CN105099230A - 谐振变换器和其同步整流变换电路 - Google Patents

谐振变换器和其同步整流变换电路 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种同步整流变换电路，包括三个变压器副边电感、电流互感器、控制器、三组二极管和电阻，电流互感器包括三个原边电感和三个副边电感，三组二极管并联在电阻两端，三个变压器副边电感和三个原边电感交替串联形成第一三角形结构，第一三角形结构的三个顶点分别连接至同步整流电路中的开关器件，三个副边电感串联连接形成第二三角形结构，第二三角形的三个顶点分别连接至三组二极管，每一副边电感的连接至相应的节点的一端的极性与其对应的变压器副边电感的连接至相应节点的一端的极性相同，所述控制器通过采样二极管的电压来控制开关器件的通断。本发明实现了精确控制同步整流电路通断的目的。

Description

谐振变换器和其同步整流变换电路
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种谐振变换器和其同步整流变换电路。
背景技术
随着电子电力技术的迅速发展，大功率、高效率、高效率密度已经成为开关电源的一种发展趋势。作为开关电源的一种，谐振变换器以其高效率、高功率密度等优势，在业界得到了广泛的应用。其中，所述谐振变换器中具有同步整流电路，以提高谐振变换器的输出效率。目前同步整流电路的通断控制是通过控制器对同步整流电路中的每一整流开关器件两端电压进行采样，根据采样结果来控制每一开关器件的通断。由于每一开关器件中具有电感，导致电压采样结果不准确，从而无法精准地控制每一整流开关器件的通断。
发明内容
提供一种谐振变换器和其同步整流变换电路，以达到精确控制同步整流管的通断的目的。
第一方面，提供了一种同步整流变换电路，应用于谐振变换器中，用于控制谐振变换器中的同步整流电路，其中，所述同步整流电路包括第一至第三组开关器件，所述第一至第三组开关器件并联连接，每一组开关器件包括两个开关器件和该两个开关器件之间的第一节点，所述同步整流变换电路包括：
变压器副边电感组，所述变压器副边电感组包括第一变压器副边电感、第二变压器副边电感和第三变压器副边电感；
电流互感器，所述电流互感器包括第一原边电感、第二原边电感、第三原边电感、第一副边电感、第二副边电感和第三副边电感；其中，所述第一至第三原边电感与所述第一至第三变压器副边电感交替地首尾串联连接形成第一三角形结构，所述第一三角形结构包括三条边和三个第一顶点，所述第一原边电感和所述第一变压器副边电感串联在第一条边上，所述第二原边电感和所述第二变压器副边电感串联在第二条边上，所述第三原边电感和所述第三变压器副边电感串联在第三条边上，三个第一顶点分别连接至所述第一至第三组开关器件中的三个节点，所述第一至第三副边电感首尾串联连接形成第二三角形结构，所述第二三角形结构包括连接三条边和三个第二顶点，所述第一副边电感在第一条边上，所述第二副边电感在第二条边上，所述第三副边电感在第三条边上；
控制单元，所述控制单元包括控制器、电阻和第一至第三组二极管，其中，所述第一至第三组二极管并联在所述电阻的两端，每一组二极管包括两个二极管和该两个二极管之间的第二节点，每一组二极管中的两个二极管串联，所述第一至第三组二极管的三个第二节点分别连接至所述三个第二顶点，且每一副边电感连接至相应第二节点的一端与对应的变压器副边电感连接至相应第一节点的一端具有相同的极性，所述控制器与所述第一至第三组开关器件内的开关器件分别连接，所述控制器与所述第一至第三组二极管分别连接，根据对所述二极管两端的电压进行采样，获取采样结果，并根据所述采样结果控制对应的开关器件的通断。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述控制器具体用于当所述二极管导通时，控制与导通的二极管对应的开关器件导通，当二极管截止时，控制与截止的二极管对应的开关器件断开。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第一变压器副边电感的同名端连接至所述第一原边电感的同名端，所述第一变压器副边电感的异名端连接至所述第二原边电感的异名端，所述第一变压器副边电感的异名端还连接至所述第二组开关器件的第一节点；
所述第二变压器副边电感的同名端连接至所述第二原边电感的同名端，所述第二变压器副边电感的异名端连接至所述第三原边电感的异名端，所述第二变压器副边电感的异名端还连接至所述第三组开关器件的第一节点；
所述第三变压器副边电感的同名端连接至所述第三原边电感的同名端，所述第三变压器副边电感的异名端连接至所述第一原边电感的异名端，所述第三变压器副边电感的异名端还连接至所述第一组开关器件的第一节点；
所述第一副边电感的同名端连接至所述第三副边电感的异名端，所述第一副边电感的同名端还连接至所述第一组二极管的第二节点；所述第一副边电感的异名端连接至所述第二副边电感的同名端，所述第一副边电感的异名端还连接至第二组二极管的第二节点；
所述第二副边电感的异名端连接至所述第三副边电感的同名端，所述第二副边电感的异名端还连接至所述第三组二极管的第二节点。
