[实用新型]用于在功率转换器中使用的控制系统和相应的功率转换器

说明书

本实用新型提供一种用于在功率转换器中使用的控制系统和相应的功率转换器，所述控制系统包括功率开关、抽头感测电路和驱动电路。所述功率开关包括漏极、源极、控制输入端和抽头。所述功率开关包括耦合到第二晶体管的第一晶体管，第一晶体管的漏极耦合到功率开关的漏极，第一晶体管的源极耦合到抽头。抽头感测电路耦合到抽头。驱动电路被耦合以从抽头感测电路接收指示信号。所述指示信号指示所述抽头处的电压或通过第一晶体管的电流。驱动电路被耦合以接收表示所述功率转换器的输出量的反馈信号。驱动电路被耦合以生成驱动信号来响应于所述指示信号和所述反馈信号控制功率开关的切换。

技术领域

本实用新型总体上涉及功率转换器，并且更具体地涉及开关模式功率转换器。

背景技术

电子设备使用电力来操作。开关模式功率转换器由于其高效率、小尺寸和低重量而被广泛用来为当今很多电子设备供电。传统的壁式插座提供高压交流电。在开关功率转换器中，高压交流(ac)输入被变换以通过能量传递元件提供良好调节的直流(dc)输出。开关模式功率转换器控制器通常通过感测表示一个或多个输出量的一个或多个输入并且在闭合回路中控制所述输出来提供输出调节。在操作中，开关模式功率转换器中利用开关通过改变占空比(通常是开关的闭合时间与总开关周期的比率)、改变开关频率、或者改变开关的每单位时间的脉冲数来提供期望输出。

功率转换器中经历的典型损耗是传导损耗和开关损耗。由于电路中的电阻和由功率转换器切换的寄生电容，特别是当功率开关是晶体管时，会发生传导损耗和开关损耗。当功率开关传导电流时，电路的电阻与在电路中传递的电流一起生成传导损耗。开关损耗通常与功率转换器的功率开关在“接通”状态与“断开”状态之间转变时发生的损耗相关联，或者相反地与功率开关在“断开”状态与“接通”状态之间转变时发生的损耗相关联。在一个示例中，“接通”(或闭合)的开关可以传导电流，而“断开”(或打开)的开关不能传导电流。当功率开关打开时，开关上的电压将能量存储在寄生电容中。当功率开关闭合时，寄生电容放电，以将存储在寄生电容中的能量耗散在功率开关的电阻中以产生开关损耗。此外，开关损耗可能是由于当功率开关“接通”时在功率开关上具有非零电压而引起的，或者是由于当功率开关“断开”时具有穿过功率开关的非零电流而引起的。

实用新型内容

本实用新型待要解决的技术问题至少之一在于降低上述提到的功率转换器中的损耗。

一方面，本实用新型提供一种用于在功率转换器中使用的控制系统，其中所述功率转换器具有输入和输出，所述控制系统包括：

功率开关，所述功率开关包括漏极、源极、控制输入端和抽头，其中所述功率开关还包括耦合到第二晶体管的第一晶体管，其中所述第一晶体管的漏极耦合到所述功率开关的漏极，并且所述第一晶体管的源极耦合到所述抽头；

抽头感测电路，所述抽头感测电路耦合到所述功率开关的抽头，其中所述抽头感测电路提供指示所述抽头处的电压或通过所述第一晶体管的电流的指示信号；以及

驱动电路，所述驱动电路被耦合以从所述抽头感测电路接收所述指示信号，其中所述驱动电路还被耦合以从感测电路接收表示所述功率转换器的输出处的输出量的反馈信号，所述感测电路被耦合以感测所述功率转换器的所述输出处的输出量，

其中所述驱动电路被耦合以向所述功率开关的控制输入端输出驱动信号，所述驱动信号被配置为控制所述功率开关的切换，其中所述驱动信号用于调节从所述功率转换器的输入到所述功率转换器的输出的能量传递并且响应于所述指示信号和所述反馈信号。

有利地，上述控制系统可以使用由指示信号提供的信息来促进功率转换器的软切换和零电压切换，以降低功率转换器中的损耗。

另一方面，本实用新型还提供一种功率转换器，具有输入和输出，其中所述功率转换器包括：

能量传递元件，所述能量传递元件耦合在所述功率转换器的输入与所述功率转换器的输出之间；