以电容电压为参照并通过辅助绕组检测电压的反激变换器制造技术

本发明专利技术题为

【技术实现步骤摘要】
以电容电压为参照并通过辅助绕组检测电压的反激变换器


[0001]本申请涉及反激变换器，并且更具体地涉及以电容电压为参照并通过辅助绕组检测电压的反激变换器。

技术介绍

[0002]如反激变换器领域中已知的，辅助绕组电压可用于产生初级侧控制器(MOSFET)的电源电压(VCC)。此外，初级侧控制器可检测辅助绕组电压以确定操作条件，诸如输出电压。图1中示出了常规反激变换器100，其包括用于变压器T的辅助绕组(AUX)，该变压器T具有初级绕组W1和次级绕组W2。在操作期间，初级侧控制器U1控制连接到初级绕组W1的功率开关晶体管M1的开关器件。初级绕组W1还连接到输入电压端。二极管电桥对来自AC干线的AC电压进行整流以产生整流输入电压，该整流输入电压施加在输入电压端上并由输入电容器Cin维持。
[0003]当功率开关晶体管M1周期性接通并由输入电压激励时，初级绕组电流开始流过初级绕组W1。初级绕组电流通过功率开关晶体管M1入地。初级侧控制器U1可通过连接到检测电阻Rs的Isense端口检测初级绕组电流，该检测电阻连接在功率开关晶体管M1与地之间。一旦达到期望的峰值绕组电流，初级侧控制器U1可随后使功率开关晶体管M1周期性断开。
[0004]次级侧控制器U2控制同步整流(SR)开关晶体管，该SR开关晶体管连接在回路输出端口与次级绕组W2之间，用于检测SR开关晶体管上的漏极至源极电压(Vds)。基于漏极至源极电压Vds，SR控制器检测功率开关晶体管M1是否已周期性断开，使得SR开关晶体管可被接通以允许次级绕组电流流动并对由输出电容器Cout维持的输出端Vout充电。
[0005]辅助绕组具有端口A，该端口A通过二极管D1连接到初级侧控制器U1的VCC端。电源电容器(CVCC)支持在VCC端处产生的电源电压VCC。初级侧控制器U1具有Vsense端，该Vsense端通过由电阻R1和电阻R2形成的分压器来检测端口A电压。虽然对辅助绕组的这种配置是常规的，但是由通过同名端(dot convention)所指示的变压器绕组极性，仍然带来一些操作问题。具体地，端口A与连接到功率开关晶体管M1的漏极的初级绕组W1的端口D同名。辅助绕组的端口A也与次级绕组的输出端口S同名。辅助绕组的端口C接地。次级绕组的端口S连接到SR开关晶体管的漏极。
[0006]考虑到这些变压器绕组极性和端口名称，对于反激变换器100，图2中示出了在不连续导通操作模式期间的一些操作波形。辅助绕组的端口C电压始终接地。功率开关器件接通时间从时间t0到时间t1，在该接通期间，功率开关晶体管(主开关栅极)具有栅极电压以接通功率开关晶体管。因此，初级绕组的端口D从时间t0到时间t1接地。在功率开关晶体管M1在时间t1处周期性断开之后，初级绕组的端口D电压为高并且逐渐下降，直到次级绕组电流在变压器复位时间trst处停止流动。端口D电压等于输入电压Vin加上Nps乘以变压器复位期的输出电压Vout的乘积，其中Nps为初级绕组与次级绕组匝数比。然后端口D电压在从时间t2到时间t3的功率开关器件接通期间开始下一个开关循环之前，开始简谐振荡(对于该不连续导通情形)，以下降到输入电压。
[0007]在时间t0之前，辅助绕组的端口A的电压接地，因为没有在辅助绕组上施加电压。由于端口A与端口D同名，因此端口A电压在从时间t0到时间t1的开关接通期间等于输入电压Vin除以
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Npa，其中Npa为初级绕组与辅助绕组匝数比。在时间t1处，端口A电压为高并且开始逐渐下降，直到其等于变压器复位时间处的输出电压和Nas的乘积，其中Nas为辅助绕组与次级绕组匝数比。然后，在时间t2处开始下一个开关循环之前，端口A电压开始简谐地振荡并下降到零。
[0008]次级绕组W2的端口S的电压在时间t0之前等于输出电压Vout(在该时间处在次级绕组W2上没有电压)，然后在从时间t0到时间t1的开关接通期间等于Vin/Nps和输出电压Vout的总和。当次级绕组电流从时间t1流到变压器复位时间时，端口S电压接地(在SR开关晶体管的导通电阻为零Ω的理想情况下)。初级侧控制器U1的Vsense引脚或端口电压在时间t0之前接地，然后在介于时间t0与时间t1之间的接通期间由二极管D1设定在大约
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0.7V处。在时间t1处，Vsense电压为高，使得其等于变压器复位时间处的Vout、Nas与比例常数k的乘积。
[0009]辅助绕组的端口C连接到地因此不是浮动的。相比之下，端口A是浮动的。类似地，辅助绕组的端口S是浮动的。端口A电压波形和端口S电压波形具有类似的形状，但彼此异相180度。因此，浮动的端口A和端口S之间形成显著的电压差，特别是在从时间t0到时间t1的接通时间周期期间。当端口A电压升高时，端口S电压降低。相反地，当端口S电压升高时，端口A电压降低。端口A和端口S之间的这种变动的电压极性激发了不期望的共模电流，该共模电流流过辅助绕组与次级绕组之间的寄生电容W2并引起电磁干扰(EMI)噪声问题。
[0010]因此，在本领域中需要相对于辅助绕组与次级绕组之间的连接具有降低的EMI噪声的反激变换器。

