电源电路、变压器、驱动芯片、电源系统及电子装置制造方法及图纸

本申请提供了一种电源电路、变压器、驱动芯片、电源系统及电子装置，电源电路包括第一功率开关、变压器、辅助网络单元和驱动芯片；变压器至少包括主级绕组和辅助绕组，变压器的辅助绕组与变压器的主级绕组具有相同的同名端；驱动芯片用于控制流过辅助网络单元的第一控制电流，并将第一控制电流耦合至变压器的主级绕组，变压器的主级绕组将第一控制电流转换为与第一控制电流的方向相反的第二控制电流，并通过第二控制电流使第一功率开关的状态在第一功率开关的两端电压的差值为零电压或接近零电压时再切换。使得电源电路能以更低开关损耗，更高频率工作，进而解决了现有技术中如何减小功率开关的开关损耗的问题。减小功率开关的开关损耗的问题。减小功率开关的开关损耗的问题。

【技术实现步骤摘要】
电源电路、变压器、驱动芯片、电源系统及电子装置


[0001]本申请涉及电源电路
，具体而言，涉及一种电源电路、变压器、驱动芯片、电源系统及电子装置。

技术介绍

[0002]包含电感的现有技术电源转换电路简化结构图如图1A(a)所示，包括：控制模块CPU，输出电容，负载R；功率级电路，由电感L1、二极管D1和功率开关MP组成；
[0003]包含变压器的现有技术电源转换电路简化结构图如图1A(b)所示，包括：控制模块CPU，输出电容，负载R；功率级电路，由变压器T1、二极管D1和功率开关MP组成；
[0004]如图1B的(a)和(b)所示，展示了现有技术电源转换电路的电位变化，为了实现高效率控制，现有技术电源转换电路通常采用准谐振的控制方式，就是在功率开关MP的漏端电压SW谐振到最低点后，功率开关MP才导通下一个周期。
[0005]但即使功率开关MP漏端电压SW谐振到最低点，功率开关MP漏端电压在大多数情况下，仍然是一绝对值很高的电压，因此功率管开关仍然会产生很大的开关损耗Ploss＝0.5
×
Coss
×
Vds2×
f，其中Coss＝Cds+Cgd为功率开关MP输出寄生电容，Vds电压为功率开关MP导通时刻源漏两端电压，f为功率开关工作频率。特别是功率开关工作在高输入电压高频率时，其开关损耗是总损耗的主要来源。因此减小功率开关开关损耗有着非常必要现实意义。

