CN113411000A - 具有功率转换器和输出电容器的电子电路 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电子电路和一种方法。所述电子电路包括：被配置为接收输入电压的输入端和被配置为提供输出电压的输出端；耦合在输入端和输出端之间的转换器级；耦合到转换器级和输出端的输出电路；以及耦合在输入端和输出电路之间的旁路电路。输出电路包括输出电容器和主开关电路，主开关电路包括与输出电容器串联连接的主开关和与主开关并联连接的电阻器，并且主开关电路被配置为取决于由主开关电路接收的控制信号并且取决于通过输出电路的电流和主开关两端的电压中的至少一个来接通主开关。

Description

具有功率转换器和输出电容器的电子电路
技术领域
本公开大体上涉及具有功率转换器级和耦合到功率转换器级的输出电容器的电路装置。
发明内容
一个示例涉及一种电子电路。所述电子电路包括：被配置为接收输入电压的输入端和被配置为提供输出电压的输出端；耦合在输入端和输出端之间的转换器级；耦合到转换器级和输出端的输出电路；以及耦合在输入端和输出电路之间的旁路电路。输出电路包括输出电容器和主开关电路，其中，主开关电路包括与输出电容器串联连接的主开关和与主开关并联连接的电阻器。主开关电路被配置为取决于由主开关电路接收的控制信号并且取决于通过输出电路的电流和主开关上的电压中的至少一个来接通主开关。
另一个示例涉及一种方法。该方法包括：在电子电路中，取决于由主开关电路接收的控制信号并且取决于通过输出电路的电流和主开关电路的主开关上的电压中的至少一个来接通主开关。输出电路包括输出电容器和主开关电路。主开关电路包括主开关和与主开关并联连接的电阻器，其中，主开关与输出电容器串联连接。所述电子电路还包括被配置为接收输入电压的输入端和被配置为提供输出电压的输出端、耦合在输入端和输出端之间的转换器级、以及耦合在输入端和输出电路之间的旁路电路。
附图说明
下面参考附图说明示例。附图用来示出某些原理，因此仅示出了理解这些原理所必需的方面。附图未按比例绘制。在附图中，相同的附图标记表示相似的特征。
图1示出了电子电路的一个示例，该电子电路包括：耦合在输入端和输出端之间的转换器级、以及具有输出电容器和主开关电路的输出电路，该主开关电路耦合到转换器级和输出端；
图2示出了主开关电路的一个示例，该主开关电路包括主开关、与主开关并联连接的电阻器和控制电路；
图3示出了控制电路的一个示例；
图4示出了控制电路的另一示例；
图5示出了控制电路的另一示例；
图6示出了在根据图4的控制电路中出现的信号的信号波形；
图7示出了转换器级的一个示例；
图8示出了图7所示的电子电路的修改形式；
图9示出了转换器级的另一示例；以及
图10示出了电子电路，该电子电路包括连接到输出端的另一转换器级。
具体实施方式
在下面的详细描述中，参考了附图。附图形成说明书的一部分，并且出于例示的目的，示出了如何使用和实施本发明的示例。应该理解的是，除非另外特别指出，否则本文所述的各种实施例的特征可以彼此组合。
图1示出了电子电路的一个示例。该电子电路包括被配置为接收输入电压VIN的输入端11、12和被配置为提供输出电压VOUT的输出端13、14。输入端包括在其间接收输入电压VIN的第一输入节点11和第二输入节点12，并且输出端包括在其间提供输出电压VOUT的第一输出节点13和第二输出节点14。电子电路还包括：耦合在输入端11、12和输出端13、14之间的转换器级2、耦合到转换器级2和输出端13、14的输出电路45、以及耦合在输入端11、12和输出电路45之间的旁路电路3。
参考图1，输出电路45包括输出电容器4和主开关电路5。主开关电路5包括与输出电容器4串联连接的主开关51和与主开关51并联连接的电阻器52。包括输出电容器4和具有主开关51和电阻器52的并联电路的串联电路连接在第一输出节点13和第二输出节点14之间。
