CN115224915A - 功率转换器 - Google Patents

功率转换器 Download PDF

Info

Publication number
CN115224915A
CN115224915A CN202111590471.9A CN202111590471A CN115224915A CN 115224915 A CN115224915 A CN 115224915A CN 202111590471 A CN202111590471 A CN 202111590471A CN 115224915 A CN115224915 A CN 115224915A
Authority
CN
China
Prior art keywords
feedback
circuit
coupled
driving circuit
power converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111590471.9A
Other languages
English (en)
Inventor
陈明宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Youshang Co ltd
Original Assignee
Youshang Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from TW110131722A external-priority patent/TWI802976B/zh
Application filed by Youshang Co ltd filed Critical Youshang Co ltd
Publication of CN115224915A publication Critical patent/CN115224915A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33573—Full-bridge at primary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/01—Resonant DC/DC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明提供一种功率转换器。功率转换器包括LLC转换器、回授电路、第一驱动电路以及第二驱动电路。LLC转换器包括第一桥臂晶体管组以及第二桥臂晶体管组。回授电路提供对应于LLC转换器的电流值的回授信号。第一驱动电路反应于回授信号来驱动第一桥臂晶体管组并提供控制信号。第二驱动电路反应于控制信号来驱动第二桥臂晶体管组。

Description

功率转换器
技术领域
本发明涉及一种电源转换领域，且特别是有关于一种功率转换器。
背景技术
现有的半桥式LLC转换器可以利用单一驱动器来进行操作。半桥式LLC转换器不适用于大功率应用。因此，在大功率应用下，须将现有的半桥式LLC转换器增加另一桥臂晶体管组来实现全桥式LLC转换器。在半桥式LLC转换器加上另一桥臂晶体管组的架构中，上述的驱动器并无法驱动新增的桥臂晶体管组。因此，在现有的作法中，会将驱动器移除并加入微控制器(Micro-controller Unit，MCU)。
然而，这样的作法需要对微控制器进行修改，例如是基于两组桥臂晶体管组进行韧体撰写。因此，将半桥式LLC转换器修改为全桥式LLC转换器的成本会因为原驱动器的拆卸、微控制器的加入以及韧体改写而大幅增加。
发明内容
本发明提供一种功率转换器，能够使将半桥式功率转换器修改为全桥式功率转换器的成本降低。
本发明的功率转换器包括LLC转换器、回授电路、第一驱动电路以及第二驱动电路。LLC转换器包括第一桥臂晶体管组以及第二桥臂晶体管组。回授电路提供对应于LLC转换器的电流值的回授信号。第一驱动电路耦接于回授电路以及第一桥臂晶体管组。第一驱动电路反应于回授信号来驱动第一桥臂晶体管组并提供控制信号。第二驱动电路耦接于第一驱动电路以及第二桥臂晶体管组。第二驱动电路反应于控制信号来驱动第二桥臂晶体管组。
在本发明的一实施例中，LLC转换器包括谐振电路。谐振电路耦接于第一桥臂晶体管组的第一节点与第二桥臂晶体管组的第二节点之间。
在本发明的一实施例中，回授电路与谐振电路进行感应耦合以产生对应于谐振电路的电流值的回授信号，并对回授信号的相位进行补偿。
