[发明专利]隔离式功率转换器及其控制方法

说明书

本公开涉及一种隔离式功率转换器及其控制方法。所述隔离式功率转换器包括控制器和通过变压器耦接至次级侧整流装置的初级侧开关装置。响应于瞬变负载状况，该控制器以具有正半周期和负半周期的初始切换周期来切换初级侧开关装置，以在正半周期和负半周期期间跨变压器传输能量。初始切换周期的正半周期和负半周期具有相同的初始持续时间。控制器还能够操作成在瞬变负载状况期间对称地减小至少一个后续切换周期的正半周期和负半周期的持续时间。

技术领域

本申请涉及隔离式功率转换器，并且具体地涉及在瞬变负载状况期间对隔离式功率转换器的控制。

背景技术

例如半桥(HB)或全桥(FB)等隔离式桥拓扑可以与不同的整流器配置配对。整流器配置的选择取决于设计的要求，包括输出电压和电流要求。倍流整流器使用与两个电感器耦接的单个次级绕组，同时保持全波整流器的等效电压应力。每个电感器在切换周期的每正周期或负周期被激励一次，因此需要对称的脉冲来平衡倍增器的两个分支中的电流。因此，倍流整流器通常不用于具有非常动态的负载状况(例如CPU(中央处理单元)应用)的供电系统。而且，为了获得高效率，常规上使用通常具有较低饱和限度的高值电感器，使得(动态)负载瞬变期间的电流不平衡可能导致电感器饱和。

倍流整流器在具有有限负载活动的高功率应用中是有利的，使得快速动态响应不是主要关注点。在这样的系统中，额外的磁性部件从区域和成本的角度来看是合理的。此外，在偶发的负载瞬变下，平衡电感器电流不是考虑因素。然而，当在较低功率应用(例如为CPU供电)中使用时，优选在平衡电感器电流的同时处理负载瞬变，以避免电感器中的一个饱和并且同时实现更快的瞬变响应。在瞬变负载状况期间保持电流平衡的一种方法是在每个半周期期间锁定初级侧的占空比。然而，由于反应时间长达一个切换周期，所以瞬变响应变得迟钝。因此，需要在瞬变负载状况期间用于隔离式功率转换器的改进的控制技术。

发明内容

根据控制隔离式功率转换器的方法的实施方式，所述方法包括：响应于瞬变负载状况，以具有正半周期和负半周期的初始切换周期切换隔离式功率转换器的初级侧开关装置，以在正半周期和负半周期期间跨隔离式功率转换器的变压器传输能量，所述初始切换周期的正半周期和负半周期具有相同的初始持续时间；以及在瞬变负载状况期间对称地减小至少一个后续切换周期的正半周期和负半周期的持续时间。

根据隔离式功率转换器的实施方式，隔离式功率转换器包括控制器和通过变压器耦接至次级侧整流装置的初级侧开关装置。控制器能够操作成：响应于瞬变负载状况，以具有正半周期和负半周期的初始切换周期切换初级侧开关装置，以在正半周期和负半周期期间跨变压器传输能量，所述初始切换周期的正半周期和负半周期具有相同的初始持续时间；以及在瞬变负载状况期间对称地减小至少一个后续切换周期的正半周期和负半周期的持续时间。

本领域的技术人员在阅读以下详细描述时以及在查看附图时将认识到另外的特征和优点。

附图说明

附图的要素不一定相对于彼此成比例。相似的附图标记表示相应的类似部分。除非各种示出的实施方式的特征彼此排斥，否则它们可以被组合。实施方式在附图中示出并且在随后的描述中详述。

图1示出了倍流整流器的示意图。

图2示出了在非瞬变和瞬变两种模式下与倍流整流器转换器的操作相关联的波形。

图3示出了瞬变模式的实施方式的流程图。

图4示出了瞬变模式的另一实施方式的流程图。

图5示出了具有全桥初级侧配置的倍流整流器的示意图。

图6示出了具有中心抽头整流器的全桥转换器的示意图。

图7示出了在非瞬变和瞬变两种模式下与全桥转换器的操作相关联的波形。

具体实施方式