CN115833610A

CN115833610A - 一种电源转换电路和电子装置

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Publication number: CN115833610A
Application number: CN202310084237.1A
Authority: CN
Inventors: 请求不公布姓名
Original assignee: Ensai Semiconductor Chengdu Co ltd
Current assignee: Ensai Semiconductor Chengdu Co ltd
Priority date: 2023-02-09
Filing date: 2023-02-09
Publication date: 2023-03-21
Anticipated expiration: 2043-02-09
Also published as: CN115833610B

Abstract

本发明公开了一种电源转换电路和电子装置，一种电源转换电路，具有输入电容，输出电容和负载，所述电源转换电路还包括：功率级，辅助模块，和控制模块，控制模块通过控制流入辅助模块中的变压器的辅助绕组的电流，通过变压器的主级绕组和辅助绕组之间的磁耦接关系，在功率级中的第一功率开关两端的跨压变成零电压或近似零电压后，第一功率开关再从截止状态切换成导通状态，使电源电路能以更低开关损耗，更高效率工作，进而解决了现有技术中如何减小功率开关的开关损耗的问题。

Description

一种电源转换电路和电子装置

技术领域

本发明涉及电源转换技术领域，具体涉及一种电源转换电路和电子装置。

背景技术

目前主流的电源转换电路基本都工作在准谐振模式来减小功率开关的开关损耗，当电源转换电路中的功率开关两端的跨压谐振到最小值时再将功率开关从截止状态切换成导通状态可以有效减小功率开关的开关损耗。

图1a所示为一非隔离降压电源转换电路的结构图，图1b所示为所述一非隔离降压电源转换电路的典型波形图，当功率开关MP两端跨压Vds谐振到最低值时，控制电路才输出控制信号Gate将功率开关MP从截止状态切换成导通状态。

但即使功率开关MP两端跨压Vds谐振到最低点时再切换状态，功率开关MP两端跨压在大多数情况下，仍然具有绝对值很高的Vds电压，因此功率开关MP仍然会产生很大的开关损耗Ploss=0.5*Coss*Vds^2*f，其中Coss=Cds+Cgd为功率开关MP输出寄生电容，Vds电压为功率开关MP导通前源漏两端跨压值，f为功率开关工作频率。特别是功率开关工作在高输入电压高频率时，其开关损耗是总损耗的主要来源。因此减小功率开关的开关损耗可以显著提升电源转换电路的效率，降低散热体积和成本。

发明内容

本发明实施例提供了一种电源转换电路，以降低电子装置中功率开关的开关损耗带来的效率降低、散热体积增大和成本增加问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种电源转换电路，具有输入电容，输出电容和负载，所述电源转换电路还包括：

功率级，与输入电容和输出电容耦接，至少包括第一功率开关和变压器的主级绕组；

辅助模块，与输入电容耦接，至少包括一变压器的辅助绕组，所述变压器的主级绕组和所述变压器的辅助绕组具有相反的同名端位置；

控制模块，与功率级和辅助模块耦接，三者具有相同的参考零电压；

控制模块通过控制流入辅助模块中的变压器的辅助绕组的电流，通过变压器的主级绕组和辅助绕组之间的磁耦接关系，在功率级中的第一功率开关两端的跨压变成零电压或近似零电压后，第一功率开关再从截止状态切换成导通状态。

优选的，所述辅助模块还包含与变压器的辅助绕组串联耦接的第二功率开关，在第一功率开关从截止状态切换成导通状态前的第一期间，所述第二功率开关导通，使电流流入变压器的辅助绕组；在第一功率开关从截止状态切换成导通状态前的第二期间，所述第二功率开关截止，通过变压器的主级绕组和辅助绕组之间的磁耦接关系，第一功率开关两端的跨压从初始的第一电位降低到更低的零电压或近似零电压电位后，第一功率开关再从截止状态切换成导通状态。

优选的，所述第二功率开关导通响应于变压器的退磁结束信号而产生。

优选的，所述第二功率开关导通响应于所述第一功率开关两端的跨压的一波谷而产生。

优选的，所述第二功率开关导通响应于所述电源转换电路的脉冲宽度调制（PWM）信号而产生。

优选的，所述第一功率开关为具有寄生电容的场效应晶体管，于所述第一期间，所述场效应晶体管的寄生电容被充电，所述场效应晶体管两端的跨压升高到第一电位；于所述第二期间，所述场效应晶体管的寄生电容被放电，所述场效应晶体管两端的跨压从初始第一电位降低到更低的零电压或近似零电压电位。

