CN106787744B - 一种电源转换器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电源转换技术领域，特别涉及一种电源转换器。该电源转换器包括：用于将输入的第一直流电压转变为脉冲电压的输入电路；用于将输入电路输出的脉冲电压中的第一交流电压变换成第二交流电压的变压器；用于在所述第一交流电压的频率等于所述谐振电路的谐振频率时发生谐振的谐振电路，用于得到输出的第三信号电压的感应电压电路；用于输出控制信号副边控制电路，输出第二直流电压的输出电路，这种技术方案由于通过感应电压电路感应得到的第三信号电压产生控制信号，避免了使用电流互感器得到的电流产生控制信号，从而提高了电源转换的可靠性。

Description

一种电源转换器

技术领域

本申请涉及电源转换技术领域，特别涉及一种电源转换器。

背景技术

在电源转换技术中，电源转换器是必不可少的元件。通常情况下，电源转换器采用LLC谐振拓扑结构，以减小电源转换器在电压转换时的损耗，在电源转换器的回路中，根据电流互感器的副边电流控制电源转换器中开关管的开通和关断，从而实现对变压器的副边绕组两端的交流电压的整流和滤波，得到需要的直流电压。

具体的，如图1所示，一种LLC谐振拓扑结构的电源转换器，包括原边控制电路100、开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4、主变压器T1、电流互感器T2、副边控制电路101、电容C1、电容C2和电容C3、电感Lr，其中主变压器T1包括原边绕组L1和副边绕组L2，电流互感器T2包括原边绕组L3和副边绕组L4，具体的工作原理为，输入的直流电压Vin通过Q1、Q2转变为脉冲电压，其中由原边控制电路控制Q1和Q2的开通和断开，当脉冲电压的频率与由Lr和C1组成的谐振电路的谐振频率相同时，转换效率最高，将L2中的电流通过T2输入到副边控制电路得到控制信号，控制Q3、Q4的开关和断开，对L2两端的电压进行整流，通过C2和C3对整流后的电压进行滤波，然后输出Vo。

然而，通过现有的电源转换器转换电压，当回路中的功率电流较大时，特别是低压大电流场合，会导致所使用的电流互感器T2体积大，增大了电路的面积，并且电流互感器由于导线很细容易断开，因此现有的电源转换器的可靠性较差。

申请内容

本申请提供一种电源转换器，用以解决现有技术中电源转换器存在可靠性较低的问题。

本发明的第一方面，提供了一种电源转换器，包括：

输入电路，用于将输入的第一直流电压转变为脉冲电压；

变压器，所述变压器的原边绕组的一端与所述输入电路相连，用于将输入电路输出的所述脉冲电压中的第一交流电压变换成第二交流电压；

谐振电路，与所述变压器的原边绕组的另一端相连，用于在所述第一交流电压的频率等于所述谐振电路的谐振频率时，发生谐振；

感应电压电路，与所述变压器相连，用于感应所述变压器中原边绕组两端的电压，产生第一感应电压，对所述第一感应电压移相和分压得到第一信号电压，以及与所述谐振电路的谐振电感相连，用于感应所述谐振电路中谐振电感两端的电压，产生第二感应电压，对所述第二感应电压移相和分压得到第二信号电压，叠加所述第一信号电压和所述第二信号电压得到输出的第三信号电压；

副边控制电路，所述副边控制电路的输入端与所述感应电压电路的输出端相连，用于将所述感应电压电路输出的第三信号电压与预设的参考电压比较，根据比较结果产生并输出控制信号；

输出电路，与所述变压器的副边绕组的两端、以及所述副边控制电路的输出端相连，用于根据所述副边控制电路输出的控制信号对所述第二交流电压整流和滤波，得到第二直流电压并输出。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述感应电压电路，包括绕在所述变压器上的第一辅助绕组、绕在所述谐振电路中的谐振电感上的第二辅助绕组、第一RC电路、第二RC电路以及叠加电路，所述第一辅助绕组的一端与所述第一RC电路的一个输入端连接，所述第一辅助绕组的另一端与所述第一RC电路的另一个输入端连接，所述第一RC电路的输出端与所述叠加电路的一个输入端连接，所述第二辅助绕组的一端与所述第二RC电路的一个输入端连接，所述第二辅助绕组的另一端与所述第二RC电路的另一个输入端连接，所述第二RC电路的输出端与所述叠加电路的另一个输入端连接，所述叠加电路的输出端与所述副边控制电路连接，用于通过所述第一辅助绕组感应所述原边绕组两端的电压，产生第一感应电压，通过所述第一RC电路对所述第一感应电压移相和分压得到第一信号电压，通过所述第二辅助绕组感应所述谐振电路中谐振电感两端的电压，产生第二感应电压，通过所述第二RC电路对所述第二感应电压移相和分压得到第二信号电压，通过所述叠加电路叠加所述第一信号电压和所述第二信号电压得到所述第三信号电压。