在本发明的一实施例中，回授电路包括第一回授绕阻、第二回授绕阻、回授电阻器以及回授电容器。第一回授绕阻耦接于所述谐振电路。第二回授绕阻耦接于第一驱动电路与参考低电压之间。第二回授绕阻与第一回授绕阻进行感应以产生对应于谐振电路的电流值的电流信号。回授电阻器并联于第二回授绕阻。回授电阻器将电流信号转换为感测电压信号。回授电容器耦接于第二回授绕阻与参考低电压之间。回授电容器将感测电压信号的相位进行补偿以产生回授信号。
在本发明的一实施例中，回授信号的相位落后于感测电压信号的相位。回授信号的相位与位于谐振电路的电流相位大致相同。
在本发明的一实施例中，功率转换器还包括耦合电路。耦合电路耦接于第一驱动电路与第二驱动电路之间。耦合电路采感应耦合方式将控制信号自第一驱动电路传输到第二驱动电路。
在本发明的一实施例中，第一桥臂晶体管组包括第一晶体管以及第二晶体管。第二晶体管与第一晶体管连接于第一节点，并与第一晶体管串联连接于LLC转换器的输入端与参考低电压之间。第二桥臂晶体管组包括第三晶体管以及第四晶体管。第四晶体管与第三晶体管连接于第二节点，并与第三晶体管串联连接于LLC转换器的输入端与参考低电压之间。第二驱动电路基于控制信号驱动第三晶体管以及第四晶体管。
在本发明的一实施例中，耦合电路包括第一回路以及第二回路。第一回路耦接于第一晶体管的控制端与第一节点之间。第二回路耦接于第二驱动电路与参考低电压之间。第一回路与第二回路彼此被隔离。
在本发明的一实施例中，第一回路包括第一耦合绕阻以及第一电容器。第一电容器与第一耦合绕阻串联耦接于第一晶体管的控制端与第一节点之间。第一电容器对控制信号的相位进行补偿。
在本发明的一实施例中，第二回路包括第二耦合绕阻、第二电容器以及二极管。第二耦合绕阻与第一耦合绕阻进行感应耦合以接收控制信号。第二电容器与第二耦合绕阻串联耦接于第二驱动电路与参考低电压之间。第二电容器对控制信号的相位进行补偿。二极管的阴极耦接于第二驱动电路。二极管的阳极耦接于参考低电压。
基于上述，回授电路提供对应于LLC转换器的回授信号。第一驱动电路反应于回授信号来驱动第一桥臂晶体管组，并且提供控制信号。第二驱动电路反应于控制信号来驱动第二桥臂晶体管组。换言之，第一驱动电路驱动第一桥臂晶体管组，并且第二驱动电路反应于第一驱动电路的驱动来驱动第二桥臂晶体管组。因此，在增加第二桥臂晶体管组的情况下，功率转换器可由第一驱动电路以及新增的第二驱动电路的协同操作来驱动LLC转换器。如此一来，相较于现行技术，将半桥式LLC转换器修改为全桥式LLC转换器的成本能够被降低。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1是依据本发明第一实施例所绘示的功率转换器的示意图。
图2是依据本发明第二实施例所绘示的功率转换器的示意图。
图3是依据本发明第三实施例所绘示的功率转换器的示意图。
附图标记说明
100、200、300：功率转换器
110、210、310：LLC转换器
120、220、320：回授电路
130、230、330：第一驱动电路
140、240、340：第二驱动电路
250、350：耦合电路
351：第一回路
352：第二回路
BRI、D_HI、D_LO、IN_HI、IN_LO：第二驱动电路的脚位
C1：输入电容器
C2、C4、C5：电容器
C3：回授电容器
C6：输出电容器
CL1：一次侧线圈
CL2、CL3：二次侧线圈
CS、HB、ML、MU：第一驱动电路的脚位
D1、D2、Z1：二极管
FB：回授信号
GP1：第一桥臂晶体管组
GP2：第二桥臂晶体管组
L1：第一回授绕阻
L2：电感器
L3：第二回授绕阻
L4：第一耦合绕阻
L5：第二耦合绕阻
N1：第一节点
N2：第二节点
Q1、Q2、Q3、Q4：晶体管
R1：回授电阻器
R2、R3：电阻器
RT：谐振电路
SC：控制信号
Vin：输入电压
Vout：输出电压
VS：感测电压信号
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。
