CN1747300A - 谐振变换器 - Google Patents

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Abstract

提供一个带有主桥的谐振变换器，所述主桥与一个输入信号连接。该谐振变换器包括一个转换器，在该转换器上可获取一个输出信号；还包括一个谐振回路和一个调节回路。其中转换器与主桥和谐振回路连接，谐振回路进一步与主桥和调节回路连接，调节回路进一步与主桥连接。

Description

谐振变换器
本发明涉及谐振变换器，特别是涉及该谐振变换器的控制和带有根据本发明的谐振变换器的电源设备。
谐振变换器通常包括两个输入端，用于施加输入电压；两个输出端，用于提供输出电压；一个谐振振荡回路，它可以按照它的谐振频率的节拍与输入电压连接。谐振振荡回路的线圈与另一个线圈感应耦合，后者通过一个整流电路与两个输出端连接。
从[1]已知一种谐振变换器，在该谐振变换器中可以在至少两个输出端上提供规定的单独的电压，所述至少两个输出端为提供不同大小的功率而设计。
从[2]同样已知一种谐振变换器，在此为借助压控振荡器(VCO)影响该谐振变换器的输入信号，使用变换器输出信号的一个错误信号。
在[3]中说明了一种带有谐振变换器的开关电源设备，其中根据该谐振变换器应该提供一个尽可能恒定的输出电压。为此目的，在反馈支路中插入一个噪声整形滤波器(NSF)。
从现有技术已知的谐振变换器具有下述缺点，即正比于谐振变换器的输入电压的次级回路的输出电压在很大程度上由在谐振变换器中的两个线圈的变压比预先规定。此外，例如在[2]中说明的电路的调节效率低，因为谐振电流流经所有的电路元件，并必须按相应运行能力设计。
本发明的任务在于提供一种能够调节输出电压的谐振变换器，其中，输出电压的调节是高效的，且能够不需要大的开销使用昂贵的组件。此外，本发明的一个任务在于提供有效控制谐振变换器的可能性，最后是提供带有根据本发明的谐振变换器的开关电源设备。
这些任务通过独立权利要求的特征解决。本发明的改进也由从属权利要求得到。
为解决这一任务，提供一个带有一个主桥的谐振变换器，所述主桥与一个输入信号连接。该谐振变换器包括一个转换器、在该转换器上可获取一个输出信号；一个谐振回路和一个调节回路。其中转换器与主桥和谐振回路连接，谐振回路此外还与主桥和调节回路连接，调节回路此外还与主桥连接。
优选地，输入信号通过流经主桥接通实现，使得输入信号除主桥外还与谐振回路和调节回路连接。
这里应该注意，输出信号可以在转换器上获取，在此最好在转换器后再整流和滤波。由此转换器可以根据各种需要，提供例如特别作为滤波后的直流电压提供的输出信号。
一个改进在于，主桥包括彼此串联的一个第一开关和一个第二开关(串联电路)，优选地，串联连接的第一和第二开关的末端，亦即由第一和第二开关组成的串联电路的末端，与输入信号和谐振回路连接。可选地，在串联连接的第一和第二开关之间的中点，亦即由第一和第二开关细成的串联电路的中点与转换器连接。
另一个改进在于，第一开关和第二开关分别或者两者都是电子开关。
还有一个改进是，调节回路包括一个调节桥。特别该调节桥可以包括一个第三开关和一个第四开关，其中可选地，第三开关和第四开关彼此串联连接。
此外一个可能的实施方式是，串联连接的第三开关和第四开关(亦即由第三和第四开关组成的串联电路)的末端与主桥和谐振回路连接。
可选地，在串联连接的第三开关和第四开关之间的中点(亦即在第三和第四开关之间的串联电路的中点)通过一个调节电抗器与谐振回路连接。
一个另外的改进在于，第三开关和第四开关分别或者两者都是电子开关。
其中，至少一个电子开关，亦即例如第一、第二、第三或第四开关，可以是三极管、金属氧化物半导体场效应晶体管、闸流管或者IGBT。此外，也可以是由不同开关的任意组合，例如不需所有开关是同一方式或者同一类型。
另一种方案在于，对一个开关尤其是电子开关并联设置一个自振荡二极管。优选地，一个这样的自振荡二极管例如已经集成到金属氧化物半导体场效应晶体管中；然而特别是例如在常规晶体管中应该附带地提供该自振荡二极管。
还有一个改进是，转换器具有至少一个线圈，最好具有至少一个变压器和/或一个初级回路和一个次级回路。初级回路最好设置在主桥和谐振回路之间。此外，输出信号可以通过次级回路获取。
一个改进在于，谐振回路具有至少一个线圈和/或至少一个电容器。谐振回路最好包括一个线圈和一个电容器。
在另一个优选的实施方式中，谐振回路具有两个串联的电容器。其中，串联的电容器的末端，即由两个电容器细成的电路的末端可分别与主桥和调节回路连接。优选地，亦即如果主桥这样构造，使得与其连接的输入信号通过它接通，则串联的电容器的末端可以与输入信号连接，亦即在这种情况下，输入信号另外还在由两个串联电容器细成的电路上提供。
另一个改进是，由两个电容器组成的串联电路的中点经由一个谐振电抗器与转换器连接。此外，该中点同样可以与调节回路连接。
