一种具有有源吸收器的过渡模式电源转换器，通过使用电源转换器的变压器上的辅助绕组来控制该有源吸收器的操作。在一个实施例中，电源转换器包括：具有连接到电压源的初级绕组的变压器、主开关、辅助开关、电容器和变压器上的辅助绕组。主开关包括连接到变压器的初级绕组的第一端和连接到公共节点的第二端。辅助开关包括连接到电压源和初级绕组的第一端。电容器连接在辅助开关的第二端和主开关的第一端之间。变压器的辅助绕组连接到辅助开关的第三端，并且经由该第三端控制辅助开关的操作。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及电源转换器，并更具体地，涉及过渡模式(transitionmode)电源 转换器，在一些情况下，所述过渡模式电源转换器也称为临界导通模式或边界模式转换器。
技术介绍
在图1中示意性描绘了可以以过渡模式操作的现有的电源转换器100的一个实 施例。在这点上，过渡模式可以定义为不连续操作模式和连续操作模式之间的边界模式。 图1的电源转换器100包括变压器(Tl) 110、两个MOSFET (Ml，M2) 120和122、四个二极管 (D2, D4, D5, D6) 130-136、三个电容器(C3, C4, C5) 140-144 和电阻器(R5) 152。电源转换器 100被示为连接到直流电压源160。变压器110包括初级和次级绕组(Tl-1，Tl-2) IlOA和 IlOB0 MOSFET (Ml, M2) 120 禾Π 122 在此可以称为主 MOSFET (Ml) 120 和辅助 MOSFET (M2) 122。 在图1中，未图示主MOSFET和辅助MOSFET(Ml，M2) 120和122的寄生电容和固有的体二极 管(body diode)特性。二极管(D4，D5，D6) 132-136和电容器(C5) 144—起构成用于辅助 MOSFET (M2) 122的驱动电路，以用于控制辅助MOSFET (M2) 122在导通和截止状态之间(优选 在基本上零电压切换(ZVS)条件下)切换。整流二极管(D2) 130和滤波电容器(C3)140 — 起构成次级侧整流部件。如图1所描绘的，现有的过渡模式电源转换器100技术具有与辅助M0SFET(M2) 122 的栅极输入电容串联布置的外部电容器(C5) 144和开关二极管(D4)132。该串联组合(C5、 D4、M2栅极输入电容)与吸收电容器(C4)142并联以将吸收电容器(C4) 142上的高电压分 压为一定电平的电压，以便安全地将辅助MOSFET (M2) 122的栅极驱动为导通状态。当使用 其它两个开关二极管(D5和D6)134和136将吸收电容器(C4) 142上的电压下降到零时， MOSFET (M2) 122可以被关断。在图1的现有的过渡模式电源转换器中使用的分压电路受到辅助M0SFET(M2) 122 的栅极输入电容的公差(tolerance)的影响，该公差通常没有清楚定义并且可能随着 漏极-源极电压变化以及按批次(lot by lot)以及供应商的不同而变化。此外，吸收 电容器(C4) 142上的电压也可能随着输出负载以及输入线电压显著变化。因此，辅助 MOSFET (M2) 122的栅极电压电平可能具有显著的变化，特别是如果输出负载范围大。诸如这 些的考虑可能使得不太期望图1的现有的电源转换器100用于较高的功率应用。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种过渡模式电源转换器，其非常适用于包括高功率应用的多 种应用。该过渡模式电源转换器包括有源吸收器电路。该有源吸收器也可以称为开关模式 吸收器。有源吸收器用在过渡模式电源转换器上以吸收来自变压器的漏电感以及任何杂散 电感中的能量。有源吸收器然后将把吸收的能量变换到转换器的次级侧，并且还使用该能 量的一部分来帮助主开关实现ZVS，并且消除导通开关损耗。这增加了转换器效率并使得能 够进行更高开关频率的操作。这还减少了与开关导通和开关截止有关的开关噪声，因此减少了电源转换器的EMI特征。本专利技术人已经意识到如何控制用于控制有源吸收器的导通/ 截止的辅助开关(包括用于辅助开关的正确定时和正确栅极电压电平)是重要的问题。本 专利技术通过利用变压器上的辅助绕组控制辅助开关的操作，以简单和低成本方式处理这些问题。