结合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RC电路包括第一电阻、第二电阻和第一电容，所述第一电阻的一端与所述第一辅助绕组的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第一电容连接、且连接点与所述第二电阻的一端连接，所述第一电容的另一端与所述第一辅助绕组的另一端连接、且连接点接地，所述第二电阻的另一端与所述叠加电路的一个输入端连接。

结合第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述第二RC电路包括第三电阻、第四电阻和第二电容，所述第三电阻的一端与所述第二辅助绕组的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第二电容连接、且连接点与所述第四电阻的一端连接，所述第二电容的另一端与所述第一辅助绕组的另一端连接、且连接点接地，所述第四电阻的另一端与所述叠加电路的另一个输入端连接。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式或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，所述感应电压电路对所述第一感应电压移相的角度为θ1，其中，|θ1-90|≤δ，所述感应电压电路对所述第二感应电压移相的角度为θ2，|θ2-90|≤δ，且|θ1-θ2|≤σ，δ为所允许的第一最大误差值，0≤δ≤10，σ为所允许的第二最大误差值，0≤σ≤10。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式或第一方面的第三种可能的实现方式或第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述输出电路包括第三开关管和第四开关管、第三电容和第四电容；

其中，第三开关管和第四开光管的栅极分别连接所述副边控制电路的两个输出端，第三开关管的源极和第四开关管的漏极作为所述输出电路的两个输出端，第三开关管的漏极和第四开关管的源极连接、且连接点连接所述变压器中的副边绕组的一端，第三开关管的源极与第三电容的一端连接、且连接点接地，第四开关管的漏极和第四电容的一端连接，所述第三电容的另一端和第四电容的另一端连接、且连接点连接所述变压器中的副边绕组的另一端；

所述副边控制电路包括比较电路和驱动电路，其中：

比较电路与所述感应电压电路相连，用于在所述感应电压电路输出的第三信号电压大于第一预设参考电压时，生成第一控制信号；在所述感应电压电路输出的第三信号电压大于第二预设参考电压且小于第一预设参考电压时，生成第二控制信号；在所述感应电压电路输出的第三信号电压小于第二预设参考电压时，生成第三控制信号；

所述驱动电路的输入端连接比较电路的输出端，所述驱动电路的两个输出端分别连接所述第三开关管和所述第四开光管的栅极，用于在所述比较电路输出第一控制信号时，驱动所述第三开关管开启，并驱动所述第四开关管关闭；在所述比较电路输出第二控制信号时，驱动所述第三开关管和所述第四开关管关闭；在所述比较电路输出第一控制信号时，驱动所述第三开关管关闭，并驱动所述第四开关管开启。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式或第一方面的第三种可能的实现方式或第一方面的第四种可能的实现方式或第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述输入电路包括第一开关管和第二开关管以及原边控制电路，其中：

所述原边控制电路与所述第一开关管和所述第二开关管的栅极分别连接，用于控制所述第一开关管和所述第二开关管的开关状态；

所述第一开关管的漏极连接用于输入所述第一直流电压的电源，所述第二开关管的源极接地；

所述第一开关管的源极和所述第二开关管的漏极连接、且连接点与所述变压器中的原边绕组的一端相连。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式或第一方面的第三种可能的实现方式或第一方面的第四种可能的实现方式或第一方面的第五种可能的实现方式或第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述谐振电路包括谐振电感和谐振电容，所述谐振电感与所述谐振电容串联，所述谐振电感的一端与所述变压器的原边绕组的另一端连接，所述谐振电感的另一端与所述谐振电容的一端连接，所述谐振电容的另一端接地，在所述第一交流电压的频率等于所述谐振电路的谐振频率时，发生谐振。

本发明的第二方面，提供了一种电源转换器，包括：

输入电路，用于将输入的第一直流电压转变为脉冲电压；

变压器，所述变压器的原边绕组的一端与所述输入电路相连，所述变压器原边绕组的另一端与隔直电容的一端连接，所述隔直电容的另一端接地，用于将输入电路输出的所述脉冲电压中的第一交流电压变换成第二交流电压；