一个另外可选的实施方式在于，输入信号分别与主桥、谐振回路和调节回路连接。
优选地，输入信号可以借助至少一个输入电容器进行平滑。
一个改进是，输入信号是输入电压，和/或输出信号是输出电压。
另一个改进在于，输出信号在变压器后借助至少一个二极管整流，并最好借助于至少一个输出电容器进行平滑。在此可以提供不同的整流装置，例如一个通常特别对整流后的信号进行相应平滑的桥式整流电路。
此外为解决该任务，提供了一种用于调节或者控制谐振变换器的方法，其中在一个可预定的第一区域中不控制谐振变换器的调节回路。在此该谐振变换器尤其如上述方式实现，如果输出电压与输入电压的比例关系不变的话，则调节回路可以保持不被激活，亦即不执行调节桥的任何控制，特别是第三和第四开关。由此在这一操作方式中不产生任何调节损耗。
调节回路控制的另外可选的实施方式在于，可以获知例如测量在第一开关和第二开关之间的电压变化。第三开关最好基本与(获知的)电压变化曲线的一个上升的电压缘同时关断。可选地，第三开关基本(在时间上)在电压变化曲线的一个上升的电压缘之前接通。优选地，第四开关基本可与电压变化曲线的一个下降的电压缘同时关断。此外，第四开关可以基本(时间上)在电压变化曲线的一个下降的电压缘之前接通。
第三和第四开关在分别为此提供的时间间隔内越早接通，则谐振变换器的上调节越强，亦即输出信号对输入信号的电压比越大。因此所述控制适宜于提高谐振变换器的输出电压。
另一个可选方案存在于下调节中，亦即在于减小输出信号对输入信号的电压比，并由此减小谐振变换器的输出电压。
与此有关的是优选获知(例如测量)在第一开关和第二开关之间的电压变化曲线。之后，第三开关可以基本上与该电压变化曲线的一个下降的电压缘同时关断。第三开关最好基本(在时间上)在该电压变化曲线的一个下降的电压缘之前接通。为了对其进行补充，第四开关可以基本上与该电压变化曲线的一个上升的电压缘同时关断，最好基本(在时间上)在该电压变化曲线的一个上升的电压缘之前接通。
此外，提供了一个电源，特别是一个电源设备，更具体是一个开关电源设备，它包括一个上述的谐振变换器。在该开关电源设备中的所述谐振变换器优选如上述操作。
下面根据附图表示和说明本发明的实施例。
图1表示谐振变换器的框图；
图2表示谐振变换器的电路；
图3是一个时序图，它说明谐振变换器的主桥的控制；
图4是一个时序图，它说明用于上调节(图4A)和下调节谐振变换器的调节桥的控制；
图5是一个说明下调节的示波图；
图6是一个说明上调节的示波图；
图7表示一个带有谐振变换器的开关电源设备的框图。
图1表示一个谐振变换器的框图。其中输入信号Vin通过输入端104和105与主桥110连接。输入端104和105例如可以作为输入接线柱、接线端或者管脚实现。优选地，输入端105可以处于地电位，以便输入端104特别具有输入信号+/-Vin(相对于地电位)。
主桥110进一步连接到一个转换器120，一个谐振回路130和一个调节回路140。优选地，通过输入端104和105施加的输入信号Vin经由主桥110通过，并且作为输入信号Vin与谐振回路130和调节回路140连接。
转换器120此外还与谐振回路130连接。在转换器120的输出侧可取得输出信号Vout。优选地，输出信号Vout在转换器120后被整流并被平滑。在图1中为了进行整流，作为例子提供了两个二极管101和102，与输出信号Vout并联没置一个输出电容器103。输出电容器103优选作为电解电容器(ELKO)实现。输出信号Vout通过输出端106和107提供，其中输出端107最好相对输出端106具有正的电势。
代替两个二极管102和103也可以选择其他整流器，例如金属氧化物半导体场效应晶体管。这里不排除使用桥式整流器的可能。
谐振回路130此外还与转换器120和调节回路140连接。
各个部件110、120、130和140的详细电路，特别是彼此的配合关系在图2中举例表示。
图2中通过输入端104和105施加输入信号Vin，使输入端105具有地电位，输入端104具有电位Vin。可以与输入信号Vin并联设置一个输入电容器201。
主桥110与输入信号Vin并联，其中在输入端104和输入端105(这里：地电位)之间串联一个第一金属氧化物半导体场效应晶体管V1和一个第二金属氧化物半导体场效应晶体管V2。金属氧化物半导体场效应晶体管是电子开关的一个例子，作为其他的选择，在此也可以使用其他特别是像IGBT或者三极管这样的电子开关。
在图2中所有的电子开关都用n沟道增强型金属氧化物半导体场效应晶体管实现。下面使用栅极接线端、“源极”的S接线端和“漏极”的D接线端表示每一金属氧化物半导体场效应晶体管的接线端。
应该注意，基本上对于每一电子开关都可以并联一个自振荡二极管。然而这在许多已经集成了这样的自振荡二极管的电子开关中可以省略(例如在金属氧化物半导体场效应晶体管中)。原则上，也可以给电子开关并联一个电容器，以便减小电压波动的速度。