结合第一方面或第一方面的第一或第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能实现的方式中，所述第一组二极管包括第一二极管和第二二极管，所述第二组二极管包括第三二极管和第四二极管，所述第三组二极管包括第五二极管和第六二极管，所述第一二极管的正极连接至所述第二二极管的负极，所述第一二极管的正极还连接至所述第一副边电感的同名端，所述第一二极管的负极连接至所述电阻的第一端，所述第二二极管的正极连接至所述电阻的第二端，所述第三二极管的正极连接至所述第四二极管的负极，所述第三二极管的正极还连接至所述第二副边电感的同名端，所述第三二极管的负极连接至所述电阻的第一端，所述第四二极管的正极连接至所述电阻的第二端，所述第五二极管的正极连接至所述第六二极管的负极，所述第五二极管的正极还连接至所述第三副边电感的同名端，所述第五二极管的负极连接至所述电阻的第一端，所述第六二极管的正极连接至所述电阻的第二端。
结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述控制器包括控制模块和第一至第六比较模块，所述第一至第六比较模块分别对应所述第一至第六二极管，所述第一至第六比较模块的两输入端分别连接至相应的二极管的正极与负极，用于采样相应的二极管的正极与负极的电压后进行比较，所述第一至第六比较模块的输出端连接至所述控制模块，以输出比较结果至所述控制模块，所述控制模块连接至第一至第三组开关器件中的每一开关器件，并根据所述比较结果来确定相应的二极管的导通状况，从而控制与相应二极管对应的开关器件的通断。
结合第一方面或第一方面的第一至第四种中任一种可能实现的方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述同步整流变换电路还包括一滤波电容，所述滤波电容连接至所述电阻的第一端与第二端之间。
第二方面，提供了一种谐振变换器，包括同步整流电路和用于控制所述同步整流电路的同步整流变换电路，所述同步整流电路包括第一至第三组开关器件，所述第一至第三组开关器件并联连接，每一组开关器件包括两个开关器件和该两个开关器件之间的第一节点，所述同步整流变换电路包括：
变压器副边电感组，所述变压器副边电感组包括第一变压器副边电感、第二变压器副边电感和第三变压器副边电感；
电流互感器，所述电流互感器包括第一原边电感、第二原边电感、第三原边电感、第一副边电感、第二副边电感和第三副边电感；其中，所述第一至第三原边电感与所述第一至第三变压器副边电感交替地首尾串联连接形成第一三角形结构，所述第一三角形结构包括三条边和三个第一顶点，所述第一原边电感和所述第一变压器副边电感串联在第一条边上，所述第二原边电感和所述第二变压器副边电感串联在第二条边上，所述第三原边电感和所述第三变压器副边电感串联在第三条边上，三个第一顶点分别连接至所述第一至第三组开关器件中的三个节点，所述第一至第三副边电感首尾串联连接形成第二三角形结构，所述第二三角形结构包括三条边和三个第二顶点，所述第一副边电感在第一条边上，所述第二副边电感在第二条边上，所述第三副边电感在第三条边上；
控制单元，所述控制单元包括控制器、电阻、以和第一至第三组二极管，其中所述第一至第三组二极管并联在所述电阻的两端，每一组二极管包括两个二极管和该两个二极管之间的第二节点，每一组二极管中的两个二极管串联，所述第一至第三组二极管的三个第二节点分别连接至所述三个第二顶点，且每一副边电感连接至相应第二节点的一端与对应的变压器副边电感连接至相应第一节点的一端具有相同的极性，所述控制器与所述第一至第三组开关器件内的开关器件分别连接，所述控制器与所述第一至第三组二极管分别连接，根据对所述二极管两端的电压进行采样，获取采样结果，并根据所述采样结果控制对应的开关器件的通断。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述控制器具体用于当所述二极管导通时，控制与导通的二极管对应的开关器件导通，当二极管截止时，控制与截止的二极管对应的开关器件断开。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述第一变压器副边电感的同名端连接至所述第一原边电感的同名端，所述第一变压器副边电感的异名端连接至所述第二原边电感的异名端，所述第一变压器副边电感的异名端还连接至所述第二组开关器件的节点；
所述第二变压器副边电感的同名端连接至所述第二原边电感的同名端，所述第二变压器副边电感的异名端连接至所述第三原边电感的异名端，所述第二变压器副边电感的异名端还连接至所述第三组开关器件的节点；
所述第三变压器副边电感的同名端连接至所述第三原边电感的同名端，所述第三变压器副边电感的异名端连接至所述第一原边电感的异名端，所述第三变压器副边电感的异名端还连接至所述第一组开关器件的节点；
所述第一副边电感的同名端连接至所述第三副边电感的异名端，所述第一副边电感的同名端还连接至所述第一组二极管的节点；所述第一副边电感的异名端连接至所述第二副边电感的同名端，所述第一副边电感的异名端还连接至第二组二极管的节点；
所述第二副边电感的异名端连接至所述第三副边电感的同名端，所述第二副边电感的异名端还连接至所述第三组二极管的节点。
结合第二方面或第二方面的第一或二种可能的实现方式，在第二方面第三种可能的实现方式中，所述第一组二极管包括第一二极管和第二二极管，所述第二组二极管包括第三二极管和第四二极管，所述第三组二极管包括第五二极管和第六二极管，所述第一二极管的正极连接至所述第二二极管的负极，所述第一二极管的正极还连接至所述第一副边电感的同名端，所述第一二极管的负极连接至所述电阻的第一端，所述第二二极管的正极连接至所述电阻的第二端，所述第三二极管的正极连接至所述第四二极管的负极，所述第三二极管的正极还连接至所述第二副边电感的同名端，所述第三二极管的负极连接至所述电阻的第一端，所述第四二极管的正极连接至所述电阻的第二端，所述第五二极管的正极连接至所述第六二极管的负极，所述第五二极管的正极还连接至所述第三副边电感的同名端，所述第五二极管的负极连接至所述电阻的第一端，所述第六二极管的正极连接至所述电阻的第二端。