谐振电路，与所述变压器的副边绕组的一端相连，用于在所述第二交流电压的频率等于所述谐振电路的谐振频率时，发生谐振；

感应电压电路，与所述谐振电路的谐振电感相连，用于感应所述谐振电路中谐振电感两端的电压，产生第三感应电压，并对所述第三感应电压移相和分压得到输出的第三信号电压；

副边控制电路，所述副边控制电路的输入端与所述感应电压电路的输出端相连，用于将所述感应电压电路输出的第三信号电压与预设的参考电压比较，根据比较结果产生并输出控制信号；

输出电路，与所述变压器的副边绕组的另一端、所述谐振电路以及所述副边控制电路的输出端相连，用于根据所述副边控制电路输出的控制信号对所述第二交流电压整流和滤波，得到第二直流电压并输出。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述感应电压电路，包括绕在所述谐振电路中的谐振电感上的第三辅助绕组和第三RC电路，所述第三辅助绕组的一端与所述第三RC电路的一个输入端连接，所述第三辅助绕组的另一端与所述第三RC电路的另一个输入端连接，所述第三RC电路的输出端与所述副边控制电路连接，用于通过第三辅助绕组感应所述谐振电路中谐振电感两端的电压，产生第三感应电压，通过所述第三RC电路对所述第三感应电压移相和分压得到所述第三信号电压。

结合第二方面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，所述第三RC电路包括第五电阻、第六电阻和第五电容，所述第五电阻的一端与所述第三辅助绕组的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述第五电容连接、且连接点与所述第六电阻的一端连接，所述第五电容的另一端与所述第三辅助绕组的另一端连接、且连接点接地，所述第六电阻的另一端与所述副边控制电路的输入端连接。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述感应电压电路对所述第三感应电压移相的角度为θ3，其中，|θ3-90|≤ξ，ξ为所允许的第三最大误差值，0≤ξ≤10。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式或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，所述输出电路包括第三开关管和第四开关管、第三电容和第四电容；

其中，第三开关管和第四开光管的栅极分别连接所述副边控制电路的两个输出端，第三开关管的源极和第四开关管的漏极作为所述输出电路的两个输出端，第三开关管的漏极和第四开关管的源极连接、且连接点连接所述谐振电路中谐振电容的一端，第三开关管的源极与第三电容的一端连接、且连接点接地，第四开关管的漏极和第四电容的一端连接，所述第三电容的另一端和第四电容的另一端连接、且连接点连接所述变压器中的副边绕组的另一端；

所述副边控制电路包括比较电路和驱动电路，其中：

比较电路与所述感应电压电路相连，用于在所述感应电压电路输出的第三信号电压大于第一预设参考电压时，生成第一控制信号；在所述感应电压电路输出的第三信号电压大于第二预设参考电压且小于第一预设参考电压时，生成第二控制信号；在所述感应电压电路输出的第三信号电压小于第二预设参考电压时，生成第三控制信号；

所述驱动电路的输入端连接比较电路的输出端，所述驱动电路的两个输出端分别连接所述第三开关管和所述第四开光管的栅极，用于在所述比较电路输出第一控制信号时，驱动所述第三开关管开启，并驱动所述第四开关管关闭；在所述比较电路输出第二控制信号时，驱动所述第三开关管和所述第四开关管关闭；在所述比较电路输出第一控制信号时，驱动所述第三开关管关闭，并驱动所述第四开关管开启。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式或第二方面的第三种可能的实现方式或第二方面的第四种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述输入电路包括第一开关管和第二开关管以及原边控制电路，其中：

所述原边控制电路与所述第一开关管和所述第二开关管的栅极分别连接，用于控制所述第一开关管和所述第二开关管的开关状态；

所述第一开关管的漏极连接用于输入所述第一直流电压的电源，所述第二开关管的源极接地；

所述第一开关管的源极和所述第二开关管的漏极连接、且连接点与所述变压器中的原边绕组的一端相连。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式或第二方面的第三种可能的实现方式或第一方面的第四种可能的实现方式或第一方面的第五种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，所述谐振电路包括谐振电感和谐振电容，所述谐振电感与所述谐振电容串联，谐振电容的一端连接所述第三开关管的漏极和第四开关管的源极连接的连接点，所述谐振电感的一端与所述变压器的副边绕组的一端连接，所述谐振电感的另一端与所述谐振电容的另一端连接，在所述第二交流电压的频率等于所述谐振电路的谐振频率时，发生谐振。

