CN112803780B - 一种变换器及电源适配器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种变换器和电源适配器，用于降低电源适配器的能量损耗。该变换器包括：直流电源、主功率管、辅助功率管、第一电容、变压器和控制电路，第一电容与变压器串联形成串联电路，串联电路并联在辅助功率管的第一端和第二端，主功率管的第一端与辅助功率管的第二端连接，主功率管的第二端与直流电源的正极或负极中的一极连接，辅助功率管的第一端与直流电源的另一极连接，负极接地；控制电路用于：在变压器中的励磁电流处于连续状态时，将目标电压调整到预设电压阈值，并在第一死区时间结束时控制主功率管导通，其中，目标电压为主功率管的第一端与地的电压。

Description

一种变换器及电源适配器
技术领域
本申请涉及电源技术领域，具体涉及一种变换器及电源适配器。
背景技术
随着消费电子产品的发展，各种类型的电子产品层出不穷，这些电子产品在充电时通常需要与电源适配器配合才能完成充电。随着消费者对电源适配器在体积以及充电速度等方面需求的提高，电源适配器小型化和能够快速度充电成为必然趋势，这样就需要提高电源适配器的功率密度，功率密度即单位体积内能输出功率的大小。
若功率密度提升，电流或电压增大，都会导致更多的能量用于产生热量，而功率密度在单位体积内的自然散热能力有限，为了满足散热的要求，如何减小功率密度的能量损耗成了亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种变换器及电源适配器，用于降低电源适配器的能量损耗。
本申请第一方面提供一种变换器，包括：直流电源、主功率管、辅助功率管、第一电容、变压器和控制电路，第一电容与变压器串联形成串联电路，串联电路并联在辅助功率管的第一端和第二端，主功率管的第一端与辅助功率管的第二端连接，主功率管的第二端与直流电源的正极或负极中的一极连接，辅助功率管的第一端与直流电源的另一极连接，负极接地；控制电路用于：在变压器中的励磁电流处于连续状态时，将目标电压调整到预设电压阈值，并在第一死区时间结束时控制主功率管导通，其中，第一死区时间为辅助功率管关断后，且主功率管还未导通的时间，目标电压为主功率管的第一端与地的电压。
上述第一方面中，变换器应用于电源适配器中，也可以应用于车载电源中，或者其他涉及到直流转直流交换控制的产品中。直流电源用于为变换器中的其他电子元器件提供直流电压，主功率管和辅助功率管都是开关管，如：可以是金属—氧化物—半导体管(metaloxide semiconductor，MOS)场效应晶体管，辅助功率管的第一端和主功率管的第一端都可以是源(source，S)极，也可以是漏(drain，D)极，若第一端是源极，则第二端为漏极，若第一端是漏极，则第二端为源极。直流电源有正极和负极，正极类似于电源的正极，负极类似于电源的负极。若一极为正极，则另一极为负极，若一极为负极，则另一极为正极。该变换器中，可以是主功率管的源极与负极连接，也可以是辅助功率管的源极与负极连接。第一电容的作用是在辅助功率管关断之后与变压器中的电感，以及与主功率管和辅助功率管的寄生电容进行谐振。
本申请中，在变换器工作过程中，主功率管和辅助功率管不同时导通，但可以同时都不导通，主功率管和辅助功率管都关断或都不导通的时间称为“死区时间”，在辅助功率管关断后，且主功率管还未导通的死区时间在本申请中称为“第一死区时间”或“第二死区时间”。主功率管的第一端与地的电压在本申请中称为“目标电压”，该目标电压是随时间变化的。目标电压的工作波形指的是随变换器的工作时序变化的电压形成的波形，变换器的工作时序指的是变换器开始工作后的时间顺序。目标电压会随着变换器的工作时间连续变化，会形成波形。
本申请中，励磁电流连续指的是在目标死区时间时，励磁电流没有间断。
本申请中，预设电压阈值可以是根据多次实验结果得到的一经验值，该预设电压阈值可以为0，也可以是接近0的数值，也可以是其他数值，该预设电压阈值的取值与具体变换器的电路结构有关。在本申请中，在一种可能的电路结构中，该预设电压阈值是一个较小的值，可能时目标电压的波形中的波谷的值，也可以是靠近波谷的值。在另一种可能的电路结构中，该预设电压阈值也可以是直流电源输出的直流电压，或者是接近该直流电压的一个值。