旁路电路3绕过转换器级2。根据一个示例，旁路电路3包括整流器元件，该整流器元件连接在输入端11、12和输出端13、14之间，以使得电流可以从输入端11、12流到输出电路45，而不是从输出电路45流到输入端。以这种方式，输出电容器4可以通过与输入电压VIN相关联的输入电流IIN经由旁路电路3充电，但是不能经由旁路电路3放电。根据一个示例，如图1中所示，旁路电路3连接在第一输入节点11和第一输出节点13之间。整流器元件可以是无源整流器元件(如图所示)或有源整流器元件(未示出)(例如作为同步整流器(SR)二极管操作的晶体管)，并且包括二极管作为整流器元件。二极管可以是pn二极管。在图1所示的示例中，无源整流器元件是pn二极管。然而，这仅是示例。也可以使用任何其他种类的无源整流器元件，例如肖特基二极管。
主开关电路5被配置为取决于由主开关电路5接收的控制信号S5并且取决于通过输出电路45的电流I5和主开关51上的电压V5中的至少一个来接通主开关51。这将在下面进一步详细说明。
根据一个示例，电子电路以四种不同的操作模式中的一种进行操作。
(a)在第一操作模式(在下文中也称为正常模式)中，转换器级2被激活，并且控制信号S5具有接通主开关51的导通电平。在转换器级被激活时，转换器级基于输入电压VIN在输出端13、14处生成输出电压VOUT。在该操作模式中，输出电容器4上的电压V4基本上等于输出电压VOUT。
(b)在第二操作模式(在下文中被称为启动模式)中，转换器级2被去激活，并且控制信号S5具有关断主开关51的关闭电平。在该操作模式中，当将不同于零的输入电压VIN施加到输入端11、12并首先使输出电容器4放电时，输出电容器4经由旁路电路3和与主开关51并联连接的电阻器52充电。输出电容器4被充电直到输出电容器4上的电压V4基本上等于输入电压VIN的最大电压电平为止。在启动模式中，电阻器52使输出电容器4能够被充电，并且同时在对输出电容器4充电时限制涌入电流。
(c)在第三操作模式(在下文中被称为关闭模式)中，输入电压VIN为零，转换器级2被去激活，并且控制信号S51具有关闭电平，因此，在正常情况下，主开关51被关断。
(d)在主开关51被关断的启动模式和关闭模式中，输出电压VOUT(输出电路45上的电压)可以在短时间内迅速增加。输出电压VOUT的这种迅速增加可能是由于输入端11、12处或输入端11、12与输出端13、14之间的电子电路中的任何其他位置处的ESD(静电放电)事件引起的。在下文中，由ESD事件引起的在输出端13、14处的电压脉冲被称为ESD脉冲或浪涌脉冲。这种浪涌脉冲可能导致相对较高的电流流过电阻器52。该高电流可能导致在电阻器52中消散相对较高的功率，其中，这种高功率消散可能导致电阻器52过热并因此导致对电子电路的损坏。此外，浪涌脉冲甚至可能导致主开关51上产生过电压，并且因此导致主开关51的电压击穿。这种过电压可能由流过电阻器52的高电流引起。根据一个示例，该电阻器52的电阻是主开关51的导通电阻的至少50倍，至少100倍或至少500倍。主开关51的“导通电阻”是主开关51在导通状态下的电阻。根据一个示例，电阻器52的电阻在30欧姆(Ω)和500Ω之间，特别是在50Ω和150Ω之间。
为了防止电阻器52的这种过热，主开关电路5被配置为当在关闭模式或启动模式中出现通过输出电路45的电流I5的高电流电平和/或主开关51上的电压V5的高电压电平时，独立于控制信号S5接通主开关51。在下文中，其中控制信号S5具有关闭电平并且主开关51基于电流I5和/或电压V5而接通的操作模式被称为第四操作模式或浪涌脉冲保护模式。
转换器级2可以是任何种类的电压转换器，特别是开关模式电压转换器。下面进一步参考本文中的图7和图8说明开关模式电压转换器的示例。
输入电压VIN是直流电压或交流电压，例如正弦电压。输出电压VOUT例如是直流电压。当输入电压VIN是直流电压时，输出电容器4在启动模式中被充电，使得电容器4上的电压V4以及最终的输出电压VOUT基本上等于输入电压VIN的电压电平。当输入电压VIN是交流电压时，输出电容器4在启动模式中被充电，使得电容器4上的电压V4以及最终的输出电压VOUT基本上等于输入电压VIN的最大电压电平(即，幅值电平)。
根据一个示例，转换器级2是升压转换器级，使得在正常模式中，输出电压VOUT的电压电平高于输入电压VIN的(最大)电压电平。在正常模式中，旁路电路3是无源的。即，旁路电路3中包括的整流器元件被阻挡，使得正常模式中的输出电压VOUT仅由转换器级2控制。
