[发明专利]谐振功率转换器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种谐振功率转换器，更特定来说，涉及一种具有半桥和 全桥操作的谐振功率转换器及其控制方法。

背景技术

谐振功率转换器是高效的功率转换器。其现有技术可在Yang等人的第 7,313,004号美国专利“用于谐振功率转换器的切换控制器(Switching  controller for resonant power converter)”中找到。谐振功率转换器的缺点是 其较窄的操作范围。其无法在较广的输入电压范围中操作。

发明内容

本发明的目标是提供解决这一问题的控制方案。其允许谐振功率转换 器可在较广的输入范围中操作。本发明提供一种具有半桥和全桥操作的谐 振功率转换器及其控制方法。

根据本发明的一示范性实施例，提供一种具有半桥和全桥操作的谐振 功率转换器。谐振功率转换器包含全桥电路、控制电路、功率因数校正 (Power Factor Correction，PFC)电路、以及分压电路。全桥电路响应于切换 信号而切换功率转换器。经耦合以接收反馈信号、线电压信号和输入信号 的控制电路产生切换信号。反馈信号与功率转换器的输出有关，且输入信 号与全桥电路的输入电压有关，所述线电压信号与所述功率转换器的线输 入电压有关，其中全桥电路在输入信号低于阈值时操作为全桥切换，且全 桥电路在输入信号高于所述阈值时操作为半桥切换；所述全桥电路在所述 线电压信号低于第二阈值时操作为全桥切换；且所述全桥电路在所述线电 压信号高于所述第二阈值时操作为半桥切换。PFC电路产生全桥电路的输 入电压。分压电路将所述全桥电路的输入电压分压后产生所述控制电路的 输入信号。

为了使本发明的特征和优点易于理解，下文详细描述附有附图的优选 实施例。

应理解，以上大体描述和以下详细描述均为示范性的，且希望提供对 所主张的本发明的进一步解释。

附图说明

包含附图以提供对本发明的进一步理解，且所述附图被并入本说明书 并构成本说明书的一部分。所述附图说明本发明的实施例，且与描述一起 用以解释本发明的原理。

图1示出了根据本发明的优选实施例的功率转换器。

图2为控制电路的优选实施例。

图3示出了延迟电路的示意图。

图4为PFC控制电路的优选实施例。

图5为根据本发明的切换电路的优选实施例。

图6为根据本发明的电压控制振荡器的电路示意图。

图7示出了模式启用电路。

图8A到图8D示出了半桥切换的操作。

图9A到图9D示出了全桥切换的操作。

图10示出了增益的实例。

具体实施方式

现详细参考本发明的当前实施例，所述实施例的实例说明于附图中。 只要可能，在图中和描述中使用相同参考编号来指代相同或相似的部分。

图1示出了根据本发明的优选实施例的功率转换器。电容器45和电感 装置(例如变压器10和其寄生电感器15)形成谐振回路(resonant tank)。 晶体管20、25和30、35形成用以切换谐振回路的全桥电路。两个整流器 81和82从变压器10的二级绕组连接到输出电容器85，用于在电容器85 处产生输出V_O。控制电路100产生切换信号S_A、S_B、S_C、S_D以分别控制晶 体管20、25、30、35。切换信号S_A与切换信号S_B对比。切换信号S_C与切 换信号S_D对比。在接通与断开切换信号S_A、S_B、S_C、S_D之间产生延迟时间 (停滞时间(dead time))。切换信号S_A、S_B、S_C、S_D的切换频率根据用于调 节输出V_O的反馈信号V_FB而变化。齐纳二极管(zener diode)91、电阻器 92和光耦合器95形成耦合到功率转换器的输出V_O以产生反馈信号V_FB的 反馈电路。