本申请中，无论预设电压阈值是0，还是直流电源输出的直流电压，本申请的目的都是要使主功率管两端的电压为0或者接近0，并在接近0或为0时导通。
本申请中，因为主功率管的导通电压与该主功率管的能量损耗成正比，所以，在目标电压处于预设电压阈值时，导通该主功率管，使该主功率管工作，因为预设电压阈值等于0或者该预设电压阈值非常小，主功率管在0电压下导通，或者非常小的电压下导通，能量损耗是最低的，由此可见，该第一方面提供的变换器，可以降低主功率管的能量损耗，从而也就降低了变换器和电源适配器的能量损耗。
在上述第一方面的一种可能的实现方式中，所述控制电路还用于：在一个开关周期内，若变压器中的励磁电流连续，则在第二死区时间结束时检测目标电压，并根据目标电压调整辅助功率管的导通时长，一个开关周期至少包括主功率管导通一次和辅助功率管导通一次，第二死区时间为第一死区时间之前的一个辅助功率管关断后，且主功率管还未导通的时间。
该种可能的实现方式中，第二死区时间可以是第一死区之前的任何一个辅助功率管关断后，且主功率管还未导通的时间。本申请中“第二死区时间结束时”指的是第二死区时间即将结束的时刻，如：第二死区时间的最后一微秒、最后一纳秒，具体时间点本申请中不做限定，只要能保证在第二死区时间结束时可以检测到最新的目标电压即可。本申请中，励磁电流连续指的是一个开关周期中励磁电流没有间断。检测目标电压的方式可以有多种，可以是控制电路直接连接在主功率管的第一端和接地，测量该目标电压，也可以通过间接的方式来检测目标电压，如通过变压器也可以检测目标电压。该种可能的实现方式，通过调整辅助开关管的导通时间可以使目标电压尽快的达到预设电压阈值，提高了目标电压调整的效率。
在上述第一方面的一种可能的实现方式中，控制电路还用于：确定目标电压与预设电压阈值之间的比较结果，并根据比较结果调整辅助功率管的导通时长。
该种可能的实现方式中，在变换器中，当主功率管的源极与负极连接时，以及辅助功率管的源极与负极连接时，该预设电压阈值是不同的。目标电压与预设电压阈值之间的比较结果可以是目标电压大于预设电压阈值，也可以是目标电压小于预设电压阈值，调整辅助功率管的导通时长可以是增加该辅助功率管的导通时长，也可以是减小该辅助功率管的导通时长。该种可能的实现方式中，通过调整辅助功率管的导通时长，可以改变变压器中负方向的励磁电流的大小，该励磁电流会影响该主功率管的目标电压，这样，就可以使主功率管在更低的电压下导通，进一步减少了主功率管的能量损耗。
在上述第一方面的一种可能的实现方式中，主功率管的第二端与负极连接，辅助功率管的第一端与正极连接；控制电路具体用于：当比较结果指示目标电压大于预设电压阈值时，在辅助功率管上一次导通时长的基础上调长下一次辅助功率管的导通时长，当比较结果指示目标电压小于预设电压阈值时，在辅助功率管上一次导通时长的基础上调短下一次辅助功率管的导通时长。
该种可能的实现方式中，第二端为源极，第一端为漏极，主功率管的漏极与辅助功率管的源极连接，主功率管的源极与负极连接，辅助功率管的漏极与正极连接。该种连接结构中，预设电压阈值通常为0，若预设电压阈值用Vth表示，目标电压用Vdssw表示，则比较结果可以为Vdssw＞Vth，或者，Vdssw＜Vth。若Vdssw＞Vth，则表示需要继续降低该目标电压，那么需要增加辅助功率管的导通时间，进一步增大变压器负方向的励磁电流，这样目标电压就会随之降低。反之，若Vdssw＜Vth，则表示需要提高目标电压，也就是需要减小变压器负方向的励磁电流，通过缩短辅助功率管的导通时间可以达到这个目的。无论比较结果是哪种，通过相应的调节，都可以使目标电压尽量接近预设电压阈值，从而使得目标电压尽早达到预设电压阈值，这样，就可以使主功率管在更低的电压下导通，进一步减少了主功率管的能量损耗。
在上述第一方面的一种可能的实现方式中，主功率管的第二端与正极连接，辅助功率管的第一端与负极连接；控制电路具体用于：当比较结果指示目标电压大于预设电压阈值时，在辅助功率管上一次导通时长的基础上调短下一次辅助功率管的导通时长，当比较结果指示目标电压小于预设电压阈值时，在辅助功率管上一次导通时长的基础上调长下一次辅助功率管的导通时长。