请参考图1，图1是依据本发明第一实施例所绘示的功率转换器的示意图。在本实施例中，功率转换器100包括LLC转换器110、回授电路120、第一驱动电路130以及第二驱动电路140。LLC转换器110包括第一桥臂晶体管组GP1以及第二桥臂晶体管组GP2。回授电路120提供对应于LLC转换器的电流值的回授信号FB。举例来说，第一桥臂晶体管组GP1包括晶体管Q1、Q2。晶体管Q1与晶体管Q2连接于第一节点N1。晶体管Q1、Q2串联连接于LLC转换器的输入端与参考低电压(例如是接地端)之间。第二桥臂晶体管组GP2包括晶体管Q3、Q4。晶体管Q3、Q4连接于第二节点N2。晶体管Q3、Q4串联连接于LLC转换器的输入端与参考低电压之间。LLC转换器110还包括谐振电路RT。谐振电路RT被设置于第一节点N1与第二节点N2之间。回授电路120会感应位于谐振电路RT的电流值，并依据位于谐振电路RT的电流值提供对应于所述电流值的回授信号FB。在一些实施例中，谐振电路RT可以与LLC转换器110的一次侧线圈串联耦接于第一节点N1与第二节点N2之间。在一些实施例中，谐振电路RT耦接于第一节点N1与第二节点N2之间，并且谐振电路RT中的一电感器与LLC转换器110的一次侧线圈并联耦接。本发明并不以谐振电路RT与一次侧线圈的配置方式为限。
在本实施例中，第一驱动电路130耦接于回授电路FB以及第一桥臂晶体管组GP1。第一驱动电路130接收回授信号FB，并反应于回授信号FB来驱动第一桥臂晶体管组GP1。也就是说，第一驱动电路130反应于LLC转换器的运行来驱动第一桥臂晶体管组GP1。此外，第一驱动电路130还提供控制信号SC。在本实施例中，控制信号SC会关联于第一驱动电路130对第一桥臂晶体管组GP1进行驱动的状态。在本实施例中，第一驱动电路130例如是以单一个半桥控制器来实现。举例来说，第一驱动电路130可以是NCP13992、L6599等半桥控制器。
在此顺带一提，功率转换器100可利用第一驱动电路130与回授电路120能够形成封闭回路驱动架构，从而稳定第一驱动电路130的运行。
在本实施例中，第二驱动电路140耦接于第一驱动电路130以及第二桥臂晶体管组GP2。第二驱动电路140接收来自于第一驱动电路130的控制信号SC。第二驱动电路140反应于控制信号SC来驱动第二桥臂晶体管组GP2。第二驱动电路140例如是以单一个半桥驱动器来实现。举例来说，第二驱动电路140可以是NCP5106A、NCP5304等半桥驱动器。
在本实施例中，第二驱动电路140反应于第一驱动电路130的控制信号SC来驱动第二桥臂晶体管组GP2。因此，在增加第二桥臂晶体管组的情况下，功率转换器100可由第一驱动电路以及新增的第二驱动电路140的协同操作来驱动LLC转换器。在将LLC转换器110的半桥式架构修改为全桥式架构时，本实施例仅仅须要增加回授电路120以及第二驱动电路140即可。本实施例并不需要利用微控制器取代第一驱动电路130。如此一来，相较于现行技术，将半桥式LLC转换器修改为全桥式LLC转换器的成本能够被降低。
在本实施例中，LLC转换器的二次侧电路可以是异步整流电路。在一些实施例中，LLC转换器的二次侧电路可以是同步整流电路。本发明并不以LLC转换器110的二次侧电路架构为限。
请参考图2，图2是依据本发明第二实施例所绘示的功率转换器的示意图。在本实施例中，功率转换器200包括LLC转换器210、回授电路220、第一驱动电路230、第二驱动电路240以及耦合电路250。LLC转换器210、回授电路220以及第一驱动电路230之间的协同操作可以在第一实施例获得足够的教示，因此恕不在此重述。耦合电路250耦接于第一驱动电路230与第二驱动电路240之间。耦合电路250采感应耦合方式将控制信号SC自第一驱动电路230传输到第二驱动电路240。
进一步来说明，请参考图3，图3是依据本发明第三实施例所绘示的功率转换器的示意图。在本实施例中，功率转换器300包括LLC转换器310、回授电路320、第一驱动电路330、第二驱动电路340以及耦合电路350。LLC转换器310包括第一桥臂晶体管组GP1、第二桥臂晶体管组GP2、谐振电路RT以及二次侧电路。第一桥臂晶体管组GP1以及第二桥臂晶体管组GP2分别与输入电容器C1并联。第一桥臂晶体管组GP1包括晶体管Q1、Q2。晶体管Q1与晶体管Q2连接于第一节点N1。晶体管Q1、Q2串联连接于LLC转换器310的输入端与参考低电压之间。LLC转换器310的输入端用以接收输入电压Vin。第二桥臂晶体管组GP2包括晶体管Q3、Q4。晶体管Q3、Q4连接于第二节点N2。晶体管Q3、Q4串联连接于LLC转换器的输入端与参考低电压之间。谐振电路RT耦接于第一节点N1与第二节点N2之间。
以本实施例为例，谐振电路RT耦接于第一节点N1与第二节点N2之间。回授电路320包括第一回授绕阻L1、第二回授绕阻L3、回授电阻器R1以及回授电容器C3。第一回授绕阻L1与谐振电路RT串联耦接于第一节点N1与第二节点N2之间。谐振电路RT包括电感器L2、一次侧线圈CL1以及电容器C2。第一回授绕阻L1、电感器L2、电容器C2与一次侧线圈CL1串联耦接。在一些实施例中，第一回授绕阻L1、电感器L2、电容器C2以及一次侧线圈CL1的串联顺序可以依实际的需求而变更。在一些实施例中，电感器L2可以被设计与一次侧线圈CL1并联连接。本发明并不以本实施例的谐振电路RT以及一次侧线圈CL1的耦接方式为限。
