[发明专利]具有隔离驱动电路的集成磁性元件

摘要

开关模式功率转换器包括功率隔离变压器（T₁₀）和驱动变压器（T₂₀），具有其共同被缠绕在具有中心分支和外部分支的磁芯上的各种绕组。功率变压器的初级绕组和一个或多个次级绕组被缠绕在中心分支上，以及驱动变压器的第一和第二绕组被缠绕在外部分支上。初级控制电路控制一个或多个初级开关来将输入电压提供给初级绕组。次级控制电路控制次级绕组和负载之间连接的次级开关。另一控制电路至少部分基于反馈信号来控制初级和次级控制电路的操作。驱动变压器绕组被进一步配置为提供初级控制电路和同步整流器控制电路之间的隔离。

主权项

一种开关模式功率转换器，用于将来自输入源的输入电压转换为用于向被耦合到转换器负载端子的负载供应的输出电压，所述功率转换器包括：功率隔离变压器，进一步包括具有中心分支和外部分支的磁芯，所述功率隔离变压器的一个或多个初级绕组和一个或多个次级绕组被缠绕在所述中心分支上；初级转换器电路，包括有效用以将所述输入电压供应给所述功率隔离变压器的初级绕组中的一个或多个的一个或多个初级可控功率开关；次级转换器电路，其与所述初级转换器电路完全隔离，并且包括可个别切换并被进一步耦合在所述一个或多个次级绕组和所述负载端子之间的一个或多个次级开关；初级开关控制电路，有效用以控制所述一个或多个初级可控功率开关的导通；次级开关控制电路，有效用以控制所述一个或多个次级开关的导通；控制电路，有效用以至少部分基于反馈信号来控制所述初级开关控制电路和所述次级开关控制电路的操作；以及驱动变压器，至少包括被缠绕在所述磁芯的外部分支上的第一和第二驱动变压器绕组，所述第一和第二驱动变压器绕组被配置为提供用于控制所述初级可控功率开关和所述次级开关的功率，所述第一和第二驱动变压器绕组进一步被配置为提供所述初级和次级开关控制电路之间的隔离，其中，除在接通和断开转变期间外，跨越初级绕组的电压具有与所述初级可控功率开关的驱动电压类似形状的电压波形，以及其中，所述驱动变压器的绕组在所述外部分支上与彼此紧密耦合，以及进一步与所述功率隔离变压器的绕组松散耦合，以及其中，在足以启动被耦合到所述功率隔离变压器的所述初级可控功率开关的接通或断开的短时间段内，在所述驱动变压器的绕组和所述功率隔离变压器的绕组中提供不同的电压波形。