隔离初级侧开关转换器制造技术

本发明专利技术涉及一种隔离谐振初级侧开关转换器(100)，该隔离谐振初级侧开关转换器包括：电流隔离级(105)；位于隔离级(105)的初级侧(101)上的辅助绕组(L51

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】隔离初级侧开关转换器


[0001]本专利技术涉及一种隔离初级侧开关转换器和用于操作此类转换器的方法。本专利技术还涉及一种用于光源的驱动器。

技术介绍

[0002]通常已知转换器诸如初级侧开关转换器。此类转换器可将第一电平的DC信号(例如输入电流)转换为第二电平的DC信号(例如输出电流)。
[0003]初级侧开关转换器通常包括布置在转换器的初级侧与次级侧之间的变压器，其中两个侧彼此流电隔离，并且其中初级侧包括至少一个开关。此类转换器可以称为隔离初级侧开关转换器。如果此类隔离转换器包含可以被调谐成以特定频率谐振的电感器和电容器的网络，则该隔离转换器为隔离谐振初级侧开关转换器。半桥LLC转换器是此类谐振转换器的示例。
[0004]初级侧开关转换器可用于驱动负载，诸如LED。例如，它们形成以LED电流(分别是电压)直接供应LED负载的DC/DC级。另选地，它们可以形成中间DC/DC级，该中间DC/DC级为另一个DC/DC级提供输入电压，这继而供应LED负载。
[0005]为了对例如由LED引线的短路引起或由没有LED连接和输出侧处的所得开路负载引起的欠电压和过电压情况进行反应，可以利用初级侧上的控制逻辑监测转换器的输出电压。
[0006]为此，分压器和光耦合器可以布置在转换器的次级侧处，后者将关于输出电压的信息传输到转换器的初级侧。然而，这种解决方案具有复杂且昂贵的缺点。
[0007]另选地，可以通过初级侧上的感测绕组来监测LED电压。感测绕组可以接收与输出电压正相关的电压信号。/>[0008]为了基于矩形信号适当地确定输出电压，已知首先对信号进行整流以移除信号的负部分，并且随后通过缓慢的低通滤波器使信号平滑。该信号处理连续执行。
[0009]然而，这种方法具有相对慢的缺点。因此，对欠电压和过电压情况的可能反应被缓慢滤波延迟。
[0010]因此，本专利技术的目的是提供一种改进的隔离谐振初级侧开关转换器、用于操作此类逆变器的改进的方法和包括此类转换器的用于光源的改进的驱动器，这避免了上文提到的缺点。具体地，本专利技术的目的是提供一种具有快速且准确的反馈控制的隔离谐振初级侧开关转换器，这允许对输出电压的突然变化进行反应。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是通过所附独立权利要求中提供的解决方案来实现的。在从属权利要求中进一步限定本专利技术的有利具体实施。
[0012]根据第一方面，本专利技术涉及一种隔离谐振初级侧开关转换器，该隔离谐振初级侧开关转换器包括：电流隔离级；位于隔离级的初级侧上的辅助绕组，该辅助绕组磁性地耦合
到隔离级的至少一个次级侧绕组，其中辅助绕组被配置为检测关于次级侧电压的反馈信号；和控制单元，该控制单元被配置为在每个第n开关循环中的其中电流正在隔离级的次级侧上流动的采样周期期间对反馈信号进行采样，以及通过控制初级侧开关的切换操作来处理所采样的信号以用于对次级侧电压进行反馈控制。这提供了实现快速且准确的反馈控制的优点，这可以对次级侧电压的突然变化进行反应。
[0013]具体地，控制单元被配置为以循环方式对循环中的反馈信号进行采样，其中采样周期以这样的方式选择：次级侧电压在采样时具有恒定振幅。以这种方式，可以实现次级侧电压的可靠且无延迟的采样。
[0014]次级侧电压可以是隔离谐振初级侧开关转换器的输出电压。该输出电压可以被供应到LED负载或另一个转换器，这继而可以供应LED负载。
[0015]反馈信号可以表示次级侧电压。具体地，反馈信号包括电压信号。反馈信号可以是矩形信号。
[0016]控制单元可以被实现为集成电路或包括半导体集成电路。在另一个实施方案中，控制单元被实现为处理器、微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)或前述部件的组合。
[0017]初级侧开关可以是隔离级的初级侧上的高和/或低电位开关。具体地，初级侧可以包括两个开关，并且控制单元可以被配置为控制初级侧上两个开关的切换操作。
[0018]可以在初级侧开关转换器的每个开关循环中对反馈信号进行采样。另选地，可以仅在转换器的每个第二、第三、第四等开关循环中对反馈信号进行采样。
[0019]可以在转换器的初级侧上的高电位开关和/或低电位开关被去激活时执行采样。
[0020]开关循环可以分为充电阶段和放电阶段。优选地，在充电阶段期间，转换器的变压器被充电，并且随后在放电阶段期间，变压器被放电并且电流正在转换器的次级侧上流动。