参考图1，负载Z(以虚线示出)可以连接到输出端13、14，并从转换器级2和输出电容器4接收输出电压VOUT和输出电流IOUT。当电子电路从启动模式改变为正常模式时，输出电容器4进一步由转换器级2充电，使得输出电压VOUT增加到由转换器级调节的预定义的电压电平。
顾名思义，主开关51控制负载Z的电源。因此，当主开关51在正常模式中关断时，负载Z的功耗被中断。
控制信号S5可以由控制器7(以虚线示出)生成。该控制器7还可以被配置为激活和去激活转换器级2，并且因此控制电子电路从启动模式(第二操作模式(b))到正常模式(第一操作模式(a))或从正常模式到关闭模式(第三操作模式(c))的转移。根据一个示例，控制器7被配置为监视输出电压VOUT，并且当输出电压VOUT通过经由旁路电路3对输出电容器4充电而达到预定义的电压阈值时，控制器7从启动模式变为正常模式。该电压阈值可以低于输入电压VIN的最大电压电平，或者可以等于输入电压VIN的最大电压电平。控制器7可以被实施为微控制器等。
参考上文，在启动模式中，转换器级2被去激活并且主开关51被关断。在下文中，这种启动模式被称为第一启动模式。根据一个示例，除了第一启动模式之外或者作为第一启动模式的替代，电子电路可以被配置为以如下模式进行操作：
(e)第五操作模式，在下午也被称为第二启动模式。在第二启动模式中，转换器级2被激活并且主开关51被关断。在该操作模式中，输出电容器4由转换器级2充电。只要输出电压VOUT的电压电平低于输入电压VIN的最大值，除了经由转换器级2对输出电容器4充电之外，还可以经由旁路电路3对输出电容器4充电。在第二启动模式中，输出电容器4的充电电流流经电阻器52。
根据一个示例，一旦在输入端11、12处可获得不同于零的输入电压VIN并且直到输出电压VOUT达到第一电压阈值为止，由控制器7控制的电子电路在第一启动模式中进行操作。该第一电压阈值可以低于输入电压VIN的最大电压电平，或者可以等于输入电压VIN的最大电压电平。此外，在该示例中，当输出电压VOUT已经达到第一电压阈值时，电子电路改变为第二启动模式，在第二启动模式中，经由转换器级2对输出电容器4充电。当输出电压VOUT达到高于第一电压阈值的第二电压阈值时，电子电路改变为正常模式。第二电压阈值可以低于输出电压VOUT的期望电压电平(设定点)，或者可以等于该期望电压电平。
根据另一示例，在电子电路的操作中省略了第一启动模式。在该示例中，一旦在输入端11、12处可获得不同于零的输入电压VIN并且，直到输出电压VOUT达到预定义的电压阈值为止，由控制器7控制的电子电路在第二启动模式中进行操作。该电压阈值可以低于输入电压VIN的最大电压电平，或者可以高于输入电压VIN的最大电压电平。此外，该第二电压阈值可以低于输出电压VOUT的期望电压电平(设定点)，或者可以等于该期望电压电平。当输出电压VOUT已达到预定义的电压阈值时，电子电路在正常模式中进行操作。
参考图2，其更详细地示出了主开关电路5的一个示例，主开关电路5包括控制电路53。该控制电路53接收控制信号S5，并且被配置为取决于控制信号S5并且取决于主开关51上的电压V5和通过输出电路45的电流I5中的至少一个来生成由主开关51接收的驱动信号S51。驱动信号S51具有接通主开关51的导通电平或者关断主开关51的关闭电平。主开关51可以是任何种类的电子开关。根据一个示例，主开关51是晶体管，诸如MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)。下面说明控制电路53的不同示例。
图3示意性地示出了控制电路53的一个示例，控制电路53被配置为取决于控制信号S5和通过输出电路45的电流I5接通主开关51(图3中未示出)。注意，图3示意性地示出了控制电路53的功能，而不是特定的实施方式。在该示例中，控制电路53包括比较器61，该比较器61接收电流测量信号SI5，其中电流信号SI5表示通过输出电路45的电流I5。电流测量信号SI5可以由任何种类的电流传感器生成，该电流传感器被配置为测量通过输出电路45的电流I5。这种电流传感器是众所周知的，因此在这方面不需要进一步的说明。比较器61还接收电流阈值信号SI5_TH，并且被配置为将电流信号SI5与电流阈值信号SI5_TH进行比较。比较器的输出信号S61具有第一信号电平或第二信号电平，这取决于电流信号SI5是高于还是低于电流阈值信号SI5_TH。