该种可能的实现方式中，第二端为漏极，第一端为源极，主功率管的源极与辅助功率管的漏极连接，辅助功率管的源极与负极连接，主功率管的漏极与正极连接。该种连接结构中，预设电压阈值通常为直流电源两端的电压Vin，若预设电压阈值用Vth表示，目标电压用Vdssw表示，则比较结果可以为Vdssw＞Vth，或者，Vdssw＜Vth。若Vdssw＜Vth，表示该目标电压需要增大，那么需要增大负向的励磁电流，这样目标电压才会随之增加，增加辅助功率管的导通时间才能增大励磁电流，所以，Vdssw＜Vth时，需要增加辅助功率管的导通时长。反之，Vdssw＞Vth，表示目标电压需要减小，那么需要减小负向的励磁电流，这样目标电压才会随之减小，缩短辅助功率管的导通时长才能降低励磁电流的大小，所以Vdssw＞Vth时，需要缩短辅助功率管的导通时长。无论比较结果是哪种，通过相应的调节，都可以使目标电压尽量接近预设电压阈值，这样，就可以使主功率管在更低的电压下导通，进一步减少了主功率管的能量损耗。
在上述第一方面的一种可能的实现方式中，控制电路包括检测电路、功率管控制电路、第一驱动电路和第二驱动电路，功率管控制电路与检测电路、第一驱动电路和第二驱动电路分别连接，第一驱动电路与主功率管连接，第二驱动电路与辅助功率管连接；检测电路用于检测目标电压；功率管控制电路用于根据检测电路的检测结果，发送针对第一驱动电路或第二驱动电路的驱动信号；第一驱动电路用于根据驱动信号驱动主功率管导通或关断；第二驱动电路用于根据驱动信号驱动辅助功率管导通或关断。
该种可能的实现方式中，控制电路可以包括多个电路，其中，检测电路用于检测主功率管的第一端和第二端之间的目标电压，功率管控制电路可以根据检测电路的检测结果生成驱动信号，第一驱动电路可以根据驱动信号驱动主功率管，第二驱动电路可以根据驱动信号驱动辅助功率管。
在上述第一方面的一种可能的实现方式中，变换器还包括第二电容，第二电容的两端分别与直流电源的正极和负极连接。
在上述第一方面的一种可能的实现方式中，变压器包括原边绕组和副边绕组，原边绕组的同名端与第一电容连接，副边绕组的同名端接地。
该种可能的实现方式中所描述的电路结构可以应用于非对称半桥反激拓扑中。
在上述第一方面的一种可能的实现方式中变压器包括原边绕组、副边绕组，原边绕组的同名端与第一电容连接，副边绕组的同名端与副边的同步整流管连接。
该种可能的实现方式中所描述的电路结构可以应用于非对称半桥正激拓扑中。
本申请第二方面提供一种电源适配器，包括如上述第一方面或第一方面任一可能的实现方式所描述的变换器、交直流转换电路以及滤波电路，滤波电路分别与交直流转换电路和变换器连接；交直流转换电路用于将电网中的交流电转换为直流电；变换器用于为负载提供直流电压；滤波电路用于过滤交直流转换电路和变换器中的噪声。
本申请中，电源适配器可以是如：手机、笔记本电脑、平板电脑、电子穿戴设备、车载设备以及电子家居设备等各种终端设备的电源适配器，该电源适配器的结构和外观可以不同，但都会使用本申请上述第一方面或第一方面任一可能的实现方式所描述的变换器，或者使用本申请上述第二方面或第二方面任一可能的实现方式所描述的变换器。
本申请中，上述第一方面或第一方面任一可能的实现方式所提供的变换器，除了应用在电源适配器上之外，还可以应用在其他产品上，如：车载电源、基站电源或者其他或者其他涉及到直流转直流交换控制的产品中。
附图说明
图1是电源适配器的一应用场景示意图；
图2是电源适配器的另一应用场景示意图；
图3是本申请实施例提供的电源适配器的一结构示意图；
图4是本申请实施例提供的变换器的一结构示意图；
图5是本申请实施例提供的变换器工作时的一时序图；
图6是本申请实施例提供的变换器的一电路图；
图7是本申请实施例提供的辅助功率管导通时长的一调整过程示意图；
图8是本申请实施例提供的变换器工作时的另一时序图；
图9是本申请实施例提供的变换器工作时的另一时序图；
图10是本申请实施例提供的变换器的另一电路图；
图11是本申请实施例提供的辅助功率管导通时长的另一调整过程示意图；
图12是本申请实施例提供的变换器的另一结构示意图；