结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述控制器包括控制模块和第一至第六比较模块，所述第一至第六比较模块分别对应所述第一至第六二极管，所述第一至第六比较模块的两输入端分别连接至相应的二极管的正极与负极，用于采样相应的二极管的正极与负极的电压后进行比较，所述第一至第六比较模块的输出端连接至所述控制模块，以输出比较结果至所述控制模块，所述控制模块连接至第一至第三组开关器件中的每一开关器件，并根据所述比较结果来确定相应的二极管的导通状况，从而控制与相应二极管对应的开关器件的通断。
结合第二方面或第二方面的第一至第四种任一种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述同步整流变换电路还包括一滤波电容，所述滤波电容连接至所述电阻的第一端与第二端之间。
结合第二方面的第五种实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，所述谐振变换器还包括谐振电路，所述谐振电路包括变压器原边电感组和与所述变压器原边电感组连接的谐振元件，所述变压器原边电感组用于接收交流电压信号，并将交流电压信号变压耦合到所述变压器副边电感组，其中，所述变压器原边电感组包括第一变压器原边电感、第二变压器原边电感、第三变压器原边电感，所述第一至第三变压器原边电感首尾相连形成第三三角形结构，以与所述谐振元件连接，其中，所述第三三角形结构包括三条边和三个第三顶点，所述第一变压器原边电感在第一条边上，所述第二变压器原边电感在第二条边上，所述第三变压器原边电感在第三条边上，所述三个第三顶点连接至所述谐振元件。
根据各种实现方式提供的同步整流变换电路，由于每一副边电感连接至相应第二节点的一端与对应的变压器副边电感连接至相应第一节点的一端具有相同极性，所以当有电流流过变压器副边电感和所述副边电感时，从所述变压器副边电感流出至相应的开关器件的电流方向与从对应的副边电感流出至对应的二极管的电流方向相同。则所述二极管的通断与对应的开关器件的通断是同步的。因此，所述控制器可以直接根据二极管的导通状况来控制对应的开关器件的通断状况。所述同步整流变换电路实现了精确控制所述同步整流电路的通断的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明第一方案一个实施例提供的一种同步整流变换电路与同步整流电路连接的电路图；
图2是本发明第一方案另一实施例提供的一种同步整流变化电路与同步整流电路连接的电路图；
图3是本发明第二方案一个实施例提供的一种谐振变换器的电路图；
图4是本发明第二方案另一实施例提供的一种谐振变换器的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明第一方案的一个实施例提供一种同步整流变换电路100，应用于谐振变换器中，用于控制谐振变换器中的同步整流电路200。其中，所述同步整流电路200包括第一至第三组开关器件210-230。所述第一至第三组开关器件210-230并联连接。每一组开关器件包括两个开关器件和该两个开关器件之间的第一节点。
所述同步整流变换电路100包括变压器副边电感组、电流互感器和控制单元10。
所述变压器器副边电感组包括第一变压器副边电感TA-S、第二变压器副边电感TB-S、第三变压器副边电感TC-S。
所述电流互感器包括第一原边电感CTA-P、第二原边电感CTB-P、第三原边电感CTC-P、第一副边电感CTA-S、第二副边电感CTB-S和第三副边电感CTC-S。其中，所述第一至第三原边电感CTA-P、CTB-P和CTC-P与所述第一至第三变压器副边电感TA-S、TB-S和TC-S交替地首尾串联连接（即所述第一变压器副边电感TA-S、所述第一原边电感CTA-P、所述第二变压器副边电感TB-S、所述第二原边电感CTB-P、所述第三变压器副边电感TC-S、所述第三原边电感CTC-P依次首尾串联）形成第一三角形结构。所述第一三角形结构包括三条边和三个第一顶点。所述第一原边电感CTA-P和所述第一变压器副边电感TA-S串联在第一条边上。所述第二原边电感CTB-P和所述第二变压器副边电感TB-S串联在第二条边上。所述第三原边电感CTC-P和所述第三变压器副边电感TC-S串联在第三条边上。三个第一顶点分别连接至所述第一至第三组开关器件210-230中的三个第一节点。所述第一至第三副边电感CTA-S、CTB-S和CTC-S首尾串联连接形成第二三角形结构。所述第二三角形结构包括连接三条边和三个第二顶点。所述第一副边电感CTA-S在第一条边上。所述第二副边电感CTB-S在第二条边上。所述第三副边电感CTC-S在第三条边上。
所述控制单元10包括控制器11、第一组二极管12、第二组二极管13、第三组二极管14和电阻R。其中，所述第一至第三组二极管并联在电阻R的两端，每一组二极管包括两个二极管和该两个二极管之间的第二节点。每一组二极管中的两个二极管均串联在所述电阻R的第一端与第二端之间。所述第一至第三组二极管12-14的三个第二节点分别连接至所述三个第二顶点。且每一副边电感连接至相应第二节点的一端与对应的变压器副边电感连接至相应第一节点的一端具有相同的极性。所述控制器11连接至所述第一至第三组开关器件210-230内的开关器件。所述控制器11还连接至第一至第三组二极管12-14的每一二极管来对二极管两端的电压进行采样，获取采样结果，并根据采样结果控制对应的开关器件的通断。