图3所示的控制电路53生成驱动信号S51，使得每当电流测量信号SI5高于电流阈值信号SI5_TH或控制信号S5具有导通电平时，驱动信号S51就接通主开关51。为此，控制信号S5和比较器输出信号S61由逻辑门62接收。逻辑门62基于比较器输出信号S61和控制信号S5生成驱动信号S51。逻辑门62被配置为每当比较器输出信号S61指示由电流测量信号SI5表示的电流I5高于由阈值信号SI5_TH表示的预定义的电流阈值时，或者当控制信号S5指示希望接通主开关51时，生成驱动信号S51的导通电平，以便接通主开关51。仅仅为了例示的目的，图3中的逻辑门62为或门。
图4示出了根据另一示例的控制电路53。该控制电路被配置为当主开关上的电压V5高于预定义的电压阈值时接通主开关51。为此，控制电路53接收表示电压V5的电压测量信号SV5，并将电压测量信号SV5与表示电压阈值的电压阈值信号SV5_TH进行比较。比较器63将电压测量信号SV5与电压阈值信号SV5_TH进行比较。
此外，控制电路53被配置为每当比较器输出信号S63指示由电压测量信号SV5表示的电压V5高于由电压阈值信号SV5_TH表示的电压阈值时，接通主开关51。逻辑门64接收比较器输出信号S63和控制信号S5，并且被配置为每当比较器输出信号S63指示电压V5高于电压阈值时，或者当控制信号S5指示希望接通主开关51时，接通主开关51。
图5示出了控制电路53的一个示例，该控制电路53被配置为取决于通过输出电路55的电流I5而接通主开关51。仅出于例示的目的，主开关51是MOSFET，并且由MOSFET 51接收的驱动信号S51是MOSFET的栅极-源极电压VGS。更具体地说，在图5所示的示例中，MOSFET是n型增强型MOSFET。当栅极-源极电压VGS高于MOSFET的阈值电压时，此类MOSFET接通。
参考图5，控制电路53包括可获得电源电压VSUP的电源节点81。该电源电压VSUP由电源电路82提供，或由具有主开关51和电阻器52的并联电路上的电压V5得到。
在电子电路的正常模式中，电源电压VSUP由电源电路82提供。电源电路82可以是被配置为提供电源电压的常规电源电路。电源电路82可以耦合到输入端11、12以便基于输入电压VIN生成电源电压VSUP，或者电源电路82可以耦合到输出端13、14以便基于输出电压VOUT生成电源电压VSUP。根据另一示例，电源电路82耦合到转换器级2中的电感器，并且基于从电感器接收的能量来生成电源电压VSUP。电源电压VSUP具有的电压电平适合于接通主开关51。根据一个示例，电源电压的电压电平例如在3V和15V之间。
在正常模式中，当主开关51被接通时，主开关上的电压V5低于由电源电路82提供的电源电压VSUP，因此在正常模式中，电源电压VSUP由电源电路82控制。
在关闭模式中，电源电路82可以被去激活。在该操作模式中，电源电压VSUP基本上等于具有主开关51和电阻器52的并联电路上的电压V5。为此，电源节点81经由电阻器71和整流器元件72耦合到该并联电路。整流器元件72可以是二极管，并且可以连接在并联电路与电源节点81之间，以使得当电子电路处于正常模式中并且电源电压VSUP高于主开关上的电压V5时，整流器元件72阻止经由主开关51从电源节点81流动的电流。
参考图5，控制电路53包括电流传感器，其中，该电流传感器被实施为与包括主开关51和电阻器52的并联电路串联连接的分流电阻器80。该分流电阻器80与串联电路并联连接，该串联电路包括第一双极型晶体管75的基极-发射极路径和连接至第一双极型晶体管75的基极的电阻器79。在下文中，该电阻器79也称为基极电阻器。在电子电路的关闭模式中，当电子电路中出现浪涌脉冲时，电流I5流过输出电容器4和电阻器52。当该电流I5达到特定电流阈值时，经由基极电阻器79进入第一双极型晶体管75的基极电流使双极型晶体管75接通。可以通过适当地调整分流电阻器80和基极电阻器79的电阻来调整第一双极型晶体管75接通时的电流I5的电流阈值。
