專利名稱：用于減少來自環(huán)振蕩的emi的切換功率轉(zhuǎn)換器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及切換功率轉(zhuǎn)換器并且更具體地涉及減少切換功率轉(zhuǎn)換器中的環(huán)振蕩所引起的EMI (電磁干擾)。
背景技術(shù)：
緊湊而高效的切換電源由于它們賦予緊湊型和高操作效率而越來越受歡迎。低效率線性電源使用高耗散串聯(lián)調(diào)整元件以實現(xiàn)輸出調(diào)節(jié)。切換電源通過控制功率開關(guān)的接通和關(guān)斷功率循環(huán)、在維持輸出調(diào)節(jié)之時向負(fù)載遞送數(shù)量精確的能量來實現(xiàn)高效率。接通和關(guān)斷循環(huán)的定時決定切換電源的操作效率。通常經(jīng)由公知的調(diào)制技術(shù)(以脈寬調(diào)制和/或脈頻調(diào)制最出名)實現(xiàn)對接通和關(guān)斷循環(huán)的控制。功率晶體管如雙極晶體管或者M(jìn)OSFET 器件被運用作為切換電源中的切換器件，并且運用于諸如回掃、降壓、升壓、降壓-升壓等多種常規(guī)拓?fù)渲恢?。希望以高操作頻率操作切換功率轉(zhuǎn)換器以便減少功率轉(zhuǎn)換和濾波器部件的尺寸。 這些部件包括功率變換器和電感器以及輸出濾波部件如晶體管和電感器。根據(jù)切換功率轉(zhuǎn)換器的拓?fù)洹⑤敵龉β屎推渌蛩?，切換電源的典型操作頻率范圍從IOKHz到2MHz。然而，切換電源的高操作頻率所導(dǎo)致的一個弊端在于生成由切換電源電路中存在的寄生元件產(chǎn)生的高頻振蕩噪聲。高頻振蕩噪聲的頻率通常比切換電源的操作頻率高許多倍。另外，切換功率轉(zhuǎn)換器的EMI濾波器電路被設(shè)計成在切換功率轉(zhuǎn)換器的操作頻率最有效，因此對抑制寄生元件所引起的高頻振蕩噪聲無效。因此，需要附加電路以具體抑制和吸收高頻振蕩噪聲。用于抑制切換功率轉(zhuǎn)換器中的高頻振蕩噪聲的常規(guī)技術(shù)包括使用頻率與高頻振蕩噪聲匹配的專用EMI濾波器(比如共模電感器)或者電阻器和電容器(RC)緩沖器電路。 該技術(shù)具有若干缺點。首先，它們被設(shè)計成吸收噪聲能量，因此有耗散，從而負(fù)面地影響切換電源的操作效率。第二，造成高頻振蕩噪聲的寄生元件隨部件變化并且因此隨電源變化。 這與緩沖器電路部件的部件容差組合尤其是在大量制造的產(chǎn)品中限制緩沖器電路的有效性。第三，緩沖器電路或者專用EMI濾波器增添切換電源的成本和復(fù)雜性。高頻振蕩噪聲是EMI和RFI (射頻干擾)噪聲的主因。在AC到DC電源的情況下， 希望防止噪聲傳向AC電源線，因為它負(fù)面地影響連接到AC電源線的其他設(shè)備的操作。AC 到DC切換電源經(jīng)常包括定位于AC電源線與生成EMI的切換電路之間的EMI濾波器電路。 EMI濾波器被具體設(shè)計成吸收切換電源所產(chǎn)生的EMI能量并且防止EMI能量傳向AC電源線。這同樣具有與上述的緩沖器電路或者專用EMI濾波器有耗散、由于部件容差而有效性有限并且增添系統(tǒng)成本和復(fù)雜性的相同弊端。例如考慮圖IA中所示常規(guī)切換電源，該圖示出了常規(guī)AC到DC回掃切換電源100。 功率轉(zhuǎn)換器100包括主要三節(jié)，即前端、功率級和次級。前端直接連接到AC電壓源101，并且包括EMI濾波器102、橋接整流器103和大容量電容器124。前端這一節(jié)的輸出是未調(diào)節(jié)
4的DC輸入電壓104。EMI濾波器102—般由兩個線到線電容器150、152和共模電感器巧4 代表，但是設(shè)計可以按照電源設(shè)計變化。功率級包括功率變換器111、功率開關(guān)107和開關(guān)控制器105。功率變換器111包括初級繞組113、次級繞組114和寄生電容112。除了開關(guān)元件162之外，功率開關(guān)107包括寄生開關(guān)電容108。開關(guān)控制器105經(jīng)由控制信號106對功率開關(guān)107的接通和關(guān)斷狀態(tài)的控制來維持輸出調(diào)節(jié)。電源控制器105可以運用多種公知調(diào)制技術(shù)中的任何調(diào)制技術(shù) (比如脈寬調(diào)制(PWM)和脈頻調(diào)制(PFM))以控制功率開關(guān)107的接通和關(guān)斷狀態(tài)以及占空比。次級包括輸出整流器116和輸出濾波器117。輸出濾波器117 —般由兩個輸出濾波電容器156、158和輸出濾波電感器160代表，但是設(shè)計可以變化。向負(fù)載119遞送所得調(diào)節(jié)輸出電壓118。圖IB圖示了圖IA的回掃切換電源100的基本操作波形。如上文說明的那樣，開關(guān)控制器105輸出控制信號106(以電壓形式)，該控制信號限定功率開關(guān)107的接通和關(guān)斷狀態(tài)。初級電流110圖示了經(jīng)過功率開關(guān)107和初級繞組113的電流。參照圖IB并結(jié)合圖1A，當(dāng)控制信號106為高、因此功率開關(guān)107在接通狀態(tài)下時，初級電流110斜升。初級電流110的斜升速率主要基于DC輸入電壓104和初級繞組113的磁化電感。在功率開關(guān)107兩端的電壓圖示為開關(guān)電壓109。當(dāng)功率開關(guān)107在接通狀態(tài)下時，開關(guān)電壓109等于0伏特(未包括比如功率開關(guān)107的漏-源電阻Rds-on這樣的因素所產(chǎn)生的電壓)。另外，輸出整流器116反偏，并且輸出電流115等于OA。因此，在功率開關(guān)108在接通狀態(tài)下之時，能量存儲于功率變換器111中。當(dāng)控制信號為0伏特(低)并且功率開關(guān)107切換成關(guān)斷狀態(tài)時，輸出整流器116變成正偏，并且基于初級繞組113和次級繞組114的匝數(shù)比向次級側(cè)遞送功率變換器111中存儲的能量。由于存儲在功率變換器111中的能量被遞送給次級，次級電流115驟升、然后開始斜降。當(dāng)存儲在功率變換器111中的所有能量被遞送給次級時，次級電流115變成等于0，該點也稱為變換器重置點126。如果功率開關(guān)107保持于關(guān)斷狀態(tài)下超出變換器重置點126，則開關(guān)電壓109表現(xiàn)高頻振鈴，這一般在電壓振鈴時段125期間出現(xiàn)。一般在電壓振鈴時段125期間出現(xiàn)的高頻噪聲由切換電源電路中的寄生元件引起并且主要由初級繞阻113的磁化電感、初級繞組113的寄生電容112和開關(guān)電容108引起。圖IC是初級繞阻113的磁化電感、初級繞組113的寄生電容112和開關(guān)電容108的簡化等效電路。如圖IC中.所示，當(dāng)功率開關(guān)107關(guān)斷時，寄生電容108和寄生電容112串聯(lián)耦合到初級繞組113的磁化電感，并且在電壓振鈴時段125期間生成高頻噪聲。高頻噪聲一般在頻率上比切換電源100的操作頻率高許多倍，并且是EMI/RFI噪聲的主因。這需要專用濾波電路吸收這些寄生元件所引起的噪聲能量。EMI濾波器102主要負(fù)責(zé)吸收EMI 噪聲能量以便防止切換電源100所產(chǎn)生的EMI噪聲傳向AC電壓源101。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例包括一種切換功率轉(zhuǎn)換器，其中通過在切換功率轉(zhuǎn)換器的各切換循環(huán)的某一部分期間啟用旁路電路來將切換功率轉(zhuǎn)換器中的變換器的寄生元件旁路。在一個實施例中，切換功率轉(zhuǎn)換器包括變換器，具有電感和寄生電容；第一開關(guān)，耦合到變換器并且配置成經(jīng)由變換器將負(fù)載耦合到電源或者將負(fù)載從電源去耦合；開關(guān)控制器，耦合到開關(guān)并且配置成生成用于根據(jù)切換循環(huán)接通或者關(guān)斷第一開關(guān)的開關(guān)驅(qū)動信號；以及旁路電路，配置成針對寄生元件如寄生電容提供旁路路徑。旁路控制器耦合到旁路電路和開關(guān)控制器。旁路控制器從開關(guān)控制器接收控制接口信號并且配置成生成用于啟用或停用旁路電路的旁路控制信號。旁路電路可以與切換功率轉(zhuǎn)換器的變換器的輔助繞組、初級繞組或者次級繞組并聯(lián)耦合。在一個實施例中，旁路控制器生成旁路控制信號以在切換功率轉(zhuǎn)換器的各切換循環(huán)內(nèi)的變換器重置點之后啟用旁路電路。在另一實施例中，旁路控制器生成旁路控制信號以在切換功率轉(zhuǎn)換器的各切換循環(huán)內(nèi)的零電壓切換點之后啟用旁路電路。在又一實施例中，旁路控制器生成旁路控制信號以在各切換循環(huán)內(nèi)在后續(xù)切換循環(huán)的開始之前停用旁路電路。根據(jù)本發(fā)明各種實施例的切換功率轉(zhuǎn)換器具有在旁路電路被啟用時明顯減少高頻振鈴的優(yōu)點。因而也明顯減少EMI。在說明書中描述的特征和優(yōu)點并非囊括，并且具體而言，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員鑒于附圖、說明書和權(quán)利要求書將清楚許多附加特征和優(yōu)點。另外應(yīng)當(dāng)注意，在說明書中使用的語言被選擇主要用于可讀性和指導(dǎo)的目的，而可能并未被選擇用來界定或者限制發(fā)明主題內(nèi)容。


通過結(jié)合附圖參照下文具體描述可以容易理解本發(fā)明實施例的教導(dǎo)。圖IA圖示了常規(guī)AC到DC回掃切換電源。圖IB圖示了圖IA的常規(guī)回掃切換電源的操作波形。圖IC圖示了圖IA的常規(guī)回掃切換電源中的初級繞組的磁化電感、初級繞組的寄生電容和開關(guān)電容的簡化等效電路。圖2A圖示了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的回掃切換功率轉(zhuǎn)換器。圖2B圖示了圖2A的回掃切換電源的操作波形。圖2C圖示了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的回掃切換功率轉(zhuǎn)換器。圖2D圖示了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的回掃切換功率轉(zhuǎn)換器。圖2E圖示了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的回掃切換功率轉(zhuǎn)換器。
具體實施例方式附圖和下面的描述僅通過示例涉及本發(fā)明的優(yōu)選實施例。應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)下面的討論，將容易認(rèn)識到這里公開的結(jié)構(gòu)和方法的替代實施例作為可以在不脫離要求保護(hù)的發(fā)明原理時運用的可行替代實施例?，F(xiàn)在將具體參照本發(fā)明的若干實施例，在附圖中圖示了這些實施例的例子。注意， 只要適用，相似或者相近參考標(biāo)號都可以使用于圖中，并且可以表明相似或者相近功能。附圖僅出于示例的目的描繪本發(fā)明的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將根據(jù)下文描述容易認(rèn)識到可以運用這里所示結(jié)構(gòu)和方法的替代實施例而不脫離這里描述的發(fā)明原理。根據(jù)本發(fā)明的各種實施例，運用非耗散電路以防止在切換電源中生成高頻噪聲。感測當(dāng)在切換電源中通常將生成高頻環(huán)振蕩時的狀況，并且當(dāng)出現(xiàn)這樣的狀況時將切換電源的寄生元件旁路。旁路電路用來將切換電源的這樣的寄生元件有效旁路以防止生成高頻噪聲?？刂齐娐反_定旁路電路的接通或者關(guān)斷的最優(yōu)定時以免負(fù)面地影響切換電源的操作。防止生成高頻噪聲減少EMI和RFI噪聲，并且消除或者減少對EMI和RFI濾波以及其他抑制電路的需要，由此減少切換電源設(shè)計的尺寸、成本和復(fù)雜性。圖2A圖示了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的AC到DC回掃切換功率轉(zhuǎn)換器200。功率轉(zhuǎn)換器200包括主要四節(jié)前端、功率級、次級和寄生旁路電路。在一個實施例中，功率轉(zhuǎn)換器 200通過PWM來控制并且將初級側(cè)感測用于反饋。前端直接連接到AC電壓源201，并且包括EMI濾波器202、橋接整流器203和大容量電容器224。前端這一節(jié)接收AC電壓源201并且生成未調(diào)節(jié)DC輸入電壓204。EMI濾波器202 —般由兩個線到線電容器250、252和共模電感器2M代表，但是設(shè)計可以根據(jù)具體設(shè)計要求按照電源設(shè)計變化。功率級包括功率變換器211、功率開關(guān)207和控制器205。功率變換器211包括初級繞組213、次級繞組214、寄生電容212和輔助繞組220。除了開關(guān)元件262之外，功率開關(guān)207包括寄生開關(guān)電容208?？刂破?05經(jīng)由控制信號206對功率開關(guān)207的接通和關(guān)斷狀態(tài)及其切換定時的控制在切換電源200中啟用輸出調(diào)節(jié)?？刂破?05可以運用常規(guī)調(diào)制技術(shù)中的任何一種或者多種調(diào)制技術(shù)，比如脈寬調(diào)制(PWM)或者脈頻調(diào)制(PWM)。次級包括輸出整流器216和輸出濾波器217。輸出濾波器217—般由兩個輸出濾波電容器256、258和輸出濾波電感器260代表，但是設(shè)計可以變化。向負(fù)載219遞送所得調(diào)節(jié)輸出電壓218。寄生旁路電路包括環(huán)鉗位開關(guān)221和旁路控制器223。環(huán)鉗位開關(guān)221在變換器 211的輔助繞組220兩端與輔助繞組220并聯(lián)連接。旁路控制器223經(jīng)由環(huán)鉗位開關(guān)控制信號222控制環(huán)鉗位開關(guān)221的接通/關(guān)斷狀態(tài)和轉(zhuǎn)變定時。旁路控制器223基于從控制器205接收的控制接口信號2 確定接通或者關(guān)斷環(huán)鉗位開關(guān)221的適當(dāng)定時以減少切換電源200中的振鈴。當(dāng)環(huán)鉗位開關(guān)221接通時，輔助繞組220被短路和旁路，并且形成用于寄生電容212的旁路。當(dāng)環(huán)鉗位開關(guān)221關(guān)斷時，輔助繞組220執(zhí)行它的正常功能。下文將參照圖2B更具體說明寄生旁路電路的操作，該示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的圖2A的回掃切換電源的操作波形。參照圖2A和圖2B，控制器205輸出控制信號 206，該控制信號確定功率開關(guān)207的接通和關(guān)斷狀態(tài)及其接通/關(guān)斷轉(zhuǎn)變定時。初級電流 210是經(jīng)過初級繞組213和功率開關(guān)207的電流。如圖2B中所示，當(dāng)控制信號206具有高電壓、因此功率開關(guān)207在接通狀態(tài)下時， 初級電流210斜升。初級電流210的電流斜率主要基于DC輸入電壓204和初級繞組213 的磁化電感。開關(guān)電壓209是在功率開關(guān)207兩端的電壓。當(dāng)功率開關(guān)207在接通狀態(tài)中時，開關(guān)電壓209等于OV (未包括比如Rds-on這樣的因素所產(chǎn)生的電壓)。另外，輸出整流器216反偏，因此輸出電流215等于OA。在這一時間期間，能量存儲于功率變換器211中。當(dāng)控制信號206具有低電壓并且功率開關(guān)207切換到關(guān)斷狀態(tài)時，輸出整流器216 變成正偏，并且基于初級繞組213和次級繞組214的匝數(shù)比向次級遞送功率變換器211中存儲的能量。由于存儲在功率變換器211中的能量被遞送給次級，所以次級電流215驟升， 然后斜降。當(dāng)存儲在功率變換器211中的所有能量被遞送給次級時，次級電流215等于OA。這一點稱為變換器重置點2 并且在切換功率轉(zhuǎn)換器200的各切換循環(huán)內(nèi)出現(xiàn)。如上文說明的那樣，如果功率開關(guān)207保持于關(guān)斷狀態(tài)下超出變換器重置點226， 則開關(guān)電壓209通常將表現(xiàn)高頻振鈴。高頻振鈴或者噪聲將主要由初級繞組213的寄生電容212、初級繞組213的磁化電感和開關(guān)電容208引起，并且一般在振鈴時段225期間出現(xiàn)。 然而根據(jù)本發(fā)明的實施例，通過使用寄生旁路電路來防止這樣的高頻振鈴。具體而言，環(huán)鉗位控制器223從控制器205接收控制接口信號229，并且感測這樣的高頻振鈴如果未被防止則可能出現(xiàn)的定時。由于控制器205生成控制信號206，該控制信號使圖2B的各種信號206、210、209、215和222的波形最終在開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器200中出現(xiàn)并且尤其是開關(guān)電壓209，所以控制器205可以經(jīng)由控制接口信號229向環(huán)鉗位控制器223 提供這樣的定時信息。在一個實施例中，控制接口信號229以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的形式提供這樣的定時信息，并且環(huán)鉗位控制器223也可以實施于數(shù)字電路或者狀態(tài)機(jī)中。在另一實施例中， 環(huán)鉗位控制器223可以基于對變換器211的一個或者多個繞組上的電壓或者電流的直接感測來接通或者關(guān)斷環(huán)鉗位開關(guān)221而不使用控制接口信號229。環(huán)鉗位控制器223感測寄生元件所引起的這樣的高頻振鈴如果未被防止則將出現(xiàn)的定時(一般由振鈴時段225代表)。在一個實施例中，在預(yù)測這樣的振鈴時段225時， 環(huán)鉗位控制器223在切換功率轉(zhuǎn)換器200的各切換循環(huán)內(nèi)的變換器重置點2 之后經(jīng)由環(huán)鉗位控制信號222將環(huán)鉗位開關(guān)221置于接通狀態(tài)下，直至下一切換循環(huán)的開始觀9。環(huán)鉗位控制信號222的高電壓將環(huán)鉗位開關(guān)221置于接通狀態(tài)下。當(dāng)環(huán)鉗位開關(guān)221接通時， 它有效產(chǎn)生寄生元件如寄生電容212的旁路。在振鈴時段225期間將寄生元件旁路明顯減少高頻振鈴電壓的量值，從而造成減少切換電源200所生成的EMI和RFI噪聲。這消除或者減少可能需要的附加耗散濾波數(shù)量。注意旁路開關(guān)221與輔助繞組220 —起使用以便允許使用低額定電壓的環(huán)鉗位開關(guān)220。環(huán)鉗位控制器223可以使用各種參數(shù)以便確定將環(huán)鉗位開關(guān)221置于接通狀態(tài)下的最優(yōu)時間。例如，環(huán)鉗位控制器223可以在預(yù)測振鈴時段225時感測變換器重置點2 并且將環(huán)鉗位開關(guān)221置于接通狀態(tài)下并且超出變換器重置點226。類似地，環(huán)鉗位控制器 223可以感測零電壓切換點227 (開關(guān)電壓209與DC輸入電壓204相等的點)并且將環(huán)鉗位開關(guān)221置于接通狀態(tài)下并且超出零電壓切換點227。另外，旁路控制器223也可以使用各種參數(shù)以確定將環(huán)鉗位開關(guān)221置于關(guān)斷狀態(tài)下的最優(yōu)時間。例如，將希望讓功率開關(guān)207和環(huán)鉗位開關(guān)221同時在接通狀態(tài)下，因此旁路控制器223在各切換循環(huán)中在下一切換循環(huán)的開始289之前(即，在控制信號206在下一切換循環(huán)中再次變高時之前)將環(huán)鉗位開關(guān)221置于關(guān)斷狀態(tài)下。注意可以經(jīng)由使能信號/管腳(這里未示出)啟用或停用環(huán)鉗位控制器223。圖2C圖示了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的回掃切換功率轉(zhuǎn)換器。圖2C的切換功率轉(zhuǎn)換器300與圖2A的切換功率轉(zhuǎn)換器200基本上相同，而不同在于環(huán)鉗位開關(guān)271置于初級繞組213兩端與初級繞組213并聯(lián)(并且因此與寄生電容212并聯(lián))。因此，當(dāng)環(huán)鉗位開關(guān)271置于接通狀態(tài)下時，直接經(jīng)過環(huán)鉗位開關(guān)271形成寄生元件如寄生電容212的旁路。 可以用與如圖2B的波形中所示的在圖2A的第一實施例中基本上相同的方式進(jìn)行對切換功率轉(zhuǎn)換器300的各種元件、環(huán)鉗位開關(guān)271及其定時的控制。圖2D圖示了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的回掃切換功率轉(zhuǎn)換器。圖2D的切換功率轉(zhuǎn)換器400與圖2A的切換功率轉(zhuǎn)換器200基本上相同，而不同在于環(huán)鉗位開關(guān)281置于次級繞組214兩端與次級繞組214并聯(lián)。當(dāng)環(huán)鉗位開關(guān)281置于接通狀態(tài)下時，直接經(jīng)過環(huán)鉗位開關(guān)281形成寄生元件如寄生電容212的旁路。具體而言，在環(huán)鉗位開關(guān)281接通之時， 剩余能量在變換器211中被旁路，并且初級繞組213的阻抗很低(因為磁場被短路)。因而振鈴也被旁路?？梢杂门c如圖2B的波形中所示的在圖2A的第一實施例中基本上相同的方式進(jìn)行對切換功率轉(zhuǎn)換器400的各種元件、環(huán)鉗位開關(guān)281及其定時的控制。圖2E圖示了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的回掃切換功率轉(zhuǎn)換器。圖2E的切換功率轉(zhuǎn)換器500與圖2A的切換功率轉(zhuǎn)換器200基本上相同，而不同在于輔助繞組220的相位與在圖2A的第一實施例中相反。當(dāng)環(huán)鉗位開關(guān)221置于接通狀態(tài)下時，直接經(jīng)過環(huán)鉗位開關(guān) 221形成寄生元件如寄生電容212的旁路。可以用與如圖2B的波形中所示的在圖2A的第一實施例中基本上相同的方式進(jìn)行對切換功率轉(zhuǎn)換器500的各種元件、環(huán)鉗位開關(guān)221及其定時的控制。這里公開和描述的方法和實施例可以應(yīng)用于變換器耦合切換功率轉(zhuǎn)換器，比如回掃轉(zhuǎn)換器。此外，直接耦合功率轉(zhuǎn)換器(比如升壓、降壓/升壓和SEPIC(單端初級電感器轉(zhuǎn)換器)功率轉(zhuǎn)換器)也可以受益于主動防止如切換電源電路中的寄生元件所引起的高頻噪聲。在閱讀本公開內(nèi)容時，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解用于減少切換功率轉(zhuǎn)換器中的噪聲和EMI/RFI的更多附加替代設(shè)計。因此，盡管已經(jīng)圖示和描述本發(fā)明的特定實施例和應(yīng)用， 但是將理解本發(fā)明并不限于這里公開的精確構(gòu)造和部件，并且可以在這里公開的本發(fā)明的方法和裝置的布置、操作和細(xì)節(jié)上進(jìn)行本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚的各種修改、改變和變化而不脫離如在所附權(quán)利要求書中限定的本發(fā)明的精神實質(zhì)和范圍。
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權(quán)利要求
1.一種切換功率轉(zhuǎn)換器，包括變換器，包括寄生電容；第一開關(guān)，耦合到所述變換器并且配置成經(jīng)由所述變換器將負(fù)載耦合到電源或者將負(fù)載從電源去耦合；開關(guān)控制器，耦合到所述第一開關(guān)并且配置成生成用于根據(jù)切換循環(huán)接通或者關(guān)斷所述第一開關(guān)的開關(guān)驅(qū)動信號；以及旁路電路，配置成針對所述變換器的所述寄生電容提供旁路路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換功率轉(zhuǎn)換器，還包括旁路控制器，耦合到所述旁路電路和所述開關(guān)控制器，所述旁路控制器從所述開關(guān)控制器接收控制接口信號并且配置成基于所述控制接口信號生成用于啟用或停用所述旁路電路的旁路控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切換功率轉(zhuǎn)換器，其中所述旁路控制器生成所述旁路控制信號以在所述切換功率轉(zhuǎn)換器的各切換循環(huán)內(nèi)的變換器重置點之后啟用所述旁路電路，所述變換器重置點對應(yīng)于經(jīng)過所述負(fù)載的電流在各切換循環(huán)中等于零的時候。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切換功率轉(zhuǎn)換器，其中所述旁路控制器生成所述旁路控制信號以在所述切換功率轉(zhuǎn)換器的各切換循環(huán)內(nèi)的零電壓切換點之后啟用所述旁路電路，所述零電壓切換點對應(yīng)于在所述第一開關(guān)兩端的電壓在各切換循環(huán)中等于供給所述切換功率轉(zhuǎn)換器的DC輸入電壓的時候。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切換功率轉(zhuǎn)換器，其中所述旁路控制器生成所述旁路控制信號以在各切換循環(huán)內(nèi)在后續(xù)切換循環(huán)的開始之前停用所述旁路電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切換功率轉(zhuǎn)換器，其中所述控制接口信號包括關(guān)于所述第一開關(guān)在各切換循環(huán)中何時接通或者關(guān)斷的定時信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換功率轉(zhuǎn)換器，其中基于對所述變換器的繞組中的電壓或者電流的直接感測啟用或停用所述旁路電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換功率轉(zhuǎn)換器，其中所述旁路電路包括與所述變換器的輔助繞組并聯(lián)耦合的第二開關(guān)，所述旁路路徑在所述第二開關(guān)接通時包括所述第二開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換功率轉(zhuǎn)換器，其中所述旁路電路包括與所述變換器的初級繞組并聯(lián)耦合的第二開關(guān)，所述旁路路徑在所述第二開關(guān)接通時包括所述第二開關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換功率轉(zhuǎn)換器，其中所述旁路電路包括與所述變換器的次級繞組并聯(lián)耦合的第二開關(guān)，所述旁路路徑在所述第二開關(guān)接通時包括所述第二開關(guān)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換功率轉(zhuǎn)換器，其中所述開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器是在所述變換器的初級側(cè)出現(xiàn)反饋感測的回掃切換功率轉(zhuǎn)換器。
12.—種控制切換功率轉(zhuǎn)換器的方法，所述切換功率轉(zhuǎn)換器包括變換器，具有寄生電容；第一開關(guān)，耦合到所述變換器并且配置成經(jīng)由所述變換器將負(fù)載耦合到電源或者將負(fù)載從電源去耦合；開關(guān)控制器，耦合到所述開關(guān)并且配置成生成用于根據(jù)切換循環(huán)接通或者關(guān)斷所述開關(guān)的開關(guān)驅(qū)動信號；以及旁路電路，配置成針對所述變換器的所述寄生電容提供旁路路徑，所述方法包括確定所述切換功率轉(zhuǎn)換器的各切換循環(huán)內(nèi)的與在所述第一開關(guān)兩端的電壓關(guān)聯(lián)的定時；以及基于各切換循環(huán)內(nèi)的所述確定的定時啟用或停用所述旁路電路。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在所述切換功率轉(zhuǎn)換器的各切換循環(huán)內(nèi)的變換器重置點之后啟用所述旁路電路，所述變換器重置點對應(yīng)于經(jīng)過所述負(fù)載的電流在各切換循環(huán)中等于零的時候。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在所述切換功率轉(zhuǎn)換器的各切換循環(huán)內(nèi)的零電壓切換點之后啟用所述旁路電路，所述零電壓切換點對應(yīng)于在所述第一開關(guān)兩端的電壓在各切換循環(huán)中等于供給所述切換功率轉(zhuǎn)換器的DC輸入電壓的時候。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在各切換循環(huán)內(nèi)在后續(xù)切換循環(huán)的開始之前停用所述旁路電路。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中基于對所述變換器的繞組中的電壓或者電流的直接感測啟用或停用所述旁路電路。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述旁路電路包括與所述變換器的輔助繞組并聯(lián)耦合的第二開關(guān)，所述旁路路徑在所述第二開關(guān)接通時包括所述第二開關(guān)。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述旁路電路包括與所述變換器的初級繞組并聯(lián)耦合的第二開關(guān)，所述旁路路徑在所述第二開關(guān)接通時包括所述第二開關(guān)。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述旁路電路包括與所述變換器的次級繞組并聯(lián)耦合的第二開關(guān)，所述旁路路徑在所述第二開關(guān)接通時包括所述第二開關(guān)。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器是在所述變換器的初級側(cè)出現(xiàn)反饋感測的回掃切換功率轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
一種切換功率轉(zhuǎn)換器包括(200，300，400，500)包括變換器(211)，具有寄生電容(212)；第一開關(guān)(207)，耦合到變換器(211)并且配置成經(jīng)由變換器(211)將負(fù)載(219)耦合到電源或者將負(fù)載(219)從電源去耦合；開關(guān)控制器(205)，耦合到第一開關(guān)(207)并且配置成生成用于根據(jù)切換循環(huán)接通或者關(guān)斷第一開關(guān)(207)的開關(guān)驅(qū)動信號(206)；以及旁路電路，配置成針對寄生元件如寄生電容(212)提供旁路路徑。旁路電路可以與變換器(211)的輔助繞組(220)、初級繞組(213)或者次級繞組(214)并聯(lián)耦合。當(dāng)啟用旁路電路時減少高頻振鈴和EMI/RFI。
文檔編號H02M7/12GK102239628SQ200880132221
公開日2011年11月9日 申請日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者鄭軍, 郭勇輝, 郭華明 申請人:艾沃特有限公司