[0021]在一个实施方案中，隔离谐振初级侧开关转换器是LLC转换器，特别是LLC谐振半桥转换器。
[0022]在一个实施方案中，控制单元被配置为基于反馈信号确定次级侧电压。这提供了可以在初级侧上以无延迟且准确的方式监测次级侧电压的优点。
[0023]反馈信号电压可以是次级侧电压的一部分，例如次级侧电压的一半。
[0024]在一个实施方案中，反馈信号是AC信号，特别是单极性或双极性信号。
[0025]具体地，反馈信号是非DC电压。
[0026]在一个实施方案中，该转换器还包括位于隔离级的初级侧上的感测单元，其中感测单元被配置为直接或间接感测电流是否正在隔离级的次级侧上流动。这提供了可以有效地确定每个循环中的最佳采样周期的优点。
[0027]感测单元可以将采样周期直接检测为在其期间电流正在隔离级的次级侧上流动的周期。随后可以执行反馈信号的采样。利用这种方法，可以避免可以由不稳定信号产生的问题，因为不必估计采样周期的起始点和/或长度。
[0028]在一个实施方案中，该转换器包括位于隔离级的次级侧上的二极管或可控开关，其中感测单元被配置为在二极管中的至少一者或可控开关中的至少一者处于导通状态的情况下，确定每个第n开关循环中的采样周期。这提供了可以有效地确定每个循环中的采样周期的优点。
[0029]感测单元可以被配置为直接感测隔离级的次级侧上的至少一个二极管或至少一个可控开关是否处于导通状态。为此，感测单元可以被配置为例如经由与隔离级的次级侧的谐振或磁性耦合和/或经由光耦合器直接接收来自二极管(分别是可控开关)的测量信号。
[0030]在一个实施方案中，隔离级的次级侧包括整流电路，其中感测单元被配置为在电流流过整流电路的情况下，确定每个第n开关循环中的采样周期。这提供了可以有效地确定每个循环中的采样周期的优点。
[0031]整流电路可以包括两个或四个二极管。另选地，整流电路可以包括可控开关。感测单元可以被配置为直接接收来自整流电路的测量信号。
[0032]整流电路可以是包括四个二极管(分别是四个可控开关)的全波整流电路。感测单元可以被配置为通过监测全波整流电路的相对的二极管(分别是相对的可控开关)是否处于导通状态来检测在其期间电流正在次级侧上流动的采样周期。
[0033]在一个实施方案中，感测单元包括分流器，该分流器与转换器的开关、特别是低电位开关串联。这提供了感测单元可以简单的方式设置在初级侧上并且仅具有几个部件的优点。低电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种隔离谐振初级侧开关转换器(100)，包括：电流隔离级(105)，辅助绕组(L51
‑
c)，所述辅助绕组位于所述隔离级(105)的初级侧(101)上，所述辅助绕组磁性地耦合到所述隔离级(105)的至少一个次级侧绕组(L51
‑
b,L51
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d)，其中所述辅助绕组(L51
‑
c)被配置为检测关于次级侧电压的反馈信号，和控制单元(107)，所述控制单元被配置为在每个第n开关循环中的其中电流正在所述隔离级(105)的次级侧(103)上流动的采样周期期间对所述反馈信号进行采样，以及通过控制初级侧开关(M40,M41)的切换操作来处理所采样的信号以用于对所述次级侧电压进行反馈控制。2.根据权利要求1所述的转换器(100)，其中所述隔离谐振初级侧开关转换器(100)是LLC转换器，特别是谐振半桥LLC转换器。3.根据权利要求1或2所述的转换器(100)，其中所述控制单元(107)被配置为基于所述反馈信号确定所述次级侧电压。4.根据前述权利要求中任一项所述的转换器(100)，其中所述反馈信号是AC信号，特别是单极性或双极性信号。5.根据前述权利要求中任一项所述的转换器(100)，还包括位于所述隔离级(105)的所述初级侧(101)上的感测单元(113)，其中所述感测单元(113)被配置为直接或间接感测电流是否正在所述隔离级(105)的所述次级侧(103)上流动。6.根据权利要求5所述的转换器(100)，还包括位于所述隔离级(105)的所述次级侧(103)上的二极管(D52A,D52B,D52C,D52D)或可控开关，其中所述感测单元被配置为在所述二极管(D52A,D52B,D52C,D52D)中的至少一者或所述可控开关中的至少一者处于导通状态的情况下，确定每个第n开关循环中的所述采样周期。7.根据权利要求5或6所述的转换器(100)，其中所述隔离级(105)的所述次级侧(103)包括整流电路，其中所述感测单元被配置为在电流流过所述整流电路的情况下，确定每个第n开关循环中...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：赤多尼科两合股份有限公司，
类型：发明
国别省市：