参考图5，第一双极型晶体管75的集电极经由电阻器78耦合到第二双极型晶体管76的基极，使得第一双极型晶体管75控制第二双极型晶体管76的基极电流。第二双极型晶体管76的发射极耦合到电源节点81。此外，第二双极型晶体管76的发射极经由另一电阻器77和电阻器78连接到第一双极型晶体管75的集电极。第二双极型晶体管76的集电极耦合到主开关51的栅极。
当第一双极型晶体管75接通时，第二双极型晶体管76接通并将主开关51的栅极连接至电源节点81，使得主开关51接通。在该示例中，栅极-源极电压VGS等于连接在栅极节点G和源极节点S之间的电阻器73上的电压，其中该电压取决于电阻器73的电阻和由电源节点提供的电流I51。连接在主开关51的栅极节点G和源极节点S之间的齐纳二极管82保护主开关51免受过电压影响。
可选地，具有第一电容器741和第二电容器742的串联电路连接在电源节点81与第一双极型晶体管75和分流电阻器80共用的电路节点之间，即，连接在电源节点81与双极型晶体管75的发射极节点之间。该电容器串联电路的抽头连接至第一双极型晶体管75的基极，该电容器串联电路的抽头是第一电容器741和第二电容器742共用的电路节点。该电容器串联电路充当用于对电源电压VSUP和在第一双极型晶体管75的基极处接收的电压进行滤波的滤波器。
此外，在第一双极型晶体管75的基极处接收控制信号S5，使得第一双极型晶体管75取决于通过分流电阻器80的电流或控制信号而接通(并且主开关51接通)。在该示例中，控制信号S51的导通信号是接通第一双极型晶体管75的信号电平。
当电子电路处于关闭状态并且出现浪涌脉冲时，通过输出电路45的电流I5基本上由下式给出：
Figure BDA0002980083920000091
其中，C4表示输出电容器4的电容，并且dV4/dt表示输出电容器上的电压V4的时间导数。输出电容器4上的电压V4的时间导数取决于输出电压VOUT的时间导数，并且随着输出电压VOUT的时间导数dVOUT/dt的增加而增加。在关闭模式中，输出电压VOUT的时间导数dVOUT/dt取决于在关闭模式中出现的浪涌脉冲的斜率。基本上，浪涌脉冲的斜率越高，电流I5越高。因此，当浪涌脉冲的斜率相当低时，主开关51将不会接通。
这在图6中示出，其中实线和虚线示出了在两种不同情形中的输入电压VIN、通过连接在形成主开关51的MOSFET的栅极和源极之间的电阻器73的电流I51、主开关51上的电压、输出电压VOUT和第一双极型晶体管75的基极电流IB51的信号图。在如实线所示的第一种情形中，在输入端11、12处出现具有相对陡峭的上升斜率的浪涌脉冲。这具有以下效果：出现了流过输出电路45和分流电阻器80的电流I5的电流脉冲，该电流脉冲足够高以接通第一双极型晶体管75，并且因此接通第二双极型晶体管75和主开关51。电压V5首先增加，然后随着主开关51接通而被钳位。在如虚线所示的第二种情形中，在输入端11、12处出现具有相对较浅的上升斜率的浪涌脉冲。这具有以下效果：没有出现适合于接通第一双极型晶体管75的电流脉冲。
图7更详细地示出了转换器级2的一个示例。图7所示的转换器级2被配置为在输入端11、12处接收交流电压，并且包括连接至输入端11、12的整流器电路21以及连接在整流器电路21与输出端13、14之间的升压级22。整流器电路21是具有四个整流器元件211、212、213、214的桥式整流器。仅出于例示的目的，在该示例中，整流器元件211-214是二极管。不用说，这些整流器元件也可以被实施为有源整流器元件(同步整流器，SR)。整流器电路21被配置为对输入电压VIN进行整流，使得升压级22从整流器电路21接收经整流的电压。如果例如输入电压VIN为正弦输入电压，则升压级22从整流器电路21接收的电压是经整流的正弦电压。
