[发明专利]谐振转换器、用于转换器的控制器以及形成控制器的方法

说明书

本发明涉及谐振转换器、用于转换器的控制器以及形成控制器的方法。本发明公开了一种用于控制谐振转换器的方法，所述方法包括响应于变压器的次级电流大于或等于最大输出电流而保持输出电流等于所述转换器的输出功率除以所述转换器的输出电压。响应于所述输出功率大于或等于最大输出功率以及所述次级电流小于所述最大输出电流而将所述输出功率保持在恒定输出功率。保持所述输出电流比率和所述恒定输出功率各自包括改变初级侧开关的占空比，所述初级侧开关被配置成选通所述变压器的初级电流。所述输出电压响应于所述次级电流小于所述最大输出电流以及所述输出功率小于所述最大输出功率而受限于最大输出电压。

技术领域

本公开整体涉及功率转换，并且更具体地讲，涉及使用谐振拓扑调节转换器的电流和功率，谐振转换器、用于转换器的控制器以及形成控制器的方法。

背景技术

反激转换器非常适合需要宽输入电压范围、或在转换器的输入与输出之间具有电流隔离的高电压输出的应用。反激转换器的操作开始于将具有开关的变压器的初级侧接地。因此，电流在初级侧中流动，从而在变压器的磁芯中引发磁通量，该磁通量往往与初级电流相反。通过选择具有反极性绕组(例如，次级绕组以与初级绕组相反的旋转方向缠绕在磁芯上)的变压器，次级电流在初级电流流动时不会流动，这是由于次级侧上的整流二极管的阻断作用。当初级电流终止时，磁芯中的磁通量将引发与该通量相反的方向的次级电流，该次级电流将以适当的电压放大率(取决于变压器的匝数比)将储存能量从磁芯转移到次级侧。

常规上，使用初级电流的振幅来估计次级电流的振幅，从而实现转换器的电流调节。反激转换器具有谐振拓扑，其中由于变压器的漏电感和开关的电容，振荡谐振波形将被提供给初级侧上的开关。谐振波形致使负电流流过开关，从而在电流调节的常规方法中引入错误。由于开关的快速激活与漏电感交互作用，还可存在跨开关的高频振荡或振铃。此外，希望基于功率消耗以及电流来调节转换器以有利于转换器的设计和操作，同时保持初级侧与次级侧之间的电流隔离。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种谐振转换器，包括：有源箝位反激ACF 控制器，所述有源箝位反激ACF控制器被配置成控制初级侧开关，所述初级侧开关被配置成耦接到变压器的初级绕组，所述变压器的所述初级绕组以反极性磁性耦接到次级绕组，所述初级绕组具有第一端子和第二端子，其中所述初级侧开关被配置成与所述第二端子和电流感测模块串联连接，所述初级绕组被配置成具有连接在所述第一端子与接地基准之间的输入电压，并且响应于所述初级侧开关被激活而将初级电流从所述第一端子传导到所述接地基准，并且所述次级绕组响应于所述初级侧开关被去激活而传导次级电流；并且所述有源箝位反激ACF控制器包括：电流控制电路、功率控制电路和电压控制电路，所述电流控制电路被配置成响应于所述次级电流大于或等于最大输出电流而保持输出电流等于输出功率除以输出电压，所述输出功率由所述电流感测模块所感测的所述初级电流确定，并且所述输出电压等于所述次级绕组两端的电压，所述功率控制电路被配置成响应于所述输出功率大于或等于最大输出功率以及所述次级电流小于所述最大输出电流而保持基本上恒定的输出功率，所述基本上恒定的输出功率由所述输出电压的样本确定，所述电压控制电路被配置成响应于所述次级电流小于所述最大输出电流以及所述输出功率小于所述最大输出功率而将所述输出电压限制于最大输出电压。

根据本发明的另一方面，提供一种用于转换器的控制器，包括：电流控制电路、功率控制电路和电压控制电路，所述电流控制电路被配置成响应于所述转换器的变压器的次级电流大于或等于最大输出电流而保持输出电流等于所述转换器的输出功率除以所述转换器的输出电压，其中通过改变所述转换器的初级侧开关的占空比来保持所述输出电流比率，所述初级侧开关被配置成选通所述变压器的初级电流；所述功率控制电路被配置成响应于所述输出功率大于或等于最大输出功率以及所述次级电流小于最大输出电流而保持基本上恒定的输出功率，所述基本上恒定的输出功率由所述输出电压的样本确定，其中通过改变所述初级侧开关的所述占空比来保持所述基本上恒定的输出功率；所述电压控制电路被配置成响应于所述次级电流小于所述最大输出电流以及所述输出功率小于所述最大输出功率而将所述输出电压限制于最大输出电压。