由第一金属氧化物半导体场效应晶体管V1和第二金属氧化物半导体场效应晶体管V2组成的串联电路这样连接两个电子开关V1和V2，使得第一金属氧化物半导体场效应晶体管V1的S接线端与地电位(亦即输入信号Vin的输入端105)相连接。第一金属氧化物半导体场效应晶体管V1的D接线端与第二金属氧化物半导体场效应晶体管V2的S接线端相连接，第二金属氧化物半导体场效应晶体管V2的D接线端与输入信号Vin的输入端104相连接。两个电子开关的中点用“漏极1”表示。
转换器120包括一个由初级线圈202和次级线圈203和204组成的变压器T1。次级线圈203和204串联连接。线圈203和204的中点作为输出信号Vout的输出端106表示。由两个次级线圈203和204组成的串联电路的末端分别引至二极管102的阳极(与线圈203连接)和二极管101的阳极(与线圈204连接)，在比二度管101和102的阴极彼此相连，并与接线端107相连接。因此可以通过接线端106和107获得输出信号Vout，其中在接线端106和107并联一个电解电容器103，其正充电端与接线端107连接。
第一金属氧化物半导体场效应晶体管V1和第二金属氧化物半导体场效应晶体管V2的中点亦即“漏极1”与转换器120的原级线圈202的一端连接。
原级线圈202的另一端与谐振回路130相连接，并且与谐振电抗器L1的一端相连接。谐振电抗器L1的另一端与由第一谐振电容器C1和第二谐振电容器C2组成的串联电路的中点Vres相连接。第一谐振电容器C1的另一端与输入信号Vin的接线端104相连接，而第二谐振电容器C2的另一端与输入信号Vin的接线端105(亦即与地电位)连接。另外可选的方案是略去两个电容器中的一个。此外，谐振电抗器L1也可以通过变压器的漏感形成。
在两个谐振电容器C1和C2之间的中点Vres与调节回路140相连接，并且与调节电抗器L2的一端相连接。在图2中调节回路140作为一个由两个电子开关组成的调节桥实现，在这里是由两个n沟道增强型金属氧化物半导体场效应晶体管V3和V4实现。关于两个金属氧化物半导体场效应晶体管V3和V4的说明和为金属氧化物半导体场效应晶体管V1和V2的说明同样适用。
第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3和第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4这样串联连接，使得第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3的S接线端与输入信号Vin的接线端105(地电位)连接、第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3的D接线端与第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4的S接线端和调节电抗器L2的另一端连接。这一位置也表示为由第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3和第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4组成的串联电路的中点“漏极3”。第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4的D接线端与输入信号Vin的接线端104连接。
这里应该注意，输入信号Vin和输出信号Vout最好是输入电压和输出电压。
图3表示一个时序图，说明谐振变换器的主桥的控制。
如图2所述，谐振变换器的主桥110包括电子开关V1和V2，它们经过变压器T1(原级线圈202和次级线圈203和204)和谐振电抗器L1与谐振电容器C1和C2相连接。在该点，亦即在两个谐振电容器C1和C2之间的中点Vres出现一个基本为正弦状的谐振电压301。
第一金属氧化物半导体场效应晶体管V1和第二金属氧化物将体场效应晶体管V2通常以一个小的控制停歇交替地接通，从而在“漏极1”亦即由第一金属氧化物半导体场效应晶体管V1和第二金属氧化物半导体场效应晶体管V2组成的串联电路的中点处实现电压的转变。在图2中特性曲线303表示第一金属氧化物半导体场效应晶体管V1的控制，特性曲线304表示第二金属氧化物半导体场效应晶体管V2的控制。
金属氧化物半导体场效应晶体管的控制通常通过它的栅极接线端实现，也就是说一个外部控制电路根据各电路的其余特征量来控制例如在各金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极接线端上的电压变化。
在当前的情况下(根据图2的电路)，从按照特性曲线303对第一金属氧化物半导体场效应晶体管V1的控制、和从按照特性曲线302对第二金属氧化物半导体场效应晶体管V2的控制产生在“漏极1”上按照特性曲线304的电压变化曲线。