在本申请中，由于通过感应电压电路感应得到的第三信号电压产生控制信号，避免了使用电流互感器得到的电流产生控制信号，从而提高了电源转换的可靠性。

附图说明

图1为现有技术中LLC谐振拓扑结构的电源转换器的电路结构示意图；

图2为本申请电源转换器电路结构示意图；

图3为本申请电源转换器电路结构示意图；

图4为本申请电源转换器电路结构示意图；

图5为本申请电源转换器电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

下面结合附图对本申请进行详细说明。

参阅图2所示，本申请提供一种电源转换器，包括：

输入电路200，用于将输入的第一直流电压转变为脉冲电压；

变压器201，变压器201的原边绕组L1的一端与输入电路200相连，用于将输入电路200输出的脉冲电压中的第一交流电压变换成第二交流电压；

谐振电路202，与变压器201的原边绕组L1的另一端相连，用于在第一交流电压的频率等于谐振电路202的谐振频率时，发生谐振；

感应电压电路203，与变压器201相连，用于感应变压器201中原边绕组两端的电压，产生第一感应电压，对第一感应电压移相和分压得到第一信号电压，以及与谐振电路202的谐振电感相连，用于感应谐振电路202中谐振电感两端的电压，产生第二感应电压，对第二感应电压移相和分压得到第二信号电压，叠加第一信号电压和第二信号电压得到输出的第三信号电压；

副边控制电路204，副边控制电路204的输入端与感应电压电路203的输出端相连，用于将感应电压电路输出的第三信号电压与预设的参考电压比较，根据比较结果产生并输出控制信号；

输出电路205，与变压器201的副边绕组L2的两端、以及副边控制电路204的输出端相连，用于根据副边控制电路204输出的控制信号对第二交流电压整流和滤波，得到第二直流电压并输出。

其中，输入电路一种较简单的连接方式如图3所示的输入电路200，从图3中可以看出：输入电路200包括第一开关管Q1和第二开关管Q2以及原边控制电路，其中：原边控制电路的一个输出端与第一开关管的栅极Q1连接，用于控制所述第一开关管Q1的开关状态，原边控制电路的另一个输出端与第二开关管Q2的栅极连接，用于控制第二开关管Q2的开关状态；第一开关管Q1的漏极连接用于输入所述第一直流电压的电源，第二开关管Q2的源极接地；第一开关管Q1的源极和第二开关管Q2的漏极连接、且连接点与变压器201中的原边绕组L1的一端连接。

其中，由直流电源提供输入电源转换器的第一直流电压Vin，通过原边控制电路控制第一开关管Q1和第二开关管Q2的开通与断开，将第一直流电压Vin转变为脉冲电压，以图3为例，当第一开关管Q1开通，第二开关管Q2断开时，脉冲电压的值为第一直流电压Vin的值，当第一开关管Q1断开，第二开关管Q2开通时，脉冲电压的值为0。

其中，在本申请中，输入电路200的连接方式不限于图3中所示的连接方式，其他能够用于将直流电压转变为脉冲电压的连接方式均可，例如，图3中所示的输入电路200中开关管的连接方式为半桥式，输入电路200中开关管的连接方式还可以为全桥式。

需要说明的是，脉冲电压中包括交流部分和直流部分，其中交流部分为第一交流电压，由于脉冲电压在作用于变压器201的原边绕组L1，以及谐振电路中谐振电感Lr和谐振电容Cr上，通过谐振电容Cr滤除了脉冲电压中的直流部分，因此变压器201是将脉冲电压中的第一交流电压转换为第二交流电压。

具体的，通过脉冲电压作用于变压器201、谐振电路202，通过谐振电路202中的谐振电容Cr滤除脉冲电压中的直流部分，变压器201通过原边绕组L1将脉冲电压中的第一交流电压，传递到变压器201的副边绕组L2，得到第二交流电压，当第一交流电压的频率等于谐振电路202的谐振频率时，即当脉冲电压的频率等于谐振电路202的谐振频率时，谐振电路202发生谐振，其中，谐振电路在电源转换器中相当于软开关，当谐振电路202发生谐振时，电源转换器工作在软开关开通的状态，工作效率高，即原边控制电路控制第一开关管Q1和第二开关管Q2的开通和断开的频率等于谐振电路202的谐振频率时，谐振电路发生谐振。

其中，谐振电路202包括谐振电感Lr和谐振电容Cr，谐振电感Lr与谐振电容Cr串联，谐振电感Lr的一端与变压器201的原边绕组Lr的另一端连接，谐振电感Lr的另一端与谐振电容Cr的一端连接，谐振电容Cr的另一端接地。

可选的，感应电压电路203，包括绕在变压器201上的第一辅助绕组L3、绕在谐振电路202中的谐振电感Lr上的第二辅助绕组L4、感应电压电路203与变压器201相连，即通过第一辅助绕组L3与变压器201相连，同样的，感应电压电路203，与谐振电路202相连，即通过第二辅助绕组L4与谐振电路202中的谐振电感Lr相连。