优选的，于所述第一期间，产生流入变压器的辅助绕组的电流的同时，在变压器的主级绕组上叠加产生一额外的耦合电流；于所述第二期间，流入变压器的辅助绕组的电流变为零的同时，在变压器的主级绕组上叠加产生的额外的耦合电流也同时变为零。

优选的，所述功率级还包括一续流模块，第一功率开关、变压器的主级绕组和续流模块至少可以组合形成带有变压器的主级绕组和辅助绕组的降压变换器结构（Buck）、升降压变换器结构（BuckBoost）、升压变换器结构（Boost）、反激变换器结构（Flyback）、半桥驱动变换器结构中的一种结构。

优选的，所述续流模块为一二极管，包含所述二极管的功率级形成非同步整流结构，或为一场效应晶体管开关，包含所述场效应晶体管开关的功率级形成同步整流结构。

第二方面，本发明实施例提供了一种电子装置，包括了第一方面所述的任一种电源转换电路。

本发明实施例包括以下优点：

基于本发明实施例的电源转换电路，可以实现电源转换电路中的功率开关的状态在功率开关两端的跨压减小到零电压或接近零电压后，再由截止状态切换成导通状态，实现电源转换电路中的功率开关工作在零电压或近似零电压切换状态。

本发明解决了电源转换电路中的功率开关的开关损耗带来的发热问题，进而能够使电源转换电路的效率能够提升，散热体积能够减小，制成的驱动电源的体积更小、成本更低。

附图说明

图1a是现有技术一非隔离降压电源转换电路结构图；

图1b是现有技术一非隔离降压电源转换电路的典型波形图；

图2是本发明一实施例电源转换电路的系统框图；

图3是本发明一实施例电源转换电路的电路示意图；

图4是本发明另一实施例电源转换电路的电路示意图；

图5是本发明又一实施例电源转换电路的电路示意图；

图6是本发明又一实施例电源转换电路的电路示意图；

图7是本发明又一实施例电源转换电路的电路示意图；

图8是本发明又一实施例电源转换电路的电路示意图；

图9是本发明一实施例电源转换电路的部分节点示例工作波形图；

图10是本发明另一实施例电源转换电路的部分节点示例工作波形图。

根据惯常的作业方式，图中各种特征与元件并未依比例绘制，其绘制方式是为了以最佳的方式呈现与本发明相关的具体特征与元件。此外，在不同图式间，以相同或相似的元件符号来指称相似的元件/部件。

【符号说明】

10：第零电源转换电路

100：第零功率级

1001：第一功率开关

1002：续流模块

1003：主级绕组

101：第零控制模块

102：辅助模块

1021：第二功率开关

1022：辅助绕组

11：第一电源转换电路

110：第一功率级

111：第一控制模块

12：第二电源转换电路

120：第二功率级

121：第二控制模块

13：第三电源转换电路

130：第三功率级

131：第三控制模块

14：第四电源转换电路

140：第四功率级

141：第四控制模块

1404：次级绕组

15：第五电源转换电路

150：第五功率级

151：第五控制模块

MP：功率开关

GATE：控制端

Gate：控制信号

Vds：跨压

GA：第二功率开关的控制端

Ts：变压器

Ip：主级绕组电流

Ia：辅助绕组电流

Is：次级绕组电流

T1~T4：时间点

T12：第一期间

T23：第二期间

T34：第三期间。

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做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。

为便于本领域技术人员深刻地理解本发明的发明构思，首先对本发明的技术问题进一步说明。

如图1a和图1b所示，流过电感L1的电流降为零时，开关节点SW发生LC谐振，开关节点SW电压从近似输入电压VIN处降低，当SW降低到使功率开关MP两端跨压Vds近似最小值时，控制电路输出控制信号Gate变成高电平，功率开关从截止状态切换成导通状态。