具体地，所述第一组开关器件210包括第一开关器件S1和第二开关器件S2。所述第二组开关器件220包括第三开关器件S3和第四开关器件S4。所述第三组开关器件230包括第五开关器件S5和第六开关器件S6。所述第一与第二开关器件S1和S2串联连接。第三与第四开关器件S3和S4串联连接。第五与第六开关器件S5和S6串联连接。
所述第一组二极管12包括第一二极管D1和第二二极管D2。所述第二组二极管13包括第三二极管D3和第四二极管D4。所述第三组二极管14包括第五二极管D5和第六二极管D6。所述第一二极管D1与所述第二二极管D2、所述第三二极管D3与所述第四二极管D4、所述第五二极管D5与所述第六二极管D6分别串联在所述电阻R的第一端与所述电阻的第二端之间。
需要说明的是，所述控制器11还用于根据采集结果确定二极管导通时，控制与导通的二极管对应的开关器件导通。所述控制器11还用于根据采集结果确定二极管截止时，控制与截止的二极管对应的开关器件断开。每一副边电感连接至相应第二节点的一端与对应的变压器副边电感连接至相应第一节点的一端具有相同的极性，以确保对应该副边电感的二极管通断与对应该变压器副边电感的开关器件的通断同步，从而使得控制器可以根据二极管的通断状况来控制相应的开关器件的通断。
所述第一变压器副边电感TA-S的同名端连接至所述第一原边电感CTA-P的同名端。所述第一变压器副边电感TA-S的异名端连接至所述第二原边电感CTB-P的异名端。所述第一变压器副边电感TA-S的异名端还连接至所述第二组开关器件220中的节点。所述第二变压器副边电感TB-S的同名端连接至所述第二原边电感CTB-P的同名端。所述第二变压器副边电感TB-S的异名端连接至所述第三原边电感CTC-P的异名端。所述第二变压器副边电感TB-S的异名端还连接至所述第三组开关器件230的节点。所述第三变压器副边电感TC-S的同名端连接至所述第三原边电感CTC-P的同名端，所述第三变压器副边电感TC-S的异名端连接至所述第一原边电感CTA-P的异名端。所述第三变压器副边电感TC-S的异名端还连接至所述第一组开关器件210的节点。所述第一副边电感CTA-S的同名端连接至所述第三副边电感CTC-S的异名端。所述第一副边电感CTA-S的同名端还连接至所述第一组二极管12的节点。所述第一副边电感CTA-S的异名端连接至所述第二副边电感CTB-S的同名端。所述第一副边电感CTA-S的异名端还连接至第二组二极管13的节点。所述第二副边电感CTB-S的异名端连接至所述第三副边电感CTC-S的同名端。所述第二副边电感CTB-S的异名端还连接至所述第三组二极管14的节点。
所述第一二极管D1的正极连接至所述第一组二极管12的第二节点。所述第一二极管D1的负极连接至所述电阻R的第一端。所述第二二极管D2的正极连接至所述电阻R的第二端。所述第二二极管D2的负极连接至所述第一组二极管12的第二节点。所述第三二极管D3的正极连接至所述第二组二极管13的第二节点。所述第三二极管D3的负极连接至所述电阻R的第一端。所述第四二极管D4的正极连接至所述电阻R的第二端。所述第四二极管D4的负极连接至所述第二组二极管13的第二节点。所述第五二极管D5的正极连接至所述第三组二极管14的第二节点。所述第五二极管D5的负极连接至所述电阻R的第一端。所述第六二极管D6的正极连接至所述电阻R的第二端。所述第六二极管D6的负极连接至所述第三组二极管14中的第二节点。
需要说明的是，每组电感包括一个原边电感和一个变压器副边电感。由于每组电感中的变压器副边电感的同名端与相应的原边电感的同名端连接，故当电流从变压器副边电感的同名端流出时，电流会从该组电感中的原边电感同名端流入，再从原边电感的异名端流出至相应的开关器件。同时，根据电流互感器的原边电感和副边电感的同名端、异名端电流流向规则，则电流会从与该组电感对应的副边电感同名端流出至相应的二极管。因此，所述二极管的通断与对应的开关器件的通断是同步的。故，所述控制器11可以直接根据二极管的导通状况来控制对应的开关器件的通断状况，从而实现精确控制所述同步整流电路200的通断的目的。
进一步地，所述控制器11包括第一比较模块111、第二比较模块112、第三比较模块113、第四比较模块114、第五比较模块115、第六比较模块116和控制模块117。所述第一至第六比较模块111-116分别对应第一至第六二极管D1-D6。所述第一至第六比较模块111-116的两输入端分别连接至相应的二极管的正极与负极，用于采样相应的二极管的正极与负极的电压后进行比较。所述第一至第六比较模块111-116的输出端连接至所述控制模块117，以输出比较结果至所述控制模块117。所述控制模块117根据所述比较结果来确定相应的二极管的导通状况，从而控制与相应二极管对应的开关器件的通断。
当所述控制模块117确定所述第一至第六二极管11-16中的二极管的正极电压大于其负极电压时，则控制与该导通的二极管对应的开关器件导通。
进一步地，所述同步整流变换电路100还包括一滤波电容C1。所述滤波电容C1连接至所述电阻R的第一端与第二端之间。
在本实施方式中，由于每一副边电感连接至相应第二节点的一端与对应的变压器副边电感连接至相应第一节点的一端具有相同极性，所以当有电流流过变压器副边电感和所述副边电感时，从所述变压器副边电感流出至相应的开关器件的电流方向与从对应的副边电感流出至对应的二极管的电流方向相同。则所述二极管的通断与对应的开关器件的通断是同步的。因此，所述控制器11可以根据二极管的通断状况来控制对应的开关器件的通断。所述同步整流变换电路100实现了精确控制所述同步整流电路200的通断的目的。