感应电压电路203，还包括第一RC电路、第二RC电路以及叠加电路，其中，第一辅助绕组L3的一端与第一RC电路的一个输入端连接，第一辅助绕组L3的另一端与第一RC电路的另一个输入端连接，第一RC电路的输出端与叠加电路的一个输入端连接，第二辅助绕组L4的一端与第二RC电路的一个输入端连接，第二辅助绕组L4的另一端与第二RC电路的另一个输入端连接，第二RC电路的输出端与叠加电路的另一个输入端连接，叠加电路的输出端与副边控制电路连接，其中，第一辅助绕组L3预先绕在变压器201上，通过感应原边绕组L1两端的电压，产生第一感应电压，并通过第一RC电路对第一感应电压移相和分压得到第一信号电压，第二辅助绕组L4预先绕在谐振电感Lr上，通过感应谐振电感Lr两端的电压，产生第二感应电压，并通过第二RC电路对第二感应电压移相和分压得到第二信号电压，具体的，第一感应电压通过由第一电阻R1、第一电容C1和第二电阻R2组成的第一RC电路移相和分压得到第一信号电压，以及第二感应电压通过由第三电阻R3、第二电容C2和第四电阻R4组成的第二RC电路移相和分压得到第二信号电压后，输入叠加电路，按照合适的比例叠加第一电压和第二电压，以去除第一信号电压中与第二信号电压波形和频率相同的分量，得到第三信号电压。

其中，第一感应电压通过由R1、C1和R2组成的第一RC电路移相的角度为θ1，第二RC电路对第二感应电压移相的角度为θ2,可选的，θ1和θ2的取值为90度，但是在实际实现时，移相的角度会存在误差，一般情况下允许θ1和θ2的取值在以90度为中心，在所允许的第一最大误差值δ的范围内变化，所允许的第一最大误差值δ可以根据实际情况确定，也可以根据经验值确定，较佳的，0≤δ≤10，当δ＝9时，|θ1-90|≤δ即|θ1-90|≤9，|θ2-90|≤δ即|θ2-90|≤9，此外需要说明的是，|θ1-θ2|≤σ，所允许的第二最大误差值σ的取值范围根据实际情况或经验值确定，较佳地，0≤σ≤10。

其中，第一RC电路、第二RC电路的组成连接方式不限于图3中所示的组成和连接方式，其他能够用于实现对第一感应电压和第二感应电压移相和分压的电路，使得移相和分压后的第二信号电压与第一信号电压中与第二信号电压的频率和波形相同的部分，在叠加后，能够去除第一信号电压中与第二信号电压的频率和波形相同的部分即可。

由于谐振电路202，与变压器201的原边绕组L1的另一端相连，即电源转换器谐振电路中的电感Lr串联与变压器201的原边绕组L1串联，因为第一信号电压存在与第二信号电压的频率和波形相同的部分，因此需要构造第二信号电压，将第一信号电压中的该部分去除掉得到第三信号电压。

第三信号电压通过副边控制电路204，得到控制信号，可选的，副边控制电路204包括比较电路和驱动电路，当输出电路205包括第三开关管Q3、第四开关管Q4、第三电容C3和第四电容C4时，其开关管的连接方式为半桥式，具体的连接方式如图3所示，第三开关管Q3和第四开关管Q4的栅极分别连接副边控制电路204的两个输出端，第三开关管的源极和第四开关管的漏极作为输出电路的两个输出端，第三开关管Q3的漏极和第四开关管Q4的源极连接、且连接点连接变压器201中的副边绕组L2的一端，第三开关管Q3的源极与第三电容C3的一端连接、且连接点接地，第四开关管Q4的漏极和第四电容C4的一端连接，第三电容C3的另一端和第四电容C4的另一端连接、且连接点连接变压器201中的副边绕组L2的另一端；

当输出电路205中包括两个开关管时，副边控制电路204输出的控制信号中包括两个电压，其中一个电压用于控制第三开关管Q3，另外一个电压用于控制第四开关管Q4，当第三信号电压大于第一预设参考电压时，生成第一控制信号，驱动第三开关管Q3开通，第四开关管Q4关闭，当第三信号电压小于第一预设参考电压大于第二预设参考电压时，生成第二控制信号，驱动第三开关管Q3和第四开关管Q4关闭，当第三信号电压小于第二预设参考电压时，驱动第三开关管Q3关闭，第四开关管Q4开通，从而实现对第二交流电压的整流，通过输出电路205中的第三电容C3和第四电容C4实现对整流后的电压的滤波，从而获得平滑的第二直流电压，第二直流电压可以等于第一直流电压，大于第一直流电压，还可以小于第一直流电压。

