[发明专利]一种基于辅助电源的隔离功率变换器内部通信方式

说明书

本发明公开了一种基于辅助电源的隔离功率变换器内部通信方式，所述隔离功率变换器由功率电路和控制电路组成；所述功率电路包括原边功率电路和副边功率电路，原边功率电路和副边功率电路之间由功率变压器隔离；所述控制电路由原边控制电路、副边控制电路和辅助电源组成；利用控制电路的辅助电源进行跨越隔离变压器的信息传输，实现了隔离功率变换器的内部通信，无需使用光耦合器、磁耦合器等隔离设备，为功率变换器提供了一个兼顾可靠性与功率密度的隔离通信方案。

技术领域

本发明涉及一种隔离功率变换器原副边之间的通信方式，应用于电力电子技术领域。

背景技术

随着电力电子技术的不断发展，电力电子变换器在航天器电源中具有了更加的重要的意义与价值。在传统的隔离功率变换器中，为了实现变压器原副边之间采样、驱动等信号的交互，一般通过光耦合器来实现信息的隔离传输。但光耦合器的可靠性不足，在航天电源中只能使用可靠性较高的磁耦合器来代替光耦合器隔离传输信息。然而，磁耦合器存在着体积、重量较大的问题，不利于变换器小型化、高功率密度的设计。

为了实现隔离变换器原副边之间的通信，文献“G.Min and J.Ha，″Inner SupplyData Transmission in Quasi-Resonant Flyback Converters for Li-Ion BatteryApplications Using Multiplexing Mode，″in IEEE Transactions on PowerElectronics，vol.34，no.1，pp.64-73，Jan.2019.”中设计了一种变换器内部通信的方式，通过调整变换器的工作模式来传递数据信号，从而在变换器的原副边之间实现了信息的隔离传输。这种变换器内部的通信方法不需要额外的线路，避免了耦合器的使用。但该方法仅是针对反激电路而设计的，受具体电路拓扑的限制，无法应用到其它电路中。

基于上述原因，有必要探索一种具有推广性的隔离功率变换器内部通信方式。

发明内容

发明目的：

本发明针对现有技术的不足，提供了一种基于辅助电源的隔离功率变换器内部通信方式，在变换器原边和副边的辅助电源中传输数据，无需使用额外的耦合器来实现信息的隔离传输，该信息传输方法不受功率电路拓扑的限制，具有广泛的适用范围。

技术方案：

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

所述隔离功率变换器由功率电路和控制电路组成；所述功率电路包括原边功率电路和副边功率电路，原边功率电路和副边功率电路之间由功率变压器T₁隔离；所述控制电路由原边控制电路、副边控制电路和辅助电源组成；

所述隔离功率变换器的原边功率电路、原边控制电路和辅助电源V_asp1共地；副边功率电路、副边控制电路和辅助电源V_asp2共地；

所述隔离功率变换器依靠辅助电源实现跨越隔离变压器的信息传输，具体的实现方法为：

(1)辅助电源的输入电压V_{in_asp}通过一个双路输出变压器T_asp输出两路隔离电压V_asp1、V_asp2，V_asp1与输入电压V_{in_asp}共地，为原边控制电路供电，采样V_asp1并将其与电压基准V_REF比较，经过电压误差放大器和PWM比较器后作为辅助电源开关管S₁的驱动信号，实现对V_asp1的闭环控制；V_asp2与输入电压V_{in_asp}不共地，为副边控制电路供电；