发明人发现即使功率开关MP两端跨压Vds谐振到最低点时再切换状态，功率开关MP两端电压在大多数情况下，特别是高输入电压VIN情况下，仍然具有绝对值很高的跨压Vds，因此功率开关MP仍然会产生很大的开关损耗。

为解决上述技术问题，或者说为减小功率开关MP的开关损耗，提升电源转换电路的效率，降低散热体积和成本这一目的，本发明实施例提出了一种电源转换电路和电子装置。

第一方面，本发明实施例提出了一种电源转换电路。参考图2，图2是本发明实施例第零电源转换电路10，其中，所述第零电源转换电路10，具有输入电容CIN，输出电容CO和负载，所述第零电源转换电路10还包括第零功率级100，与输入电容CIN和输出电容CO耦接，第零功率级100中至少包括第一功率开关1001和一变压器Ts的主级绕组1003；辅助模块102，与输入电容CIN耦接，辅助模块102至少包括一变压器Ts的辅助绕组1022；第零控制模块101，与第零功率级100和辅助模块102耦接，三者具有相同的参考零电压；第零控制模块101通过控制流入辅助模块102中的变压器Ts的辅助绕组1022的电流，通过变压器Ts的主级绕组1003和辅助绕组1022之间的磁耦接关系，在第零功率级100中的第一功率开关1001两端的跨压Vds变成零电压或近似零电压后，第一功率开关1001再从截止状态切换成导通状态，实现第一功率开关1001零电压切换。

所述磁耦接，是相对于电耦接、电连接而言，两个物体电耦接或是电连接需要将这两个物体物理直接或是物理间接连接起来后才能形成电气通路。而变压器的主级绕组和辅助绕组之间，或是变压器的主级绕组和次级绕组之间没有直接的物理连接，没有电气通路，而是通过磁场耦合来传输信号所以叫磁耦接。

变压器的两个绕组的同名端是这样规定的：具有磁耦合的两绕组，当电流分别从两绕组各自的某端同时流入（或流出）时，若两者产生的磁通相助，则这两端叫作变压器绕组的同名端，用黑点“·”或星号“*”作标记。同名端的位置可以自行定义，可以把流入端称为同名端，也可以把流出端称为同名端。

在一种实施例中，如图2所示，辅助模块102还包含与变压器Ts的辅助绕组1022串联耦接的第二功率开关1021，在第一功率开关1001从截止状态切换成导通状态前的第一期间T12，第二功率开关1021导通，使电流流入变压器Ts的辅助绕组1022；在第一功率开关1001从截止状态切换成导通状态前的第二期间T23，第二功率开关1021截止，通过变压器Ts的主级绕组1003和辅助绕组1022之间的磁耦接关系，第一功率开关1001两端的跨压Vds从初始的第一电位降低到更低的零电压或近似零电压电位后，第一功率开关1001再从截止状态切换成导通状态。

在一种实施例中，如图2所示，第一功率开关1001为具有寄生电容的场效应晶体管，于第一期间T12，场效应晶体管的寄生电容被充电，场效应晶体管两端的跨压Vds升高到第一电位；于第二期间T23，场效应晶体管的寄生电容被放电，所述场效应晶体管两端的跨压Vds从初始第一电位降低到更低的零电压或近似零电压电位。

在一种实施例中，如图2所示，于第一期间T12，产生流入变压器Ts的辅助绕组1022的电流的同时，在变压器Ts的主级绕组1003上叠加产生一额外的耦合电流；于第二期间T23，流入变压器Ts的辅助绕组1022的电流变为零的同时，在变压器Ts的主级绕组1003上叠加产生的额外的耦合电流也同时变为零。

在一种实施例中，如图2所示，当变压器Ts退磁结束后，变压器Ts的主级绕组1003会与第一功率开关1001的寄生电容发生LC谐振，第零控制模块101中的过零检测电路会持续检测变压器Ts的退磁状态，当第零控制模块101检测到变压器Ts退磁结束后，过零检测电路输出过零信号，过零信号使第二功率开关1021导通一个脉冲时间，使电流流入变压器Ts的辅助绕组1022，通过变压器Ts的主级绕组1003和辅助绕组1022之间的磁耦接关系，在第二功率开关1021导通期间，第一功率开关1001两端的跨压会快速升高到第一电位，在第二功率开关1021截止后，第一功率开关1001两端的跨压Vds会从第一电位降低到更低的零电压或近似零电压电位，实现第一功率开关1001零电压切换。比如，第零电源转换电路10工作在临界导通模块（BCM）。

