本发明专利技术涉及用于DC/DC或AC/DC变换的功率变换器，所述功率变换器(PC)具有由变压器(TX1)分隔的原边和副边，所述原边被连接到所述变压器(TX1)的原边线圈，且是所述功率变换器的输入电路，且所述副边被连接到所述变压器(TX1)的副边线圈，且是所述功率变换器(PC)的输出电路，所述功率变换器(PC)还包括连接到所述副边的至少一个有源箝位电路(ACC)；所述至少一个有源箝位电路(ACC)包括：第一电容器(C1)，所述第一电容器(C1)以串联的方式与所述开关(S1)和二极管(D1)的并联组合相连接；以及第二电容器(C2)，所述第二电容(C2)以并联的方式与所述的以串联方式相连接的所述第一电容器(C1)及所述开关(S1)和二极管(D1)的并联组合相连接。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及功率变换器，尤其涉及权利要求I的前序部分的功率变换器。此外，本专利技术还涉及方法、系统、计算机程序和计算机程序产品。
技术介绍
图I展示了现有技术中的一功率变换器。图I中的功率变换器包括一原边和ー副边，所述的原边及所述的副边由包含形成在所述原边上初级线圈和形成在所述副边上的次级线圈的变压器TXl分隔。所述原边和副边分别为所述功率变换器的输入和输出电路。此夕卜，该变压器TXl具有漏电感LL。而且，有源箝位电路(ACC)与图I中所示的功率变换器的原边连接。原边开关QA也被连接到该原边且以控制信号A进行脉冲宽度调制(PWM)。该原边开关QA将输入电压 VIN切分，使得原边开关QA接通时输出滤波器的输入端(节点LOUT，QA2)的电压将等于VIN · NS/NP (NS/NP是变压器TXl的匝数比且被定义成副边匝数NS与原边匝数NP之比)，且当该原边开关QA关断时该电压为O。从而,功率变换器将输入电压VIN变换成输出电压VOUT0图I中的电路还包括连接到副边的同步整流器QAl和QA2，以及由串联的电容C3及电阻R2。由所述的串联的电容C3及电阻R2形成有损的RC缓冲器减小了功率变换器副边的电压震荡。电感LOUT和电容COUT形成了功率变换器的均值输出滤波器。通过改变控制信号A的占空比D，可以将输出电压VOUT调控为VOUT = VIN · (NS/NP) *D0最后，将电阻RLOAD连接到副边并作为提供所述输出电压VOUT的输出负载电阻。图2示出了根据现有技术的功率变换器中的ACC的控制逻辑，其中fS = 1/TS是功率变换器的开关频率，且TS是时间周期。占空比D定义为D = T0N/TS，其中TON是原边开关QA接通的时长。在图2中，当原边开关QA被关断吋，QAC被接通，反之亦然。然而，应当注意，在这种情况下，以PMOS晶体管实现ACC，这意味着，当将ACC的控制信号设为低吋，ACC被接通。而且，根据现有技术的上述类型的功率变换器常常被用作开关模式电源(Switched Mode Power Supplies, SMPS)。不同于线性电源，SMPS开关的传输晶体管非常快速地(通常在50KHZ和IMHz之间)在全导通和全关断之间切换，这使得浪费的能量最小化。通过改变比例D提供了电压调控。相比之下，线性电源必须耗散过多的电压来调控输出。这种更高的效率是SMPS的主要优点。当在SMPS中将输入电压变换成输出电压时，主要的目标是以尽可能小的损耗进行该功率变换。当高频SMPS中的半导体开关被分别接通和关断时，与之相关联的开关损耗増加了 SMPS的总损耗。正常情况下，由于通过开关的梯形电流波形的缘故，该关断损耗是主要的，即在关断时电流更高。在接通期间，变压器TXl的漏电感限制了电流的导数即di/dt，这使得在这种情况下接通损耗更小。另ー个问题是变压器的副边整流器由于漏电感导致的寄生电感所产生的电压瞬态。这些暂态或电压尖峰迫使设计者使用更高的电压等级的半导体器件和有损缓冲器(限制电压尖峰的电路，通常具有显著的额外损耗)，这也导致了功率变换器中的更高损耗。