高效电源转换器系统技术方案

在一个实施例中，电源转换器系统包括可操作来连接到交流（ＡＣ）电源的第一输入端和第二输入端，以及输出端，在该输出端可将输出电压提供给负载。第一电感器和第一二极管串联连接在第一输入端和输出端之间。第二电感器和第二二极管串联连接在第二输入端和输出端之间。第一开关连接到第一电感器和第一二极管，第二开关连接到第二电感器和第二二极管。第一开关和第二开关交替起到升压开关和同步整流器的作用，以在电源转换器系统的操作期间对第一电感器和第二电感器进行充电和放电。在电源转换器系统的操作期间，辅助网络可操作来为第一开关和第二开关两者提供零电压开关（ＺＶＳ）和零电流开关（ＺＣＳ）条件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电源转换，尤其涉及高效电源转换器系统。
技术介绍
电源转换器对于许多现代电子设备来说是必需的。在其他能力中，电源转换器能向下调节电压电平(降压型转换器)或者向上调节电压电平(升压型转换器)。电源转换器还可以从交流(AC)电源转换成直流(DC)电源，或相反。电源转换器通常利用一个或多个开关器件，诸如晶体管来实现，开关器件接通和断开来将电力传递到转换器的输出。当这样的开关在某些条件下接通和断开时，可能发生很大的损耗。在电源转换器中还可能由于通过具有相关的前向传导功率损耗的各种电路元件(例如，二极管)的电流流动，发生损耗。希望减小这种损耗或使得这种损耗最小。而且，各种政府管理机构已经命令了对功率因数校正(PFC)的使用，以满足一些应用中的标准(例如，EN61000-3-2谐波控制)。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，电源转换器系统包括可操作来连接到交流(AC)电源的第一输入端和第二输入端，以及输出端，输出电压可在该输出端被提供给负载。第一电感器和第一二极管串联连接在第 一输入端和输出端之间。第二电感器和第二二极管串联连接在第二输入端和输出端之间。第一开关连接到第一电感器和第一二极管，第二开关连接到第二电感器和第二二极管。第一开关和第二开关交替地起到升压开关和同步整流器的作用，以便在电源转换器系统的操作期间对第一电感器和第二电感器进行充电和放电。在电源转换器系统的操作期间，辅助网络可操作来为第一开关和第二开关两者提供零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)条件。根据本专利技术的另 一实施例，电源转换器系统包括可操作来连接到交流(AC)电源一端的第一输入端和可操作来连接到AC电源另一端的第二输入端。输出电压可被提供给在输出端处的负栽。第一升压电感器和第 一升压二极管串联连接在第 一输入端和输出端之间。第二升压电感器和第二升压二极管串联连接在第二输入端和输出端之间。第 一开关可操作来起到升压开关的作用，来在AC电源的第一半周期内对第一升压电感器进行充电和放电。第二开关可操作来起到升压开关的作用，来在AC电源的第二半周期内对第二升压电感器进行充电和放电。辅助网络可操作来分别在AC电源的第一半周期和第二半周期内，为第一开关和第二开关两者提供零电压开关(ZVS)和零电流开关UCS)条件。根椐本专利技术的又一实施例，电源转换器系统包括可操作来连接到交流(AC)电源的第一输入端和第二输入端，以及输出端，输出电压可在该输出端被提供给负载。第一电感器和第一二极管串联连接在第一输入端和输出端之间。第二电感器和第二二极管串联连接在第二输入端和输出端之间。第一开关连接到第一电感器和第一二极管，而第二开关连接到第二电感器和第二二极管。第一开关和第二开关交替地起到升压开关和同步整流器的作用，以在电源转换器系统的操作期间对第一电感器和第二电感器进行充电和放电。电源转换器系统包括用于在电源转换器系统的操作期间为第一开关和第二开关两者提供零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)条件的装置。从以下附图、说明和权利要求，本专利技术的重要技术优点对于本领域技术人员来说是显而易见的。附图说明为了更全面的理解本专利技术并且为了进一步的特征和优点，现在将结合附图对下面说明进行参考。图1是根据本专利技术一个实施例的电源转换器系统的实施的示意图。图2是根据本专利技术的一个实施例的，图1所示的电源转换器系统的实施的示意性时序图。图3是根据本专利技术的一个实施例的电源转换器系统的示意性波形图。图4到图6是根椐本专利技术的一个实施例的电源转换器系统的示意性波形图。6图7是根椐本专利技术的 一 个实施例的电源转换器系统的另 一 实施的示意图。图8是根椐本专利技术的一个实施例的，图7所示的电源转换器系统的实施的示意性时序图。