[发明专利]带有分离式能量传递元件的回扫功率变换器

说明书

技术领域

本发明总体涉及能量传递。更具体地，本发明涉及供用于回扫功率变换器(flyback power converter)的分离式(divided)能量传递元件(energy transfer element)。

背景技术

种类繁多的ac-dc和dc-dc电源被用在例如从工业设备到家用器具的多种应用中。由于回扫功率变换器的预期特点和所提供的隔离，它们常常是一种有吸引力的设计选择。已知的回扫功率变换器以如下方式运行：当功率开关接通时将能量存储在能量传递元件的磁场中，当功率开关断开时将能量传送至输出负载。隔离回扫功率变换器中的能量传递元件——例如互感器或耦合电感器——的运行与带有具有相反极性的输入绕组和输出绕组的变压器类似。应理解，能量传递元件在电示意图中常常以相反的点位置示出，且能量传递元件还常被称作回扫变压器。

近些年，在多种应用——包括例如为大的平面屏幕监视器和电视屏幕提供背光——中使用发光二极管(LED)已经变得非常普遍。LED的亮度以及从LED发出的光的颜色对通过LED的电流是敏感的。由于这些特性，以及LED的同正向偏置二极管一样的特点，当驱动LED时，严格的电流控制常常是必要的。相应地，带有严格的电流控制的ac-dc离线回扫变换器常被用于驱动用来为大的平面屏幕监视器和电视屏幕提供背光的LED。然而，由于高输出电压和高功率需求，长的LED串被分成多个较短的LED串。所述多个较短的LED串中的每一个随后由单独的电流控制器单独地提供动力。

使用多个LED串同时用单独的电流控制器驱动每个串造成了许多复杂性。例如，存在为所有各个LED串提供平衡的电流分配的增加的复杂性。不平衡的电流可导致来自多个LED串的不期望的不均匀输出亮度和颜色。此外，通过采用多个单独的电流控制器来驱动多个单独的LED串中的每一个，需要额外的部件，这抬高了为多个LED串提供动力的成本。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种能量传递元件，该能量传递元件包括：

第一磁芯和第二磁芯；

分别绕所述第一磁芯和第二磁芯卷绕的第一输入绕组和第二输入绕组，其中所述第一输入绕组与所述第二输入绕组并联耦合；

分别绕所述第一磁芯和第二磁芯卷绕的第一输出绕组和第二输出绕组，其中所述第一输出绕组的已整流输出与所述第二输出绕组的已整流输出串联耦合，其中所述第一输入绕组和第二输入绕组具有第一极性，所述第一输出绕组和第二输出绕组具有第二极性，其中所述第一极性与所述第二极性相反。

根据本发明的另一方面，提供一种回扫功率变换器，该回扫功率变换器包括：

能量传递元件，其包括多个磁芯，所述能量传递元件还包括多个输入绕组，其中所述多个输入绕组中的每一个绕所述多个磁芯中对应的一个卷绕，且并联耦合于回扫功率变换器的输入，所述能量传递元件还包括多个输出绕组，其中所述多个输出绕组中的每一个绕所述多个磁芯中对应的一个卷绕，且包括并联于回扫功率变换器的dc输出的、串联耦合的已整流输出；

功率开关，其被耦合至所述多个输入绕组，并且耦合至电源的输入；以及

控制器，其被耦合至所述功率开关，并且被耦合以接收表示所述回扫功率变换器的输出的反馈信号，其中所述控制器被耦合以控制所述功率开关的开关，从而控制从所述回扫功率变换器的输入经所述能量传递元件到所述回扫功率变换器的输出的能量传递。

附图说明

参照下列附图，描述本发明的非限制性和非穷举性实施方案，其中除非另有规定，在所有各个视图中相同的参考数字指代相同的部分。

图1总体示出了根据本发明的教导的包括能量传递元件的示例性回扫功率变换器的示意图，所述能量传递元件具有多个磁芯和绕组。

图2总体示出了根据本发明的教导的包括能量传递元件的回扫功率变换器的另一个实施例的示意图，所述能量传递元件具有多个磁芯和绕组。

图3总体示出了根据本发明的教导的具有多个磁芯和绕组的示例性能量传递元件的示意图。

图4A总体示出了根据本发明的教导的包括绕磁芯卷绕的绕组的示例性能量传递元件的一部分的横截面。

图4B总体示出了根据本发明的教导的包括绕磁芯卷绕的绕组的另一示例性能量传递元件的一部分的横截面。

具体实施方式