参考图7，升压级包括具有电感器221和开关222的串联电路，其中该串联电路连接在整流器电路21的输出节点215、216之间。开关222由控制电路224控制，其中，每当开关222接通时，能量就存储在电感器221(可能是扼流圈)中。当开关222关断时，存储在电感器221中的能量经由整流器元件223转移到输出端13、14和输出电路45。整流器元件223可以是无源整流器元件(例如二极管)或有源整流器元件。
控制电路224可以被配置为在正常模式中控制电子开关222的接通和关断，以使得输出电压VOUT的电压信号等于预定义的电压电平(也可以被称为设定点)。为此，控制电路224接收表示输出电压VOUT的电压测量信号SVOUT，并基于将电压测量信号SVOUT与表示设定点的参考信号进行比较来生成由电子开关222接收的脉宽调制(PWM)驱动信号S222。该类型的升压转换器级22是众所周知的，因此在这方面不需要进一步的说明。
控制电路224可以从控制器(参见图1中的附图标记7)接收激活信号。激活信号指示转换器级将被激活还是去激活，其中，当激活信号(图7中未示出)指示转换器级将被激活时，控制电路224仅以PWM方式操作电子开关222，以便调节输出电压VOUT。
除了调节输出电压VOUT之外，转换器级22还可以被配置为调节在输入端11、12处接收的输入电流IIN，使得输入电流IIN的平均值基本上与输入电压VIN成比例。为此，控制电路224可以进一步接收表示输入电压VIN的输入电压信号SVIN(以虚线示出)和表示输入电流IIN的输入电流信号SIIN(以虚线示出)，并且取决于输入电压信号SVIN和输入电流信号SIIN生成驱动信号S222。调节输入电流IIN以使得输入电流IIN的平均值基本上与输入电压VIN成比例，通常被称为功率因数校正(PFC)。图7所示类型的具有PFC功能的升压转换器级22是众所周知的，因此在这方面不需要进一步的说明。
根据一个示例，图5所示的控制电路53的分流电阻器80用于生成输入电流信号SIIN。在该示例中，分流电阻器80上的电压作为电流测量信号SIIN输入到控制电路224中。
在图7所示的示例中，旁路电路3连接在第一输入节点11和第一输出节点13之间。在该示例中，在启动模式中，输出电容器4要么仅在输入电压VIN的正半波期间被充电，要么仅在输入电压VIN的负半波期间被充电。
图8示出了图7所示的电子电路的一种修改形式。在图8所示的电子电路中，旁路电路3连接在整流器电路21和输出端13、14之间。更具体地说，在该示例中，旁路电路3连接在整流器电路21的第一输出节点215和电子电路的第一输出节点13之间。在根据图8的电子电路中，在启动模式中，输出电容器4在交流输入电压VIN的正半波和负半波期间被充电。
实施具有整流器电路21和升压转换器级22的转换器级2仅是示例。具有升压能力的任何其他种类的转换器级也可以用作转换器级2。图9示出了具有升压能力的转换器级2的另一示例。在该示例中，转换器级2具有图腾柱拓扑。在该示例中，转换器级2包括第一半桥231和第二半桥232，其中这些半桥中的每个包括高侧开关2311、2321和低侧开关2312、2322。两个半桥231、232中的每个的高侧开关和低侧开关串联连接在第一输出节点13和第二输出节点14之间。两个半桥231、232中的每个包括抽头，其是每个半桥231、232的高侧开关2311、2321和低侧开关2312、2322之间的电路节点。第一半桥231的抽头经由电感器233耦合到第一输入节点11，电感器233可以是扼流圈。第二半桥232的抽头连接到第二输入节点12。高侧开关2311、2321和低侧开关2312、2322可以是常规的电子开关，例如MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT等。