在一种实施例中，如图2所示，当变压器Ts退磁结束后，变压器Ts的主级绕组1003会与第一功率开关1001的寄生电容发生LC谐振，第零控制模块101中的谷底检测电路会持续检测第一功率开关1001两端的跨压Vds，当第一功率开关1001两端的跨压Vds达到第一个波谷时，谷底检测电路输出谷底信号，谷底信号使第二功率开关1021导通一个脉冲时间，使电流流入变压器Ts的辅助绕组1022，通过变压器Ts的主级绕组1003和辅助绕组1022之间的磁耦接关系，在第二功率开关1021导通期间，第一功率开关1001两端的跨压Vds会快速升高到第一电位，在第二功率开关1021截止后，第一功率开关1001两端的跨压Vds会从第一电位降低到更低的零电压或近似零电压电位，实现第一功率开关1001零电压切换。在另一种实施例中，第零控制模块101会在谷底检测电路检测到第N个（N>1）谷底后，才使第二功率开关1021导通一个脉冲时间。比如，第零电源转换电路10工作在断续导通模块（DCM）。

在一种实施例中，第零控制模块101会在输出脉冲宽度调制（PWM）信号开启第一功率开关1001之前，通过脉冲宽度调制信号使第二功率开关1021导通一个脉冲时间，使第一功率开关1001两端的跨压Vds从第一电位降低到更低的零电压或近似零电压电位，实现第一功率开关1001零电压切换。比如，第零电源转换电路10工作在连续导通模块（CCM）。

在一种实施例中，如图3所示，第一电源转换电路11的第一功率级110为浮地降压变换器结构（负载浮地Buck），包括续流模块1002、主级绕组1003和第一功率开关1001；主级绕组1003的同名端与输出电容CO的第二端耦接，输出电容CO的第一端与输入电容CIN的第一端耦接，输入电容CIN的第二端接地，主级绕组1003的非同名端与第一功率开关1001的第一端耦接，第一功率开关1001的第二端与地耦接，第一功率开关1001的控制端GATE与第一控制模块111耦接，续流模块1002的第一端与主级绕组1003的非同名端耦接，第二端与输入电容CIN的第一端耦接。辅助绕组1022的同名端与第二功率开关1021的第一端耦接，非同名端与输入电容CIN的第一端耦接，第二功率开关1021的第二端与地耦接，第二功率开关1021的控制端GA与第一控制模块111耦接。第一控制模块111在第一功率级110中的第一功率开关1001由截止状态切换成导通状态之前，使第二功率开关1021导通一个脉冲时间，使电流流入变压器Ts的辅助绕组1022，通过变压器Ts的主级绕组1003和辅助绕组1022之间的磁耦接关系，在第二功率开关1021导通的第一期间T12，第一功率开关1001两端的跨压Vds会快速升高到第一电位，在第二功率开关1021截止后的第二期间T23，第一功率开关1001两端的跨压Vds会从第一电位降低到更低的零电压或近似零电压电位，实现第一功率开关1001零电压切换。

在一种实施例中，如图4所示，所述第二电源转换电路12的第二功率级120为升压变换器结构（Boost），包括续流模块1002、主级绕组1003和第一功率开关1001；主级绕组1003的同名端与输入电容CIN的第一端耦接，输入电容CIN的第二端与地耦接，主级绕组1003的非同名端与第一功率开关1001的第一端耦接，第一功率开关1001的第二端与地耦接，第一功率开关1001的控制端GATE与第二控制模块121耦接，续流模块1002的第一端与主级绕组1003的非同名端耦接，第二端与输出电容CO的第一端耦接，输出电容CO的第二端与地耦接，辅助绕组1022的同名端与第二功率开关1021的第一端耦接，非同名端与输入电容CIN的第一端耦接，第二功率开关1021的第二端与地耦接，第二功率开关1021的控制端GA与第二控制模块121耦接。第二控制模块121在第二功率级120中的第一功率开关1001由截止状态切换成导通状态之前，使第二功率开关1021导通一个脉冲时间，使电流流入变压器Ts的辅助绕组1022，通过变压器Ts的主级绕组1003和辅助绕组1022之间的磁耦接关系，在第二功率开关1021导通的第一期间T12，第一功率开关1001两端的跨压Vds会快速升高到第一电位，在第二功率开关1021截止后的第二期间T23，第一功率开关1001两端的跨压Vds会从第一电位降低到更低的零电压或近似零电压电位，实现第一功率开关1001零电压切换。