图13是本申请实施例提供的变换器的另一电路图；
图14是本申请实施例提供的变换器的另一电路图。
具体实施方式
下面结合附图，对本申请的实施例进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员可知，随着技术发展和新场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本申请实施例提供一种变换器及电源适配器，用于降低电源适配器的能量损耗。以下分别进行详细说明。
随着技术的发展，各种类型的电子产品层出不穷，渗透到人们生活的方方面面，这些电子产品在使用时要么需要连接市电，要么需要预先充电，因为很多电子产品的电压与市电不匹配，所以这些终端设备需要通过电源适配器才能连接市电充电。
如图1所示，电源适配器的一端连接电网，另一端连接负载，该电网通常为居民使用的市电的供电网络，负载可以为各类型的终端设备。如：手机、平板电脑、笔记本电脑、电子穿戴设备、电子眼镜、电动牙刷、吸尘器和电动自行车等。
电源适配器为负载充电的场景可以参阅如图2所示的手机充电场景进行理解。如图2所示，电源适配器的一端通过插座接入电网，该电源适配器的另一端接入手机，就可以接通从电网到手机的充电回路，从而实现手机充电的过程。
图2所示的电源适配器只是一种可能的形态，实际上电源适配器的种类可以中多种，不同类型的终端设备的电源适配器可以不相同，相同类型的终端设备的电源适配器也可以不相同，此处本申请中不做限定。
下面对电源适配器的内部结构进行介绍，图3为一种可能的电源适配器的结构示意图。如图3所示，该电源适配器包括交直流转换电路101、变换器102和滤波电路103。滤波电路103分别与变换器102和交直流转换电路101连接；其中，交直流转换电路101用于将电网中的交流电转换为直流电，变换器102用于为负载提供直流电压；滤波电路103用于过滤交直流转换电路101和变换器102中的噪声。
关于交直流转换电路和滤波电路本申请中不做过多介绍，下面结合图4进行本申请实施例提供的变换器。
图4为本申请实施例提供的变换器的一结构示意图。如图4所示，该变换器包括直流电源1021、主功率管1022、辅助功率管1023、第一电容1024、变压器1025和控制电路1026。其中，第一电容1024与变压器1025串联形成串联电路，串联电路并联在辅助功率管1023的第一端10231和第二端10232，主功率管1022的第一端10221与辅助功率管1023的第二端10232连接，主功率管的第二端10222与直流电源1021的正极或负极中的一极连接，辅助功率管1023的第一端10231与直流电源1021的另一极连接，直流电源1021的负极接地。
控制电路1026用于：在变压器中的励磁电流处于连续状态时，将目标电压调整到预设电压阈值，并在第一死区时间结束时控制主功率管导通，其中，第一死区时间为辅助功率管关断后，且主功率管还未导通的时间，目标电压为主功率管的第一端与地的电压。
其中，直流电源用于为变换器中的其他电子元器件提供直流电压，主功率管和辅助功率管都是开关管，如可以是金属—氧化物—半导体管(metal oxide semiconductor，MOS)场效应晶体管，第一电容可以避免主功率管导通时，直流电源、主功率管、第一电容和变压器构成的通路短路。辅助功率管的第一端和主功率管的第一端都可以是源(source，S)极，也可以是漏(drain，D)极，若第一端是源极，则第二端为漏极，若第一端是漏极，则第二端为源极。直流电源有正极和负极，正极类似于电源的正极，负极类似于电源的负极。若一极为正极，则另一极为负极，若一极为负极，则另一极为正极。该变换器中，可以是主功率管的源极与负极连接，也可以是辅助功率管的源极与负极连接。第一电容的作用是在辅助功率管关断之后与变压器中的电感，以及与主功率管和辅助功率管的寄生电容进行谐振。
本申请中，在变换器工作过程中，主功率管和辅助功率管不同时导通，但可以同时都不导通，主功率管和辅助功率管都关断或都不导通的时间称为“死区时间”，在辅助功率管关断后，且主功率管还未导通的死区时间在本申请中称为“第一死区时间”或“第二死区时间”。主功率管的第一端与地的电压在本申请中称为“目标电压”，该目标电压是随时间变化的。目标电压的工作波形指的是随变换器的工作时序变化的电压形成的波形，变换器的工作时序指的是变换器开始工作后的时间顺序。目标电压会随着变换器的工作时间连续变化，会形成波形。