控制电路236被配置为驱动半桥231、232，使得输出VOUT的电压电平具有预定义的电平(设定点)。为此，控制电路236接收表示输出电压VOUT的输出电压信号SVOUT。另外，控制电路236可以接收输入电压信号SVIN和输入电流信号SIIN，以便额外地控制输入电流IIN，使得输入电流的平均值基本上与输入电压VIN成比例。具有图9所示类型的图腾柱拓扑和PFC功能的转换器级是众所周知的，因此在这方面不需要详细说明。简而言之，控制电路236以PWM方式并且互补地操作第二半桥232的开关2321、2322，使得仅高侧开关2321和低侧开关2322之一被同时接通。这些开关2321、2322的开关频率可以明显高于交流输入电压VIN的频率，例如几千赫兹(kHz)或更高。第一半桥231的高侧开关2311和低侧开关2312与交流输入电压VIN同步地接通和关断，使得在输入电压VIN的正半周期期间，例如，高侧开关2311接通并且低侧开关2312关断，并且在输入电压VIN的负半周期期间，高侧开关2311关断并且低侧开关2312接通。
参考图10，其示出了本文前面解释的电子电路的修改形式，可选的输入滤波器7可以连接在输入端11、12与转换器级2之间。该输入滤波器可以被实施为常规的EMI(电磁干扰)滤波器。这种滤波器7也可以用在本文前面说明的每个电子电路中。
参考图10，另一个转换器级8可以接收输出电压VOUT并基于从转换器级2和输出电路45接收的输出电压VOUT来生成另一个输出电压V8。另一个转换器级8可以是任何种类的电压转换器级。该另一个转换器级8的示例包括但不限于反激转换器级、LLC转换器级等。
尽管本公开不限于此，但是以下编号的示例说明了本公开的一个或多个方面。
示例1.一种电子电路，包括：被配置为接收输入电压的输入端和被配置为提供输出电压的输出端；耦合在输入端和输出端之间的转换器级；耦合到转换器级和输出端的输出电路；以及耦合在输入端和输出电路之间的旁路电路，其中，输出电路包括输出电容器和主开关电路，其中，主开关电路包括与输出电容器串联连接的主开关和与主开关并联连接的电阻器，并且其中，主开关电路被配置为取决于由主开关电路接收的控制信号并且取决于通过输出电路的电流和主开关上的电压中的至少一个来接通主开关。
示例2.根据示例1所述的电子电路，其中，所述主开关电路被配置为在所述输出电压的上升斜率达到预定义的斜率阈值时接通所述主开关。
示例3.根据示例1或2所述的电子电路，其中，所述主开关电路还包括：与所述主开关并联连接的电阻器。
示例4.根据前述示例中任一项所述的电子电路，其中，所述旁路电路包括整流器元件。
示例5.根据示例1至4中的任一项所述的电子电路，其中，所述转换器级包括：整流器电路；以及升压转换器，其中所述整流器电路耦合在输入端和升压转换器之间。
示例6.根据示例5所述的电子电路，其中，所述旁路电路连接在所述整流器电路和所述输出端之间。
示例7.根据示例5所述的电子电路，其中，所述旁路电路与包括整流器电路和升压转换器的串联电路并联连接。
示例8.根据示例1至4中任一项所述的电子电路，其中，所述转换器级包括具有图腾柱拓扑的转换器。
示例9.根据前述示例中任一项所述的电子电路，还包括：耦合到所述输出端的另一个转换器级。
示例10.根据示例9所述的电子电路，其中，所述另一转换器级是DC-DC转换器级。
示例11.一种方法，其包括：在电子电路中，取决于由主开关电路接收的控制信号并且取决于通过输出电路的电流和主开关电路的主开关上的电压中的至少一个，来接通主开关，其中，输出电路包括输出电容器和主开关电路，其中，主开关电路包括主开关和与主开关并联连接的电阻器，其中，主开关与输出电容器串联连接，并且其中，电子电路还包括：被配置为接收输入电压的输入端和被配置为提供输出电压的输出端；耦合在输入端和输出端之间的转换器级；以及耦合在输入端和输出电路之间的旁路电路。
示例12.根据示例11所述的方法，其中，取决于通过输出电路的电流和主开关上的电压中的至少一个来接通主开关包括：当输出电压的上升斜率达到预定义的斜率阈值时，接通所述主开关。
示例13.根据示例11或12所述的方法，其中，取决于控制信号来接通主开关包括：当所述控制信号具有导通电平时，接通所述主开关。
示例14.根据示例13所述的方法，其中，取决于控制信号来接通主开关包括：监视所述输出电压；以及当所述输出电压达到预定义的阈值时，通过生成所述主开关的导通电平来接通所述主开关。

Claims (14)

1.一种电子电路，包括：
被配置为接收输入电压(VIN)的输入端(11、12)和被配置为提供输出电压(VOUT)的输出端(13、14)；
耦合在所述输入端(11、12)和所述输出端(13、14)之间的转换器级(2)；
