[发明专利]功率转换器

说明书

技术领域

本发明涉及功率转换器以及功率转换的方法。

背景技术

功率转换器广泛用在许多应用中，从而为消费者提供DC电流或电压。在一些应用中，相同的应用中需要多个输出来传递不同的电压/电流。

图1示出了现有功率转换器的状态的示例。现有技术的转换器状态应用所谓的后调节，以根据功率转换器所产生的一个或多个未调节电平来产生辅助输出电压。例如，图1示出了谐振功率转换器。向谐振转换器的干线提供整流干线(50-60Hz)或DC电压。全局控制回路确保对干线输出V_outl(reg)的紧密调节。利用干线转换器中包含的隔离变压器上的附加绕组或抽头，可以容易地产生附加的未调节电压V_outx(unreg)。然而，在许多情况下未调节电压过于粗略或者对于最终的应用而言有很大变化。应用具有局部控制的后调节器，以产生良好受控的电平V_outx(reg)。通常，所述具有局部控制的后调解器是开关模式功率转换器(降压转换器、升压转换器、降压-升压转换器)，开关模式功率转换器包括庞大的无源组件(L₁，C₀₂)和昂贵且低效的功率半导体(S₁，S₂)，如图2和图3的示例所示。

发明内容

因此，需要提供一种功率转换器，该功率转换器更容易集成，并且能够以最小的改动来产生最多的输出信号。

因此，本发明的目的是提供一种功率转换器，包括：

初级绕组，接收初级交流电压；

第一次级电路，磁耦合至初级绕组，第一次级电路产生第一次级输出信号；

第二次级电路，磁耦合至初级绕组；

后调节器，耦合至第二次级电路；后调节器包括开关，开关控制功率流动，并且与第一输出信号的每个过零点同步。

本发明由独立权利要求来限定。从属权利要求限定了有利实施例。

上述转换器容易产生多个输出信号，并且可以容易地缩放，即，仅通过倍增次级电路和后调节电路，就可以将上述转换器适配为产生更多的输出信号。

在本发明的实施例中，第二次级电路产生第二输出信号，开关在第二输出信号的过零点处断开。

在实施例中，开关通过电感器耦合至第二次级信号。这提高输出信号的平滑性。电感器可以是单独的组件，或者可以(部分地)集成在功率转换器变压器中。甚至，电感器提高了输出二极管的导通角，从而减小了输出电流的波峰因数。

在另一实施例中，第一次级电路包括磁耦合至初级绕组的第一次级绕组；第二次级电路包括磁耦合至初级绕组的第二次级绕组；初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组包含在谐振功率转换器中。谐振功率转换器可以耦合至整流干线。整流干线还可以得自于50-60Hz干线。备选地，电源可以是单独的DC电源，如电池。

在另一实施例中，提供了一种功率转换方法，该方法包括以下步骤：

向初级绕组提供初级交流电压；

与初级绕组磁耦合的第一次级电路产生第一次级输出信号；

第一次级输出信号用于使后调节器中包含的开关断开，

后调节器耦合至第二次级电路。

附图说明

通过对附图的示例描述，上述和其他优点将变得清楚，附图中：

图1示出了具有多个输出的现有功率转换器；

图2示出了具有多个输出的现有功率转换器的更详细视图；

图3示出了现有的后调节器；

图4示出了根据本发明的功率调节器；

图5示出了根据本发明的功率转换器的波形。

具体实施方式

图4示出了根据本发明的功率调节器。

功率调节器包括初级绕组n_p，初级绕组n_p连接至传统的脉动电压，或者初级绕组n_p是串联谐振电路10的一部分。脉动电压可以是干线(50-60Hz)。备选地，可以从直流(DC)电源为谐振转换器供电。

功率转换器还包括第一次级绕组n_s1和第二次级绕组n_s2。如下文中描述的，第一次级绕组n_s1提供第一输出信号ID1，第一输出信号ID1用作转换器的第一输出以及用作第二调节器的基准信号。电阻器R1和电容器C1表示第一输出信号的负载。第一次级绕组和第二次级绕组分别都包括两个相同的绕组。