CN105226916B - 隔离型功率变换器的电流采样方法及采样装置 - Google Patents

隔离型功率变换器的电流采样方法及采样装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种隔离型功率变换器的电流采样装置，所述隔离型功率变换器包括方波发生器、原边滤波电路和隔离变压器；其中，所述原边滤波电路耦接于隔离变压器原边与方波发生器之间，该电流采样装置包括：第一采样电路，耦接于所述隔离变压器原边，且采样所述隔离变压器原边的总电流并输出第一采样电流；分流电路，接收所述第一采样电流；所述分流电路包括第一分流支路和第二分流支路；所述第一采样电流经所述第一分流支路和第二分流支路分别被转换为励磁采样电流和待采样电流；所述励磁采样电流与流经所述隔离变压器原边励磁电感的励磁电流成比例，所述待采样电流与所述隔离变压器原边传输到副边的传输电流成比例。本申请的实施例可减小采样损耗。

Description

隔离型功率变换器的电流采样方法及采样装置
技术领域
本申请涉及功率变换器的电流采样技术，尤其涉及一种隔离型功率变换器电流采样方法及采样装置。
背景技术
在功率变换器中，常常需要对输出电流进行监控，以实时得到功率变换器的当前工作状态。在功率变换器中，较为常见的采样方式为采样电路接于功率变换器的输出端进行功率变换器输出端的电压或电流采样。功率变换器输出端的采样大致会用于功率变换器的均流控制、过流保护及向电源***汇报负载电流或功率情况。在功率变换器中有一类采用了隔离变压器，可将这类功率变换器称为隔离型功率变换器。对于这类隔离型功率变换器的输出端采样通常采样隔离变压器副边的电参量。
以隔离变压器副边电流采样为例，目前常见的采样方法是在输出端串联电阻。如图1所示，电流i1经过变压器T1的原边后被分为两个部分，一部分是经过励磁电感Lm的电流im，一部分是进行传输的电流i0；经过副边Q1和Q2的同步整流后，进一步得到电流i2传输到输出端；电阻Ro串联在输出端，用来进行电流采样。电阻采样具有简单、准确、可靠的优点，但会产生一定的损耗，特别是在诸如服务器电源等输出电流较大的场合，电阻损耗尤其较大。并且，随着输出负载的增大，电阻采样所产生的损耗也不断增大。在一些对效率要求较高的应用场合，上述电阻采样的损耗不能忽略，因此，针对这些场合，有必要对电流采样加以进一步改善，以提高功率变换器的工作效率。
发明内容
本申请的实施例旨在提供一种隔离型功率变换器的电流采样方法和采样装置及其应用的隔离型功率变换器，以解决现有技术中电阻采样存在的以上问题。
为实现上述目的，本申请的实施例提供了一种隔离型功率变换器的电流采样装置。其中，所述隔离型功率变换器包括方波发生器、原边滤波电路和隔离变压器，所述原边滤波电路耦接于隔离变压器原边与方波发生器之间。该电流采样装置包括第一采样电路及分流电路。所述第一采样电路耦接于所述隔离变压器原边，且采样所述隔离变压器原边的总电流并输出第一采样电流。所述分流电路接收所述第一采样电流，并包括第一分流支路和第二分流支路。所述第一采样电流经所述第一分流支路和第二分流支路分别被转换为励磁采样电流和待采样电流。所述励磁采样电流与流经所述隔离变压器原边励磁电感的励磁电流成比例，所述待采样电流与所述隔离变压器原边传输到副边的传输电流成比例。
本申请的实施例还提供一种隔离型功率变换器，其包括上述的电流采样装置。
本申请的实施例还提供一种隔离型功率变换器的电流采样方法，包括：提供一隔离型功率变换器，该隔离型功率变换器包括至少一隔离变压器；采样该隔离变压器原边的总电流获得该隔离变压器原边一采样总电流；将该采样总电流分流成与隔离变压器原边励磁电流成比例的一励磁采样电流和与该隔离变压器副边电流成比例的一采样电流；以及利用该采样电流与该隔离变压器副边电流成比例获得该隔离变压器副边电流的采样。
由上述技术方案可知，本申请实施例提供的电流采样方法和采样装置及其应用的隔离型功率变换器，通过设置采样系数来对功率变换器的变压器原边传输电流或者副边负载电流进行采样，能够实现较小的采样损耗。
附图说明
