CN214626821U - Ac/dc变换器 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种AC/DC变换器。该AC/DC变换器包括功率因数校正PFC主变换器、DC/DC辅变换器、PFC控制器以及DC/DC控制器;上述PFC主变换器包括主输出端与直流输出端,上述直流输出端与上述DC/DC辅变换器的辅输入端连接,上述主输出端与上述DC/DC辅变换器的辅输出端串联形成总输出端;上述PFC控制器的控制端与上述PFC主变换器连接,上述DC/DC控制器的控制端与上述DC/DC辅变换器连接。PFC控制器与DC/DC控制器控制PFC主变换器和DC/DC辅变换器的输出电压纹波反相,使总输出端输出更低纹波,提高转换效率。
Description
技术领域
本申请涉及电路技术领域,尤其涉及一种交流/直流(Alternating Current toDirect Current,AC/DC)变换器。
背景技术
开关电源广泛应用于各种消费电子和工业设备中,如充电器、电源适配器、LED驱动器、工控电源等。
目前开关电源主要包括单级和多级两种。由于单级开关电源结构简单、成本较低,但无法同时兼顾输入高功率因数和输出低纹波,甚至功率管存在过高电压或电流应力,因此行业内一般广泛使用两级级联结构。两级开关电源能够实现高功率因数,并降低输出纹波电压或电流,但交流输入经过两级全功率变换后才能得到总输出,其转换效率为两个变换器转换效率相乘,不可避免会产生更多功耗,从而使得整体转换效率低。
实用新型内容
鉴于上述现有技术的不足,本申请的目的在于提供一种AC/DC变换器,旨在解决无法兼顾转换效率高和输出低纹波的问题。
本申请实施例提供一种AC/DC变换器,包括:功率因数校正PFC主变换器、DC/DC辅变换器、PFC控制器以及DC/DC控制器;
所述PFC主变换器包括主输出端与直流输出端,所述直流输出端与所述DC/DC辅变换器的辅输入端连接,所述主输出端与所述DC/DC辅变换器的辅输出端串联形成总输出端;
所述PFC控制器的控制端与所述PFC主变换器连接;所述DC/DC控制器的控制端与所述DC/DC辅变换器连接;
所述PFC主变换器通过所述主输出端输出主输出电压;所述PFC主变换器通过所述直流输出端输出直流输出电压,传输至所述DC/DC辅变换器的辅输入端;所述DC/DC辅变换器对所述直流输出电压进行处理,得到辅输出电压,所述辅输出电压的纹波与所述主输出电压的纹波相位相反,通过所述辅输出端输出所述辅输出电压;
所述总输出端接收到所述主输出电压与所述辅输出电压后形成总输出电压;所述PFC控制器采样第一反馈电压,利用所述第一反馈电压控制所述PFC主变换器的输入电压和输入电流频率相同、相位相同;所述DC/DC控制器采样第二反馈电压,利用所述第二反馈电压控制所述DC/DC辅变换器的辅输出端输出的辅输出电压的纹波与第一电压的纹波相位相反;
所述第一反馈电压包括所述主输出电压与所述总输出电压中的一种,在所述第一反馈电压为所述主输出电压的情况下,所述第二反馈电压包括所述总输出电压;在所述第一反馈电压为总输出电压的情况下,所述第二反馈电压包括所述主输出电压和所述辅输出电压中的一种。
在一种可能实施方式中,所述PFC主变换器还包括功率变换单元、主功率开关管和电压变换单元,
所述主功率开关管连接在所述功率变换单元的输出端和所述电压变换单元的输入端之间,所述主功率开关管的控制端与所述PFC控制器的控制端连接,所述电压变换单元的输出端与所述主输出端和直流输出端连接;
所述PFC控制器控制所述主功率开关管的导通和截止;