本申请中，励磁电流连续指的是在目标死区时间时，励磁电流没有间断。
本申请中，预设电压阈值可以是根据多次实验结果得到的一经验值，该预设电压阈值可以为0，也可以是接近0的数值，也可以是其他数值，该预设电压阈值的取值与具体变换器的电路结构有关。在本申请中，在一种可能的电路结构中，该预设电压阈值是一个较小的值，可能时目标电压的波形中的波谷的值，也可以是靠近波谷的值。在另一种可能的电路结构中，该预设电压阈值也可以是直流电源输出的直流电压，或者是接近该直流电压的一个值。
关于变换器的工作时序以及目标电压的工作波形可以参阅图5所示的时序图进行理解。如图5所示，在工作时序上，主功率管和辅助功率管在不同的时间段处于导通或关断状态，主功率管和辅助功率管导通或关断会影响目标电压和变压器的励磁电流，目标电压的波形和励磁电流的波形也会随之变化。图5中，本申请中，主功率导通一次，辅助功率管导通一次的时间为一个周期，连续波形可以有多个周期。本申请中，图中tD1和tD2标记的都是死区时间，死区时间指的是主功率管和辅助功率管都不导通的时间，不同的是tD1表示的是主功率管关断后到辅助功率管开启前的死区时间，tD2表示的是辅助功率管关断后到主功率管开启前的死区时间。本申请中的第一死区时间和第二死区时间指的都是tD2所表示的死区时间。
本申请中，无论预设电压阈值是0，还是直流电源输出的直流电压，本申请的目的都是要使主功率管两端的电压为0或者接近0，并在接近0或为0时导通。
本申请中，因为主功率管的导通电压与该主功率管的能量损耗成正比，所以，在目标电压处于预设电压阈值时，导通该主功率管，使该主功率管工作，因为预设电压阈值等于0或者该预设电压阈值非常小，主功率管在0电压下导通，或者非常小的电压下导通，能量损耗是最低的，由此可见，该第一方面提供的变换器，可以降低主功率管的能量损耗，从而也就降低了变换器和电源适配器的能量损耗。
上述图4中的控制电路还用于：在一个开关周期内，若变压器中的励磁电流连续，则在第二死区时间结束时检测目标电压，并根据目标电压调整辅助功率管的导通时长，一个开关周期至少包括主功率管导通一次和辅助功率管导通一次，第二死区时间为第一死区时间之前的一个辅助功率管关断后，且主功率管还未导通的时间。
本申请中，第二死区时间可以是第一死区之前的任何一个辅助功率管关断后，且主功率管还未导通的时间。本申请中“第二死区时间结束时”指的是第二死区时间即将结束的时刻，如：第二死区时间的最后一微秒、最后一纳秒，具体时间点本申请中不做限定，只要能保证在第二死区时间结束时可以检测到最新的目标电压即可。励磁电流连续指的是一个开关周期中励磁电流没有间断。检测目标电压的方式可以有多种，可以是控制电路直接连接在主功率管的第一端和接地，测量该目标电压，也可以通过间接的方式来检测目标电压，如通过变压器也可以检测目标电压。该种可能的实现方式，通过调整辅助开关管的导通时间可以使目标电压尽快的达到预设电压阈值，提高了目标电压调整的效率。
以上所描述的内容中，控制电路可以控制主功率管的导通或关闭，本申请中，控制电路还可以控制辅助功率管的导通或关闭。控制电路可以确定目标电压与预设电压阈值之间的比较结果，并根据比较结果调整辅助功率管的导通时长。在变换器中，当主功率管的源极与负极连接时，以及辅助功率管的源极与负极连接时，该预设电压阈值是不同的。目标电压与预设电压阈值之间的比较结果可以是目标电压大于预设电压阈值，也可以是目标电压小于预设电压阈值，调整辅助功率管的导通时长可以是增加该辅助功率管的导通时长，也可以是减小该辅助功率管的导通时长。该种可能的实现方式中，通过调整辅助功率管的导通时长，可以改变变压器中负方向的励磁电流的大小，该励磁电流会影响该主功率管的目标电压，这样，就可以使主功率管在更低的电压下导通，进一步减少了主功率管的能量损耗。
因为主功率管和辅助功率管与直流电源的连接关系可以有两种，控制电路在调整辅助功率管的导通时长时针对不同的连接关系是不相同的，下面结合电路图分别针对这两种不同的连接关系，以及不同连接关系下控制电路的执行过程进行介绍。
