一种变换器，变换器包括：输入直流源、主功率管、辅助功率管、第一电容、变压器以及控制器；主功率管的漏极和变压器的一端连接，主功率管的源极与输入直流源的输入正极或输入负极中的其中一极连接，变压器的另一端与输入直流源的另一极连接，第一电容与辅助功率管通过串联构成串联电路，串联电路并联在变压器的两端；控制器用于：检测变压器上的电流值，获得变压器上的电流值经过设定电流阈值的次数，在变压器上的电流值经过设定电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变换器，其特征在于，所述变换器包括：输入直流源、主功率管、辅助功率管、第一电容、变压器以及控制器；所述第一电容与所述变压器通过串联构成串联电路，所述串联电路并联在所述辅助功率管的源极和漏极，所述主功率管的源极和所述辅助功率管的漏极连接，所述主功率管的漏极与所述输入直流源的输入正极或输入负极中的其中一极连接，所述辅助功率管的源极与所述输入直流源的另一极连接，所述输入直流源的输入负极接地；所述控制器用于：检测所述变压器上的电流值，获得所述变压器上的电流值经过设定电流阈值的次数，在所述变压器上的电流值经过设定电流阈值的次数达到N时，控制所述主功率管闭合，所述N为正奇数。2.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述控制器具体用于：在所述辅助功率管断开设定时长之后，检测所述变压器上的电流值。3.根据权利要求1或2所述的变换器，其特征在于，所述变压器包括原边绕组和副边绕组；所述原边绕组的同名端与所述副边绕组的同名端或异名端位于同一侧；所述控制器具体用于：检测所述变压器的所述原边绕组上的电流值。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的变换器，其特征在于，所述原边绕组中包括励磁电感以及漏磁电感，所述控制器具体用于：检测所述变压器的所述原边绕组中的所述励磁电感上的励磁电感电流值；或者检测所述变压器的所述原边绕组中的所述漏磁电感上的漏磁电感电流值。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的变换器，其特征在于，所述控制器具体包括：电流检测电路、次数检测电路以及主功率管控制电路；所述电流检测电路用于：检测所述变压器上的电流值；所述次数检测电路用于：获得所述变压器的电流值经过设定电流阈值的次数，在所述变压器的电流值经过设定电流阈值的次数达到N时，发送针对所述主功率管控制电路的驱动信号；所述主功率管控制电路用于：根据所述驱动信号控制所述主功率管闭合。6.根据权利要求1
‑
5任一所述的变换器，其特征在于，所述变换器还包括第二电容，所述第二电容的两端分别与所述输入直流源的所述输入正极以及所述输入负极连接。7.一种变换器控制方法，应用于变换器，所述变换器包括：输入直流源、主功率管、辅助功率管、第一电容和变压器；所述第一电容与所述变压器通过串联构成串联电路，所述串联电路并联在所述辅助功率管的源极和漏极，所述主功率管的源极和所述辅助功率管的漏极连接，所述主功率管的漏极与所述输入直流源的输入正极或输入负极中的其中一极连接，所述辅助功率管的源极与所述输入直流源的另一极连接，所述输入直流源的输入负极接地；其特征在于，所述方法包括：检测所述变压器上的电流值，获得所述变压器上的电流值经过设定电流阈值的次数，在所述变压器上的电流值经过设定电流阈值的次数达到N时，控制所述主功率管闭合，所述N为正奇数。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述检测所述变压器上的电流值，包括：在所述辅助功率管断开设定时长之后，检测所述变压器上的电流值。
9.一种电源适配器，其特征在于，包括如上述权利要求1
‑
6任一所述的变换器，所述电源适配器还包括：交流直流转换电路以及滤波电路，所述滤波电路分别与所述交直流转换电路以及所述变换器连接；所述交流直流转换电路用于：将电网中的交流电转换为直流电；所述变换器用于：向负载设备提供直流电压；所述滤波电路用于：滤除所述输入直流源和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨滚，代胜勇，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：