在本实施例中，第一驱动电路330至少包括脚位MU、HB、ML、CS。脚位MU耦接于晶体管Q1的控制端。第一驱动电路330会透过脚位MU驱动晶体管Q1。脚位ML耦接于晶体管Q2的控制端。第一驱动电路330会透过脚位ML驱动晶体管Q2。脚位HB耦接至第一节点N1。第一驱动电路330会透过脚位CS接收回授信号FB。在本实施例中，回授电路320与谐振电路RT进行感应耦合以产生对应于谐振电路RT的电流值的回授信号FB。此外，回授电路320还对回授信号FB的相位进行补偿。
在本实施例中，回授电容器C3耦接于第一驱动电路330(即，脚位CS)与参考低电压之间。第二回授绕阻L3与第一回授绕阻L1进行感应以产生对应于谐振电路RT的电流值的电流信号。以本实施例为例，第二回授绕阻L3会与第一回授绕阻L1进行感应耦合。也就是说，第二回授绕阻L3产生对应于流经第一回授绕阻L1的电流值的电流信号。回授电阻器R1并联于第二回授绕阻L3。回授电阻器R1将电流信号转换为感测电压信号VS。回授电容器C3耦接于第一驱动电路330(即，脚位CS)与参考低电压之间。回授电容器C3将感测电压信号VS的相位进行补偿以产生回授信号FB。在本实施例中，基于感应耦合，感测电压信号VS的相位会与谐振电路RT的电流相位大致相同。应注意的是，感测电压信号VS的相位使得以半桥驱动方式为主的第一驱动电路330形成误操作。因此，回授电容器C3会将感测电压信号VS的相位进行补偿以产生回授信号FB，从而使回授信号FB的相位落后谐振电路RT的电流相位。因此，第一驱动电路330的操作得以正常。在本实施例中，第一回授绕阻L1以及第二回授绕阻L3可以是比流器(Current Transformer，CT)的一部分。
在本实施例中，回授电路320还可以包括电阻器R2。电阻器R2耦接于回授电阻器R1的第一端与回授电容器C3的第一端之间。回授电阻器R1的第二端以及回授电容器C3的第二端耦接于参考低电压。因此，回授电阻器R1、电阻器R2以及回授电容器C3共同形成电阻-电容网络。在一些实施例中，电阻-电容网络不限于仅有回授电阻器R1、电阻器R2以及回授电容器C3。
在本实施例中，第二驱动电路340至少包括脚位IN_HI、D_HI、IN_LO、D_LO、BRI。脚位IN_HI耦接至脚位ML。脚位D_HI耦接于晶体管Q3的控制端。基于脚位IN_HI所接收到的信号，第二驱动电路340会透过脚位D_HI驱动晶体管Q3。因此，晶体管Q2、Q3大致上会同时被导通或同时被断开。第二驱动电路340会透过脚位IN_LO接收控制信号SC。脚位D_LO耦接于晶体管Q4的控制端。基于控制信号SC，第二驱动电路340会透过脚位D_LO驱动第一桥臂晶体管组GP1(即，晶体管Q3、Q4)。此外，脚位BRI耦接至第二节点N2。
在本实施例中，耦合电路350包括第一回路351以及第二回路352。第一回路耦接于晶体管Q1的控制端与第一节点N1之间。第二回路352耦接于第二驱动电路340与参考低电压之间。进一步来说，第一回路351可以被视为耦接于脚位MU与脚位HB之间。第二回路352可以被视为耦接于脚位IN_LO与参考低电压之间。应注意的是，第一回路351与第二回路352彼此被隔离。第一驱动电路330的参考点(或称common点)与第二驱动电路340的参考点可能会不同。第一回路351与第二回路352之间的隔离可避免第二驱动电路340发生异常或误操作。在本实施例中，耦合电路350有助于LLC转换器310在全桥式架构的情况下实现零电压切换(Zero Voltage Switching，ZVS)。
在本实施例中，第一回路351包括第一耦合绕阻L4以及电容器C4。电容器C4与第一耦合绕阻L4串联耦接于晶体管Q1的控制端与第一节点N1之间。电容器C4对控制信号SC的相位进行补偿。由此可知，控制信号SC与用以驱动晶体管Q1的信号相关联。
在本实施例中，第一回路351还包括电阻器R3。电阻器R3、电容器C4与第一耦合绕阻L4串联耦接于晶体管Q1的控制端与第一节点N1之间。电阻器R3、电容器C4与第一耦合绕阻L4的串联顺序可以依实际的需求而变更。本发明并不以本实施例的第一回路351的串联顺序为限。