文件US 7，606，051示出了功率变换器电路中的完全箝位的耦合电感器。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种功率变换器，其完全或部分地解决了现有技术的功率变换器的缺点和劣势。本专利技术的另一目标是提供一种与现有技术的功率变换器相比具有減少的开关损耗的功率变换器。本专利技术的又一目的是提供一种替代性的解决方案，其用于使用功率变换器解决功率变换的问题。根据本专利技术的ー个方面，使用用于DC/DC或AC/DC变换的功率变换器实现了这些目标，所述功率变换器具有由变压器分隔的原边和副边，所述原边被连接到所述变压器的 原边线圈且是所述功率变换器的输入电路，且所述副边被链接到所述变压器的副边线圈且是所述功率变换器的输出电路，所述功率变换器还包括连接到所述副边的至少ー个有源箝位电路，所述至少一个有源箝位电位包括-第一电容器(Cl)，所述第一电容器(Cl)以串联的方式与所述开关(SI)和ニ极管(Dl)的并联组合相连接；以及第二电容器(C2)，所述第二电容(C2)以并联的方式与所述的以串联方式相连接的所述第一电容器(Cl)及所述开关(SI)和ニ极管(Dl)的并联组合相连接。在从属权利要求2-15中公开了以上功率变换器的实施例。根据本专利技术的另ー个方面，用ー个系统实现了这些目标。该系统包括至少ー个上述功率变换器和至少ー个控制电路，该控制电路配置成控制所述功率变换器中的一个或更多个开关。根据本专利技术的又ー个方面，用ー种方法实现了这些目标，该方法用于控制功率变换器中的至少ー个有源箝位电路，所述功率变换器具有由变压器分隔的原边和副边；所述原边被连接到所述变压器的原边线圈且是所述功率变换器的输入电路，且所述副边被连接到所述变压器的副边线圈且是所述功率变换器的输出电路；所述功率变换器还包括连接到所述副边的至少ー个有源箝位电路以及连接到所述原边的至少ー个相应的原边开关，其中所述至少ー个有源箝位电路被配置成改变所述至少ー个相应的原边开关中的电流波形，使得当所述相应的原边开关被接通时所述电流波形高于当所述相应的原边开关被关断时的电流波形；其中所述至少一个有源箝位电路在与所述至少一个相应的原边开关被接通和关断时基本上同时地被接通和关断。根据以上功率变换器的不同实施例，加以适当的修改，本专利技术的方法也可以做相应的修改。本专利技术也涉及计算机程序和计算机程序产品，当在计算机上运行时，其使得计算机执行该方法。而且，该专利技术涉及系统。本专利技术具有的ー个优点在于以下事实其改变了电流的波形，例如原边开关和副边整流器中，所述的电流的波形在接通时较高而在关断时较低，由此减少了根据该专利技术的功率变换器的主要的关断损耗。与现有技术的功率变换器相比，本专利技术提供了更有效率的功率变换，且可以实现> 96%的效率。而且，也減少了副边的整流器上的电压应力，这意味着可以在副边的整流器上使用较低的电压等级。整流器上的较低电压等级通常意味着在同步整流器的情况下三级管接通时其上的较低电阻或ニ极管整流器的情况下较低的正向电压降。从而可以取得较高的效率。从以下公开中可以清楚本专利技术 的其他优点和应用。附图说明附图意在解释清楚本专利技术的不同实施例，其中图I示出了根据现有技术的功率变换器的例子；图2示出了根据现有技术的用于控制ACC的控制逻辑；图3示意地示出了根据本专利技术的ACC ；图4示出了通过图3中的ACC的峰值电流与第二电容器C2的值C2的关系；图5示出了在ACC活跃的时间段中图3中的ACC上的电压和ACC中的电流；图6示出了第二电容器C2上的两个不同值C2的通过LI的电流波形；图7示出了根据本专利技术的PC的实施例-全桥原边和具有两个ACC的电流倍増器副边；图8示出了用于控制图7中的PC的所有开关的控制逻辑波形；图9示出了根据图7的电路中的原边开关中的电流波形和瞬时功率；图10详细示出了开关被关断时图9中的图；图11示出了本专利技术的另ー个实施例-全桥原边和具有两个ACC的全桥副边；图12示出了本专利技术的另ー个实施例-具有两个ACC的有源箝位正向变换器；以及图13示出了本专利技术的又一个实施例-全桥的原边和具有两个ACC的副边的电流倍増器。