在时刻t1，第一金属氧化物半导体场效应晶体管V1“断开”(参见特性曲线303)，电压变化曲线302上升。在时刻t2，第二金属氧化物半导体场效应晶体管V2“接通”(参见特性曲线304)，电压变化曲线302几乎恒定保持在高电位，直到在下一时刻t3第二金属氧化物半导体场效应晶体管V2(特性曲线304)“断开”。现在“漏极1”上的电压(参见特性曲线302)下降，直到时刻t4第一金属氧化物半导体场效应晶体管“接通”，并因此漏极1上的电压几乎恒定保持在低电位。
在中点Wres处的电压变化曲线301基本为正弦状，电压变化曲线302“漏极1”相对于它有90°的相移。
谐振变换器的输出电压Vout在忽略电路中的压降时为：
Vout＝Vin/(2*ue)               (1)
其中，
ue＝nprim/nsek                     (2)
得出：
Vout正比于Vin
其中，
ue表示变压器的变压比，
nprim表示变压器的原级线圈的匝数，以及
nsek表示变压器的次级线圈的匝数。
通过借助调节回路140调制在中点Vres处的电压变化的曲线波形和/或振幅(参见特性曲线301)，可以将Vout/Vin的其他固定给定的比例调节到规定的范围。于是例如可以在输入电压Vin的一个规定的区域上实现恒定的输出电压Vout。
对于调节，特别区分三种情况：
-中性区：Vout/Vin对应于公式(1)保持不变；
-上调节：Vout/Vin升高；
-下调节：Vout/Vin减小。
在下面的情况下例如达到最大的上调节：
-在点“漏极1”处的电压变化曲线与在点“漏极3”处的电压变化曲线同相变化；
-第一金属氧化物半导体场效应晶体管V1的栅极接线端上的电压变化曲线特别等于第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3的栅极接线端上的电压变化曲线，另外第二金属氧化物半导体场效应晶体管V2的栅极接线端上的电压变化曲线特别等于第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4的栅极接线端上的电压变化曲线，亦即：UGate1＝UGate3和UGate2＝UGate4。
在下面的情况下例如达到最大的下调节：
-在点“漏极1”处的电压变化曲线与在点“漏极3”处的电压变化曲线反相变化；
-第一金属氧化物半导体场效应晶体管V1的栅极接线端上的电压变化曲线特别等于第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4的栅极接线端上的电压变化曲线，另外第二金属氧化物半导体场效应晶体管V2的栅极接线端上的电压变化曲线特别等于第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3的栅极接线端上的电压变化曲线，亦即：UGate1＝UGate4和UGate2＝UGate3。
最大下调节和上调节之间的区域可以通过从在点“漏极3”处的电压相对于在点“漏极1”处的电压的相移进行(无论在前还是在后)。这里的缺点在于，在较小的上或下调节的区域内或者在较小的负载下存在调节损耗和谐振频率的强变化。下面说明一个改进的实施方式。
优选在上述“中性区”亦即在要保持按照公式(1)的比例关系Vout/Vin的情况下，不采取通过调节回路140的任何另外的调节。特别在这一中性区内为避免附加损耗不控制调节回路。
与此相反，如果要进行下调节或者上调节的话，则特别通过第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3和第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4根据需要对于调节桥进行控制。由此相对于使用相移的调节减少了在调节电抗器L2中的电流，这导致减少通过调节回路140的损耗。
优选在调节回路140的这种控制中出现一个停歇时间，在该停歇时间内无论是第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3还是第四金属氧化物半导本场效应晶体管V4都不被控制。
图4是一个时序图，它说明谐振变换器的调节桥的上调节控制(图4A)和下调节控制(图4B)。
在上调节(图4A)和下调节(图4B)两种情况下，当特别或者基本与在点“漏极1”处的电压变化曲线的电压缘同时执行第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3和第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4的断开时特别具有优点，以便由此有利地使得用于调节的无功电流最小。