1：主功率管和辅助功率管的第一端为漏极，第二端为源极。主功率管的漏极与辅助功率管的源极连接，主功率管的源极与负极连接，辅助功率管的漏极与正极连接。
该种连接关系的电路图可以参阅图6进行理解。如图6所示，Q1为主功率管，Q2为辅助功率管，C1为第一电容，Vin为直流电源输出的电压。“+”为正极，“-”为负极，Vdssw为目标电压。该图6中虽然未示意出，实际上，控制电路可以连接主功率管的源极和栅极，进而控制主功率管的导通或关闭。图6中还示出了变压器和整流电路，整流电路连接在变压器的副边，该整流电路用于对变压器输出的电流进行整流。
在图6中，变压器与第一电容C1形成的串联电路并联到辅助功率管Q2的源极和漏极，辅助功率管Q2的漏极连接到正极，主功率管Q1的源极连接到负极，主功率管Q1的漏极与辅助功率管Q2的源极连接，变压器包括原边绕组和副边绕组，原边绕组的同名端与第一电容C1连接，副边绕组的同名端接地。
在图6所示的连接关系式，控制电路确定目标电压与预设电压阈值的比较结果，当比较结果指示目标电压大于预设电压阈值时，在辅助功率管上一次导通时长的基础上调长下一次辅助功率管的导通时长，当比较结果指示目标电压小于预设电压阈值时，在辅助功率管上一次导通时长的基础上调短下一次辅助功率管的导通时长。
若预设电压阈值用Vth表示，则比较结果可以为Vdssw＞Vth，或者，Vdssw＜Vth。该种连接结构中，预设电压阈值通常为0。该过程可以参阅图7进行理解，如图7所示，该过程可以包括如下步骤：
201、控制电路检测目标电压。
在励磁电流处于连续状态的目标死区时间，控制电路检测目标电压Vdssw。
202、控制电路判断Vdssw＞Vth是否成立。
控制电路中可以通过比较器实现本申请中电压大小关系的比较。
203、若Vdssw＞Vth成立，则控制电路控制下一次辅助功率管Q2导通时长为在上次一次辅助功率管Q2导通时长T_Q2的基础上加t0。
即：若Vdssw＞Vth，则T_Q2＝T_Q2+t0。
若Vdssw＞Vth，则表示需要继续降低该目标电压，那么需要增加辅助功率管的导通时间，进一步增大变压器负方向的励磁电流，这样目标电压就会随之降低。
关于增加t0，会导致励磁电流和目标电压的变化情况，可以参阅图8进行理解。
如图8所示的为增加t0时变换器的几个参数的时序图。从图8中标记出的402在增加t0后，标记的401和403的对比可以看出，当增加t0后，励磁电流iLm负方向增大，目标电压Vdssw也减少了更多，更接近或等于预设电压阈值Vth。
204，若Vdssw＞Vth不成立，则控制电路控制下一次辅助功率管Q2导通时长为在上次一次辅助功率管Q2导通时长T_Q2的基础上减t0。
即：若Vdssw＜Vth，则T_Q2＝T_Q2－t0。
若Vdssw＜Vth，则表示需要提高目标电压，也就是需要减小变压器负方向的励磁电流，通过缩短辅助功率管的导通时间可以达到这个目的。
关于减小t0会导致励磁电流和目标电压的变化情况，可以参阅图9进行理解。
如图9所示的为减小t0时变换器的几个参数的时序图。从图9中标记出的502在减小t0后，标记的501和503的对比可以看出，当减小t0后，励磁电流iLm负方向增大的幅度降低，目标电压Vdssw减小的幅度也降低，使得目标电压更接近或等于预设电压阈值Vth。
图8和图9中的目标死区时间在本申请中指的是第一死区时间。
这样，无论比较结果是哪种，通过相应的调节，都可以使目标电压尽量接近预设电压阈值，从而使得目标电压尽早达到谷值电压，就可以使主功率管在更低的电压下导通，进一步减少了主功率管的能量损耗。
2：主功率管和辅助功率管的第一端为源极，第二端为漏极。主功率管的源极与辅助功率管的漏极连接，辅助功率管的源极与直流电源的负极连接，主功率管的漏极与直流电源的正极连接。
该种连接关系的电路图可以参阅图10进行理解。如图10所示，Q1为主功率管，Q2为辅助功率管，C1为第一电容，Vin为直流电源输出的电压。“+”为正极，“-”为负极，Vdssw为目标电压。该图10中虽然未示意出，实际上，控制电路可以连接主功率管的源极和栅极，进而控制主功率管的导通或关闭。图10中还示出了变压器和整流电路，整流电路连接在变压器的副边，该整流电路用于对变压器输出的电流进行整流。