在一种实施例中，如图5所示，所述第三电源转换电路13的第三功率级130为升降压变换器结构（BuckBoost），包括续流模块1002、主级绕组1003和第一功率开关1001；主级绕组1003的同名端与输入电容CIN的第一端耦接，输入电容CIN的第二端与地耦接，主级绕组1003的非同名端与第一功率开关1001的第一端耦接，第一功率开关1001的第二端与地耦接，第一功率开关1001的控制端GATE与第三控制模块131耦接，续流模块1002的第一端与主级绕组1003的非同名端耦接，第二端与输出电容CO的第一端耦接，输出电容CO的第二端与输入电容CIN第一端耦接，辅助绕组1022的同名端与第二功率开关1021的第一端耦接，非同名端与输入电容CIN的第一端耦接，第二功率开关1021的第二端与地耦接，第二功率开关1021的控制端GA与第三控制模块131耦接。第三控制模块131在第三功率级130中的第一功率开关1001由截止状态切换成导通状态之前，使第二功率开关1021导通一个脉冲时间，使电流流入变压器Ts的辅助绕组1022，通过变压器Ts的主级绕组1003和辅助绕组1022之间的磁耦接关系，在第二功率开关1021导通的第一期间T12，第一功率开关1001两端的跨压Vds会快速升高到第一电位，在第二功率开关1021截止后的第二期间T23，第一功率开关1001两端的跨压Vds会从第一电位降低到更低的零电压或近似零电压电位，实现第一功率开关1001零电压切换。

在一种实施例中，如图6所示，所述第四电源转换电路14的第四功率级140为反激变换器结构（Flyback），包括续流模块1002、主级绕组1003，次级绕组1404和第一功率开关1001；主级绕组1003的同名端与输入电容CIN的第一端耦接，输入电容CIN的第二端与地耦接，主级绕组1003的非同名端与第一功率开关1001的第一端耦接，第一功率开关1001的第二端与地耦接，第一功率开关1001的控制端GATE与第四控制模块141耦接，续流模块1002的第一端与次级绕组1404的非同名端耦接，第二端与输出电容CO的第一端耦接，输出电容CO的第二端与次级绕组1404的同名端耦接。或主级绕组1003的同名端与输入电容CIN的第一端耦接，输入电容CIN的第二端与地耦接，主级绕组1003的非同名端与第一功率开关1001的第一端耦接，第一功率开关1001的第二端与地耦接，第一功率开关1001的控制端GATE与第四控制模块141耦接，续流模块1002的第一端与输出电容CO的第二端耦接，输出电容CO的第一端与次级绕组1404的非同名端耦接，续流模块1002的第二端与次级绕组1404的同名端耦接，辅助绕组1022的同名端与第二功率开关1021的第一端耦接，非同名端与输入电容CIN的第一端耦接，第二功率开关1021的第二端与地耦接，第二功率开关1021的控制端GA与第四控制模块141耦接。

第四控制模块141在第四功率级140中的第一功率开关1001由截止状态切换成导通状态之前，使第二功率开关1021导通一个脉冲时间，使电流流入变压器Ts的辅助绕组1022，通过变压器Ts的主级绕组1003和辅助绕组1022之间的磁耦接关系，在第二功率开关1021导通的第一期间T12，第一功率开关1001两端的跨压Vds会快速升高到第一电位，在第二功率开关1021截止后的第二期间T23，第一功率开关1001两端的跨压Vds会从第一电位降低到更低的零电压或近似零电压电位，实现第一功率开关1001零电压切换。