图4A表示上调节的情况。按照图2的电路的点“漏极1”处的电压变化曲线401分别与为通过第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3的栅极接线端对其进行控制的电压变化曲线402和通过第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4的栅极接线端对其进行控制的电压变化曲线403相反。
在此第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3基本与电压变化曲线401的电压上升缘同时在时刻T2切断。优选地，第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3在电压变化曲线401的电压上升缘之前在时刻T1接通。
第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3的这一接通时刻相对于主桥的开关点(例如点“漏极1”，通过电压变化曲线401表示)在时间上可变。借助该开关时刻可以调整通过调节强制的Vout/Vin变化的大小。在图4A中相对于第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3的接通的可变开关时刻通过箭头407和408表示，而相对于第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4的接通的可变开关时刻通过箭头409和410表示。
第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4特别与电压变化曲线401的一个电压下降缘同时在时刻T4切断。优选地，第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4在电压变化曲线401的一个电压下降缘之前在时刻T3接通。
图4B表示下调节的情况。电压变化曲线404相应于图4A中在按照图2的电路的点“漏极1”处的电压变化曲线401。通过第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3的栅极接线端对其进行控制的电压变化曲线405和通过第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4的栅极接线端对其进行控制的电压变化曲线406与该电压变化曲线404相反。
在此第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3基本与电压变化曲线404的电压下降缘同时切断，或者特别在时刻T4切断。优选地，第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3在电压变化曲线404的电压下降缘之前在时刻T3接通。
第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3的这一接通时刻相对于主桥的开关点(例如点“漏极1”，通过电压变化曲线404表示)在时间上可变。借助该开关时刻可以调整通过调节强制的Vout/Vin变化的大小。在图4B中相对于第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3的接通的可变开关时刻通过箭头411和412表示，而相对于第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4的接通的可变开关时刻通过箭头413和414表示。
第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4尤其与电压变化曲线404的一个电压上升缘同时在时刻T2切断。优选地，第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4在电压变化曲线404的一个电压上升缘之前在时刻T1接通。
在中性区内，最好在第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3和/或第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4的栅极接线端上不存在任何控制脉冲。
图5表示一个说明调节的操作方式的示波图。为此图5表示一个在第一金属氧化物半导体场效应晶体管V1和第二金属氧化物半导体场效应晶体管V2之间的点“漏极1”处的电压变化曲线501、一个通过谐振电抗器L1的电流曲线502、一个在第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3和第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4之间的点“漏极3”处的电压变化曲线503和一个在第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3的栅极接线端上的电压变化曲线504。