在图10中，变压器与第一电容C1形成的串联电路并联到辅助功率管Q2的源极和漏极，辅助功率管Q2的源极连接到正极，主功率管Q1的漏极连接到负极，主功率管Q1的源极与辅助功率管Q2的漏极连接，变压器包括原边绕组和副边绕组，原边绕组的同名端与第一电容C1连接，副边绕组的同名端接地。
在图10所示的连接关系式，控制电路确定目标电压与预设电压阈值的比较结果，当比较结果指示目标电压大于预设电压阈值时，在辅助功率管上一次导通时长的基础上调短下一次辅助功率管的导通时长，当比较结果指示目标电压小于预设电压阈值时，在辅助功率管上一次导通时长的基础上调长下一次辅助功率管的导通时长。
若预设电压阈值用Vth表示，则比较结果可以为Vdssw＞Vth，或者，Vdssw＜Vth。该种连接结构中，预设电压阈值通常为直流电源两端的电压Vin。该过程可以参阅图11进行理解，如图11所示，该过程可以包括如下步骤：
301、控制电路检测目标电压。
302、判断Vdssw＜Vth是否成立。
控制电路中可以通过比较器实现本申请中电压大小关系的比较。
303、若Vdssw＜Vth成立，则控制电路控制下一次辅助功率管Q2导通时长为在上次一次辅助功率管Q2导通时长T_Q2的基础上加t0。
即：若Vdssw＜Vth，则T_Q2＝T_Q2+t0。
若Vdssw＜Vth，表示该目标电压需要增大，那么需要增大负向的励磁电流，这样目标电压才会随之增加，增加辅助功率管的导通时间才能增大励磁电流，所以，Vdssw＜Vth时，需要增加辅助功率管的导通时长。
304，若Vdssw＜Vth不成立，则控制电路控制下一次辅助功率管Q2导通时长为在上次一次辅助功率管Q2导通时长T_Q2的基础上减t0。
即：若Vdssw＞Vth，则T_Q2＝T_Q2－t0。
若Vdssw＞Vth，表示目标电压需要减小，那么需要减小负向的励磁电流，这样目标电压才会随之减小，缩短辅助功率管的导通时长才能降低励磁电流的大小，所以Vdssw＞Vth时，需要缩短辅助功率管的导通时长。
这样，无论比较结果是哪种，通过相应的调节，都可以使目标电压尽量接近预设电压阈值，从而使得目标电压尽早达到谷值电压，这样，就可以使主功率管在更低的电压下导通，进一步减少了主功率管的能量损耗。
上述图7和图11的过程，控制电路可以通过自适应策略反复执行，也就是控制点电路通过自适应策略反复调整辅助功率管的导通时长，使得Vdssw不断靠近Vth，最终调整到Vdssw＝Vth。
本申请中，如图12所示，控制电路包括检测电路10261、功率管控制电路10262、第一驱动电路10263和第二驱动电路10264，功率管控制电路10262与检测电路10261、第一驱动电路10263和第二驱动电路10264分别连接，第一驱动电路10263与主功率管1022连接，第二驱动电路10264与辅助功率管1023连接；检测电路10261用于检测目标电压；功率管控制电路10262用于根据检测电路的检测结果，发送针对第一驱动电路或第二驱动电路的驱动信号；第一驱动电路10263用于根据驱动信号驱动主功率管1022导通或关断；第二驱动电路10264用于根据驱动信号驱动辅助功率管1023导通或关断。
上述图6和图10所示的电路图中还可以包括第二电容，第二电容的两端分别与直流电源的正极和负极连接。
上述图6和图10所示的电路可以应用于非对称半桥反激拓扑中。
本申请所提供的上述方案的变换器，不限于使用图6或图10所示的非对称半桥反激拓扑，还可以应用于图13和图14所示的非对称半桥正激拓扑中。
在图13中，除了明确标记了第二电容C2外，与图6的差异还在于变压器包括原边绕组和副边绕组，原边绕组的同名端与第一电容C1连接，副边绕组的同名端与整流电路中的同步整流管SR连接。其他部分都可以参阅图6的内容进行理解。
在图14中，除了明确标记了第二电容C2外，与图10的差异还在于变压器包括原边绕组和副边绕组，原边绕组的同名端与第一电容C1连接，副边绕组的同名端与副边的同步整流管连接。
本申请中，上述实施例所提供的变换器除了应用在电源适配器上之外，还可以应用在其他产品上，如：车载电源、基站电源或者其他或者其他涉及到直流转直流交换控制的产品中。