在本实施例中，第二回路352包括第二耦合绕阻L5、电容器C5以及二极管Z1。第二耦合绕阻L5与第一耦合绕阻L4进行感应耦合以接收控制信号SC。电容器C5与第二耦合绕阻L5串联耦接于第二驱动电路340与参考低电压之间。电容器C5对控制信号SC的相位进行补偿。二极管Z1的阴极耦接于第二驱动电路340(即，脚位IN_LO)。二极管Z1的阳极耦接于参考低电压。在本实施例中，二极管Z1用以限制控制信号SC的电压值。在本实施例中，二极管Z1可以是由稽纳二极管(Zener diode)来实现。在本实施例中，第一耦合绕阻L4以及第二耦合绕阻L5可以是比压器(Potential Transformer，PT)的一部分。
在本实施例中，二次侧电路用以提供输出电压Vout。以本实施例为例，二次侧电路包括二次侧线圈CL2、CL3、二极管D1、D2以及输出电容器C6。二次侧线圈CL2的第一端连接于二次侧线圈CL3的第一端。二次侧线圈CL2的第二端耦接于二极管D1的阳极。二次侧线圈CL3的第二端耦接于二极管D2的阳极。二极管D1的阴极耦接于二极管D2的阴极。此外，输出电容器C6耦接于二次侧线圈CL2的第一端与二极管D1的阴极之间。
综上所述，功率转换器包括LLC转换器、回授电路、第一驱动电路以及第二驱动电路。回授电路提供对应于LLC转换器的回授信号。第一驱动电路反应于回授信号来驱动第一桥臂晶体管组，并且提供控制信号。第二驱动电路反应于控制信号来驱动第二桥臂晶体管组。因此，在增加第二桥臂晶体管组的情况下，功率转换器可由第一驱动电路以及新增的第二驱动电路的协同操作来驱动LLC转换器。如此一来，相较于现行技术，将半桥式LLC转换器修改为全桥式LLC转换器的成本能够被降低。此外，在一些实施例中，功率转换器还包括耦合电路。耦合电路包括第一回路以及第二回路。第一回路耦接于第一晶体管的控制端与第一节点之间。第二回路耦接于第二驱动电路与参考低电压之间。第一回路与第二回路彼此被隔离，从而避免第二驱动电路发生异常或误操作。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种功率转换器，其特征在于，所述功率转换器包括：
LLC转换器，包括第一桥臂晶体管组以及第二桥臂晶体管组；
回授电路，经配置以提供对应于所述LLC转换器的电流值的回授信号；
第一驱动电路，耦接于所述回授电路以及所述第一桥臂晶体管组，经配置以反应于所述回授信号来驱动所述第一桥臂晶体管组并提供控制信号；以及
第二驱动电路，耦接于所述第一驱动电路以及所述第二桥臂晶体管组，经配置以反应于所述控制信号来驱动所述第二桥臂晶体管组。
2.根据权利要求1所述的功率转换器，其特征在于，所述LLC转换器包括：
谐振电路，耦接于所述第一桥臂晶体管组的第一节点与所述第二桥臂晶体管组的第二节点之间。
3.根据权利要求2所述的功率转换器，其特征在于，所述回授电路与所述谐振电路进行感应耦合以产生对应于所述谐振电路的电流值的所述回授信号，并对所述回授信号的相位进行补偿。
4.根据权利要求2所述的功率转换器，其特征在于，所述回授电路包括：
第一回授绕阻，耦接于所述谐振电路；
第二回授绕阻，耦接于所述第一驱动电路与参考低电压之间，并且与所述第一回授绕阻进行感应以产生对应于所述谐振电路的电流值的电流信号；
回授电阻器，并联于所述第二回授绕阻，并且将所述电流信号转换为感测电压信号；以及
回授电容器，耦接于所述第二回授绕阻与参考低电压之间，将所述感测电压信号的相位进行补偿以产生所述回授信号。
5.根据权利要求4所述的功率转换器，其特征在于：
所述回授信号的相位大致相同于所述感测电压信号的相位，并且
所述回授信号的相位落后于所述谐振电路的电流相位。
6.根据权利要求2所述的功率转换器，其特征在于，所述功率转换器还包括：
耦合电路，耦接于所述第一驱动电路与所述第二驱动电路之间，经配置以采感应耦合方式将所述控制信号自所述第一驱动电路传输到所述第二驱动电路。
7.根据权利要求6所述的功率转换器，其特征在于：
所述第一桥臂晶体管组包括：
第一晶体管；以及
第二晶体管，与所述第一晶体管连接于所述第一节点，并与所述第一晶体管串联连接于所述LLC转换器的输入端与参考低电压之间，并且
所述第二桥臂晶体管组包括：
第三晶体管；以及
第四晶体管，与所述第三晶体管连接于所述第二节点，并与所述第三晶体管串联连接于所述LLC转换器的输入端与所述参考低电压之间，所述第二驱动电路基于所述控制信号驱动所述第三晶体管及第四晶体管。
8.根据权利要求7所述的功率转换器，其特征在于，所述耦合电路包括：
第一回路，耦接于所述第一晶体管的控制端与所述第一节点之间；以及
第二回路，耦接于所述第二驱动电路与所述参考低电压之间，
其中所述第一回路与所述第二回路彼此被隔离。
9.根据权利要求8所述的功率转换器，其特征在于，所述第一回路包括：