电压变化曲线503表示在切断在第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3的栅极脉冲后亦即在电压变化曲线504的下降缘之后转变到输入电压电平。在那里一直保持施加电压直到调节电抗器L2被退磁，并且通过它的电流消失。在该退磁510期间，电流通过第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4的体二极管反向流过。作为替代和/或附带地，也可以在该期间内控制第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4使体二极管卸载。这特别适用于所述谐振变换器的所有开关。
为退磁510需要多长时间调节电抗器L2，特别取决于在第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3的栅极接线端上的电压脉冲的持续时间和在调节电抗器L2上的电压。在此，调节电抗器L2上的电压也受输出电流的影响。
图6表示一个说明上调节的操作方式的示波图。为此图6表示一个在第一金属氧化物半导体场效应晶体管V1和第二金属氧化物半导体场效应晶体管V2之间的点“漏极1”处的电压变化曲线601、一个通过谐振电抗器L1的电流曲线602、一个在第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3和第四金属氧化物半导体场效应晶体管V4之间的点“漏极3”处的电压变化曲线603和一个在第三金属氧化物半导体场效应晶体管V3的栅极接线端上的电压变化曲线604。
无负载时退磁610的持续时间尤其与控制脉冲611的持续时间相同。在大负载时退磁610的持续时间在上调节时较短，在下调节时较长。这是在谐振电容器上随负载上升的电压波动的结果。
优选使用一个附加的RC电路使在停歇中的电压变化曲线603的波动发生衰减。
在一个持续时间较长的控制611(较宽控制脉冲)的情况下出现或者叠加控制611和退磁610。在这种情况下，不再有任何停歇。
这里应该注意，调节区取决于调节电抗器L2的大小：L2的电感越小，调节范围越大。
上述谐振变换器特别可以有利地以上述操作或者控制方式用于供电单元，特别是带有一个电源设备或者一个开关电源设备的供电单元中。优选由此使用调节回路140影响一个恒定的输出电压，或者把上述中性区上调节或者下调节到规定的范围。
图7表示带有谐振变换器的一个开关电源设备的框图。在此把一个输入信号701变换为一个输出信号709，最好是将一个交变电压变换为一个受控直流电压。输入信号701输入到一个带有网络整流和平滑的模决702。模块702的输出信号引向谐振变换器703，它包括一个主桥704和一个调节桥705。谐振变换器703的输出信号对应于输出信号709，其中这一输出信号引向调节器706。通过调节器706获得的信号引向一个控制器或者脉冲宽度调制器707，其中该控制器或者脉冲宽度调制器707的一个输出信号影响谐振变换器703的调节桥705。另外，提供一个振荡器708，它既向控制器或脉冲宽度调制器707又向谐振变换器703的主桥704提供信号。
文献目录
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[2]US 2003/0147263 A1
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Claims (40)

1.谐振变换器，具有：
主桥(110)，其与输入信号(Vin)连接，
转换器(120)，其上可获取输出信号(Vout)，
谐振回路(130)，
调节回路(140)，
其中，转换器(120)与主桥(110)和谐振回路(130)连接，
谐振回路(130)进一步与主桥(110)和调节回路(140)连接，
调节回路(140)进一步与主桥(110)连接。
2.根据权利要求1的谐振变换器，其中，主桥(110)包括一个第一开关(V1)和一个第二开关(V2)，它们彼此串联连接。
3.根据权利要求2的谐振变换器，其中，串联连接的第一开关(V1)和第二开关(V2)的末端与输入信号(Vin)和谐振回路(130)连接。
4.根据权利要求2或3之一的谐振变换器，其中，在串联连接的第一开关(V1)和第二开关(V2)之间的中点(漏极1)与转换器(120)连接。
5.根据权利要求2到4中之一的谐振变换器，其中，第一开关(V1)和/或第二开关(V2)是电子开关。
6.根据前述权利要求中之一的谐振变换器，其中，调节回路(140)包括一个调节桥。
7.根据权利要求6的谐振变换器，其中，调节桥包括一个第三开关(V3)和一个第四开关(V4)，它们彼此串联连接。
8.根据权利要求7的谐振变换器，其中，串联连接的第三开关(V3)和第四开关(V4)的末端与主桥(110)和谐振回路(130)连接。