图1为现有技术的电阻采样输出电流电路示意图；
图2为本申请隔离型功率变换器的电流采样装置的实施例一框图；
图3为本申请隔离型功率变换器的电流采样装置的实施例二框图；
图4至图5分别为本申请电流采样装置实施例中的方波发生器示意图；
图6至图8分别为本申请电流采样装置实施例中的整流电路示意图；
图9至图10分别为本申请电流采样装置实施例中的第一采样电流示意图；
图11为本申请电流采样装置实施例中的分流电路示意图；
图12至图14分别为图11所示分流电路中的补偿电压产生电路示意图；
图15至图17分别为本申请隔离型功率变换器的电流采样装置电路实施例一至三的示意图；
图18和图19分别为图11所示分流电路中的补偿电感取值与采样精度之间的关系曲线图；及
图20为本申请隔离型功率变换器的电流采样方法的实施例流程图。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本申请。图2为本申请隔离型功率变换器的电流采样装置的实施例一框图，如图所示，本实施例的电流采样装置所应用的隔离型功率变换器包括方波发生器21、原边滤波电路22和隔离变压器T1。其中，被本领域技术人员所熟知的，变压器T1的原边通常包括励磁电感Lm以及与其并联的原边漏感Li。
如图2所示，本实施例的电流采样装置设置于变压器T1的原边，并包括第一采样电路11和分流电路12。其中，第一采样电路11耦接于隔离变压器T1原边，且采样隔离变压器T1原边的总电流并输出第一采样电流I1；分流电路12接收第一采样电流I1，并包括第一分流支路121和第二分流支路122。进一步，第一采样电流I1经第一分流支路121和第二分流支路122分别被转换为励磁采样电流Im和待采样电流I0；其中，励磁采样电流Im与流经励磁电感Lm的励磁电流im成比例，待采样电流I0与变压器T1的原边传输到副边的传输电流i0成比例。
在一个实施例中，第一采样电流I1经分流电路12后励磁采样电流Im与励磁电流im的比值可以等于待采样电流I0与传输电流i0的比值。即，
Im/im＝I0/i0＝I1/i1＝K1 (1)
K1为第一采样电路11的采样系数，在此实施例中，分流电路12对电流只作分流处理，因此经分流后可以得到公式(1)。当然，在其他的分流电路的实施例中，励磁采样电流Im与励磁电流im的比值K1可以不等于待采样电流I0与传输电流i0的比值K0。本领域技术人员通过以上实施例启示会较为容易实现比例不同的励磁采样电流和待采样电流，因此，不在多进行举例。下文中也仍以公式(1)适用的情况为例加以说明。
图3为本申请隔离型功率变换器的电流采样装置的实施例二框图，如图所示，与实施例一相比，本实施例的电流采样装置所应用的隔离型功率变换器除了方波发生器21、原边滤波电路22和变压器T1之外，还包括输入电源23、第一整流电路41、副边滤波电路42及负载43。其中，方波发生器21根据输入电源23的输入产生方波电压并输出，原边滤波电路22配置为滤除方波发生器21的输出中的电流纹波；第一整流电路41配置为将变压器T1的副边输出的交流电转换为直流电，副边滤波电路42配置为滤除第一整流电路41的输出中的电流纹波，且副边滤波电路42的输出连接至负载43。
如图3所示，本实施例的电流采样装置除了第一采样电路11和分流电路12之外，还包括第二整流电路13和第二采样电路14。其中，第二整流电路13接收分流电路12输出的待采样电流I0并输出与变压器T1副边输出电流(经过整流后)i2成比例的电流，第二采样电路14对第二整流电路13的输出电流采样并输出第二采样电流I2。在一个实施例中，第二采样电路14可以实施为采样电阻。
在一个实施例中，第二采样电流I2与变压器T1的副边输出电流(经过第一整流电路41整流后)i2的电流值满足以下关系式：
I2＝K2×i2 (2)
如图3所示，第二采样电路14的采样电流I2与变压器T1的副边输出电流i2是成比例的，系数为K2。因此，通过测量流经第二采样电路14的电流，就可以得到功率变换器的负载电流的情况。通过对K2的调整，可以调整流过第二采样电路14中例如采样电阻的电流。如此一来，与传统技术中在功率变换器输出端接采样电路进行采样的方法相比，本申请中例举的电流采样装置能够通过减小K2的值来降低采样电路的损耗。