第一耦合绕阻；以及
第一电容器，与所述第一耦合绕阻串联耦接于所述第一晶体管的控制端与所述第一节点之间，经配置以对所述控制信号的相位进行补偿。
10.根据权利要求9所述的功率转换器，其特征在于，所述第二回路包括：
第二耦合绕阻，与所述第一耦合绕阻进行感应耦合以接收所述控制信号；
第二电容器，与所述第二耦合绕阻串联耦接于所述第二驱动电路与所述参考低电压之间，经配置以对所述控制信号的相位进行补偿；以及
二极管，所述二极管的阴极耦接于所述第二驱动电路，所述二极管的阳极耦接于所述参考低电压。
CN202111590471.9A 2021-04-21 2021-12-23 功率转换器 Pending CN115224915A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163177397P 2021-04-21 2021-04-21
US63/177,397 2021-04-21
TW110131722A TWI802976B (zh) 2021-04-21 2021-08-26 功率轉換器
TW110131722 2021-08-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115224915A true CN115224915A (zh) 2022-10-21

Family

ID=82310553

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111590471.9A Pending CN115224915A (zh) 2021-04-21 2021-12-23 功率转换器
CN202123265672.XU Active CN216959654U (zh) 2021-04-21 2021-12-23 功率转换器

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202123265672.XU Active CN216959654U (zh) 2021-04-21 2021-12-23 功率转换器

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11923777B2 (zh)
CN (2) CN115224915A (zh)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI338996B (en) 2007-10-16 2011-03-11 Delta Electronics Inc Resonant converter system having synchronous rectifier control circuit and controlling method thereof
US9444346B2 (en) * 2013-10-17 2016-09-13 Futurewei Technologies, Inc. Apparatus and efficiency point tracking method for high efficiency resonant converters
CN105763032B (zh) 2014-12-15 2018-07-06 台达电子工业股份有限公司 电子装置及其控制方法
US10693379B2 (en) * 2016-08-19 2020-06-23 Semiconductor Components Industries, Llc Short-circuit protection using pulse width modulation (PWM) for resonant converters
US10326377B1 (en) * 2017-09-01 2019-06-18 Universal Lighting Technologies, Inc. Circuit and method for indirect primary-side load current sensing in an isolated power supply
US10658937B1 (en) * 2019-03-12 2020-05-19 Semiconductor Components Industries, Llc Controller for closed loop control of a DCX converter and method therefor
