[发明专利]用于初级端传感隔离反激式转换器的使用逆变器滤波乘法器的恒定电流控制模组

说明书

【技术领域】

本发明涉及电源转换器，特别涉及使用乘法器进行初级端调节(primary side regulation，PSR)的反激式转换器(fly-back converter)。 

【背景技术】

电源转换器可用于许多应用，如将电源出口的交流电(AC)转换成直流电(DC)用于电子装置。在阴极射线管(CRT)里，当光栅点折回或回扫到显示器下一个光栅线的起点时，反激逆变器被用来阻挡电子束。这种电源转换器仍然被看作是一个反激转换器，尽管它们用于许多非CRT的应用，如用于驱动发光二极管(LED)和充电器。 

需要一个控制电路去产生一个恒定DC输出电流。可以使用一个变压器将连接到AC电源的初级端与DC输出端隔离开来以增强安全性。光隔离器(opto-isolator)已经被用来隔离控制电路，但这些光隔离器相当昂贵，并且不能与集成电路很好地整合在一起。 

不将控制电路连接到变压器的次级(DC)端(secondary side)，控制电路可以连接到初级(AC)端。使用初级端传感调节器(PSR)和控制，由于提高了效率且不需要光隔离器，热量、外观尺寸、元件数目、和成本都能够得以降低。 

尽管已知有多种反激转换器，但是其中许多反激转换器仅支持脉宽调制(PWM)控制。一些应用可能会受益于其它控制方法，如准谐振(QR)，其降低电磁干扰，且非常适用于固态照明和充电器应用。 

期望有一个初级端控制的反激转换器，但不需要光隔离器。期望有一个支持PWM和QR控制并能产生恒定电流驱动的反激转换器。使用一个由 简单等式模拟的电路，就能获得期望的电流准确性。 

【附图说明】

图1是一个具有乘法器控制回路的简化的反激转换器的结构示意图，其产生一个反馈电压到一个准谐振(QR)控制回路，切换初级电流； 

图2是具有图1乘法器控制回路的反激转换器运行的理想波形； 

图3显示图1转换器运行的较现实的波形； 

图4是乘法器的示意图； 

图5是使用脉宽调制(PWM)控制回路的反激转换器的示意图； 

图6是具有图1准谐振(QR)控制回路的乘法器控制回路的反激转换器的详细示意图，其具有额外电路以避免电子脉冲错误触发； 

图7是电源转换器的另一个实施例的详细示意图，具有更复杂的PWM控制回路和QR乘法器控制回路； 

图8是具有图7乘法器控制回路的反激转换器运行的理想波形； 

图9是使用图1电路的负载调整的理想曲线图； 

图10是使用图1电路的线性调整的理想曲线图； 

【发明详述】

本发明涉及电源转换器的改进。以下描述使本领域技术人员能够制作和使用在特定应用及其要求的上下文里提供的本发明。对本领域技术人员而言，对优选实施例的各种修改是显而易见的，并且在此定义的基本原理可以应用到其它实施例。因此，本发明不是意在受制于所示和所述的特定实施例，而是属于与在此披露的原理和新颖性特征一致的最大范围。 

发明人认识到，初级端控制电路能够使用一个准谐振(QR)或一个脉宽调制(PWM)控制回路以接通和断开经过变压器的初级电流。一个反馈电压与从初级电流回路感应的初级端电压进行比较，以接通和断开开关。一个乘法器回路通过使用乘法器产生反馈电压。 

发明人已经认识到，一个电平转换逆变器和一个低通滤波器可以充当一个乘法器，其将工作周期乘以一个参考电压以产生反馈电压。乘法器为次级电流和参考电压之间提供一个简单关系，从而简化电流控制。 

图1是一个简化的具有乘法器控制回路的反激转换器的结构示意图，乘法器控制回路产生一个反馈电压到一个准谐振(QR)控制回路，从而接通和断开初级电流。一些元件可以出现在实际电路里，但未在图中显示，如用来阻止电子脉冲(glitch)和避免错误触发的电路。 

AC电源14产生一个交流电，其被施加到全波整流桥(full-waverectifier bridge)的二极管12上。二极管12整流桥的DC输出被连接到输入电压VIN，并被接地，输入电容器16用来存储电流，并平滑VIN的变化。例如，一个240伏特AC电源能够产生一个370伏特DC信号给VIN。AC电源14可以是一个墙壁的电输出(wall electrical output)，其被连接到一个家用AC电源或一个AC产生器。