在一个实施例中，上述的方波发生器21可以实施为图4所示的LLC谐振电路，也可以实施为图5所示的移相全桥电路。在一个实施例中，第一整流电路41可以实施为图6所示的半波整流电路，或者可以实施为图7所示的全波整流电路，也可以实施为图8所示的全桥整流电路。
在一个实施例中，上述的第一采样电路11可以实施为图9所示的电流互感器采样电路，也可以实施为图10所示的电容采样电路。
如图9所示，利用电流互感器T2对隔离变压器T1原边的总电流i1采样。若设置电流互感器T2的匝数比1∶m满足关系式：
1/m＝K1 (3)
从而得到第一采样电流：
I1＝K1×i1 (4)
如图10所示，在该实施例中，原边滤波电路22实施为滤波电容C1，电容采样电路包括一采样电容C2；采样电容C2的一端与滤波电容C1的一端连接，采样电容C2的另一端为电容采样电路的输出端；并且采样电容C2和滤波电容C1的电容值满足以下关系式：
C2/C1＝K1 (5)
从而得到同样满足以上关系式(3)的第一采样电流I1。
结合上述图2和图3两个实施例可以看出，第一采样电流I1是以第一采样系数K1对隔离变压器T1原边的总电流i1进行采样得到的结果，第二采样电流I2是以第二采样系数K2对变压器T1副边输出电流i2进行采样得到的结果。由于隔离变压器T1原边的总电流i1包括励磁电感Lm的励磁电流im和从变压器T1的原边传输到副边的传输电流i0两个分量，因此如果需要得到与变压器T1副边输出电流i2成比例(i2与i0成比例)的第二采样电流I2，就需要用分流电路12分流出分别对应于励磁电流im和传输电流i0的励磁采样电流Im和待采样电流I0。
在一个实施例中，分流电路12的原理如图11所示，其接收第一采样电流I1，并包括第一分流支路121、第二分流支路122和补偿电压产生电路123。其中，第一分流支路121包括一补偿电感Lm1，其两端施加有由补偿电压产生电路123产生的补偿电压VLm1，并且补偿电压VLm1与励磁电感Lm两端的励磁电压VLm的电压频率相等、幅值成比例(由此可知该补偿电压VLm1同样为方波电压)，从而分别在第一分流支路121和第二分流支路122得到与励磁电流im成比例的励磁采样电流Im和与传输电流i0成比例的待采样电流I0。
在一个实施例中，上述的补偿电压产生电路123可以实施为如图12所示，主要包括一由四个二极管组成的全桥整流电路，并将补偿电感Lm1的两端分别连接至该全桥整流电路的两个桥臂中点，全桥整流电路的输出端进而连接至一直流电压源124，从而利用直流电压源124的输入来产生施加至补偿电感Lm1两端的补偿电压VLm1。
在一个实施例中，补偿电压产生电路123还可以实施为如图13所示，其中是由变压器T1副边经过第一整流电路41整流后的输出来提供上述的直流电压源，下文中图15的实施例即采用这种方式。在图12和图13所示的情况下，全桥整流电路既起到补偿电压产生电路123的作用以在补偿电感Lm1的两端施加补偿电压VLm1，同时又起到第二整流电路13的整流作用。
在一个实施例中，上述的补偿电压产生电路123还可以实施为如图14所示，通过在变压器T1的原边增加辅助绕组N4，从而直接通过与变压器T1的原边电压耦合得到补偿电压VLm1，下文中图16和图17的实施例均采用这种方式。需要说明的是，与图12和图13不同，若采样辅助绕组N4为补偿电感施加补偿电压，则需要接第二整流电路对第二分支电流进行整流，如图14所示。
若第一采样电路是利用电流互感器实现，则补偿电感Lm1可直接利用电流互感器本身的寄生电感实现。
在上述实施例的分流电路12中，由于第二分流支路122上的待采样电流I0直接关系到第二采样电流I2的准确性。因此，为了保证待采样电流I0的准确性，在一个实施例中，也即为了使待采样电流I0满足以下关系式：
I0＝K1×i0 (6)
需要对补偿电感Lm1的感值进行设置。具体而言，假设施加在励磁电感Lm两端的励磁电压幅值为VLm，施加在补偿电感Lm1两端的方波电压幅值为VLm1，则有如下关系式：