技术实现思路

[0006]本申请的主要目的在于提供一种电源电路、变压器、驱动芯片、电源系统及电子装置，以解决现有技术中如何减小功率开关的开关损耗的问题。
[0007]根据本技术实施例的一个方面，提供了一种电源电路，电源电路包括第一功率开关、变压器、辅助网络单元和驱动芯片；变压器至少包括主级绕组和辅助绕组，所述变压器的主级绕组与所述第一功率开关耦接，所述变压器的辅助绕组与所述变压器的主级绕组耦接，所述变压器的辅助绕组与所述变压器的主级绕组具有相同的同名端；辅助网络单元与所述变压器的辅助绕组耦接；驱动芯片分别与所述辅助网络单元和所述第一功率开关电连接，所述驱动芯片用于控制流过所述辅助网络单元的第一控制电流，并将所述第一控制电流耦合至所述变压器的主级绕组，所述变压器的主级绕组将所述第一控制电流转换为与所述第一控制电流的方向相反的第二控制电流，并通过所述第二控制电流使所述第一功率开关的状态在所述第一功率开关的两端电压的差值为零电压或接近零电压时再切换。
[0008]可选地，所述辅助网络单元包括可关断受控电流源，可关断受控电流源与所述变压器的辅助绕组串联耦接，其中，在所述第一功率开关的状态由截止状态切换成导通状态之前，所述可关断受控电流源产生所述第一控制电流，所述第一控制电流通过所述变压器的辅助绕组耦合至所述变压器的主级绕组后，产生所述第二控制电流，所述第二控制电流使得所述第一功率开关的两端电压的差值减小至零电压或者接近零电压之后，所述第一功率开关的状态再切换至导通状态。
[0009]可选地，所述辅助网络单元还包括储能电容，所述储能电容耦接至所述可关断受控电流源和所述变压器的辅助绕组的同名端之间，或者所述储能电容与所述变压器的辅助绕组的非同名端串联耦接。
[0010]可选地，所述可关断受控电流源包括第二功率开关。
[0011]可选地，所述第一功率开关的一端与所述变压器的主级绕组的同名端串联耦接，所述第一功率开关的另一端接地。
[0012]可选地，所述第一功率开关的一端与所述变压器的主级绕组的非同名端串联耦接，所述第一功率开关的另一端与电压源电连接。
[0013]根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种应用于任意一种所述电源电路的变压器，所述辅助网络单元包括第二功率开关，变压器包括：辅助绕组和主级绕组，所述变压器的辅助绕组与所述变压器的主级绕组具有相同的同名端，所述变压器的主级绕组与所述第一功率开关耦接，所述变压器的辅助绕组与所述第二功率开关耦接。
[0014]根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种应用于任意一种所述电源电路的驱动芯片，所述辅助网络单元包括第二功率开关，驱动芯片包括：控制电路所述控制电路与所述第一功率开关的控制端电连接，所述第一功率开关的一端与所述变压器主级绕组串联耦接，所述控制电路与所述第二功率开关的控制端电连接，所述第二功率开关的一端与所述变压器的辅助绕组串联耦接；所述第一功率开关位于所述驱动芯片的内部，且所述第二功率开关位于所述驱动芯片的外部，或者所述第一功率开关位于所述驱动芯片的外部，且所述第二功率开关位于所述驱动芯片的内部。
[0015]根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种应用于任意一种所述电源电路的电源系统，所述辅助网络单元包括第二功率开关，所述第一功率开关和所述第二功率开关具有相同参考地；所述变压器的辅助绕组与所述第二功率开关串联耦接；所述变压器的主级绕组的同名端与所述第一功率开关串联耦接；或者所述变压器的主级绕组的非同名端与所述第一功率开关串联耦接。
[0016]根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种电子装置，电子装置包括任意一种所述电源电路。
[0017]在本技术实施例中，通过第一功率开关、辅助网络单元和驱动芯片以及至少包括主级绕组和辅助绕组的变压器，使得电源电路能以更低开关损耗，更高频率工作，不仅可以降低电源电路温度和散热成本，还可提高电源电路效率和可靠性，减小电源电路体积，进而解决了现有技术中如何减小功率开关的开关损耗的问题。
附图说明
[0018]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0019]图1A示出了现有方案的电源转换电路的示意图；
[0020]图1B示出了现有方案的电源转换电路的电位示意图；
[0021]图2示出了根据本申请的实施例的第一种电源电路的示意图；
[0022]图3示出了根据本申请的实施例的辅助网络单元、主级绕组和辅助绕组的连接示意图；
[0023]图4示出了根据本申请的实施例的第二种电源电路的示意图；
[0024]图5示出了根据本申请的实施例的可关断受控电流源的示意图；
[0025]图6示出了根据本申请的实施例的第三种电源电路的示意图；
[0026]图7示出了根据本申请的实施例的第一功率开关、第二功率开关和驱动芯片的连接示意图；
[0027]图8示出了根据本申请的实施例的低侧Buck架构的示意图；
[0028]图9示出了根据本申请的实施例的Buck
‑
Boost架构的示意图；
[0029]图10示出了根据本申请的实施例的BOOST架构的示意图；
[0030]图11示出了根据本申请的实施例的反激Fly
‑
back结构的示意图；
[0031]图12示出了根据本申请的实施例的高侧Buck/半本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电源电路，其特征在于，包括：第一功率开关；变压器，至少包括主级绕组和辅助绕组，所述变压器的主级绕组与所述第一功率开关耦接，所述变压器的辅助绕组与所述变压器的主级绕组耦接，所述变压器的辅助绕组与所述变压器的主级绕组具有相同的同名端；辅助网络单元，与所述变压器的辅助绕组串联耦接；驱动芯片，分别与所述辅助网络单元和所述第一功率开关电连接，所述驱动芯片用于控制流过所述辅助网络单元的第一控制电流，并将所述第一控制电流耦合至所述变压器的主级绕组，所述变压器的主级绕组将所述第一控制电流转换为与所述第一控制电流的方向相反的第二控制电流，并通过所述第二控制电流使所述第一功率开关的状态在所述第一功率开关的两端电压的差值为零电压或接近零电压时再切换。2.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述辅助网络单元包括：可关断受控电流源，与所述变压器的辅助绕组串联耦接，其中，在所述第一功率开关的状态由截止状态切换成导通状态之前，所述可关断受控电流源产生所述第一控制电流，所述第一控制电流通过所述变压器的辅助绕组耦合至所述变压器的主级绕组后，产生所述第二控制电流，所述第二控制电流使得所述第一功率开关的两端电压的差值减小至零电压或者接近零电压之后，所述第一功率开关的状态再切换至导通状态。3.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述辅助网络单元还包括：储能电容，所述储能电容耦接至所述可关断受控电流源和所述变压器的辅助绕组的同名端之间，或者所述储能电容与所述变压器的辅助绕组的非同名端串联耦接。4.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述可关断受控电流源包括第二功率开关。5.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述第一功率开关的一端与所述变压器的主级绕组的同名端串联耦接，所述第一功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：恩赛半导体成都有限公司，
类型：新型
国别省市：