包括变压器和注入级的开关电源转换器和相关联的方法技术

一种用于操作开关电源转换器以降低纹波电流幅度的方法包括：(a)控制该开关电源转换器的多个功率级的占空比，以调节该开关电源转换器的至少一个参数，每个功率级包括相应的电力变压器；以及(b)控制该开关电源转换器的注入级以降低每个电力变压器的漏电感两端的电压，该注入级包括电耦合到每个电力变压器的相应次级绕组的注入变压器。应次级绕组的注入变压器。应次级绕组的注入变压器。

【技术实现步骤摘要】
包括变压器和注入级的开关电源转换器和相关联的方法

技术介绍

[0001]开关电源转换器广泛用于电子装置中，如用于提供稳压电源。开关电源转换器被配置成使得其固态电源开关器件不会持续地在其活动状态下工作；而是，开关器件在其接通状态与断开状态之间重复地切换。尽管开关电源转换器可以实现高效率，特别是在重负载情况下，但由于其开关器件的开关动作，这些开关电源转换器通常会出现纹波电流。纹波电流通常是不希望的，因为它会导致功率损耗和纹波电压。
[0002]一些多相开关电源转换器在每个相中都包括变压器，其中，变压器的次级绕组串联电耦合。每个变压器都具有磁化电感和漏电感。磁化电感是与连接初级绕组和次级绕组的磁通量相关联的电感，而漏电感是与由流过初级绕组和次级绕组中的一个的电流产生的磁通量(其不耦合到初级绕组和次级绕组中的另一个)相关联的电感。