TWI712254B (zh) 2019-03-20 2020-12-01 龍華科技大學 一種具混合調變控制機制之全橋ｌｌｃ諧振轉換器
CN115428321A (zh) * 2020-03-04 2022-12-02 红色半导体公司 控制器，电源转换器和相关方法
US11277070B1 (en) * 2020-09-14 2022-03-15 Vitesco Technologies USA, LLC DC-DC converter with extended light load operating range, and method of using same
CN115811231A (zh) * 2021-09-14 2023-03-17 伟创力有限公司 具有谐振拓扑的电源及其操作方法以及装置
US11791733B2 (en) * 2021-09-23 2023-10-17 Delta Electronics, Inc. Isolated resonant DC-DC converters and control methods thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US11923777B2 (en) 2024-03-05
US20220345044A1 (en) 2022-10-27
CN216959654U (zh) 2022-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102474189B (zh) 低成本电源电路和方法
US7375994B2 (en) Highly efficient isolated AC/DC power conversion technique
CA2796757C (en) Two stage resonant converter
US7706156B2 (en) Resonant converter with synchronous rectification drive circuit
US20070285952A1 (en) Resonant converter and voltage stabilizing method thereof
US9331565B2 (en) Switching power conversion circuit and power supply using same
JP2003526307A (ja) 同期整流式モジュールの並列化簡易構成
US10236720B2 (en) Wireless power transfer system and driving method thereof
CN102414973B (zh) 具有用于改进的效率的可适配变压器匝数比的电功率转换***
US20150194897A1 (en) Power supply apparatus
TWI802976B (zh) 功率轉換器
CN115189571A (zh) 一种基于耦合电感的高增益变换器及其控制方法
CN111628650B (zh) 一种dc/dc电路、simo变换器、微小卫星电源***及工作方法
CN216959654U (zh) 功率转换器
CN214154342U (zh) 一种磁隔离宽范围输入稳压电路
CN112311239B (zh) 电压转换装置
US11817788B1 (en) Voltage converter and control method for voltage conversion
US20210242790A1 (en) Control unit for improving conversion efficiency
CN210201737U (zh) 一种实现高电压隔离的模块电源电路
CN111404390A (zh) 一种开关电源的磁隔离反馈装置、方法和开关电源
CN101223831A (zh) 自激式反相器驱动电路
CN209787049U (zh) 一种谐振变换器
US20090116264A1 (en) Power supply circuit with voltage converting circuits and control method therefor
CN110557003A (zh) 电源转换装置
CN219087008U (zh) 直流变换拓扑及供电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination