具有電流隔離的轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】建議了一種轉(zhuǎn)換器，其包括在該轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間供電流隔離的變壓器；至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件；轉(zhuǎn)換器控制單元，其包用于控制該至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件的第一管腳，以及第二管腳，其用于第一階段期間檢測(cè)至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件中的電流信號(hào)；并且用于在第階段期間檢測(cè)該轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)的輸出電壓信號(hào)以及有關(guān)該變壓器的次級(jí)繞組中的電流的信息。
【專利說(shuō)明】具有電流隔離的轉(zhuǎn)換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及包括輸入和任意輸出之間的電流隔離的轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002]反激轉(zhuǎn)換器與輸入和輸出之間的電流隔離一起在AC/DC以及DC/DC轉(zhuǎn)換中被使用。反激轉(zhuǎn)換器能夠被實(shí)現(xiàn)為升降壓轉(zhuǎn)換器，其具有電感器分離以形成變壓器而使得電壓比率由于隔離的額外優(yōu)勢(shì)而得以倍增。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]第一實(shí)施例涉及一種轉(zhuǎn)換器，其包括在該轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間提供電流隔離的變壓器；至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件和轉(zhuǎn)換器控制單元。該轉(zhuǎn)換器控制單元包括第一和第二管腳，其中該第一管腳被用于控制該至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件。該第二管腳被用于在第一階段期間檢測(cè)至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件中的電流信號(hào)；并且用于在第二階段期間檢測(cè)該轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)的輸出電壓信號(hào)以及有關(guān)該變壓器的次級(jí)繞組中的電流的信息。
[0004]第二實(shí)施例涉及一種用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器控制單元，其包括用于控制該轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件的第一管腳，其中該轉(zhuǎn)換器包括在該轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間提供電流隔離的變壓器。該轉(zhuǎn)換器單元還包括第二管腳，其用于在第一階段期間檢測(cè)至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件中的電流信號(hào)；并且用于在第二階段期間檢測(cè)該轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)的輸出電壓信號(hào)以及有關(guān)該變壓器的次級(jí)繞組中的電流的信息。
[0005]第三實(shí)施例涉及一種反激轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其包括在該轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間提供電流隔離的變壓器；至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件；以及轉(zhuǎn)換器控制單元。該轉(zhuǎn)換器控制單元包括用于控制該至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件的第一管腳；和第二管腳，其用于在該至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通階段期間檢測(cè)該至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件中的電流信號(hào)；并且用于在該至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件的關(guān)閉階段期間經(jīng)由該變壓器的附加繞組檢測(cè)該轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)的輸出電壓信號(hào)以及有關(guān)該變壓器的次級(jí)繞組中的電流的信息。
[0006]第四實(shí)施例針對(duì)一種用于操作轉(zhuǎn)換器的方法，其中該轉(zhuǎn)換器包括在該轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間提供電流隔離的變壓器。該方法包括以下步驟:
[0007]-經(jīng)由轉(zhuǎn)換器控制單元的第二管腳在第一階段期間檢測(cè)至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件中的電流信號(hào)；以及
[0008]-經(jīng)由該轉(zhuǎn)換器控制單元的第二管腳在第二階段期間檢測(cè)該變壓器的次級(jí)側(cè)的輸出電壓信號(hào)以及有關(guān)該變壓器的次級(jí)繞組中的電流的信息；
[0009]-經(jīng)由該轉(zhuǎn)換器控制單元的第一管腳對(duì)該至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行控制。
[0010]第五實(shí)施例涉及一種反激轉(zhuǎn)換器，其包括用于在該轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間提供電流隔離的器件；開(kāi)關(guān)器件；第一檢測(cè)器件，其用于在該開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通階段期間檢測(cè)該開(kāi)關(guān)器件中的電流信號(hào)；第二檢測(cè)器件，其用于在該開(kāi)關(guān)器件的關(guān)閉階段期間檢測(cè)該轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)的輸出電壓信號(hào)以及有關(guān)該轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)中的電流的信息；以及控制器件，其包括用于控制該開(kāi)關(guān)器件的第一管腳；以及用于檢測(cè)該第一檢測(cè)器件和第二檢測(cè)器件的信號(hào)和信息的第二管腳。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]參考附圖示出并圖示了實(shí)施例。附圖用來(lái)圖示基本原則從而僅圖示出了理解該基本原則所必需的方面。附圖并非依比例繪制。在圖中相同的附圖標(biāo)記表示同樣的特征。
[0012]圖1示出了示例性和示意性的電路圖，其包括用于兩種不同操作模式的具有多功能管腳FBSEnse的反激(FB)控制集成電路(IC)；
[0013]圖2以示意性方式示出了基于圖1的電路圖的各種隨時(shí)間變化的信號(hào)曲線；
[0014]圖3示出了包括兩個(gè)比較器的示例性實(shí)施例；
[0015]圖4示出了具有比較器和可切換閾值的實(shí)施例；
[0016]圖5示出了包括單級(jí)LED燈泡應(yīng)用的實(shí)施例的示例性示圖；
[0017]圖6示出了包括具有功率因數(shù)校正級(jí)的兩級(jí)LED燈泡應(yīng)用的可替換實(shí)施例的示例性示圖；
[0018]圖7示出了圖5的可替換實(shí)施例的示圖，其利用兩個(gè)MOSFET作為反激轉(zhuǎn)換器中的電子開(kāi)關(guān)元件。
【具體實(shí)施方式】
[0019]這里所描述的轉(zhuǎn)換器能夠被實(shí)現(xiàn)為反激(FB)轉(zhuǎn)換器。FB轉(zhuǎn)換器包括例如反激控制集成電路的轉(zhuǎn)換器控制單元，其用于以適當(dāng)方式驅(qū)動(dòng)該FB轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件。該轉(zhuǎn)換器控制單元能夠被實(shí)現(xiàn)為微控制器或者任意類型的控制設(shè)備。這樣的控制設(shè)備可以驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器控制單元。
[0020]為了有效地操作反激轉(zhuǎn)換器，有利地對(duì)例如測(cè)量數(shù)值的若干參數(shù)或信號(hào)加以考慮。隨著在現(xiàn)有或甚至更小外殼中進(jìn)行更高整合的需求而帶來(lái)了使用較少部件以及使用集成電路(IC)的更少管腳的動(dòng)機(jī)。
[0021]反激轉(zhuǎn)換器包括初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)。初級(jí)側(cè)是指電路中被輸入電源電壓的部分，該電源電壓提供FB供電電壓。次級(jí)側(cè)則提供反激轉(zhuǎn)換器的輸出。
[0022]反激轉(zhuǎn)換器在初級(jí)側(cè)上包括至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件，其能夠被實(shí)現(xiàn)為晶體管，特別是MOSFET。注意到，根據(jù)這里所給出的解決方案能夠采用若干開(kāi)關(guān)元件。關(guān)于反激轉(zhuǎn)換器，該至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件在這里被稱作“FB開(kāi)關(guān)元件”。每個(gè)FB開(kāi)關(guān)元件可以具有它在其間被導(dǎo)通或關(guān)閉的導(dǎo)通階段(on-phase) 和關(guān)閉階段(off-phase) tMf。
[0023]有利地，在反激轉(zhuǎn)換器的操作期間采用例如測(cè)量數(shù)值的以下信號(hào):
[0024]-1Lpeak:在FB開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通階段期間反激轉(zhuǎn)換器的變壓器中的電流。這允許檢測(cè)變壓器中被認(rèn)為過(guò)高的電流。
[0025]-Vout:反激轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)的電壓。該參數(shù)允許在空閑狀態(tài)期間避免組件損壞并且其允許在預(yù)定的最大輸出電壓關(guān)閉。
[0026]-tZCD:變壓器的次級(jí)繞組中的電流達(dá)到零(FB開(kāi)關(guān)元件被關(guān)閉)的時(shí)間。
[0027]在初級(jí)側(cè)上出于例如經(jīng)由轉(zhuǎn)換器控制單元進(jìn)行控制的目的可以采用另外的信號(hào):[0028]-信號(hào)ILpeak和FB開(kāi)關(guān)元件的工作周期允許控制輸出電流。
[0029]-信號(hào)Vwt可以經(jīng)由變壓器(初級(jí)側(cè))的輔助繞組來(lái)確定以便控制輸出電壓。
[0030]所給出的解決方案允許減少轉(zhuǎn)換器控制單元所需管腳的數(shù)量，由此保持了功能和/或提供了額外的功能。
[0031]有利地，這里所描述的解決方案允許確定參數(shù)或信號(hào)而使用數(shù)量有所減少的管腳(例如，僅兩個(gè)IC管腳)以有效的方式對(duì)反激轉(zhuǎn)換器進(jìn)行操作。
[0032]第一管腳FB⑶(反激柵極驅(qū)動(dòng)器)是用于FB開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)器輸出。第二管腳被稱作FBSense，其被用于確定反激轉(zhuǎn)換器的所需信號(hào)。由于并非在所有時(shí)間都需要所有的信號(hào)，所以可能經(jīng)由單個(gè)管腳(這里是FBSense管腳)在不同時(shí)刻檢測(cè)不同信號(hào)。
[0033]這里所給出的解決方案的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，可能對(duì)反激轉(zhuǎn)換器的例如輸出電壓和輸出電流的輸出參數(shù)進(jìn)行精確控制。
[0034]圖1示出了包括FB控制集成電路(IC)IOl的示例性和示意性電路圖，其中供電電壓VCC和接地端GND連接到該FB控制集成電路(IC)相連接(未示出)。FB控制IClOl包括輸出FB⑶，其是經(jīng)由電阻器Rgate連接至在該示例中用作FB開(kāi)關(guān)元件的M0SFET102的柵極的反激柵極驅(qū)動(dòng)器。M0SFET102的漏極連接至變壓器103的初級(jí)側(cè)L1.1的一個(gè)管腳。變壓器103的初級(jí)側(cè)L1.1的另一個(gè)管腳連接至FB供電電壓，例如功率因數(shù)校正級(jí)的輸出電壓。
[0035]FB控制IClOl進(jìn)一步包括FBSense管腳，其連接至節(jié)點(diǎn)104。該節(jié)點(diǎn)104經(jīng)由電阻器Rl連接至M0SFET102的 源極，并且M0SFET102的源極進(jìn)一步經(jīng)由電阻器Rshunt連接至接地端。節(jié)點(diǎn)104還經(jīng)由包括電阻器R2和二極管Dl的串聯(lián)連接而連接至節(jié)點(diǎn)105，其中二極管Dl的陰極指向節(jié)點(diǎn)104。節(jié)點(diǎn)105經(jīng)由包括電阻器Rfilter和電感器L1.2的串聯(lián)連接而連接至接地端。電感器L1.2能夠被實(shí)現(xiàn)為針對(duì)變壓器103的初級(jí)繞組L1.1的輔助繞組。此外，節(jié)點(diǎn)105經(jīng)由電容器Cfilter連接至接地端。電阻器Rfilter和電容器Cfilter的組合提供了低通RC濾波器。這樣的RC濾波器還能夠由例如FB控制IClOl的集成電路來(lái)提供。也可能提供不同的濾波器，例如數(shù)字濾波器或消隱時(shí)間。
[0036]變壓器103的次級(jí)繞組L1.3經(jīng)由二極管D2連接至節(jié)點(diǎn)106并且利用其另一管腳連接至接地端。節(jié)點(diǎn)106經(jīng)由電容器Cl連接至接地端。輸出電壓Vtjut和輸出電流Iwt經(jīng)由輸出107和108提供，其中輸出107連接至節(jié)點(diǎn)106而輸出108連接至接地端。
[0037]因此，變壓器103將初級(jí)側(cè)與次級(jí)側(cè)分離開(kāi)來(lái)。在圖1中，初級(jí)側(cè)被描繪在變壓器左側(cè)，其包括初級(jí)繞組L1.1，而次級(jí)側(cè)則被描繪在變壓器右側(cè)，其包括次級(jí)繞組L1.3。次級(jí)側(cè)提供反激轉(zhuǎn)換器的輸出(Vrat, 1ut)0
[0038]流過(guò)(變壓器初級(jí)側(cè)的)M0SFET102的電流有利地(僅)在M0SFET102的導(dǎo)通階段tQn期間被監(jiān)視。這能夠經(jīng)由低電阻電阻器Rshunt來(lái)實(shí)現(xiàn)。經(jīng)由管腳FBSense對(duì)電阻器Rshunt上的壓降進(jìn)行測(cè)量(由于Rshunt的電阻值是已知的，所以在管腳FBSense處所確定的電壓根據(jù)I=U/R而對(duì)應(yīng)于電流)。電阻器Rl的電阻值可以充分地大于Rshunt的電阻值，因此該電流經(jīng)由電阻器Rshunt流向接地端。通過(guò)電阻器Rl的電流在這樣的情況下可被忽略。
[0039]在M0SFET102的關(guān)閉階段tQff期間，不在電阻器Rshunt提供信號(hào)。在該關(guān)閉階段tMf期間，管腳FBSense能夠被用來(lái)確定(特別是測(cè)量)反激轉(zhuǎn)換器的輸出電壓Vwt以及變壓器的次級(jí)繞組中的電流達(dá)到零的時(shí)間^⑶。出于這一目的，附加繞組L1.2被用來(lái)經(jīng)由包括Rfilter和Cfilter的濾波器、二極管Dl以及電阻器R2和Rl向接地端提供信號(hào)。電阻器Rl和R2被用作針對(duì)接地端的分壓器。低阻抗電阻器Rshunt在這種情況下是可忽略的，因?yàn)镽l的電阻充分地高于Rshunt的電阻。例如，低阻抗電阻器Rshunt可以被設(shè)置為1hm而電阻器Rl可以被設(shè)置為lkohm。
[0040]因此，對(duì)于有效操作反激轉(zhuǎn)換器有利的各個(gè)信號(hào)在(在包括導(dǎo)通階段和關(guān)閉階段的FB開(kāi)關(guān)元件的工作周期期間內(nèi))不同時(shí)刻得以被確定。這允許經(jīng)由FB控制IClOl的單個(gè)管腳
[0041]-在FB開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通階段測(cè)量流過(guò)FB開(kāi)關(guān)元件的電流，以及
[0042]-在FB開(kāi)關(guān)元件的關(guān)閉階段測(cè)量反激轉(zhuǎn)換器的輸出電壓Vrat以及時(shí)間tzm。
[0043]有利地，在變壓器初級(jí)側(cè)所確定的參數(shù)(信號(hào))能夠被用來(lái)控制反激轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)的輸出電壓Vtjut和輸出電流1_。
[0044]圖2以示意性方式示出了基于圖1的電路圖的各種隨時(shí)間的信號(hào)曲線。管腳FBGD處的信號(hào)示出了反激柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其具有包括導(dǎo)通階段和關(guān)閉階段tMf的工作周期T0信號(hào)Ipri描繪了變壓器103的初級(jí)側(cè)上的電流(即，流過(guò)M0SFET102的電流)，其也被稱作“初級(jí)電流”，信號(hào)Id2視覺(jué)化表示了流過(guò)變壓器103次級(jí)側(cè)的二極管D2的電流，并且信號(hào)VDSFB示出了 M0SFET102的漏極處的電壓。此外，基于以上而示出了在FB控制IClOl的管腳FBSense處所產(chǎn)生的信號(hào)。
[0045]在FB⑶管腳處的信號(hào)的導(dǎo)通階段期間，能夠在FBSense管腳處檢測(cè)到與初級(jí)電流Ipri成比例的電壓。因此，能夠檢測(cè)到超過(guò)預(yù)定閾值的初級(jí)電流。圖2示例性示出了OCP (過(guò)電流保護(hù))閾值201。
[0046]峰值電流ILl.l_peak還能夠經(jīng)由其它手段來(lái)確定，例如經(jīng)由電流的傾斜度和/或?qū)〞r(shí)間。峰值電流202 (也稱作“IL1.l_peak sense”)的數(shù)值能夠被用來(lái)將反激轉(zhuǎn)換器的輸出電流Itjut設(shè)置和/或控制為預(yù)定數(shù)值。
[0047]在FB⑶管腳處的信號(hào)的關(guān)閉階段tQff期間，向FBSense管腳提供對(duì)應(yīng)于反激轉(zhuǎn)換器的輸出電壓Vrat或與該輸出電壓Vrat成比例的電壓。根據(jù)特定的使用情況、所要求的大小標(biāo)注和/或準(zhǔn)確度，包括電阻器Rfilter和電容器Cfilter的低通濾波器能夠被提供、省略或者集成在轉(zhuǎn)換器控制單元之中。而且，能夠采用其它類型的濾波器，例如數(shù)字濾波器。除此之外或可替換地，F(xiàn)BSense管腳處的信號(hào)能夠在關(guān)閉階段tMf期間的特定時(shí)刻或預(yù)定時(shí)間內(nèi)被用于控制目的，例如在允許瞬時(shí)效應(yīng)衰退的一段偏移時(shí)間之后。注意到，針對(duì)FBSense管腳處所確定的信號(hào)而描述的效應(yīng)適用于電壓或電流信號(hào)。
[0048]在FBSense管腳處所檢測(cè)的信號(hào)的振幅能夠被用于控制反激轉(zhuǎn)換器的輸出電壓Vwt。該振幅還能夠被用于檢測(cè)過(guò)高的輸出電壓ν_。這能夠經(jīng)由OVP (過(guò)壓保護(hù))閾值203來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0049]注意到，OCP閾值201和OVP閾值203可以是不同的閾值。使用相同的閾值201和203允許經(jīng)由電阻器Rl和/或電阻器R2對(duì)閾值進(jìn)行調(diào)節(jié)。不同于第一閾值的第二閾值允許針對(duì)電路設(shè)計(jì)的附加自由度。
[0050]只要有電流在變壓器的次級(jí)側(cè)上流過(guò)，反激轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)就被提供至FBSense管腳。該時(shí)間段在圖2中由td所指示，其示出了流過(guò)二極管D2的電流。一旦電流Id2達(dá)到零，提供至FBSense管腳的電壓就下降(即，在時(shí)間段td結(jié)束時(shí)開(kāi)始)。
[0051]對(duì)時(shí)間段td結(jié)束的時(shí)刻(Z⑶:零電流檢測(cè)，tzm:當(dāng)Id2達(dá)到零的時(shí)間)進(jìn)行檢測(cè)以便獲知再次導(dǎo)通M0SFET102的適當(dāng)時(shí)間，即經(jīng)由FB⑶管腳提供另一個(gè)導(dǎo)通階段谷值開(kāi)關(guān))。
[0052]作為選擇，可以在電流Id2已經(jīng)達(dá)到零之后引入延遲tzmdelay。
[0053]時(shí)間tzm能夠通過(guò)確定提供至FBSense管腳的信號(hào)的下降而經(jīng)由FBSense管腳而確定，例如在這樣的下降大于變化204的情況下進(jìn)行確定。作為替換，提供至FBSense管腳的信號(hào)的下降能夠與Z⑶檢測(cè)閾值205或變化204相比較:如果達(dá)到或低于這樣的閾值205(或變化204)，則假設(shè)檢測(cè)到時(shí)刻tzm。ZCD檢測(cè)閾值205可以是固定或可變的。作為選擇，所檢測(cè)的輸出電壓Vwt206能夠被用來(lái)自適應(yīng)地調(diào)節(jié)ZCD檢測(cè)閾值205，例如針對(duì)輸出電壓Vout206的預(yù)定數(shù)值或百分比進(jìn)行調(diào)節(jié)。下降信號(hào)能夠經(jīng)由可由集成電路所實(shí)施的其它操作進(jìn)行檢測(cè)。
[0054]在反激轉(zhuǎn)換器的非連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)中，能夠經(jīng)由Z⑶檢測(cè)閾值205來(lái)檢測(cè)M0SFET102的漏極電壓的后續(xù)最小值。因此，能夠有效實(shí)現(xiàn)重新進(jìn)入導(dǎo)通階段之前的延遲。
[0055]這里所給出的解決方案所具有的優(yōu)勢(shì)在于，能夠獨(dú)立于送至FB控制IClOl的供電電壓VCC而實(shí)現(xiàn)對(duì)反激轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)的控制。這在由單個(gè)供電電壓VCC進(jìn)行供電的單個(gè)IC中實(shí)施若干個(gè)FB控制器的情況下是特別有用的。所建議的解決方案允許每個(gè)FB控制器(即使IC中的附加FB控制器負(fù)責(zé)控制不同反激轉(zhuǎn)換器)基于提供至其FBSense管腳的信號(hào)獨(dú)立操作。
[0056]所給出的解決方案可應(yīng)用于各種類型的轉(zhuǎn)換器，特別是DC/DC轉(zhuǎn)換器。
[0057]注意到，轉(zhuǎn)換器初級(jí)側(cè)上的開(kāi)關(guān)元件可以是半橋或全橋元件。此外，至少一部分電子開(kāi)關(guān)(晶體管，MOSFET)能夠被實(shí)現(xiàn)為二極管。
[0058]圖3示出了包括兩個(gè)比較器的示例性實(shí)施例。信號(hào)VIN被送至進(jìn)一步連接到M0SFET302的漏極的變壓器301的初級(jí)側(cè)。M0SFET302的源極經(jīng)由電阻器R3連接至接地端并且經(jīng)由電阻器R4連接至FB控制IC303的觸發(fā)管腳TRIG。變壓器301的次級(jí)側(cè)連接至接地端并且經(jīng)由包括二極管D3和電阻器R5的串聯(lián)連接而連接至觸發(fā)管腳TRIG。二極管D3的陰極指向觸發(fā)管腳TRIG。FB控制IC303還具有連接至M0SFET302的柵極的柵極驅(qū)動(dòng)器管腳⑶。
[0059]FB控制IC303包括兩個(gè)比較器304、305、兩個(gè)AND門(mén)306、307、OR門(mén)311、RS雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器312、振蕩器310、濾波器元件308、濾波器元件309和柵極驅(qū)動(dòng)器313。
[0060]觸發(fā)管腳TRIG連接至比較器304的正輸入以及比較器305的負(fù)輸入。信號(hào)V_CL被送至比較器304的負(fù)輸入并且信號(hào)V_Z⑶被送至比較器305的正輸入。
[0061]觸發(fā)管腳TRIG還連接至電壓感應(yīng)單元315，其向控制組件316提供輸出信號(hào)。例如，參考圖2，感應(yīng)單元315可以確定反激轉(zhuǎn)換器的輸出電壓Vtjut并且例如可以出于控制和監(jiān)控的目的而將這樣的信息傳遞至控制組件316。該控制組件例如可以影響FB控制器的導(dǎo)通階段的持續(xù)時(shí)間以便調(diào)節(jié)輸出電壓或者關(guān)閉輸出電壓。
[0062]比較器304的輸出連接至AND門(mén)306的第一輸入，AND門(mén)306的輸出經(jīng)由濾波器308連接至雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器312的R輸入。雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器312的Q輸出連接至AND門(mén)306的第二輸入并且經(jīng)由柵極驅(qū)動(dòng)器313連接至管腳⑶。
[0063]比較器305的輸出連接至AND門(mén)307的第一輸入，AND門(mén)307的輸出經(jīng)由濾波器309連接至OR門(mén)311的第一輸入。OR門(mén)311的輸出連接至雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器312的S輸入。雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器312的反向Q輸出連接至節(jié)點(diǎn)314，該節(jié)點(diǎn)314連接至AND門(mén)307的第二輸入并且經(jīng)由振蕩器310連接至OR門(mén)311的第二輸入。
[0064]振蕩器310通過(guò)設(shè)置雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器312而定義了用于導(dǎo)通柵極驅(qū)動(dòng)器(管腳⑶)的觸發(fā)器。在操作期間，管腳⑶經(jīng)由比較器305而由變壓器301的過(guò)零信號(hào)反復(fù)導(dǎo)通。因此，僅需要振蕩器310在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到過(guò)零信號(hào)的情況下觸發(fā)柵極驅(qū)動(dòng)器的導(dǎo)通。在操作期間，振蕩器310能夠在柵極驅(qū)動(dòng)器被關(guān)閉時(shí)進(jìn)行重置和重啟。
[0065]信號(hào)V_CL與比較器304相結(jié)合而提供逐個(gè)周期的限流功能，這使得柵極驅(qū)動(dòng)器被關(guān)閉。信號(hào)V_z⑶和比較器305提供過(guò)零檢測(cè)，這使得柵極驅(qū)動(dòng)器被導(dǎo)通。
[0066]濾波器元件308 (LEB:前沿消隱)對(duì)于在導(dǎo)通階段開(kāi)始時(shí)出現(xiàn)的電流峰值進(jìn)行濾波。濾波器元件309濾除或減少在關(guān)閉階段開(kāi)始時(shí)出現(xiàn)的高頻振蕩；否則這樣的振蕩可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的觸發(fā)時(shí)刻。此外，濾波器元件309延遲導(dǎo)通脈沖因此使得能夠進(jìn)行谷值開(kāi)關(guān)，即當(dāng)M0SFET302的漏極處的電壓達(dá)到低點(diǎn)時(shí)允許過(guò)零檢測(cè)之后的開(kāi)關(guān)時(shí)刻。
[0067]門(mén)304和305使得能夠?qū)?dǎo)通和關(guān)閉觸發(fā)器進(jìn)行交替的激活/去激活，這確保了在柵極驅(qū)動(dòng)器的導(dǎo)通階段期間僅有比較器304是活動(dòng)的以用于導(dǎo)通，并且在柵極驅(qū)動(dòng)器的關(guān)閉階段期間僅有比較器305是活動(dòng)的以用于關(guān)閉。
[0068]圖4示出了具有比較器和可切換閾值的實(shí)施例。圖4的示例性示圖是基于圖3 ；然而，省略了第二比較器305，另外引入了以交替方式將信號(hào)V_CL或信號(hào)V_Z⑶連接至比較器304的負(fù)輸入的開(kāi)關(guān)元件401。開(kāi)關(guān)元件401還連接至節(jié)點(diǎn)314。比較器304的輸出進(jìn)一步連接至AND門(mén)307的第一輸入。
[0069]圖5示出了包括單級(jí)LED燈泡應(yīng)用的實(shí)施例的示例性示圖。
[0070]處于85VAC和275VAC之間的范圍之內(nèi)的輸入電壓被送至整流器單元504，其包括保險(xiǎn)絲502、溫度敏感電阻器505、電感器503、電容器C2以及若干二極管D4至D7。因此經(jīng)由節(jié)點(diǎn)506和接地端提供經(jīng)整流的信號(hào)。
[0071]節(jié)點(diǎn)506經(jīng)由電阻器R6連接至節(jié)點(diǎn)510。節(jié)點(diǎn)510連接至FB控制器501的供電電壓管腳VCC。節(jié)點(diǎn)510和接地端還經(jīng)由電阻器C4進(jìn)行連接，其中接地端也被提供至FB控制器501 (經(jīng)由其GND管腳)。
[0072]節(jié)點(diǎn)510經(jīng)由電容器C3 (例如，電解電容器)連接至接地端。節(jié)點(diǎn)510進(jìn)一步經(jīng)由包括二極管D8和電阻器R7的串聯(lián)連接而連接至節(jié)點(diǎn)511，其中二極管D8的陰極指向節(jié)點(diǎn)510。節(jié)點(diǎn)511經(jīng)由包括電阻器R8和二極管D9的串聯(lián)連接而連接至FB控制器501的觸發(fā)管腳TRIG，其中二極管D9的陰極指向觸發(fā)管腳TRIG。觸發(fā)管腳TRIG經(jīng)由電阻器RlO連接至M0SFET507的源極，其中該源極還經(jīng)由電阻器Rll連接至接地端。FB控制器501的柵極驅(qū)動(dòng)器管腳⑶經(jīng)由電阻器R9連接至M0SFET507的柵極。M0SFET507的漏極經(jīng)由二極管DlO連接至節(jié)點(diǎn)512。節(jié)點(diǎn)512和節(jié)點(diǎn)506分別經(jīng)由電阻器R12和經(jīng)由電容器C6進(jìn)行連接。變壓器508的初級(jí)繞組部署在節(jié)點(diǎn)506和M0SFET507的漏極之間。
[0073]變壓器508的次級(jí)繞組的一個(gè)管腳經(jīng)由二極管Dll連接至輸出513，其中二極管Dll的陰極指向輸出513。變壓器508的次級(jí)繞組的另一管腳連接至輸出514。在輸出513和514之間提供電容器C7。經(jīng)由輸出513和514提供用于串聯(lián)連接若干LED D12至D14的電壓。
[0074]變壓器508的輔助繞組509連接至接地端和節(jié)點(diǎn)511之間，該節(jié)點(diǎn)511向FB控制器501的觸發(fā)管腳TRIG提供觸發(fā)信息。
[0075]圖7示出了可替換實(shí)施例的示圖。該電路部分地對(duì)應(yīng)于關(guān)于圖5所示出并解釋的電路。與圖5的FB控制器501相比，F(xiàn)B控制器702包括兩個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器管腳⑶O和⑶1，其中柵極驅(qū)動(dòng)器管腳⑶O驅(qū)動(dòng)M0SFET507并且因此對(duì)應(yīng)于圖5的柵極驅(qū)動(dòng)器管腳⑶。
[0076]與圖5相比，圖7中省略了電阻器R12和電容器C6，而是將二極管DlO的陰極連接至節(jié)點(diǎn)506。另外，圖7示出了 M0SFET701，其具有經(jīng)由電阻器R24連接至柵極驅(qū)動(dòng)器管腳⑶I的柵極。M0SFET701的源極連接至變壓器的初級(jí)側(cè)(而不是根據(jù)圖5的節(jié)點(diǎn)506)。M0SFET701的漏極連接至節(jié)點(diǎn)506。此外，M0SFET701的源極經(jīng)由二極管D24連接至接地端，其中二極管D24的陽(yáng)極指向接地端。
[0077]優(yōu)選地，管腳GDO和GDl的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)是同相的并且對(duì)應(yīng)于根據(jù)圖5的單級(jí)FB控制器501的柵極驅(qū)動(dòng)器管腳GD的輸出信號(hào)。
[0078]圖6示出了包括具有功率因數(shù)校正(PFC)級(jí)的兩級(jí)LED燈泡應(yīng)用的可替換實(shí)施例的示例性示圖。
[0079]處于85VAC和275VAC之間的范圍內(nèi)的輸入電壓被送至根據(jù)圖5所示的整流器單元504 ;因此在節(jié)點(diǎn)607和608之間提供經(jīng)整流的信號(hào)。節(jié)點(diǎn)607經(jīng)由變壓器602的初級(jí)側(cè)連接至節(jié)點(diǎn)609。節(jié)點(diǎn)608經(jīng)由電容器C8與節(jié)點(diǎn)610相連接。二極管D15連接在節(jié)點(diǎn)609和610之間，其中二極管D15的陰極指向節(jié)點(diǎn)610。節(jié)點(diǎn)608進(jìn)一步經(jīng)由電阻器R15連接至M0SFET603的源極。M0SFET603的源極還經(jīng)由電阻器R14連接至節(jié)點(diǎn)611。節(jié)點(diǎn)611經(jīng)由包括二極管D16、電阻器R13和變壓器602次級(jí)側(cè)的串聯(lián)連接而連接至接地端，其中D16的二極管陰極指向節(jié)點(diǎn)611。節(jié)點(diǎn)611還連接至控制器601的觸發(fā)器管腳TRIG1，其提供PFC和FB控制。控制器601的柵極驅(qū)動(dòng)器管腳⑶I經(jīng)由電阻器R16連接至M0SFET603的柵極。M0SFET603的漏極連接至節(jié)點(diǎn)609。
[0080]節(jié)點(diǎn)610經(jīng)由電容器C9連接至節(jié)點(diǎn)612 ;節(jié)點(diǎn)610和612還經(jīng)由電阻器R18相連接。節(jié)點(diǎn)612經(jīng)由二極管D17連接至M0SFET604的漏極。M0SFET604的漏極和節(jié)點(diǎn)607還經(jīng)由變壓器605的輔助繞組606相連接。M0SFET604的源極經(jīng)由電阻器R23連接至接地端。而且，M0SFET604的源極經(jīng)由電阻器R22與控制器601的觸發(fā)管腳TRIGO相連接?？刂破?01的柵極驅(qū)動(dòng)器管腳⑶O經(jīng)由電阻器R21連接至M0SFET604的柵極?？刂破?01的觸發(fā)器管腳TRIGO還經(jīng)由二極管D19和電阻器R20的串聯(lián)連接而連接至節(jié)點(diǎn)613，其中二極管D19的陰極指向觸發(fā)管腳TRIG0。節(jié)點(diǎn)613經(jīng)由變壓器605的初級(jí)側(cè)連接至接地端。節(jié)點(diǎn)613進(jìn)一步經(jīng)由包括電阻器R19和二極管D18的串聯(lián)連接而連接至節(jié)點(diǎn)614，其中二極管D18的陰極指向節(jié)點(diǎn)614。節(jié)點(diǎn)614分別經(jīng)由電容器ClO和經(jīng)由電容器Cll而連接至接地端；電容器Cll可以是電解電容器。節(jié)點(diǎn)614進(jìn)一步連接至控制器601的供電管腳VCC?？刂破?01還經(jīng)由管腳GND連接至接地端。
[0081]變壓器605的次級(jí)繞組的一個(gè)管腳經(jīng)由二極管D20連接至節(jié)點(diǎn)615，其中二極管D20的陰極指向節(jié)點(diǎn)615，并且變壓器605的次級(jí)繞組的另一管腳連接至接地端。而且，在節(jié)點(diǎn)615和接地端之間提供電容器C12。節(jié)點(diǎn)615提供用于對(duì)若干LED D21至D23的串聯(lián)連接進(jìn)行供電的電壓。
[0082]在圖6的實(shí)施例中所示出的第一供電級(jí)包括功率因數(shù)校正(PFC)單元。該P(yáng)FC單元提供與正弦輸入電壓信號(hào)同相的正弦輸入電流整形以便實(shí)現(xiàn)高的功率因數(shù)。所示出的實(shí)施例包括以非連續(xù)電流模式(DCM)進(jìn)行工作的升壓轉(zhuǎn)換器。以DCM進(jìn)行操作，通過(guò)M0SFET603的電流在該MOSFET導(dǎo)通時(shí)從O開(kāi)始。該操作模式能夠在M0SFET603在變壓器602消磁之后的下一次啟動(dòng)開(kāi)始時(shí)實(shí)現(xiàn)。消磁這樣的結(jié)束能夠利用過(guò)零檢測(cè)經(jīng)由變壓器602的輔助繞組、電阻器R13和二極管D16所構(gòu)建的感應(yīng)路徑進(jìn)行檢測(cè)。由于兩個(gè)信號(hào)以交替方式出現(xiàn)，所以電阻器R15處的峰值電流感應(yīng)還能夠經(jīng)由電阻器R14和節(jié)點(diǎn)611與過(guò)零檢測(cè)路徑相結(jié)
入
口 ο
[0083]將PFC單元過(guò)零和峰值電流檢測(cè)相結(jié)合，管腳TRIGl以低管腳數(shù)量的非常小的封裝而支持雙級(jí)方法的實(shí)施。
[0084]雖然已經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)顯而易見(jiàn)的是，能夠進(jìn)行實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些優(yōu)勢(shì)的各種變化和修改而并不背離本發(fā)明的精神和范圍。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可以適當(dāng)替代以執(zhí)行相同功能的其它組件。應(yīng)當(dāng)提到的是，即使在沒(méi)有明確提及的那些情況下，參考具體附圖所解釋的特征也可以與其它附圖的特征相結(jié)合。另外，本發(fā)明的方法可以使用適當(dāng)處理器指令以全軟件的實(shí)施方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者以利用硬件邏輯和軟件邏輯的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)相同結(jié)果的混合實(shí)施方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于發(fā)明概念的這種修改意在被所附權(quán)利要求所覆蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)換器，包括 -在所述轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間提供電流隔離的變壓器； -至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件； -一個(gè)轉(zhuǎn)換器控制單元包括: -用于控制所述至少一 個(gè)開(kāi)關(guān)元件的第一管腳，以及 -第二管腳， -用于在第一階段期間檢測(cè)所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件中的電流信號(hào)；以及 -用于在第二階段期間檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的所述次級(jí)側(cè)的輸出電壓信號(hào)以及有關(guān)所述變壓器的次級(jí)繞組中的電流的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件包括晶體管或MOSFET。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述轉(zhuǎn)換器是反激轉(zhuǎn)換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述轉(zhuǎn)換器控制單元是集成電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述第一階段是所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通階段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述第二階段是所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件的關(guān)閉階段。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述電流信號(hào)包括在所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通階段期間流過(guò)所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件的電流或電流的一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述輸出電壓信號(hào)是所述轉(zhuǎn)換器的輸出處的信號(hào)或者是與所述轉(zhuǎn)換器的所述輸出處的所述信號(hào)成比例的信號(hào)，特別是由所述變壓器的所述次級(jí)繞組所提供的電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中有關(guān)所述變壓器的所述次級(jí)繞組中的電流的所述信息指示所述變壓器的所述次級(jí)繞組中的電流達(dá)到或低于預(yù)定閾值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述預(yù)定閾值是固定的或可變的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中有關(guān)所述變壓器的所述次級(jí)繞組中的電流的所述信息包括所述變壓器的所述次級(jí)繞組中的電流達(dá)到零或基本達(dá)到零的時(shí)間。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中經(jīng)由與所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件串聯(lián)連接的分流電阻器檢測(cè)在所述第一階段期間所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件中的所述電流信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中通過(guò)經(jīng)由二極管和電阻器的串聯(lián)連接饋接至所述第二管腳的所述變壓器的一個(gè)附加繞組在所述第二階段期間檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的所述次級(jí)側(cè)的所述輸出電壓信號(hào)以及有關(guān)所述變壓器的所述次級(jí)繞組中的電流的所述信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中通過(guò)經(jīng)由低通濾波器以及二極管和電阻器的串聯(lián)連接饋接至所述第二管腳的所述變壓器的一個(gè)附加繞組在所述第二階段期間檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的所述次級(jí)側(cè)的所述輸出電壓信號(hào)以及有關(guān)所述變壓器的所述次級(jí)繞組中的電流的所述信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器， -其中經(jīng)由與所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件串聯(lián)連接的分流電阻器在所述第一階段期間檢測(cè)所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件中的所述電流信號(hào)； -其中通過(guò)經(jīng)由二極管和電阻器的串聯(lián)連接饋接至所述第二管腳的所述變壓器的一個(gè)附加繞組在所述第二階段期間檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的所述次級(jí)側(cè)的所述輸出電壓信號(hào)和有關(guān)所述變壓器的所述次級(jí)繞組中的電流的所述信息； -其中所述第二管腳經(jīng)由去耦電阻器連接至所述分流電阻器。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，包括比較器件，其使得所述第二管腳 -在所述第一階段期間檢測(cè)所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件中的所述電流信號(hào)，以及 -在所述第二階段期間檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的所述次級(jí)側(cè)的所述輸出電壓信號(hào)以及有關(guān)所述變壓器的所述次級(jí)繞組中的電流的所述信息。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述第一階段是所述轉(zhuǎn)換器的充電階段并且所述第二階段是所述轉(zhuǎn)換器的放電階段。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件由所述轉(zhuǎn)換器控制單元基于在所述第一階段期間所檢測(cè)的所述電流信號(hào)以及所述第二階段期間所述轉(zhuǎn)換器的所述次級(jí)側(cè)的所述輸出電壓信號(hào)和有關(guān)所述變壓器的所述次級(jí)繞組中的電流的所述信息、經(jīng)由所述第一管腳進(jìn)行控制。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器， -其中有關(guān)所述變 壓器的所述次級(jí)繞組中的電流的所述信息包括所述變壓器中的所述次級(jí)繞組中的電流達(dá)到零或基本達(dá)到零的時(shí)間， -其中所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件由所述轉(zhuǎn)換器控制單元基于以下各項(xiàng)、經(jīng)由所述第一管腳進(jìn)行控制 -在所述第一階段期間所檢測(cè)的所述電流信號(hào)和所述轉(zhuǎn)換器的所述次級(jí)側(cè)的所述輸出電壓信號(hào)， -所述第二階段期間有關(guān)所述變壓器的所述次級(jí)繞組中的電流的所述信息，以及 -所述變壓器中的所述次級(jí)繞組中的電流達(dá)到零或基本達(dá)到零的時(shí)間之后所增加的附加延遲。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件包括具有串聯(lián)的兩個(gè)電子開(kāi)關(guān)的半橋或者具有兩個(gè)電子開(kāi)關(guān)的兩個(gè)串聯(lián)連接的全橋布置結(jié)構(gòu)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述電子開(kāi)關(guān)中的至少一個(gè)電子開(kāi)關(guān)是二極管。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中經(jīng)由所述第二管腳為所述轉(zhuǎn)換器控制單元提供電力。
23.一種用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器控制單元，包括: -用于控制所述轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件的第一管腳，其中所述轉(zhuǎn)換器包括在所述轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間提供電流隔離的變壓器； -第二管腳 -用于在第一階段期間檢測(cè)所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件中的電流信號(hào)；以及 -用于在第二階段期間檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的所述次級(jí)側(cè)的輸出電壓信號(hào)以及有關(guān)所述變壓器的次級(jí)繞組中的電流的信息。
24.一種經(jīng)由根據(jù)權(quán)利要求23所述的轉(zhuǎn)換器控制單元進(jìn)行控制的反激轉(zhuǎn)換器。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的轉(zhuǎn)換器，其中經(jīng)由所述第二管腳向所述轉(zhuǎn)換器控制單元提供電力。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述第一階段是所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通階段并且所述第二階段是所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件的關(guān)閉階段。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述輸出電壓信號(hào)是所述轉(zhuǎn)換器的輸出處的信號(hào)或者是與所述轉(zhuǎn)換器的所述輸出處的所述信號(hào)成比例的信號(hào)，特別是由所述變壓器的所述次級(jí)繞組所提供的電壓。
28.一種反激轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，包括 -在所述轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間提供電流隔離的變壓器； -至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件；以及 -轉(zhuǎn)換器控制單元，包括 -用于控制所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件的第一管腳；以及 -第二管腳 -用于在所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通階段期間檢測(cè)所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件中的電流信號(hào)；以及 -用于在所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件的關(guān)閉階段期間經(jīng)由所述變壓器的一個(gè)附加繞組檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的所述次級(jí)側(cè)的輸出電壓信號(hào)以及有關(guān)所述變壓器的次級(jí)繞組中的電流的信肩、O
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的反激轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，包括 -經(jīng)由二極管和電阻器的串聯(lián)連接而連接至所述第二管腳的所述附加繞組； -與所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件串聯(lián)連接的分流電阻器； -連接在所述第二管腳和所述分流電阻器之間的去耦電阻器。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的反激轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，包括 -經(jīng)由低通濾波器以及二極管和電阻器的串聯(lián)連接而連接至所述第二管腳的所述附加繞組； -與所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件串聯(lián)連接的分流電阻器； -連接在所述第二管腳和所述分流電阻器之間的去耦電阻器。
31.一種用于操作轉(zhuǎn)換器的方法， -其中所述轉(zhuǎn)換器包括在所述轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間提供電流隔離的變壓器， -包括以下步驟: -經(jīng)由轉(zhuǎn)換器控制單元的第二管腳在第一階段期間檢測(cè)所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件中的電流信號(hào)；并且 -經(jīng)由所述轉(zhuǎn)換器控制單元的所述第二管腳在第二階段期間檢測(cè)所述變壓器的所述次級(jí)側(cè)的輸出電壓信號(hào)以及有關(guān)所述變壓器的次級(jí)繞組中的電流的信息； -經(jīng)由所述轉(zhuǎn)換器控制單元的第一管腳對(duì)所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行控制。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述第一階段是所述第一開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通階段，并且所述第二階段是所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件的關(guān)閉階段。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述輸出電壓信號(hào)是所述轉(zhuǎn)換器的輸出處的信號(hào)或者是與所述轉(zhuǎn)換器的所述輸出處的所述信號(hào)成比例的信號(hào)，特別是由所述變壓器的所述次級(jí)繞組所提供的電壓。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中有關(guān)所述變壓器的所述次級(jí)繞組中的電流的所述信息指示所述變壓器的所述次級(jí)繞組中的電流達(dá)到或低于預(yù)定閾值。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中有關(guān)所述變壓器的所述次級(jí)繞組中的電流的所述信息包括所述變壓器的所述次級(jí)繞組中的電流達(dá)到零或基本達(dá)到零的時(shí)間。
36.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中通過(guò)經(jīng)由至少一個(gè)二極管饋接至所述第二管腳的所述變壓器的一個(gè)附加繞組在所述第二階段期間檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的所述次級(jí)側(cè)的所述輸出電壓信號(hào)和有關(guān)所述變壓器的所述次級(jí)繞組中的電流的所述信息，其中所述二極管的陰極指向所述第二管腳。
37.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中通過(guò)經(jīng)由低通濾波器以及至少一個(gè)二極管饋接至所述第二管腳的所述變壓器的一個(gè)附加繞組在所述第二階段期間檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的所述次級(jí)側(cè)的所述輸出電壓信號(hào)和有關(guān)所述變壓器的所述次級(jí)繞組中的電流的所述信息，其中所述二極管的陰極指向所述第二管腳。
38.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法， -其中有關(guān)所述變壓器的所述次級(jí)繞組中的電流的所述信息包括所述變壓器中的所述次級(jí)繞組中的電流達(dá)到零或基本達(dá)到零的時(shí)間， -其中所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件由所述轉(zhuǎn)換器控制單元基于以下各項(xiàng)、經(jīng)由所述第一管腳進(jìn)行控制 -在所述第一階段期間所檢測(cè)的所述電流信號(hào)和所述轉(zhuǎn)換器的所述次級(jí)側(cè)的所述輸出電壓信號(hào)， -所述第二階段期間有關(guān)所述變壓器的所述次級(jí)繞組中的電流的所述信息，以及 -所述變壓器中的所述次級(jí)繞組中的電流達(dá)到零或基本達(dá)到零的時(shí)間之后所增加的附加延遲。
39.一種反激轉(zhuǎn)換器，包括: -用于在所述轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間提供電流隔離的器件； -開(kāi)關(guān)器件； -第一檢測(cè)器件，其用于在所述開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通階段期間檢測(cè)所述開(kāi)關(guān)器件中的電流信號(hào); -第二檢測(cè)器件，其用于在所述開(kāi)關(guān)器件的關(guān)閉階段期間檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的所述次級(jí)側(cè)的輸出電壓信號(hào)以及有關(guān)所述轉(zhuǎn)換器的所述次級(jí)側(cè)中的電流的信息；以及 -控制器件，包括: -用于控制所述開(kāi)關(guān)器件的第一管腳；以及 -用于檢測(cè)所述第一檢測(cè)器件和所述第二檢測(cè)器件的信號(hào)和信息的第二管腳。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的反激轉(zhuǎn)換器，其中所述第一檢測(cè)器件包括與所述開(kāi)關(guān)器件串聯(lián)連接的分流電阻器。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的反激轉(zhuǎn)換器，其中所述用于提供所述電流隔離的器件包括變壓器，并且所述第二檢測(cè)器件包括所述變壓器的一個(gè)附加繞組。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的反激轉(zhuǎn)換器，其中所述附加繞組經(jīng)由二極管和電阻器的串聯(lián)連接而連接至所述第二管腳。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的反激轉(zhuǎn)換器， -其中所述第一檢測(cè)器件包括與所述開(kāi)關(guān)器件串聯(lián)連接的分流電阻器，以及-連接在所述第二管腳和所述分流電阻器之間的去耦電阻器。
44.根據(jù)權(quán)利要求39所述的反激轉(zhuǎn)換器，其中所述開(kāi)關(guān)器件包括至少一個(gè)反激開(kāi)關(guān)元件，特別是至少一個(gè)晶體管、至少一個(gè)二極管或至少一個(gè)MOSFET。
【文檔編號(hào)】H02M3/04GK103973135SQ201410042926
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月1日
【發(fā)明者】M·法倫坎普, T·休肯 申請(qǐng)人:英飛凌科技奧地利有限公司