I0＝K1×VLm/Lm＝VLm1/Lm1 (7)
因此，补偿电感Lm1的感值可表达为以下关系式：
Lm1＝(VLm1×Lm)/(K1×VLm) (8)
实际应用中，考虑到励磁电感Lm的工艺误差、补偿电感Lm1的漏感以及来自电路其他器件的影响等等，可以设置不同区间的补偿电感Lm1。图18和图19分别为图11所示分流电路中的补偿电感不同的取值与采样精度(这里指第二采样电流I2的采样精度)之间的关系曲线图。图18和图19横坐标均表示隔离变压器副边所接的负载从轻载到重载(0.00％～120.00％)变化，纵坐标表示所采样电流的实际测量与理论值的误差。图18和图19理论计算出的补偿电感为1.8mH。图18显示了补偿电感值范围在90％至110％两个端点值(1.62mH和1.98mH)变化对应的采样误差。图19显示了补偿电感值范围在80％至120％两个端点值(1.44mH和2.16mH)变化对应的采样误差。结合二图所示，如果要保证采样精度在5％以内，则补偿电感Lm1的感值可以设置在100％×(VLm1×Lm)/(K1×VLm)至110％×(VLm1×Lm)/(K1×VLm)之间；如果要保证采样精度在10％至5％之间，则补偿电感Lm1的感值可以设置在90％×(VLm1×Lm)/(K1×VLm)至100％×(VLm1×Lm)/(K1×VLm)之间，或者110％×(VLm1×Lm)/(K1×VLm)至115％×(VLm1×Lm)/(K1×VLm)之间；如果要保证采样精度在20％至10％之间，则补偿电感Lm1的感值可以设置在80％×(VLm1×Lm)/(K1×VLm)至90％×(VLm1×Lm)/(K1×VLm)之间，或者115％×(VLm1×Lm)/(K1×VLm)至120％×(VLm1×Lm)/(K1×VLm)之间。由于采样精度受轻重载的影响，应用者实际上可根据电路常规工作的负载情况去选择合适的补偿电感来满足其精度要求，并非局限于此处图18和图19的例举。
在上文对本申请电流采样装置的各电路单元分别加以说明的基础上，下面将结合图15至图17对本申请隔离型功率变换器的电流采样装置的具体电路实施例一至三进行描述。
图15为本申请隔离型功率变换器的电流采样装置的具体电路实施例一示意图，如图所示，本实施例的隔离型功率变换器采用半桥LLC串联谐振变换器。其中，输入电压Vin与一电容并联，进而连接至由开关管Q1、Q2串联组成的桥臂，Vin的正端接上桥臂Q1，Vin的负端接下桥臂Q2，桥臂的中点接电感Lr的一端，Lr的另一端与变压器T1原边一端相连接，变压器T1原边的另一端与电容C1相连接，C1的另一端与Vin的负端连接；变压器T1的副边是采用中心抽头的全波同步整流电路，T1副边的两端分别与开关管Q3、Q4的一端连接，Q3、Q4的另一端相互连接且接至输出电容Co的负端及地，T1的副边中心抽头接至Co的正端。
在本实施例中，第一采样电路11被实施为图9所示的电流互感器T2，补偿电压产生电路123被实施为图13所示的全桥整流电路，第二采样电路14被实施为采样电阻R。如图15所示，电流互感器T2串联在电容C1与变压器T1之间，补偿电感Lm1的两端接至全桥整流电路的两个桥臂中点，全桥整流的上桥臂二极管的阴极接电阻R，用来进行电流采样，电阻R接至电容C2及功率变换器输出电压Vo的正端，电容C2及功率变换器输出电压Vo的负端与全桥整流电路的下桥臂二极管的阳极相连接并接地。
如图15所示，变压器T1的匝数比为N1∶N2∶N3＝n∶1∶1，互感器T2的匝比为1∶m。在一个实施例中，通过设置使得m×n＞10。根据匝数比关系得电流互感器T2副边电流也即第一采样电流I1满足以下关系式：
I1＝K×i1＝i1/m (9)
也即得到上述关系式(3)：K1＝1/m。
从而根据上述关系式(8)可得到以下关系式：
Lm1＝m×VLm1×Lm/VLm (10)
另一方面，VLm与VLm1和采样电阻R两端的电压VR满足以下关系式：
VLm＝n×(VLm1+VR)＝n×(VLm1+I2×R)＝n×(VLm1+i2×R/(m×n)) (11)