通过该种方式的连接，一方面提高了电源转换器的可靠性，一方面当电源转换器回路中的功率电流增大时，由于电路中不包括电流互感器，因此避免了电路面积的增大。

需要说明的是，本申请中输出电路205的连接方式不限于图3中所示的连接方式，其他能够用于根据控制信号对第二交流电压整流和滤波，得到第二直流电压并输出的电路连接方式均可，例如，图3中所示的输出电路205中开关管的连接方式为半桥式，输出电路205中开关管的连接方式还可以为全桥式，全桥式的连接方式中开关管至少有四个，因此述副边控制电路204输出的控制信号中至少包括的个电压，分别控制开关管的开通与断开，因此，副边控制电路的输出端的个数与输出电路205中开关管的个数相对应。

此外，本申请的开关管可以为开关三极管、场效应管或是其它半导体开关管，原边控制电路一般由集成电路的芯片及其外围电路组成，芯片可以是PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)控制芯片，或数字控制器。

如图4所示，本申请提供一种电源转换器，包括：

输入电路400，用于将输入的第一直流电压转变为脉冲电压；

变压器401，变压器401的原边绕组L1的一端与输入电路400相连，变压器401原边绕组L1的另一端与隔直电容C0的一端连接，隔直电容C0的另一端接地，用于将输入电路400输出的脉冲电压中的第一交流电压变换成第二交流电压；

谐振电路402，与变压器401的副边绕组L2的一端相连，用于在第二交流电压的频率等于谐振电路402的谐振频率时，发生谐振；

感应电压电路403，与谐振电路402的谐振电感Lr相连，用于感应谐振电路402中谐振电感Lr两端的电压，产生第三感应电压，并对第三感应电压移相和分压得到输出的第三信号电压；

副边控制电路404，副边控制电路404的输入端与感应电压电路403的输出端相连，用于将感应电压电路403输出的第三信号电压与预设的参考电压比较，根据比较结果产生并输出控制信号；

输出电路405，与变压器401的副边绕组Lr的另一端、谐振电路402以及副边控制电路404的输出端相连，用于根据副边控制电路输出的控制信号对第二交流电压整流和滤波，得到第二直流电压并输出。

在如图4所示的实施例中，由于谐振电路402中的谐振电感Lr与变压器401的变压器401副边绕组L2的一端相连，即谐振电感Lr与副边绕组L2串联，而当谐振电感Lr与副边绕组L2串联时，通过感应谐振电感Lr两端的电压得到的第三信号电压中不包括，当谐振电感Lr与原边绕组L1串联时与第二信号电压波形和频率相同的分量，因此无需叠加电路在进行叠加去除该分量。

因此，感应电压电路403，与谐振电路402的谐振电感Lr相连，具体的通过绕组谐振电感Lr上的第三辅助绕组L4与感应电路403相连，用于通过第三辅助绕组L4感应谐振电感Lr两端的电压，产生第三感应电压，并对第三感应电压移相和分压得到输出的第三信号电压。

具体的，如图5所示，第三感应电压通过由第五电阻R5、第五电容C5和第六电阻R6组成的第三RC电路移相和分压，其中移相的角度为θ3，可选的，θ3的取值为90度，但是在实际实现时，移相的角度会存在误差，可选的，|θ3-90|≤ξ，ξ为所允许的第三最大误差值，其中，0≤ξ≤10，所允许的第三最大误差值ξ取值为9时，即θ3的取值在以90度为中心，在±9度的范围内变化，|θ3-90|≤ξ即|θ3-90|≤9。

其中，输入电路、输出电路、变压器、谐振电路、副边控制电路、第三RC电路的连接方式、工作原理与谐振电感与变压器的原边绕组串联时，输入电路、输出电路、副边控制电路、第三RC电路的连接方式、工作原理类似，在此不再赘述。

从上述内容可以看出：本申请的电源转换器包括：用于将输入的第一直流电压转变为脉冲电压的输入电路；用于将输入电路输出的脉冲电压中的第一交流电压变换成第二交流电压的变压器；谐振电路；用于得到输出的第三信号电压的感应电压电路；用于输出控制信号副边控制电路，输出第二直流电压的输出电路，这种技术方案由于通过感应电压电路感应得到的第三信号电压产生控制信号，避免了使用电流互感器得到的电流产生控制信号，从而提高了电源转换的可靠性。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种电源转换器，其特征在于，包括：