在一个方面，一种电源转换器，其包括具有连接到电压源的初级绕组的变压器、主 开关、辅助开关、吸收电容器和变压器上的辅助绕组。主开关和/或辅助开关例如可以是晶 体管，诸如例如MOSFET、BJT、IGBT和/或ESBT。主开关包括连接到变压器的初级绕组的第 一端和连接到公共节点的第二端。辅助开关包括连接到电压源和初级绕组的第一端。吸收 电容器连接在辅助开关的第二端和主开关的第一端之间。变压器的辅助绕组连接到辅助开 关的第三端，并且经由该第三端控制辅助开关的操作。电源转换器还可以包括连接到辅助 开关的第三端的箝位电路。箝位电路例如可以包括在辅助绕组和辅助开关的第二端之间与 辅助绕组串联连接的二极管(例如，齐纳二极管)、以及与辅助绕组和二极管的串联组合并 联连接的、跨越辅助开关的第二和第三端的电阻器。在其它实施例中，可以更改电源转换器内的一个或多个组件的位置。例如，可以交 换吸收电容器和辅助开关的位置。在这点上，与控制辅助开关的开关操作相关联的各种组 件(例如，辅助绕组、齐纳二极管、电阻器)随着辅助开关而移动。在另一方面，一种电源转换器，其包括用于将来自电压源的输入电压电平变换为 不同的输出电压电平的变换部件，该变换部件包括连接到电压源和辅助侧的初级侧。电源 转换器还包括用于在导通和截止状态之间切换的主开关部件，该主开关部件具有第一、第 二和第三端，其中，其第一端连接到变换部件的初级侧，而其第二端连接到公共节点。电源 转换器还包括用于在导通和截止状态之间切换的辅助开关部件，该辅助开关部件具有第 一、第二和第三端，其中，其第一端连接到电压源和变换部件的初级侧，而其中其第三端连 接到变换部件的辅助侧。电源转换器还包括在辅助开关部件的第二端和主开关部件的第一 端之间连接的电荷存储部件。在该电源转换器中，变换部件的辅助侧中的所反映的电压控 制辅助开关部件在导通和截止状态之间切换。如果需要，则电源转换器可以另外包括连接 到次级开关部件的第三端的箝位部件。在又一个方面，提供一种可以并入包括变压器和主开关的电源转换器的有源吸收 器电路，该变压器至少包括连接到电压源的初级绕组，而主开关连接到该初级绕组。电源转 换器例如可以包括反激转换器、升压转换器、降压/升压转换器。该有源吸收器电路包括辅 助开关、电容器和变压器上的辅助绕组。在一个实施例中，辅助开关可以连接到电压源，并 且电容器可以连接在辅助开关和主开关之间。在另一实施例中，电容器可以连接到电压源， 并且辅助开关可以连接在电容器和主开关之间。辅助绕组控制辅助开关在导通和截止状态 之间的操作。主开关和/或辅助开关例如可以是晶体管，诸如例如MOSFET、BJT、IGBT和/ 或ESBT。如果需要，则有源吸收器电路可以另外包括连接到辅助开关的箝位电路。箝位电 路例如可以包括与辅助绕组串联连接的二极管(例如，齐纳二极管)和与辅助绕组和二极 管的串联组合并联连接的电阻器。当与附图结合时，在阅读下面的具体实施方式部分时，本专利技术的这些和其它方面 和优点将是明显的。附图说明为了更彻底的理解本专利技术及其进一步的优点，现在结合附图参考下面的具体实施 方式部分，在附图中图1是现有的过渡模式电源转换器的一个实施例的示意图；图2是根据本专利技术的过渡模式电源转换器的一个实施例的示意图；图3是根据本专利技术的过渡模式电源转换器的另一个实施例的示意图；以及图4是根据本专利技术的过渡模式电源转换器的另一个实施例的示意图。具体实施例方式图2是示出过渡模式电源转换器200的一个实施例的示意图。电源转换器2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电源转换器，包括： 具有初级绕组的变压器，其中所述初级绕组与电压源连接； 主开关，具有连接到所述变压器的所述初级绕组的第一端以及连接到公共节点的第二端； 辅助开关，具有连接到该电压源和所述初级绕组的第一端； 电容器，连接在所述辅助开关的第二端和所述主开关的第一端之间；以及 所述变压器的辅助绕组，连接到所述辅助开关的第三端，其中所述辅助绕组经由所述第三端控制所述辅助开关的操作。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓阳，
申请(专利权)人：弗莱克斯电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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