[发明专利]高频互感器以及带有高频互感器的多路输出恒流源

说明书

技术领域

本发明涉及一种高频互感器，尤其是一种用于多路输出恒流源的高频互感器。此外，本发明还涉及具有这种高频互感器的多路输出恒流源。

背景技术

图1示出了目前普遍使用的一种用于多路输出恒流源的高频互感器的示意图。该互感器具有第一次级绕组Ns1、第二次级绕组Ns2以及初级绕组Np。从图1可以看到，次级绕组Ns1、Ns2以及初级绕组Np相互紧密地缠绕在磁芯C上。由于三个绕组的磁通几乎完全一致，即相互之间没有漏电感，并且三个绕组的导线在空间上紧密相邻，因此理想情况下可以视为它们相互之间的耦合系数K＝1。在这种情况下，这三个绕组沿共同的磁路Le_M_AB形成了理想变压器T。在高频领域中(在本申请中，高频是相对于市电频率而言的，其中高频的范围在20kHz以上的范围中)，通常使用变压器的这种设计，即通常将变压器设计为尽可能没有漏电感，因为具有漏电感的高频变压器会降低系统的效率，产生额外损耗。

图2示出了一种带有图1所示的互感器L1的多路输出恒流源。通过高频驱动信号对开关M1和M2的控制由直流电源Vdc产生流经互感器L1的初级绕组Np的变化电流，其中Le表示初级回路与两个次级回路间的总漏电感。在互感器L1的次级绕组侧存在并列的第一输出通道和第二输出通道，这些输出通道分别连接在次级绕组上，各负载(未示出)分别连接在第一输出通道和第二输出通道的输出端Vo1和Vo2上。第一输出通道中，次级绕组Ns1_1和二极管D1_1形成的支路与次级绕组Ns1_2和二极管D1_2构成全波整流电路，使得保证了输出所需的直流电流。第二输出通道具有与第一输出通道相同的结构。在这种电路拓扑结构中，为了保证第一输出通道和第二输出通道的输出电流平衡，需要使用电流互感器Lo来将第一输出通道和第二输出通道耦合，从而实现所要求的两路输出电流平衡的恒流源。在本申请中，平衡的含义是：各个通道的输出电流保持彼此间的一定比例关系，例如但不限于保持大小相等，即1比1。

上述系统的缺点在于，由于互感器的初级绕组Np、次级绕组Ns1_1、Ns1_2、Ns2_1和Ns2_2形成了耦合系数K接近于1的理想变压器，因此需要设置额外的电流互感器Lo以保证第一输出通道和第二输出通道中的电流平衡。然而这种分立元件导致系统的结构复杂，降低了系统效率并且不利于集成，系统的制造成本较为高昂。

发明内容

本发明的目的是，提供一种高频互感器，借助该高频互感器可以实现在多个输出通道上的平衡的输出电流。此外，本发明还要提供一种具有根据本发明的互感器的多路输出恒流源。

根据本发明，提供了一种高频互感器，包括磁芯C、初级绕组Np、多个次级绕组Ns1、Ns2，其中所述多个次级绕组Ns1、Ns2设置在初级绕组Np两侧，所述多个次级绕组通过初级绕组Np而在相互之间形成寄生电流互感器。

此外，根据本发明还提供了一种恒流源，所述多路输出恒流源包括：至少一个根据上述权利要求中的任一项所述的高频互感器；多个输出通路，其中所述输出通路分别连接到高频互感器的次级绕组上，使得通过互感器的寄生电流互感器保证了恒流源的各输出通道中的输出电流平衡。

借助本发明的高频互感器，可以实现高效率并且构造简单的多路输出电流源，该电流源在多路输出上的电流基本平衡。由于根据本发明的多路输出电流源无须使用外部的电流互感器来使得各输出支路的电流平衡，所以容易集成，提高了系统效率并且具有低的制造成本。

附图说明

本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中：

图1示出了现有技术中的一种用于多路输出恒流源的高频互感器的原理性示意图；

图2示出了使用了图1所示的高频互感器的多路输出恒流源的电路图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的用于多路输出恒流源的高频互感器的原理性示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的用于多路输出恒流源的高频互感器绕线轴的示意性结构图；

图5示出了根据本发明的另一实施例的用于多路输出恒流源的高频互感器的原理性示意图；

图6示出了根据本发明的实施例的高频互感器的原理性等效电路图；

图7示出了根据本发明的一个实施例的多路输出恒流源的电路图，其中使用了根据本发明的高频互感器；

图8示出了根据本发明的另一实施例的多路输出恒流源的电路图，其中使用了根据本发明的高频互感器。