技术实现思路

[0003]在第一方面，一种用于操作开关电源转换器以降低纹波电流幅度的方法包括：(1)控制该开关电源转换器的多个功率级的占空比，以调节该开关电源转换器的至少一个参数，每个功率级包括相应的电力变压器；以及(2)控制该开关电源转换器的注入级以降低每个电力变压器的漏电感两端的电压，该注入级包括电耦合到每个电力变压器的相应次级绕组的注入变压器。
[0004]在第一方面的实施例中，注入变压器的次级绕组与每个电力变压器的相应次级绕组串联电耦合。
[0005]在第一方面的另一实施例中，调谐电感器与每个电力变压器的相应次级绕组串联电耦合。
[0006]在第一方面的另一实施例中，该方法进一步包括使该多个功率级以相对于彼此异相的方式开关。
[0007]在第一方面的另一实施例中，控制该注入级以降低每个电力变压器的漏电感两端的电压包括响应于电力变压器的初级绕组被驱动为低电平而将该注入变压器的初级绕组驱动为高电平。
[0008]在第一方面的另一实施例中，控制该注入级以降低每个电力变压器的漏电感两端的电压包括使该注入级对这些电力变压器中的一个或多个的初级绕组被驱动为低电平进行补偿。
[0009]在第一方面的另一实施例中，控制该注入级以降低每个电力变压器的漏电感两端的电压包括响应于电力变压器的初级绕组被驱动为高电平而将该注入变压器的初级绕组驱动为高电平。
[0010]在第一方面的另一实施例中，控制该注入级以降低每个电力变压器的漏电感两端的电压包括使该注入级对这些电力变压器中的一个或多个的初级绕组被驱动为高电平进行补偿。
[0011]在第一方面的另一实施例中，该方法进一步包括响应于信号指示该开关电源转换
器正在经历瞬态事件而禁用该注入级。
[0012]在第一方面的另一实施例中，该开关电源转换器的至少一个参数包括电压幅度和电流幅度中的一个。
[0013]在第一方面的另一实施例中，该开关电源转换器具有选自由多相降压型拓扑、多相升压型拓扑和多相降压
‑
升压型拓扑组成的组的拓扑。
[0014]在第一方面的另一实施例中，该多个功率级中的两个或更多个是不同的相应电源子转换器的一部分。
[0015]在第二方面，一种开关电源转换器包括：(1)多个功率级，每个功率级包括相应的电力变压器；(2)注入级，该注入级包括电耦合到每个电力变压器的相应次级绕组的注入变压器；以及(3)控制器，该控制器被配置成：(a)控制该多个功率级的占空比，以调节该开关电源转换器的至少一个参数；以及(b)控制该注入级以降低每个电力变压器的漏电感两端的电压。
[0016]在第二方面的实施例中，该注入变压器的次级绕组与每个电力变压器的相应次级绕组串联电耦合。
[0017]在第二方面的另一实施例中，该开关电源转换器进一步包括调谐电感器，该调谐电感器与每个电力变压器的相应次级绕组串联电耦合。
[0018]在第二方面的另一实施例中，每个功率级包括相应的功率开关级，该相应的功率开关级电耦合到该功率级的相应的电力变压器的初级绕组，并且该注入级包括注入开关级，该注入开关级电耦合到该注入变压器的初级绕组。
[0019]在第二方面的另一实施例中，该开关电源转换器进一步包括电容器，该电容器电耦合到该注入变压器的初级绕组。
[0020]在第二方面的另一实施例中，该控制器进一步被配置成使该多个功率级以相对于彼此异相的方式开关。
[0021]在第二方面的另一实施例中，该控制器进一步被配置成控制该注入级，以至少部分地通过使该注入级对这些电力变压器中的一个或多个的次级绕组被驱动为低电平进行补偿来降低每个电力变压器的漏电感两端的电压。
[0022]在第二方面的另一实施例中，该控制器进一步被配置成控制该注入级，以至少部分地通过使该注入级对这些电力变压器中的一个或多个的次级绕组被驱动为高电平进行补偿来降低每个电力变压器的漏电感两端的电压。
[0023]在第二方面的另一实施例中，该开关电源转换器具有选自由多相降压型拓扑、多相升压型拓扑和多相降压
‑
升压型拓扑组成的组的拓扑。
[0024]在第二方面的另一实施例中，该多个功率级中的两个或更多个可以是不同的相应的电源子转换器的一部分。
[0025]在第三方面，一种开关电源转换器包括：(1)第一电源子转换器，该第一电源子转换器包括一个或多个第一功率级，每个第一功率级包括相应的第一电力变压器，其中，每个第一电力变压器的初级绕组电耦合到第一电源节点；(2)第二电源子转换器，该第二电源子转换器包括一个或多个第二功率级，每个第二功率级包括相应的第二电力变压器，其中，每个第二电力变压器的初级绕组电耦合到与该第一电源节点不同的第二电源节点；以及(3)调谐电感器，该调谐电感器与每个第一电力变压器的次级绕组和每个第二电力变压器的次
级绕组串联电耦合。
[0026]在第三方面的实施例中，每个第一功率级进一步包括相应的功率开关级，该相应的功率开关级电耦合到该第一功率级的第一电力变压器的初级绕组，并且每个第二功率级进一步包括相应的功率开关级，该相应的功率开关级电耦合到该第二功率级的第二电力变压器的初级绕组。
[0027]在第三方面的另一实施例中，该开关电源转换器进一步包括控制器，该控制器被配置成控制每个第一功率级和每个第二功率级的相应的功率开关级的开关，以(1)调节该第一电源子转换器的一个或多个参数，以及(2)调节该第二电源子转换器一个或多个参数。
[0028]在第三方面的另一实施例中，该开关电源转换器被配置成使得第一和第二电源节点在该开关电源转换器的操作期间处于不同的相应电压。
[0029]在第三方面的另一实施例中，该第一电源节点是第一输入电源节点和第一输出电源节点中的一个，并且该第二电源节点是第二输入电源节点与第二输出电源节点中的一个。
[0030]在第三方面的另一实施例中，该第一电源子转换器和该第二电源子转换器中的每一个都由不同的相应的输入电源节点供电。
[0031]在第三方面的另一实施例中，该开关电源转换器具有选自由多相降压型拓扑、多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于操作开关电源转换器以降低纹波电流幅度的方法，该方法包括：控制该开关电源转换器的多个功率级的占空比，以调节该开关电源转换器的至少一个参数，每个功率级包括相应的电力变压器；以及控制该开关电源转换器的注入级以降低每个电力变压器的漏电感两端的电压，该注入级包括电耦合到每个电力变压器的相应次级绕组的注入变压器。2.如权利要求1所述的方法，其中，该注入变压器的次级绕组与每个电力变压器的相应次级绕组串联电耦合。3.如权利要求1所述的方法，其中，调谐电感器与每个电力变压器的相应次级绕组串联电耦合。4.如权利要求1所述的方法，进一步包括使该多个功率级以相对于彼此异相的方式开关。5.如权利要求1所述的方法，其中，控制该注入级以降低每个电力变压器的漏电感两端的电压包括响应于电力变压器的初级绕组被驱动为低电平而将该注入变压器的初级绕组驱动为高电平。6.如权利要求1所述的方法，其中，控制该注入级以降低每个电力变压器的漏电感两端的电压包括使该注入级对这些电力变压器中的一个或多个的初级绕组被驱动为低电平进行补偿。7.如权利要求1所述的方法，其中，控制该注入级以降低每个电力变压器的漏电感两端的电压包括响应于电力变压器的初级绕组被驱动为高电平而将该注入变压器的初级绕组驱动为高电平。8.如权利要求1所述的方法，其中，控制该注入级以降低每个电力变压器的漏电感两端的电压包括使该注入级对这些电力变压器中的一个或多个的初级绕组被驱动为高电平进行补偿。9.如权利要求1所述的方法，进一步包括响应于信号指示该开关电源转换器正在经历瞬态事件而禁用该注入级。10.如权利要求1所述的方法，其中，该开关电源转换器的至少一个参数包括电压幅度和电流幅度中的一个。11.如权利要求1所述的方法，其中，该开关电源转换器具有选自由多相降压型拓扑、多相升压型拓扑和多相降压
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升压型拓扑组成的组的拓扑。12.一种开关电源转换器，包括：多个功率级，每个功率级包括相应的电力变压器；注入级，该注入级包括电耦合到每个电力变压器的相应次级绕组的注入变压器；...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：马克西姆综合产品公司，
类型：发明
国别省市：