以上，仅为本申请实施例的具体实施方式，但本申请实施例的保护范围并不局限于此。

Claims (8)

1.一种变换器，包括：直流电源、主功率管、辅助功率管、第一电容、变压器和控制电路，其特征在于，
所述第一电容与所述变压器串联形成串联电路，所述串联电路并联在所述辅助功率管的第一端和第二端，所述主功率管的第一端与所述辅助功率管的第二端连接，所述主功率管的第二端与所述直流电源的正极或负极中的一极连接，所述辅助功率管的第一端与所述直流电源的另一极连接，所述负极接地；
所述控制电路包括检测电路、功率管控制电路、第一驱动电路和第二驱动电路，所述功率管控制电路与所述检测电路、所述第一驱动电路和所述第二驱动电路分别连接，所述第一驱动电路与所述主功率管连接，所述第二驱动电路与所述辅助功率管连接；所述检测电路用于检测目标电压；所述功率管控制电路用于根据所述检测电路的检测结果，发送针对所述第一驱动电路或所述第二驱动电路的驱动信号；所述第一驱动电路用于根据所述驱动信号驱动所述主功率管导通或关断；所述第二驱动电路用于根据所述驱动信号驱动所述辅助功率管导通或关断；
所述控制电路用于：在所述变压器中的励磁电流处于连续状态时，将目标电压调整到预设电压阈值，并在第一死区时间结束时控制所述主功率管导通，在一个开关周期内，若所述变压器中的励磁电流连续，则在第二死区时间结束时检测所述目标电压，并根据所述目标电压调整所述辅助功率管的导通时长，其中，所述第一死区时间为所述辅助功率管关断后，且所述主功率管还未导通的时间，所述目标电压为所述主功率管的所述第一端与地的电压，所述一个开关周期至少包括主功率管导通一次和所述辅助功率管导通一次，所述第二死区时间为所述第一死区时间之前的一个所述辅助功率管关断后，且所述主功率管还未导通的时间。
2.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，
所述控制电路具体用于：确定所述目标电压与所述预设电压阈值之间的比较结果，并根据所述比较结果调整所述辅助功率管的导通时长。
3.根据权利要求2所述的变换器，其特征在于，所述主功率管的第二端与所述负极连接，所述辅助功率管的第一端与所述正极连接；
所述控制电路具体用于：当所述比较结果指示所述目标电压大于所述预设电压阈值时，在所述辅助功率管上一次导通时长的基础上调长下一次所述辅助功率管的导通时长，当所述比较结果指示所述目标电压小于所述预设电压阈值时，在所述辅助功率管上一次导通时长的基础上调短下一次所述辅助功率管的导通时长。
4.根据权利要求2所述的变换器，其特征在于，所述主功率管的第二端与所述正极连接，所述辅助功率管的第一端与所述负极连接；
所述控制电路具体用于：当所述比较结果指示所述目标电压大于所述预设电压阈值时，在所述辅助功率管上一次导通时长的基础上调短下一次所述辅助功率管的导通时长，当所述比较结果指示所述目标电压小于所述预设电压阈值时，在所述辅助功率管上一次导通时长的基础上调长下一次所述辅助功率管的导通时长。
5.根据权利要求1-4任一项所述的变换器，其特征在于，所述变换器还包括第二电容，所述第二电容的两端分别与所述正极和所述负极连接。
6.根据权利要求1-4任一项所述的变换器，其特征在于，所述变压器包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组的同名端与所述第一电容连接，所述副边绕组的同名端接地。
7.根据权利要求1-4任一项所述的变换器，其特征在于，所述变压器包括原边绕组、副边绕组，所述原边绕组的同名端与所述第一电容连接，所述副边绕组的同名端与副边的同步整流管连接。
8.一种电源适配器，其特征在于，包括交直流转换电路、滤波电路，以及如上述权利要求1-7任一项所述的变换器，所述滤波电路分别与所述交直流转换电路和所述变换器连接；
所述交直流转换电路用于将电网中的交流电转换为直流电；
所述变换器用于为负载提供直流电压；
所述滤波电路用于过滤所述交直流转换电路和所述变换器中的噪声。
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