在一种实施例中，如图7所示，所述第五电源转换电路15的第五功率级150为实地降压变换器结构（负载实地Buck），包括续流模块1002、主级绕组1003和第一功率开关1001；主级绕组1003的同名端与第一功率开关1001的第一端耦接，第一功率开关1001的第二端与输入电容的第一端耦接，第一功率开关1001的控制端GATE与第五控制模块151耦接，输入电容CIN的第二端与地耦接，主级绕组1003的非同名端与输出电容CO的第一端耦接，输出电容CO的第二端与地耦接，续流模块1002的第一端与主级绕组1003的同名端耦接，第二端与地耦接。

在一种实施例中，当第一功率开关1001为PMOS时，构成PMOS实地降压变换器结构（负载实地PMOS Buck），如图7所示。

在一种实施例中，当第一功率开关1001为NMOS时，构成NMOS实地降压变换器结构（负载实地NMOS Buck，或称为半桥驱动变换器），如图8所示。

辅助绕组1022的同名端与第二功率开关1021的第一端耦接，非同名端与输入电容CIN的第一端耦接，第二功率开关1021的第二端与地耦接，第二功率开关1021的控制端GA与第五控制模块151耦接。

第五控制模块151在第五功率级150中的第一功率开关1001由截止状态切换成导通状态之前，使第二功率开关1021导通一个脉冲时间，使电流流入变压器Ts的辅助绕组1022，通过变压器Ts的主级绕组1003和辅助绕组1022之间的磁耦接关系，在第二功率开关1021导通的第一期间T12，第一功率开关1001两端的跨压Vds会快速升高到第一电位，在第二功率开关1021截止后的第二期间T23，第一功率开关1001两端的跨压Vds会从第一电位降低到更低的零电压或近似零电压电位，实现第一功率开关1001零电压切换。

在一种实施例中，如图2所示，第零电源转换电路10中的第零功率级100中的续流模块1002为一二极管，包含所述二极管的第零功率级100形成非同步整流结构。

在一种实施例中，如图2所示，第零电源转换电路10中的第零功率级100中的续流模块1002为一场效应晶体管开关，包含所述场效应晶体管开关的第零功率级100形成同步整流结构。

参考图9，示出了本发明一实施例的第一电源转换电路11的部分节点示例工作波形图。结合图3实施例来进一步理解本发明的工作原理。图9中的控制端GATE为高电平时，表示第一功率开关1001处于导通状态，控制端GATE为低电平时，表格第一功率开关1001处于截止状态；Vds表示第一功率开关1001两端的跨压；GA为高电平时，表示第二功率开关1021导通电流，GA为低电平时，表示第二功率开关1021截止不导通电流；Ia表示第二功率开关1021流过辅助绕组1022的电流；Ip表示主级绕组1003上流过的电流。

从图9可知，在主级绕组1003的电流Ip续流减小到接近零时，在第一功率级110中的第一功率开关1001由截止状态切换成导通状态之前的第一期间T12，第一控制模块111输出一个高电平脉冲信号控制辅助模块102中的第二功率开关1021导通产生第一电流脉冲Ia流出变压器Ts的辅助绕组1022的同名端，辅助绕组1022的同名端变成低电平，通过变压器Ts的磁耦接关系，主级绕组1003的同名端也变成低电平，主级绕组1003的非同名端变成高电平，所以在第一期间T12，第一功率开关1001的两端跨压Vds电压快速升高到第一电位，在本实施例中，第一电位约等于输入电容CIN上的电压VIN。在第一功率开关1001从截止状态切换成导通状态前的第二期间T23，第一控制模块111输出的第二功率开关1021的控制信号变成低电平，第二功率开关1021截止，通过变压器Ts的主级绕组1003和辅助绕组1022之间的磁耦接关系，第一功率开关1001两端的跨压Vds从初始的第一电位降低到更低的零电压或近似零电压电位后，在第一功率开关1001的控制端GATE变成高电平的第三期间T34，实现了第一功率开关1001从截止状态切换成导通状态的零电压切换。

从图9中也可以看到，在第一功率级110中的第一功率开关1001由截止状态切换成导通状态之前的第一期间T12，产生流入变压器Ts的辅助绕组1022的电流Ia的同时，在变压器Ts的主级绕组1003上也叠加产生一额外的耦合电流；在第一功率开关1001从截止状态切换成导通状态前的第二期间T23，流入变压器Ts的辅助绕组1022的电流Ia变为零的同时，在变压器Ts的主级绕组1003上叠加产生的额外的耦合电流也同时变为零。