技术实现思路

[0011]根据本公开的第一方面，提供了一种反激变换器，该反激变换器包括：变压器，该变压器包括初级绕组、次级绕组和辅助绕组，该辅助绕组具有第一端口和通过二极管接地的第二端口；以及初级侧控制器，该初级侧控制器的电源端连接到辅助绕组的第一端口，并且其电压检测端连接到辅助绕组的第二端口。
[0012]根据本公开的第二方面，提供了一种用于反激变换器的操作的方法，该方法包括：通过连接到辅助绕组的第一端口的初级侧控制器的第一端口，接收电源电压；通过初级侧控制器的第二端口，检测辅助绕组的第二端口的电压；以及根据对辅助绕组的第二端口的电压的检测来检测反激变换器的输入电压。
[0013]根据本公开的第三方面，提供了一种用于反激变换器的初级侧控制器，该初级侧控制器包括：电源端，该电源端被配置为从辅助绕组的第一端口接收电源电压；电压检测端，该电压检测端被配置为从辅助绕组的第二端口接收输入电流；电压发生器，该电压发生器由输入电流生成第一电压；电压处理器，该电压处理器检测第一电压的DC偏移电压；以及放大器，该放大器放大第一电压与DC偏移之间的差值，以产生与辅助绕组的第二端口的电压成比例的检测的电压。
[0014]通过阅读下面的具体实施方式，将会更全面地理解本专利技术的这些和其他方面。在结合附图阅读以下对具体示例性实施方案的描述时，其他方面、特征和实施方案对于本领
域普通技术人员而言将变得显而易见。尽管可以相对于某些实施方案和以下附图讨论特征，但所有实施方案可以包括本文所讨论的有利特征中的一个或多个。换句话说，尽管可以将一个或多个实施方案讨论为具有某些有利特征，但根据本文所讨论的各种实施方案，也可以使用此类特征中的一个或多个。以类似的方式，尽管下文可以将示例性实施方案讨论为设备、系统或方法实施方案，但应当理解，可以在各种设备、系统和方法中实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反激变换器，包括：变压器，所述变压器包括初级绕组、次级绕组和辅助绕组，所述辅助绕组具有第一端口和通过二极管接地的第二端口；以及初级侧控制器，所述初级侧控制器的电源端连接到所述辅助绕组的所述第一端口，其电压检测端则连接到所述辅助绕组的第二端口。2.根据权利要求1所述的反激变换器，还包括：功率开关器件，连接在初级绕组的第一端口与地之间；以及同步整流开关器件，连接到所述次级绕组的第一端口，所述变压器的辅助绕组的第一端口与初级绕组的第一端口同名，辅助绕组的第二端口与次级绕组的第一端口同名。3.根据权利要求1所述的反激变换器，还包括：线性压差调节器，所述线性压差调节器连接在所述辅助绕组的所述第一端口与所述电压检测端之间。4.根据权利要求1所述的反激变换器，还包括：电容器，所述电容器连接在所述辅助绕组的第一端口与地之间。5.根据权利要求1所述的反激变换器，还包括：电阻，所述电阻连接在所述辅助绕组的第二端口与所述电压检测端之间。6.根据权利要求1所述的反激变换器，其中所述二极管的负极连接到所述辅助绕组的第二端口。7.根据权利要求6所述的反激变换器，还包括：电阻，所述电阻接在所述二极管的正极与地之间。8.根据权利要求1所述的反激变换器，其中所述初级侧控制器包括：电压调节器，所述电压调节器将所述电压检测端的电压调节为恒定。9.根据权利要求8所述的反激变换器，其中所述初级侧控制器还包括：电压发生器，所述电压发生器响应通过所述电压检测端接收的输入电流并生成第一电压；以及电压处理器，所述电压处理器确定了所述第一电压的DC偏移电压。10.根据权利要求9所述的反激变换器，其中所述初级侧控制器还包括：放大器，所述放大器放大了所述第一电压与所述DC偏移电压之间的差值，以提供与所述辅助绕组的第二端口电压成比例的检测电压。11.一种用于反激变换器的操作的方法，包括：所述初级侧控制器的第一端连接到辅助绕组的第一端口以接收电源电压；所述初级侧控制器的第二端连接到所述辅助绕组的第二端口以检测电压；并以此来检测所述反激变换器的输入电压。12.根据权利要求11所述的方法，还包括：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文铎，H，
申请(专利权)人：戴洛格半导体公司，
类型：发明
国别省市：