如上文所述，由于m×n＞10，所以采样电阻R上的电压VR可忽略，从而关系式(11)可简化为：
VLm＝n×VLm1 (12)
结合关系式(10)和(12)便可将补偿电感Lm1表达为：
Lm1＝m×Lm/n (13)
实际应用中，考虑到励磁电感Lm的工艺误差、补偿电感Lm1的漏感以及来自电路其他器件的影响等等，可以设置不同区间的补偿电感Lm1。例如，如果要保证采样精度在5％以内，则补偿电感Lm1的感值可以设置在100％×m×Lm/n至110％×m×Lm/n之间；如果要保证采样精度在10％至5％之间，则补偿电感Lm1的感值可以设置在90％×m×Lm/n至100％×m×Lm/n之间，或者110％×m×Lm/n至115％×m×Lm/n之间；如果要保证采样精度在20％至10％之间，则补偿电感Lm1的感值可以设置在80％×m×Lm/n至90％×m×Lm/n之间，或者115％×m×Lm/n至120％×m×Lm/n之间。
在本实施例中，根据变压器T1和互感器T2的电流变比，可得流过电阻R的电流I2＝i2/(m×n)，从而电流I2、i2的平均值I2_avg、i2_avg满足以下关系式：
I2_avg＝i2_avg/(m×n) (14)
如此一来，通过采样流经采样电阻R的电流，便可以得到变压器T1副边输出电流i2的大小。由于在设计时使得m×n＞10，因此，在采样电阻相同的情况下，本实施例电流采样装置中的采样电阻损耗要远小于图1中的采样电阻损耗。
图16为本申请隔离型功率变换器的电流采样装置的具体电路实施例二示意图，如图所示，本实施例的隔离型功率变换器仍采用图15所示的半桥LLC串联谐振变换器，因此相同部分的电路元件此处将不再赘述。
在本实施例中，第一采样电路11被实施为图10所示的电容采样电路，补偿电压产生电路123被实施为图14所示的辅助绕组N4，第二采样电路14则仍然被实施为采样电阻R。如图所示，电容C2的一端接在电容C1与变压器T1原边一端的相连接处，C2的另一端与补偿电感Lm1的一端相连，且连接到两个二极管组成的整流桥的桥臂中点，补偿电感Lm1的另一端与绕组N4的一端相连，N4的另一端与下桥臂二极管的阳极相连，采样电阻R与二极管桥臂并联。
在本实施例中，变压器T1的原副边匝数比为N1∶N2∶N3∶N4＝n∶1∶1∶1，电容C1和C2的电容值设置为C2＝C1/m(m＞10)，且设计时使得m×n＞10。由此可得流过电容C2的电流也即第一采样电流I1也可满足关系式(9)。类似地，由于采样电阻R上的电压可以忽略，因此，补偿电感Lm1的感值也可表达为上述关系式(13)。
同样，在实际应用中，考虑到励磁电感Lm的工艺误差、补偿电感Lm1的漏感以及来自电路其他器件的影响等等，可以设置不同区间的补偿电感Lm1。例如，如果要保证采样精度在5％以内，则补偿电感Lm1的感值可以设置在100％×m×Lm/n至110％×m×Lm/n之间；如果要保证采样精度在10％至5％之间，则补偿电感Lm1的感值可以设置在90％×m×Lm/n至100％×m×Lm/n之间，或者110％×m×Lm/n至115％×m×Lm/n之间；如果要保证采样精度在20％至10％之间，则补偿电感Lm1的感值可以设置在80％×m×Lm/n至90％×m×Lm/n之间，或者115％×m×Lm/n至120％×m×Lm/n之间。
在本实施例中，变压器T1的副边输出电流平均值i2_avg和流经采样电阻R的第二采样电流I2平均值I2_avg分别满足以下关系式：
i2_avg＝(i1-im)_avg×n (15)
I2_avg＝(I1-Im)_avg/2＝(i1/m-im/m)_avg/2 (16)
由此可得i2_avg和I2_avg之间满足以下关系式：
i2_avg＝I2_avg/(2m×n) (17)
如此一来，通过采样流经采样电阻R的电流，便可以得到变压器T1副边输出电流i2的大小。由于在设计时使得m×n＞10，因此，在采样电阻相同的情况下，本实施例电流采样装置中的采样电阻损耗也要远小于图1中的采样电阻损耗。
图17为本申请隔离型功率变换器的电流采样装置的具体电路实施例三示意图，如图所示，本实施例的隔离型功率变换器仍采用图15所示的半桥LLC串联谐振变换器，因此相同部分的电路元件此处将不再赘述。