另外，在现有技术中，变压器副边电感串联成三角形结构后与电流互感器的原边电感连接，从而使得电流互感器原边电感的电流大于变压器副边电感的电流（约为1.732倍）。故电流互感器原边电感的铜皮需较厚较宽，则电流互感器的体积较大，从而占据谐振变换器较大的空间。而本发明中，变压器副边电感与电流互感器的原边电感交替地首尾串联连接形成第一三角形结构。因此，电流互感器的原边电感的电流与变压器副边电感的电流相等。故，相较于现有技术，电流互感器原边电感的电流减小，且电流互感器原边电感的铜皮厚度和宽度也减小了。则电流互感器的体积减小，从而占据谐振变换器的较小空间，节省了谐振变换器的空间。
在本实施方式中，所述同步整理控制电路应用于三相谐振变换器中，故，在所述同步整流变换电路中，所述变压器副边电感的数量为三个，选取的电流互感器包括三个原边电感和三个副边电感。在其他的实施方式中，所述同步整流变换电路也可以应用于N相谐振变换器中，变压器副边电感的数量为N个，也可以选取包括N个原边电感和N个副边电感的互感电流器，N个变压器副边电感与互感电流器的N个原边电感和N个副边电感的连接方式与上述实施例中的连接方式相同。具体如下：
请参阅图2，本发明第一方案另一实施例提供一种同步整流变换电路300，应用于谐振变换器中，用于控制谐振变换器中的同步整流电路400。其中，所述同步整流电路400包括第一至第N组开关器件S1-Sn。所述第一至第N组开关器件S1-Sn并联连接。每一组开关器件包括两个开关器件和该两个开关器件之间的第一节点。
所述同步整流变换电路300包括变压器副边电感组、电流互感器和控制单元310。
所述变压器副边电感组包括第一至第N变压器副边电感T1-S-Tn-S。
所述电流互感器包括第一至第N原边电感CT1-P-CTn-P和第一至第N副边电感CT1-S-CTn-S。其中，所述第一至第N变压器副边电感T1-S-Tn-S和所述第一至第N原边电感CT1-P-CTn-P依次交替首尾串联连接形成第一N角形结构。其中，所述第一N角形结构包括N条边和N个第三顶点。所述第一原边电感CTA-P和所述第一变压器副边电感TA-S串联在第一条边上。所述第二原边电感CTB-P和所述第二变压器副边电感TB-S串联在第二条边上。所述第三原边电感CTC-P和所述第三变压器副边电感TC-S串联在第三条边上。以此类推，所述第N原边电感CTn-P和所述第N变压器副边电感Tn-S串联在第N条边上。N个第三顶点分别连接至所述第一至第N组开关器件S1-Sn中的N个第一节点。所述第一至第N副边电感CT1-S-CTn-S依次首尾串联连接形成第二N角形结构。所述第二N角形结构包括N条边和N个第四顶点。所述第一副边电感CTA-S在第一条边上。所述第二副边电感CTB-S在第二条边上。所述第三副边电感CTC-S在第三条边上。以此类推，所述第N副边电感CTn-S在第N条边上。
所述控制单元310包括控制器311、第一至第N组二极管D1-Dn和电阻R。其中，所述第一至第三组二极管并联在电阻R的两端，每一组二极管包括两个二极管和该两个二极管之间的第二节点，每一组二极管中的两个二极管串联。所述第一至第N组二极管D1-Dn中的N个第二节点分别连接至所述N个第四顶点。且所述第一至第N副边电感CT1-S-CTn-S连接至相应第二节点的一端与对应的变压器副边电感T1-S-Tn-S连接至相应第一节点的一端具有相同的极性。所述控制器311连接至所述第一至第N组开关器件S1-Sn内的开关器件。所述控制器311还连接至第一至第N二极管D1-Dn的每一二极管来对二极管两端的电压进行采样，并根据采样结果来控制对应的开关器件通断。
具体地，所述控制器311包括控制模块312和第一至第N组比较模块。所述第一至第N组比较模块分别对应第一至第N组二极管D1-Dn。每组比较模块包括两个比较模块。如第一组比较模块包括第一比较模块B11和第二比较模块B12。第二组比较模块包括第三比较模块B21和第四比较模块B22。第三组比较模块包括第五比较模块B31和第六比较模块B32。以此类推直至第N组比较模块。即第N组比较模块包括第2n-1比较模块B2n-1和第2n比较模块B2n。
在本实施方式中，一个比较模块对应一个二极管。每一比较模块的两输入端连接至相应的二极管的正极与负极，用于采样相应二极管的正极与负极的电压后进行比较，并将比较结果输出至所述控模块312。所述控制模块312根据所述比较结果来来确定相应的二极管的导通状况，从而控制与相应二极管对应的开关器件的通断。
当所述控制模块312确定所述第一至第N组二极管D1-Dn中的二极管的正极电压大于其负极电压时，则控制与该导通的二极管对应的开关器件导通。
需要说明的是，每组电感中的变压器副边电感通过其同名端连接该组电感中的原边电感的同名端，且相邻两组电感的连接是通过一组电感的变压器副边电感与另一组电感中的原边电感连接实现的。
进一步地，所述同步整流变换电路300还包括一滤波电容C2。所述滤波电容C2连接至所述电阻R的第一端与第二端之间。
在本实施方式中，由于所述第一至第N副边电感CT1-S-CTn-S连接至相应第二节点的一端与对应的变压器副边电感T1-S-Tn-S连接至相应第一节点的一端具有相同的极性，所以当有电流流过变压器副边电感和所述副边电感时，从所述变压器副边电感流出至相应的开关器件的电流方向与从对应的副边电感流出至对应的二极管的电流方向相同。则所述二极管的通断与对应的开关器件的通断是同步的。因此，所述控制器311可以直接根据二极管的导通状况来控制对应的开关器件的通断状况。所述同步整流变换电路300实现了精确控制所述同步整流电路400的通断的目的。