输入电路，用于将输入的第一直流电压转变为脉冲电压；

变压器，所述变压器的原边绕组的一端与所述输入电路相连，用于将输入电路输出的所述脉冲电压中的第一交流电压变换成第二交流电压；

谐振电路，与所述变压器的原边绕组的另一端相连，用于在所述第一交流电压的频率等于所述谐振电路的谐振频率时，发生谐振；

感应电压电路，与所述变压器相连，用于感应所述变压器中原边绕组两端的电压，产生第一感应电压，对所述第一感应电压移相和分压得到第一信号电压；

所述感应电压电路，还与所述谐振电路的谐振电感相连，用于感应所述谐振电路中谐振电感两端的电压，产生第二感应电压，对所述第二感应电压移相和分压得到第二信号电压，叠加所述第一信号电压和所述第二信号电压得到输出的第三信号电压；

副边控制电路，所述副边控制电路的输入端与所述感应电压电路的输出端相连，用于将所述感应电压电路输出的第三信号电压与预设的参考电压比较，根据比较结果产生并输出控制信号；

输出电路，与所述变压器的副边绕组的两端、以及所述副边控制电路的输出端相连，用于根据所述副边控制电路输出的控制信号对所述第二交流电压整流和滤波，得到第二直流电压并输出。

2.如权利要求1所述的电源转换器，其特征在于，所述感应电压电路，包括绕在所述变压器上的第一辅助绕组、绕在所述谐振电路中的谐振电感上的第二辅助绕组、第一RC电路、第二RC电路以及叠加电路，所述第一辅助绕组的一端与所述第一RC电路的一个输入端连接，所述第一辅助绕组的另一端与所述第一RC电路的另一个输入端连接，所述第一RC电路的输出端与所述叠加电路的一个输入端连接，所述第二辅助绕组的一端与所述第二RC电路的一个输入端连接，所述第二辅助绕组的另一端与所述第二RC电路的另一个输入端连接，所述第二RC电路的输出端与所述叠加电路的另一个输入端连接，所述叠加电路的输出端与所述副边控制电路连接，用于通过所述第一辅助绕组感应所述原边绕组两端的电压，产生第一感应电压，通过所述第一RC电路对所述第一感应电压移相和分压得到第一信号电压，通过所述第二辅助绕组感应所述谐振电路中谐振电感两端的电压，产生第二感应电压，通过所述第二RC电路对所述第二感应电压移相和分压得到第二信号电压，通过所述叠加电路叠加所述第一信号电压和所述第二信号电压得到所述第三信号电压。

3.如权利要求2所述的电源转换器，其特征在于，所述第一RC电路包括第一电阻、第二电阻和第一电容，所述第一电阻的一端与所述第一辅助绕组的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第一电容连接、且连接点与所述第二电阻的一端连接，所述第一电容的另一端与所述第一辅助绕组的另一端连接、且连接点接地，所述第二电阻的另一端与所述叠加电路的一个输入端连接。

4.如权利要求2或3所述的电源转换器，其特征在于，所述第二RC电路包括第三电阻、第四电阻和第二电容，所述第三电阻的一端与所述第二辅助绕组的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述第二电容连接、且连接点与所述第四电阻的一端连接，所述第二电容的另一端与所述第一辅助绕组的另一端连接、且连接点接地，所述第四电阻的另一端与所述叠加电路的另一个输入端连接。

5.如权利要求1至3任一所述的电源转换器，其特征在于，所述感应电压电路对所述第一感应电压移相的角度为θ1，其中，|θ1-90|≤δ，所述感应电压电路对所述第二感应电压移相的角度为θ2，|θ2-90|≤δ，且|θ1-θ2|≤σ，δ为所允许的第一最大误差值，0≤δ≤10，σ为所允许的第二最大误差值，0≤σ≤10。

6.如权利要求1至3任一所述的电源转换器，其特征在于，所述输出电路包括第一开关管和第二开关管、第三电容和第四电容；

其中，第一开关管和第二开关管的栅极分别连接所述副边控制电路的两个输出端，第一开关管的源极和第二开关管的漏极作为所述输出电路的两个输出端，第一开关管的漏极和第二开关管的源极连接、且连接点连接所述变压器中的副边绕组的一端，第一开关管的源极与第三电容的一端连接、且连接点接地，第二开关管的漏极和第四电容的一端连接，所述第三电容的另一端和第四电容的另一端连接、且连接点连接所述变压器中的副边绕组的另一端；