具体实施例方式现有技术中的A本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于DC/DC或AC/DC变换的功率变换器，所述功率变换器(PC)具有由变压器(TXl)分隔的原边和副边，所述原边被连接到所述变压器(TXl)的原边线圈作为所述功率变换器的输入电路，且所述副边被连接到所述变压器(TXl)的副边线圈作为所述功率变换器(PC)的输出电路，所述功率变换器(PC)还包括连接到所述副边的至少一个有源箝位电路(ACC)，其特征在于，所述至少一个有源箝位电路(ACC)包括 第一电容器(Cl)，所述第一电容器(Cl)以串联的方式与所述开关(SI)和二极管(Dl)的并联组合相连接；以及 第二电容器(C2)，所述第二电容(C2)以并联的方式与所述的以串联方式相连接的所述第一电容器(Cl)及所述开关(SI)和二极管(Dl)的并联组合相连接。2.根据权利要求I的功率变换器，其特征在于，所述有源箝位电路(ACC)还包括 被连接到所述第一电容器(Cl)和所述第二电容器(C2)的第一节点(I ;1')， 被连接到所述第一电容器(Cl)、所述开关(SI)和所述二极管(Dl)的阳极的第二节点{2-,2')，以及 被连接到所述开关(SI、所述二极管(Dl)的阴极和所述第二电容器(C2)的第三节点(3;3')。3.根据权利要求2的功率变换器，其特征在于，所述第一节点a；r )被连接到所述副边线圈(10)的第一节点，且所述第三节点(3 ;3')被连接到所述副边的低欧姆节点。4.根据权利要求2或3的功率变换器，其特征在于，包括第一(ACCl)和第二有源箝位电路(ACC2)，其中 所述第一有源箝位电路(ACCl)的第一节点(I)被连接到所述副边线圈的第一节点(10)，以及 所述第二有源箝位电路(ACC2)的第一节点(I')被连接到所述副边线圈的第二节点(11)。5.根据权利要求4的功率变换器，其特征在于 所述第一有源箝位电路的第三节点(3)被连接到所述副边的低欧姆节点，以及 所述第二有源箝位电路的第三节点(3')被连接到所述副边的低欧姆节点。6.根据权利要求5的功率变换器，其特征在于，所述功率变换器(PC)被配置成电流倍增器、全桥、回扫或正向拓扑结构。7.根据权利要求I的功率变换器，其特征在于，所述副边线圈与电感LI串联，所述电感LI是变换到所述副边的漏电感或变换到所述副边的所述漏电感加上至少一个外部电感。8.根据权利要求7的功率变换器，其特征在于，所述第一电容器(Cl)和所述电感LI形成了具有谐振频率Λ = 2；rji a的谐振电路，其中Cl是所述第一电容(Cl)的值。9.根据权利要求8的功率变换器，其特征在于，所述谐振频率是所述功率变换器(PC)的开关频率fs的O. 5-4. O倍，且优选为所述开关频率fs的I. 0-2. O倍。10.根据权利要求7的功率变换器，其特征在于，所述第二电容(C2)的值C2取决于所述电感LI、所述第一电容(Cl)中的峰值电流IPKa、以及定义成所述功率变换器(PC)的输入电压乘以所述变压器(TXl)的匝数比的电压VI。11.根据权利要求10的功率变换器，其特征在于，所述第二电容(C2)的所述值C2由关系C2 =得出。 Vl12...
【专利技术属性】
技术研发人员：麦克·格林，格罗弗维特·特瑞克巴斯，菲利普·鲁道夫，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：
国别省市：
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