在本实施例中，第一采样电路11被实施为图9所示电流互感器T2，补偿电压产生电路123被实施为图14所示的辅助绕组N4，第二采样电路14则仍然被实施为采样电阻R。如图所示，电流互感器T2串联在电容C1与变压器T1之间，补偿电感Lm1的一端连接到两个二极管组成的整流桥的桥臂中点，补偿电感Lm1的另一端与绕组N4的一端相连，绕组N4的另一端与下桥臂二极管的阳极相连，采样电阻R与二极管桥臂并联。
在本实施例中，变压器T1的原副边匝数比为N1∶N2∶N3∶N4＝n∶1∶1∶1，互感器T2的匝比为1∶m，设计时使得m×n＞10。由此可得电流互感器T2的副边电流也即第一采样电流I1可满足关系式(9)。类似地，由于采样电阻R上的电压可以忽略，因此，补偿电感Lm1的感值也可表达为上述关系式(13)。
同样，在实际应用中，考虑到励磁电感Lm的工艺误差、补偿电感Lm1的漏感以及来自电路其他器件的影响等等，可以设置不同区间的补偿电感Lm1。例如，如果要保证采样精度在5％以内，则补偿电感Lm1的感值可以设置在100％×m×Lm/n至110％×m×Lm/n之间；如果要保证采样精度在10％至5％之间，则补偿电感Lm1的感值可以设置在90％×m×Lm/n至100％×m×Lm/n之间，或者110％×m×Lm/n至115％×m×Lm/n之间；如果要保证采样精度在20％至10％之间，则补偿电感Lm1的感值可以设置在80％×m×Lm/n至90％×m×Lm/n之间，或者115％×m×Lm/n至120％×m×Lm/n之间。
在本实施例中，变压器T1的副边输出电流平均值i2_avg和流经采样电阻R的第二采样电流I2平均值I2_avg之间同样可满足以上关系式(17)。
如此一来，通过采样流经采样电阻R的电流，便可以得到变压器T1副边输出电流i2的大小。由于在设计时使得m×n＞10，因此，在采样电阻相同的情况下，本实施例电流采样装置中的采样电阻损耗也要远小于图1中的采样电阻损耗。
对于以上所例举的实施例中，第二采样电流I2平均值I2_avg的公式中包含有数字2的，例如公式16；此采样电路中的第二整流电路为半桥整流电路，如图14、图16和图17所示。
本申请的实施例还提供一种隔离型功率变换器的电流采样方法，如图20所示，在一个实施例中，本申请的电流采样方法包括以下步骤S201-S204。
S201、提供一隔离型功率变换器，该隔离型功率变换器包括至少一隔离变压器；
S202、采样该隔离变压器原边的总电流获得该隔离变压器原边一采样总电流；
S203、将该采样总电流分流成与隔离变压器原边励磁电流成比例的一励磁采样电流和与该隔离变压器副边电流成比例的一采样电流；以及
S204、利用该采样电流与该隔离变压器副边电流成比例获得该隔离变压器副边电流的采样。
由上述技术方案可知，本申请实施例提供的电流采样方法和采样装置及其应用的隔离型功率变换器，通过设置采样系数来对功率变换器的变压器原边传输电流或者副边负载电流进行采样，能够实现较小的采样损耗。
虽然已参照几个典型实施例描述了本申请，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施而不脱离申请的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (18)

1.一种隔离型功率变换器的电流采样装置，所述隔离型功率变换器包括方波发生器、原边滤波电路和隔离变压器；其中，所述原边滤波电路耦接于隔离变压器原边与方波发生器之间，该电流采样装置包括：
第一采样电路，耦接于所述隔离变压器原边，且采样所述隔离变压器原边的总电流并输出第一采样电流；
分流电路，接收所述第一采样电流；所述分流电路包括第一分流支路和第二分流支路；所述第一采样电流经所述第一分流支路和第二分流支路分别被转换为励磁采样电流和待采样电流；所述励磁采样电流与流经所述隔离变压器原边励磁电感的励磁电流成比例，所述待采样电流与所述隔离变压器原边传输到副边的传输电流成比例。