所述副边控制电路包括比较电路和驱动电路，其中：

比较电路与所述感应电压电路相连，用于在所述感应电压电路输出的第三信号电压大于第一预设参考电压时，生成第一控制信号；在所述感应电压电路输出的第三信号电压大于第二预设参考电压且小于第一预设参考电压时，生成第二控制信号；在所述感应电压电路输出的第三信号电压小于第二预设参考电压时，生成第三控制信号；

所述驱动电路的输入端连接比较电路的输出端，所述驱动电路的两个输出端分别连接所述第一开关管和所述第二开关管的栅极，用于在所述比较电路输出第一控制信号时，驱动所述第一开关管开启，并驱动所述第二开关管关闭；在所述比较电路输出第二控制信号时，驱动所述第一开关管和所述第二开关管关闭；在所述比较电路输出第一控制信号时，驱动所述第一开关管关闭，并驱动所述第二开关管开启。

7.一种电源转换器，其特征在于，包括：

输入电路，用于将输入的第一直流电压转变为脉冲电压；

变压器，所述变压器的原边绕组的一端与所述输入电路相连，所述变压器原边绕组的另一端与隔直电容的一端连接，所述隔直电容的另一端接地，用于将输入电路输出的所述脉冲电压中的第一交流电压变换成第二交流电压；

谐振电路，与所述变压器的副边绕组的一端相连，用于在所述第二交流电压的频率等于所述谐振电路的谐振频率时，发生谐振；

感应电压电路，与所述谐振电路的谐振电感相连，用于感应所述谐振电路中谐振电感两端的电压，产生感应电压，并对所述感应电压移相和分压得到输出的信号电压；

副边控制电路，所述副边控制电路的输入端与所述感应电压电路的输出端相连，用于将所述感应电压电路输出的信号电压与预设的参考电压比较，根据比较结果产生并输出控制信号；

输出电路，与所述变压器的副边绕组的另一端、所述谐振电路以及所述副边控制电路的输出端相连，用于根据所述副边控制电路输出的控制信号对所述第二交流电压整流和滤波，得到第二直流电压并输出。

8.如权利要求7所述的电源转换器，其特征在于，所述感应电压电路，包括绕在所述谐振电路中的谐振电感上的辅助绕组和RC电路，所述辅助绕组的一端与所述RC电路的一个输入端连接，所述辅助绕组的另一端与所述RC电路的另一个输入端连接，所述RC电路的输出端与所述副边控制电路连接，用于通过辅助绕组感应所述谐振电路中谐振电感两端的电压，产生感应电压，通过所述RC电路对所述感应电压移相和分压得到所述信号电压。

9.如权利要求8所述的电源转换器，其特征在于，所述RC电路包括第一电阻、第二电阻和第一电容，所述第一电阻的一端与所述辅助绕组的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第一电容连接、且连接点与所述第二电阻的一端连接，所述第一电容的另一端与所述辅助绕组的另一端连接、且连接点接地，所述第二电阻的另一端与所述副边控制电路的输入端连接。

10.如权利要求7至9任一所述的电源转换器，其特征在于，所述感应电压电路对所述感应电压移相的角度为θ3，其中，|θ3-90|≤ξ，ξ为所允许的最大误差值，0≤ξ≤10。

11.如权利要求7至9任一所述的电源转换器，其特征在于，所述输出电路包括第一开关管和第二开关管、第二电容和第三电容；

其中，第一开关管和第二开关管的栅极分别连接所述副边控制电路的两个输出端，第一开关管的源极和第二开关管的漏极作为所述输出电路的两个输出端，第一开关管的漏极和第二开关管的源极连接、且连接点连接所述谐振电路中谐振电容的一端，第一开关管的源极与第二电容的一端连接、且连接点接地，第二开关管的漏极和第三电容的一端连接，所述第二电容的另一端和第三电容的另一端连接、且连接点连接所述变压器中的副边绕组的另一端；

所述副边控制电路包括比较电路和驱动电路，其中：

比较电路与所述感应电压电路相连，用于在所述感应电压电路输出的信号电压大于第一预设参考电压时，生成第一控制信号；在所述感应电压电路输出的信号电压大于第二预设参考电压且小于第一预设参考电压时，生成第二控制信号；在所述感应电压电路输出的信号电压小于第二预设参考电压时，生成第三控制信号；

所述驱动电路的输入端连接比较电路的输出端，所述驱动电路的两个输出端分别连接所述第一开关管和所述第二开关管的栅极，用于在所述比较电路输出第一控制信号时，驱动所述第一开关管开启，并驱动所述第二开关管关闭；在所述比较电路输出第二控制信号时，驱动所述第一开关管和所述第二开关管关闭；在所述比较电路输出第一控制信号时，驱动所述第一开关管关闭，并驱动所述第二开关管开启。