图9是根据本专利技术的 一 个实施例的电源转换器系统的另 一 实施的示意图。图10是根据本专利技术的一个实施例的，图9所示的电源转换器系统的实施的示意性时序图。图11是根据本专利技术的一个实施例的，具有功率因数校正(PFC)控制的电源转换器系统的实施的示意图。图12是根据本专利技术的一个实施例的经过整流的交流输入信号的示意性波形图。图13是根据本专利技术的一个实施例的乘法器和输出调节环路的实施的示意图。图14是根椐本专利技术的一个实施例的电流调节器和脉冲宽度调制(PWM)电路的实施的示意图。具体实施例方式通过参考附图的图1到图14最好地理解本专利技术的实施例和它们的优点。相同的附图标记被用于各个附图的相同或对应部分。在一个实施例中，提供一种AC-DC电源转换器系统，其结合了输入侧整流和软开关功率因数校正(PFC)。对于软开关PFC,电源转换器系统中的各种开关在零电压开关(ZVS)和/或零电流开关(ZCS)条件下接通和断开。该转换器系统可以能够真正同步整流。电源转换器系统可以包括用于输入側整流、升压和软开关PFC的电路。另外，在一些实施例中，通过减小传导损耗以及开关损耗，本专利技术增加了转换器效率。在一些实施例中，这减小了散热器大小并且增加了功率密度。图1是根据本专利技术的一个实施例的电源转换器系统10的实施的示意图。电源转换器系纟克10能把交流(AC)电源转换成直流(DC)电源，因此是一种AC/DC转换器。电源转换器IO在具有第一端子(P)和第二端子(N)的输入处从AC电源6接收AC电力。电源转换器系统10将升压DC电力传递到输出端V。ut处的负载8。电源转换器系统IO可以比先前设计具有更高的效率，因为在系统10中传导损耗以及开关损耗两者都减小。对于典型应用，AC电源6可具有从85伏特rms到264伏特rms的范围，并且工作在从50Hz到60Hz范围内的频率处。对于这些典型AC输入条件，V。ut电压例如将会是390Vdc。在一些实施例中，电源转换器系统IO可以具有如以下参考附图11到图14所示并描述的用于AC的功率因数校正(PFC)的电路。如图所示，电源转换器系统10包括电感器12， 14, 16，开关18, 20,22， 二极管24， 26， 28， 30， 32， 34， 36,电容器38， 40， 42， 44和控制器46。开关18， 20， 22每一个可以实现为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),但是要理解的是这些晶体管可以采用其他适合器件实现，诸如，例如绝缘栅双极晶体管(IGBT)、绝缘栅场效应晶体管(IGFET)、双极结型晶体管(BJT)，等等。由于MOSFET沟道能在与它的体二极管相同的方向上传送电流，所以开关18, 20的MOSFET实现允许它们起到同步整流器的作用。即，对于同步整流来说，MOSFET沟道及其体二极管两者都传送电流，所以传导损耗减小而且效率增加。与开关18和20并联的电容器42和44可以4吒表Coss,开关18和20的寄生漏源电容和/或与开关18和20并联放置来限制开关上升和下降dv/dt的附加电容。可以采用任何适合逻辑实现的控制器46提供控制信号用于接通和断开开关18, 20和22。在一个实施例中，可以在电源转换器系统10中提供电路(未明确示出)以允许控制器46感测跨开关18和20的漏源电压(Vds),从而控制器可以响应于接近零的漏源电压来驱动这些开关，以实现开关18和20的ZVS操作。在一些实施例中，电源转换器系统10的元件的全部或者一部分能在单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源转换器系统，包括　第一输入端和第二输入端，可操作来连接到交流（ＡＣ）电源；　输出端，可在该输出端将输出电压提供给负载；　第一电感器和第一二极管，串联连接在第一输入端和输出端之间；　第二电感器和第二二极管，串联 连接在第二输入端和输出端之间；　第一开关，连接到第一电感器和第一二极管；　第二开关，连接到第二电感器和第二二极管；　其中第一开关和第二开关交替地起到升压开关和同步整流器的作用，以在电源转换器系统的操作期间对第一电感器和第二 电感器进行充电和放电；以及　辅助网络，可操作来在电源转换器系统的操作期间为第一开关和第二开关两者提供零电压开关（ＺＶＳ）和零电流开关（ＺＣＳ）条件。

【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：D曹，RH兰达尔，S舍克哈沃特，
申请(专利权)人：美国快捷半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]