另外，在现有技术中，变压器副边电感串联成N角形结构后与电流互感器的原边电感连接，从而使得电流互感器原边电感的电流大于变压器副边电感的电流（约为1.732倍）。故电流互感器原边电感的铜皮需较厚较宽，则电流互感器的体积较大，从而占据谐振变换器的较大空间。而本发明中，变压器副边电感与电流互感器的原边电感交替地首尾串联连接形成第一N角形结构。因此，电流互感器的原边电感的电流与变压器副边电感的电流相等。故，相较于现有技术，电流互感器原边电感的电流减小，且电流互感器原边电感的铜皮厚度和宽度也相应减小了。则电流互感器的体积减小，从而占据谐振变换器的较小空间，节省了谐振变换器的空间。
请参阅图3，本发明第二方案一个实施例提供了一种谐振变压器500。所述谐振变压器500包括同步整流电路200和上述第一方案第一较佳实施方式的同步整流变换电路100。所述同步整流电路200包括第一至第三组开关器件210-230。所述第一至第三组开关器件210-230并联连接在谐振变换器500的两个输出端之间。每一组开关器件包括两个开关器件和该两个开关器件之间的第一节点。所述同步整流变换电路100用于控制所述同步整流电路200。所述同步整流变换电路100的具体结构以和与所述同步整流电路200的连接关系均已在第一方案的第一较佳实施方式中进行了具体的描述，故在此不再赘述。
具体地，所述第一组开关器件210包括第一开关器件S1和第二开关器件S2。所述第二组开关器件220包括第三开关器件S3和第四开关器件S4。所述第三组开关器件230包括第五开关器件S5和第六开关器件S6。所述第一与第二开关器件S1和S2串联连接。第三与第四开关器件S3和S4串联连接。第五与第六开关器件S5和S6串联连接。
进一步地，所述谐振变换器500还包括谐振电路510。所述谐振电路510包括变压器原边电感组和与所述变压器原边电感组连接的谐振元件。所述变压器原边电感组用于接收交流电压信号，并将交流电压信号变压耦合到所述变压器副边电感组。
所述变压器原边电感组包括第一变压器原边电感TA-P、第二变压器原边电感TB-P和第三变压器原边电感TC-P。所述第一至第三变压器原边电感TA-P、TB-P、TC-P首尾相连形成第三三角形结构。所述第三三角形结构包括三条边和三个第五顶点。所述第一变压器原边电感TA-P在第一条边上。所述第二变压器原边电感TB-P在第二条边上。所述第三变压器原边电感TC-P在第三条边上。所述三个第五顶点连接至所述谐振元件。所述谐振元件可以包括谐振电容和谐振电感等。
在本实施方式中，由于每一副边电感连接至相应第二节点的一端与对应的变压器副边电感连接至相应第一节点的一端具有相同的极性，所以当有电流流过变压器副边电感和所述副边电感时，从所述变压器副边电感流出至相应的开关器件的电流方向与从对应的副边电感流出至对应的二极管的电流方向相同。则所述二极管的通断与对应的开关器件的通断是同步的。因此，所述控制器11可以直接根据二极管的导通状况来控制对应的开关器件的通断状况。所述同步整流变换电路100实现了精确控制所述同步整流电路200的通断的目的。
另外，在现有技术中，变压器副边电感串联成三角形结构后与电流互感器的原边电感连接，从而使得电流互感器原边电感的电流大于变压器副边电感的电流（约为1.732倍）。故电流互感器原边电感的铜皮需较厚较宽，则电流互感器的体积较大，从而占据谐振变换器较大的空间。而本发明中，变压器副边电感与电流互感器的原边电感交替地首尾串联连接形成第一三角形结构。因此，电流互感器的原边电感的电流与变压器副边电感的电流相等。故，相较于现有技术，电流互感器原边电感的电流减小，且电流互感器原边电感的铜皮厚度和宽度也减小了。则电流互感器的体积减小，从而占据谐振变换器500的较小空间，节省了谐振变换器500的空间。
请参阅图4，本发明第二方案另一实施例提供了一种谐振变换器600。所述谐振变压器600包括同步整流电路400和上述第一方案第二较佳实施方式的同步整流变换电路300。所述同步整流电路400包括第一至第N组开关器件S1-Sn。所述第一至第N组开关器件S1-Sn并联连接在谐振变换器500的两个输出端之间。每一组开关器件包括两个开关器件和该两个开关器件之间的第一节点。所述同步整流变换电路300用于控制所述同步整流电路400的通断。所述同步整流变换电路300的具体结构以和与所述同步整流电路400的连接关系均已在第一方案的第二较佳实施方式中进行了具体的描述，故在此不再赘述。
进一步地，所述谐振变换器600还包括谐振电路610。所述谐振电路610包括变压器原边电感组和与所述变压器原边电感组连接的谐振元件。所述变压器原边电感组用于接收交流电压信号，并将交流电压信号变压耦合到所述变压器副边电感组。
所述变压器原边电感组包括第一至第N变压器原边电感T1-P-TN-P。所述第一至第N变压器缘边电感T1-P-TN-P首尾相连形成第三N角形结构。所述第三N角形结构包括N条边和N个第六顶点。所述第一变压器原边电感T1-P在第一条边上。所述第二变压器原边电感T2-P在第二条边上。所述第三变压器原边电感T3-P在第三条边上。以此类推，所述第N变压器原边电感TN-P在第N条边上。所述N个第六顶点连接至相应的谐振元件。所述谐振元件可以包括谐振电容和谐振电感等。
在本实施方式中，由于所述第一至第N副边电感CT1-S-CTn-S连接至相应第二节点的一端与对应的变压器副边电感T1-S-Tn-S连接至相应第一节点的一端具有相同的极性，所以当有电流流过变压器副边电感和所述副边电感时，从所述变压器副边电感流出至相应的开关器件的电流方向与从对应的副边电感流出至对应的二极管的电流方向相同。则所述二极管的通断与对应的开关器件的通断是同步的。因此，所述控制器312可以根据二极管的导通状况来控制对应的开关器件的通断状况。所述同步整流变换电路100实现了精确控制所述同步整流电路200的通断的目的。