耦合到所述转换器级(2)和所述输出端(13、14)的输出电路(45)；以及
耦合在所述输入端(11、12)和所述输出电路(45)之间的旁路电路(3)，
其中，所述输出电路(45)包括输出电容器(4)和主开关电路(5)，
其中，所述主开关电路(5)包括与所述输出电容器(4)串联连接的主开关(51)和与所述主开关(51)并联连接的电阻器(52)，并且
其中，所述主开关电路(5)被配置为取决于由所述主开关电路(5)接收的控制信号(S5)并且取决于通过所述输出电路(45)的电流和所述主开关(51)上的电压(V5)中的至少一个来接通所述主开关(51)。
2.根据权利要求1所述的电子电路，
其中，所述主开关电路(5)被配置为在所述输出电压(VOUT)的上升斜率达到预定义的斜率阈值时接通所述主开关(51)。
3.根据权利要求1或2所述的电子电路，其中，所述主开关电路(5)还包括：
与所述主开关(51)并联连接的电阻器(52)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电子电路，其中，所述旁路电路(3)包括整流器元件。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子电路，其中，所述转换器级(2)包括：
整流器电路(21)；以及
升压转换器(22)，
其中，所述整流器电路(21)耦合在所述输入端(11、12)和所述升压转换器(22)之间。
6.根据权利要求5所述的电子电路，其中，所述旁路电路(3)连接在所述整流器电路(21)和所述输出端之间。
7.根据权利要求5所述的电子电路，其中，所述旁路电路(3)与包括所述整流器电路(21)和所述升压转换器的串联电路并联连接。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的电子电路，其中，所述转换器级(2)包括具有图腾柱拓扑的转换器。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电子电路，还包括：
耦合到所述输出端(13、14)的另一个转换器级(8)。
10.根据权利要求9所述的电子电路，其中，所述另一个转换器级(8)是DC-DC转换器级。
11.一种方法，包括：
在电子电路中，取决于由主开关电路(5)接收的控制信号(S5)并且取决于通过输出电路(45)的电流和所述主开关电路(5)的主开关(51)上的电压(V5)中的至少一个，来接通所述主开关(51)，
其中，所述输出电路(45)包括输出电容器(4)和所述主开关电路(5)，
其中，所述主开关电路(5)包括所述主开关(51)和与所述主开关(51)并联连接的电阻器(52)，
其中，所述主开关(51)与所述输出电容器(4)串联连接，并且
其中，所述电子电路还包括：
被配置为接收输入电压(VIN)的输入端(11、12)和被配置为提供输出电压(VOUT)的输出端(13、14)；
耦合在所述输入端(11、12)和所述输出端(13、14)之间的转换器级(2)；以及
耦合在所述输入端(11、12)和所述输出电路(45)之间的旁路电路(3)。
12.根据权利要求11所述的方法，
其中，取决于通过输出电路(45)的电流和所述主开关(51)上的电压(V5)中的至少一个来接通所述主开关(51)包括：当所述输出电压(VOUT)的上升斜率达到预定义的斜率阈值时，接通所述主开关(51)。
13.根据权利要求11或12所述的方法，
其中，取决于所述控制信号(S5)来接通所述主开关(51)包括：当所述控制信号(S5)具有导通电平时接通所述主开关(51)。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，取决于所述控制信号(S5)来接通所述主开关(51)包括：
监视所述输出电压(VOUT)，以及
当所述输出电压(VOUT)达到预定义的阈值时，通过生成所述主开关(51)的所述导通电平来接通所述主开关(51)。
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