9.根据权利要求7或8之一的谐振变换器，其中，在串联连接的第三开关(V3)和第四开关(V4)之间的中点(漏极3)通过一个调节电抗器(L2)与谐振回路(130)连接。
10.根据权利要求7到9中之一的谐振变换器，其中，第三开关(V3)和/或第四开关(V4)是电子开关。
11.根据权利要求5和/或10的谐振变换器，其中，电子开关是三极管、金属氧化物半导体场交应晶体管、闸流管或者IGBT。
12.根据权利要求5、10或11中之一的谐振变换器，其中，对每一开关分别并联设置一个自振荡二极管。
13.根据前述权利要求中之一的谐振变换器，其中，转换器(120)包括至少一个线圈(202，203，204)。
14.根据前述权利要求中之一的谐振变换器，其中，转换器(120)包括至少一个变压器(202，203，204)。
15.根据前述权利要求中之一的谐振变换器，其中，转换器(120)具有一个初级回路(202)和一个次级回路(203，204)。
16.根据权利要求15的谐振变换器，其中，初级回路(202)设置在主桥(110)和谐振回路(130)之间。
17.根据权利要求15或16之一的谐振变换器，其中，通过次级回路(203，204)可获取输出信号(Vout)。
18.根据前述权利要求中之一的谐振变换器，其中，谐振回路(130)具有至少一个线圈(L1)和/或至少一个电容器(C1，C2)。
19.根据前述权利要求中之一的谐振变换器，其中，谐振回路(130)具有两个串联连接的电容器(C1，C2)。
20.根据权利要求19的谐振变换器，其中，串联连接的电容器(C1，C2)的末端分别与主桥(110)和调节回路(140)连接。
21.根据权利要求19或20之一的谐振变换器，其中，在串联连接的电容器(C1，C2)之间的中点(Vres)经由一个谐振电抗器(L1)与转换器(120)相连接。
22.根据权利要求21的谐振变换器，其中，在串联连接的电容器(C1，C2)之间的中点(Vres)与调节回路(140)相连接。
23.根据前述权利要求中之一的谐振变换器，其中，输入信号(Vin)分别与主桥(110)、谐振回路(130)和调节回路(140)连接。
24.根据前述权利要求中之一的谐振变换器，其中，输入信号借助于至少一个输入电容器(201)被平滑。
25.根据前述权利要求中之一的谐振变换器，其中，输入信号(Vin)是输入电压。
26.根据前述权利要求中之一的谐振变换器，其中，输出信号(Vout)是输出电压。
27.根据前述权利要求中之一的谐振变换器，其中，输出信号(Vout)在转换器(120)之后借助于至少一个二极管(101，102)被整流，并最好借助于至少一个输出电容器(103)被平滑。
28.用于调节或控制根据前述权利要求中之一的谐振变换器的方法，其中，在一个可预定的第一区域内不控制调节回路(140)。
29.用于调节或控制根据权利要求2和权利要求7特别是结合权利要求1到27中任意的另一个权利要求的谐振变换器的方法，其中，
-确定在第一开关(V1)和第二开关(V2)之间的一个电压变化曲线(漏极1)，
-第三开关(V3)基本与电压变化曲线(漏极1)的一个上升的电压缘同时关断。
30.根据权利要求29的方法，其中，第三开关(V3)基本在电压变化曲线(漏极1)的一个上升的电压缘之前接通。
31.根据权利要求29或者30之一的方法，其中，第四开关(V4)基本与电压变化曲线(漏极1)的一个下降的电压缘同时关断。
32.根据权利要求29到31中之一的方法，其中，第四开关(V4)基本在电压变化曲线(漏极1)的一个下降的电压缘之前接通。
33.根据权利要求29到32中之一的方法、用于上调节输出信号(Vout)对输入信号(Vin)的电压比。
34.用于调节或控制根据权利要求2和权利要求7特别是结合权利要求1到27中任意的另一个权利要求的谐振变换器的方法，其中，
-确定在第一开关(V1)和第二开关(V2)之间的一个电压变化曲线(漏极1)，
-第三开关(V3)基本与电压变化曲线(漏极1)的一个下降的电压缘同时关断。
35.根据权利要求34的方法，其中，第三开关(V3)基本在电压变化曲线(漏极1)的一个下降的电压缘之前接通。
36.根据权利要求34或者35之一的方法，其中，第四开关(V4)基本与电压变化曲线(漏极1)的一个上升的电压缘同时关断。
37.根据权利要求34到36中之一的方法，其中，第四开关(V4)基本在电压变化曲线(漏极1)的一个上升的电压缘之前接通。
38.根据权利要求34到37中之一的方法、用于下调节输出信号(Vout)对输入信号(Vin)的电压比。
39.带有根据权利要求1到27中之一的谐振变换器的开关电源设备。
40.根据权利要求39的带有一个谐振变换器的开关电源设备，其中所述谐振变换器使用根据权利要求28和/或29到33和/或34到38中之一的方法操作。
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