另外，在现有技术中，变压器副边电感串联成N角形结构后与电流互感器的原边电感连接，从而使得电流互感器原边电感的电流大于变压器副边电感的电流（约为1.732倍）。故电流互感器原边电感的铜皮需较厚较宽，则电流互感器的体积较大，从而占据谐振变换器的较大空间。而本发明中，变压器副边电感与电流互感器的原边电感交替地首尾串联连接形成第一N角形结构。因此，电流互感器的原边电感的电流与变压器副边电感的电流相等。故，相较于现有技术，电流互感器原边电感的电流减小，且电流互感器原边电感的铜皮厚度和宽度也相应减小了。则电流互感器的体积减小，从而占据谐振变换器600的较小空间，节省了谐振变换器600的空间。
以上所揭露的仅为本发明一种实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (13)

1.一种同步整流变换电路，应用于谐振变换器中，用于控制谐振变换器中的同步整流电路，其中，所述同步整流电路包括第一至第三组开关器件，所述第一至第三组开关器件并联连接，每一组开关器件包括两个开关器件和该两个开关器件之间的第一节点，其特征在于，所述同步整流变换电路包括：
变压器副边电感组，所述变压器副边电感组包括第一变压器副边电感、第二变压器副边电感和第三变压器副边电感；
电流互感器，所述电流互感器包括第一原边电感、第二原边电感、第三原边电感、第一副边电感、第二副边电感和第三副边电感；其中，所述第一至第三原边电感与所述第一至第三变压器副边电感交替地首尾串联连接形成第一三角形结构，所述第一三角形结构包括三条边和三个第一顶点，所述第一原边电感和所述第一变压器副边电感串联在第一条边上，所述第二原边电感和所述第二变压器副边电感串联在第二条边上，所述第三原边电感和所述第三变压器副边电感串联在第三条边上，三个第一顶点分别连接至所述第一至第三组开关器件中的三个节点，所述第一至第三副边电感首尾串联连接形成第二三角形结构，所述第二三角形结构包括连接三条边和三个第二顶点，所述第一副边电感在第一条边上，所述第二副边电感在第二条边上，所述第三副边电感在第三条边上；
控制单元，所述控制单元包括控制器、电阻和第一至第三组二极管，其中，所述第一至第三组二极管并联在所述电阻的两端，每一组二极管包括两个二极管和该两个二极管之间的第二节点，每一组二极管中的两个二极管串联，所述第一至第三组二极管的三个第二节点分别连接至所述三个第二顶点，且每一副边电感连接至相应第二节点的一端与对应的变压器副边电感连接至相应第一节点的一端具有相同的极性，所述控制器与所述第一至第三组开关器件内的开关器件分别连接，所述控制器与所述第一至第三组二极管分别连接，根据对所述二极管两端的电压进行采样获取采样结果，并根据所述采样结果控制对应的开关器件的通断。
2.如权利要求1所述的同步整流变换电路，其特征在于，所述控制器具体用于当所述二极管导通时，控制与导通的二极管对应的开关器件导通，当二极管截止时，控制与截止的二极管对应的开关器件断开。
3.如权利要求1或2所述的同步整流变换电路，其特征在于，
所述第一变压器副边电感的同名端连接至所述第一原边电感的同名端，所述第一变压器副边电感的异名端连接至所述第二原边电感的异名端，所述第一变压器副边电感的异名端还连接至所述第二组开关器件的第一节点；
所述第二变压器副边电感的同名端连接至所述第二原边电感的同名端，所述第二变压器副边电感的异名端连接至所述第三原边电感的异名端，所述第二变压器副边电感的异名端还连接至所述第三组开关器件的第一节点；
所述第三变压器副边电感的同名端连接至所述第三原边电感的同名端，所述第三变压器副边电感的异名端连接至所述第一原边电感的异名端，所述第三变压器副边电感的异名端还连接至所述第一组开关器件的第一节点；
所述第一副边电感的同名端连接至所述第三副边电感的异名端，所述第一副边电感的同名端还连接至所述第一组二极管的第二节点；所述第一副边电感的异名端连接至所述第二副边电感的同名端，所述第一副边电感的异名端还连接至第二组二极管的第二节点；
所述第二副边电感的异名端连接至所述第三副边电感的同名端，所述第二副边电感的异名端还连接至所述第三组二极管的第二节点。
4.如权利要求1至3任一所述的同步整流变换电路，其特征在于，所述第一组二极管包括第一二极管和第二二极管，所述第二组二极管包括第三二极管和第四二极管，所述第三组二极管包括第五二极管和第六二极管，所述第一二极管的正极连接至所述第二二极管的负极，所述第一二极管的正极还连接至所述第一副边电感的同名端，所述第一二极管的负极连接至所述电阻的第一端，所述第二二极管的正极连接至所述电阻的第二端，所述第三二极管的正极连接至所述第四二极管的负极，所述第三二极管的正极还连接至所述第二副边电感的同名端，所述第三二极管的负极连接至所述电阻的第一端，所述第四二极管的正极连接至所述电阻的第二端，所述第五二极管的正极连接至所述第六二极管的负极，所述第五二极管的正极还连接至所述第三副边电感的同名端，所述第五二极管的负极连接至所述电阻的第一端，所述第六二极管的正极连接至所述电阻的第二端。
5.如权利要求4所述的同步整流变换电路，其特征在于，所述控制器包括控制模块和第一至第六比较模块，所述第一至第六比较模块分别对应所述第一至第六二极管，所述第一至第六比较模块的两输入端分别连接至相应的二极管的正极与负极，用于采样相应的二极管的正极与负极的电压后进行比较，所述第一至第六比较模块的输出端连接至所述控制模块，以输出比较结果至所述控制模块，所述控制模块连接至第一至第三组开关器件中的每一开关器件，并根据所述比较结果来确定相应的二极管的导通状况，从而控制与相应二极管对应的开关器件的通断。
6.如权利要求1至5任一所述的同步整流变换电路，其特征在于，所述同步整流变换电路还包括一滤波电容，所述滤波电容连接至所述电阻的第一端与第二端之间。