2.如权利要求1所述的电流采样装置，其中，所述励磁采样电流与所述变压器原边励磁电流的比值等于所述待采样电流与所述变压器原边传输到副边的传输电流的比值。
3.如权利要求1所述的电流采样装置，其中，所述第一分流支路包括一补偿电感，所述补偿电感两端施加有一补偿电压，所述补偿电压与所述励磁电感两端的电压频率相等。
4.如权利要求3所述的电流采样装置，其中，所述补偿电感的两端分别连接至一全桥整流电路的两个桥臂中点，所述全桥整流电路的输出接有一直流电压源。
5.如权利要求4所述的电流采样装置，其中，所述隔离型功率变换器还包括一第一整流电路，所述第一整流电路与所述变压器的副边耦接，并输出所述直流电压源。
6.如权利要求4所述的电流采样装置，其中，还包括一第二采样电路，耦接于所述全桥整流电路的输出端，用于采样所述全桥整流电路的输出电流并输出第二采样电流，所述第二采样电流与所述变压器的副边输出电流的电流值满足以下关系式：
I2＝K1*i2/n，
其中I2、i2分别为所述第二采样电流与所述变压器的副边输出电流的电流值，K1为所述第一采样电流与所述隔离变压器原边的总电流的电流值之比，n为所述变压器的匝数比。
7.如权利要求3所述的电流采样装置，其中，所述变压器原边耦合有一辅助绕组，所述辅助绕组产生所述补偿电压。
8.如权利要求7所述的电流采样装置，其中，所述电流采样装置还包括一第二整流电路，所述第二整流电路对所述待采样电流整流。
9.如权利要求8所述的电流采样装置，其中，还包括一第三采样电路，用于采样所述第二整流电路的输出电流并输出第三采样电流，所述第三采样电流与所述变压器的副边输出电流的电流值满足以下关系式：
I3＝K1×i2/n，
其中I3、i2分别为所述第三采样电流与所述变压器的副边输出电流的电流值，K1为所述第一采样电流与所述隔离变压器原边的总电流的电流值之比，n为所述变压器的匝数比。
10.如权利要求6或9所述的电流采样装置，其中，所述全桥整流电路的输出电流或所述第二整流电路的输出电流小于所述变压器副边的传输电流的十分之一。
11.如权利要求3所述的电流采样装置，其中，所述补偿电感的取值Lm1在80％×(VLm1×Lm)/(K1×VLm)至120％×(VLm1×Lm)/(K1×VLm)之间，其中VLm1为所述补偿电压的幅值，Lm为所述励磁电感的感值，K1为所述第一采样电流与所述隔离变压器原边的总电流的电流值之比，VLm为所述励磁电感两端的电压幅值。
12.如权利要求1所述的电流采样装置，其中，所述变压器的副边电流大于所述变压器的原边电流。
13.如权利要求1所述的电流采样装置，其中，所述第一采样电路包括电流互感器，所述电流互感器的匝数比1:m满足以下关系式：
1/m＝K1，
其中，m为大于0的自然数，K1为所述第一采样电流与所述隔离变压器原边的总电流的电流值之比。
14.如权利要求1所述的电流采样装置，其中，所述原边滤波电路中包含至少一滤波电容。
15.如权利要求14所述的电流采样装置，其中，所述第一采样电路包括一采样电容；所述采样电容的一端与所述滤波电容的一端连接，所述采样电容的另一端为所述第一采样电路的输出端；并且所述采样电容和所述滤波电容的电容值满足以下关系式：
C2＝K1×C1，
其中，C1、C2分别为所述滤波电容和所述采样电容的电容值，K1为所述第一采样电流与所述隔离变压器原边的总电流的电流值之比。
16.一种隔离型功率变换器的电流采样方法，包括：
提供一隔离型功率变换器，该隔离型功率变换器包括至少一隔离变压器；
采样该隔离变压器原边的总电流获得该隔离变压器原边一采样总电流；
将该采样总电流分流成与隔离变压器原边励磁电流成比例的一励磁采样电流和与该隔离变压器副边电流成比例的一采样电流；以及
利用该采样电流与该隔离变压器副边电流成比例获得该隔离变压器副边电流的采样。
17.如权利要求16所述的电流采样方法，其中，该隔离变压器副边的电流大于该隔离变压器原边的总电流。
18.一种功率变换器，包括如权利要求1-15任一项所述的电流采样装置。
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