图9主要展示了第一电源转换电路11工作在临界导通模式（BCM）的情况，此情况下第零控制模块101检测到变压器Ts退磁结束后，过零检测电路输出过零信号使第二功率开关1021导通。

图10主要展示了第一电源转换电路11工作在断续模式（DCM）的情况，此情况下第零控制模块101会在谷底检测电路检测到第N个（N>1）谷底后，才使第二功率开关1021导通。

基于本发明相同的工作原理，其他实施例的工作波形说明书不重复阐述。

第二方面，本发明实施例还提出了一种电子装置，包含或部分包含了第一方面所述的实施例。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1）、本申请的电源转换电路，通过控制模块控制功率级和辅助模块，实现功率级中的第一功率开关工作在零电压或近似零电压切换状态，使得电源转换电路能以更低开关损耗，更高频率工作，不仅可以降低电源电路温度和散热成本，还可提高电源电路效率和可靠性，减小电源电路体积，进而解决了现有技术中如何减小功率开关的开关损耗的问题。

2）、本申请的电子装置，通过控制模块控制功率级和辅助模块，实现功率级中的第一功率开关工作在零电压或近似零电压切换状态，使得电源转换电路能以更低开关损耗，更高频率工作，不仅可以降低电源电路温度和散热成本，还可提高电源电路效率和可靠性，减小电源电路体积，进而解决了现有技术中如何减小功率开关的开关损耗的问题。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。“和/或”表示可以选择两者之中的任意一个，也可以两者都选择。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明，在具体实施方式及应用范围上均会有不同形式的改变之处，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims

1.一种电源转换电路，具有输入电容，输出电容和负载，其特征在于，所述电源转换电路还包括：

2.根据权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于，所述辅助模块还包含与变压器的辅助绕组串联耦接的第二功率开关，在第一功率开关从截止状态切换成导通状态前的第一期间，所述第二功率开关导通，使电流流入变压器的辅助绕组；在第一功率开关从截止状态切换成导通状态前的第二期间，所述第二功率开关截止，通过变压器的主级绕组和辅助绕组之间的磁耦接关系，第一功率开关两端的跨压从初始的第一电位降低到更低的零电压或近似零电压电位后，第一功率开关再从截止状态切换成导通状态。

3.根据权利要求2所述的电源转换电路，其特征在于，所述第二功率开关导通响应于变压器的退磁结束信号而产生。

4.根据权利要求2所述的电源转换电路，其特征在于，所述第二功率开关导通响应于所述第一功率开关两端的跨压的一波谷而产生。

5.根据权利要求2所述的电源转换电路，其特征在于，所述第二功率开关导通响应于所述电源转换电路的脉冲宽度调制信号而产生。

6.根据权利要求2所述的电源转换电路，其特征在于，所述第一功率开关为具有寄生电容的场效应晶体管，于所述第一期间，所述场效应晶体管的寄生电容被充电，所述场效应晶体管两端的跨压升高到第一电位；于所述第二期间，所述场效应晶体管的寄生电容被放电，所述场效应晶体管两端的跨压从初始第一电位降低到更低的零电压或近似零电压电位。

7.根据权利要求2所述的电源转换电路，其特征在于，于所述第一期间，产生流入变压器的辅助绕组的电流的同时，在变压器的主级绕组上叠加产生一额外的耦合电流；于所述第二期间，流入变压器的辅助绕组的电流变为零的同时，在变压器的主级绕组上叠加产生的额外的耦合电流也同时变为零。

8.根据权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于，所述功率级还包括一续流模块，第一功率开关、变压器的主级绕组和续流模块至少可以组合形成带有变压器的主级绕组和辅助绕组的降压变换器结构、升降压变换器结构、升压变换器结构、反激变换器结构、半桥驱动变换器结构中的一种结构。

9.根据权利要求8所述的电源转换电路，其特征在于，所述续流模块为一二极管，包含所述二极管的功率级形成非同步整流结构，或为一场效应晶体管开关，包含所述场效应晶体管开关的功率级形成同步整流结构。

10.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的电源转换电路。