7.一种谐振变换器，包括同步整流电路和用于控制所述同步整流电路的同步整流变换电路，所述同步整流电路包括第一至第三组开关器件，所述第一至第三组开关器件并联连接，每一组开关器件包括两个开关器件和该两个开关器件之间的第一节点，所述同步整流变换电路包括：
变压器副边电感组，所述变压器副边电感组包括第一变压器副边电感、第二变压器副边电感和第三变压器副边电感；
电流互感器，所述电流互感器包括第一原边电感、第二原边电感、第三原边电感、第一副边电感、第二副边电感和第三副边电感；其中，所述第一至第三原边电感与所述第一至第三变压器副边电感交替地首尾串联连接形成第一三角形结构，所述第一三角形结构包括三条边和三个第一顶点，所述第一原边电感和所述第一变压器副边电感串联在第一条边上，所述第二原边电感和所述第二变压器副边电感串联在第二条边上，所述第三原边电感和所述第三变压器副边电感串联在第三条边上，三个第一顶点分别连接至所述第一至第三组开关器件中的三个节点，所述第一至第三副边电感首尾串联连接形成第二三角形结构，所述第二三角形结构包括三条边和三个第二顶点，所述第一副边电感在第一条边上，所述第二副边电感在第二条边上，所述第三副边电感在第三条边上；
控制单元，所述控制单元包括控制器、电阻、以和第一至第三组二极管，其中，所述第一至第三组二极管并联在所述电阻的两端，每一组二极管包括两个二极管和该两个二极管之间的第二节点，每一组二极管中的两个二极管串联，所述第一至第三组二极管的三个第二节点分别连接至所述三个第二顶点，且每一副边电感连接至相应第二节点的一端与对应的变压器副边电感连接至相应第一节点的一端具有相同的极性，所述控制器与所述第一至第三组开关器件内的开关器件分别连接，所述控制器与所述第一至第三组二极管分别连接，根据对所述二极管两端的电压进行采样获取采样结果，并根据所述采样结果控制对应的开关器件的通断。
8.如权利要求7所述的谐振变换器，其特征在于，所述控制器具体用于当所述二极管导通时，控制与导通的二极管对应的开关器件导通，当二极管截止时，控制与截止的二极管对应的开关器件断开。
9.如权利要求7或8所述的谐振变换器，其特征在于，
所述第一变压器副边电感的同名端连接至所述第一原边电感的同名端，所述第一变压器副边电感的异名端连接至所述第二原边电感的异名端，所述第一变压器副边电感的异名端还连接至所述第二组开关器件的节点；
所述第二变压器副边电感的同名端连接至所述第二原边电感的同名端，所述第二变压器副边电感的异名端连接至所述第三原边电感的异名端，所述第二变压器副边电感的异名端还连接至所述第三组开关器件的节点；
所述第三变压器副边电感的同名端连接至所述第三原边电感的同名端，所述第三变压器副边电感的异名端连接至所述第一原边电感的异名端，所述第三变压器副边电感的异名端还连接至所述第一组开关器件的节点；
所述第一副边电感的同名端连接至所述第三副边电感的异名端，所述第一副边电感的同名端还连接至所述第一组二极管的节点；所述第一副边电感的异名端连接至所述第二副边电感的同名端，所述第一副边电感的异名端还连接至第二组二极管的节点；
所述第二副边电感的异名端连接至所述第三副边电感的同名端，所述第二副边电感的异名端还连接至所述第三组二极管的节点。
10.如权利要求7至9任一所述的谐振变换器，其特征在于，所述第一组二极管包括第一二极管和第二二极管，所述第二组二极管包括第三二极管和第四二极管，所述第三组二极管包括第五二极管和第六二极管，所述第一二极管的正极连接至所述第二二极管的负极，所述第一二极管的正极还连接至所述第一副边电感的同名端，所述第一二极管的负极连接至所述电阻的第一端，所述第二二极管的正极连接至所述电阻的第二端，所述第三二极管的正极连接至所述第四二极管的负极，所述第三二极管的正极还连接至所述第二副边电感的同名端，所述第三二极管的负极连接至所述电阻的第一端，所述第四二极管的正极连接至所述电阻的第二端，所述第五二极管的正极连接至所述第六二极管的负极，所述第五二极管的正极还连接至所述第三副边电感的同名端，所述第五二极管的负极连接至所述电阻的第一端，所述第六二极管的正极连接至所述电阻的第二端。
11.如权利要求10所述的谐振变换器，其特征在于，所述控制器包括控制模块和第一至第六比较模块，所述第一至第六比较模块分别对应所述第一至第六二极管，所述第一至第六比较模块的两输入端分别连接至相应的二极管的正极与负极，用于采样相应的二极管的正极与负极的电压后进行比较，所述第一至第六比较模块的输出端连接至所述控制模块，以输出比较结果至所述控制模块，所述控制模块连接至第一至第三组开关器件中的每一开关器件，并根据所述比较结果来确定相应的二极管的导通状况，从而控制与相应二极管对应的开关器件的通断。
12.如权利要求7至11任一所述的谐振变换器，其特征在于，所述同步整流变换电路还包括一滤波电容，所述滤波电容连接至所述电阻的第一端与第二端之间。
13.如权利要求7所述的谐振变换器，其特征在于，所述谐振变换器还包括谐振电路，所述谐振电路包括变压器原边电感组和与所述变压器原边电感组连接的谐振元件，所述变压器原边电感组用于接收交流电压信号，并将交流电压信号变压耦合到所述变压器副边电感组，其中，所述变压器原边电感组包括第一变压器原边电感、第二变压器原边电感、第三变压器原边电感，所述第一至第三变压器原边电感首尾相连形成第三三角形结构，以与所述谐振元件连接，其中，所述第三三角形结构包括三条边和三个第三顶点，所述第一变压器原边电感在第一条边上，所述第二变压器原边电感在第二条边上，所述第三变压器原边电感在第三条边上，所述三个第三顶点连接至所述谐振元件。
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