在所述主功率开关管导通的情况下,所述功率变换单元为所述电压变换单元提供电能,所述电压变换单元储存电能;
在所述主功率开关管截止的情况下,所述功率变换单元停止为所述电压变换单元提供电能,所述电压变换单元释放电能。
在一种可能实施方式中,所述电压变换单元包括主绕组和辅绕组;
所述主绕组的一端与所述主功率开关管的一端连接,所述主绕组的另一端与所述主输出端连接;所述辅绕组的一端与所述主功率开关管的一端连接,所述辅绕组的另一端与所述辅输出端连接;
所述电压变换单元通过所述主绕组向所述主输出端输出所述主输出电压;所述电压变换单元通过所述辅绕组向所述直流输出端输出所述直流输出电压。
在一种可能实施方式中,所述PFC控制器包括第一采样单元和第一调理反馈单元;
所述第一采样单元的输出端与所述第一调理反馈单元的输入端连接,所述第一调理反馈单元的输出单元与所述主功率开关管的控制端连接;
所述第一采样单元用于:采样所述第一反馈电压;所述第一调理反馈单元用于:基于所述第一反馈电压生成第一开关驱动信号;所述第一开关驱动信号用于控制所述主功率开关管的导通和截止。
在一种可能实施方式中,所述第一采样单元包括第一采样端、第二采样端以及第三采样端;所述第一调理反馈单元包括:第一比较器、第二比较器、第三比较器、第一基准电压源、第一锯齿波信号源、触发器;
所述第一基准电压源的输出端与所述第一比较器的正向输入端连接,所述第一采样端与所述第一比较器的反向输入端连接;所述第一比较器的输出端与所述第二比较器的正向输入端连接,所述第二比较器的反向输入端与所述第二采样端连接;所述第二比较器的输出端与所述第三比较器的正向输入端连接,所述第一锯齿波信号源与所述第三比较器的反向输入端连接,所述第三比较器的输出端与所述触发器的第一输入端连接,所述第三采样端与所述触发器的第二输入端连接,所述触发器的输出端与所述主功率开关管的控制端连接;
所述第一比较器接收来自所述第一采样端的第一反馈电压和来自所述基准电压源的基准电压,比较所述第一反馈电压与所述基准电压,形成第一电压误差信号;
所述第二比较器接收来自所述第二采样端的开关管电压信号和来自所述第一比较器的第一电压误差信号,比较所述第一电压误差信号与所述开关管电压信号,得到所述主功率开关管的控制信号,所述开关管电压信号是由所述主功率开关管的电流信号转化得到的;
所述第三比较器接收来自所述第二比较器的电流控制信号以及来自所述第一锯齿波信号源的第一锯齿波信号,将所述控制信号与所述锯齿波信号进行比较,得到停止脉冲信号;所述第三采样端采样所述电压变换单元的电能,形成启动脉冲信号;
所述触发器接收所述停止脉冲信号和所述启动脉冲信号,基于所述启动脉冲信号和所述停止脉冲信号生成所述第一开关驱动信号,所述第一开关驱动信号用于控制所述主功率开关管的导通和断开。
在一种可能实施方式中,所述DC/DC辅变换器包括辅功率开关管、电感和二极管;
所述辅功率开关管的一端与所述DC/DC辅变换器的辅输入端的一极连接,所述辅功率开关管的另一端与所述电感的一端连接,所述电感的另一端与所述辅输出端的一极连接,所述二极管的一端连接在所述辅功率开关管的源极与所述电感的一端之间,所述二极管的另一端连接在所述DC/DC辅变换器的辅输入端的另一极与所述辅输出端的另一极之间;
在所述辅功率开关管导通的情况下,所述二极管截止,所述DC/DC辅变换器的辅输入端接收所述直流输出电压,为所述电感提供电能,所述电感储存电能;
在所述辅功率开关管截止的情况下,所述二极管导通,所述电感与所述二极管与所述辅输出端形成电流回路,所述电感释放电能,为所述辅输出端提供电能,使所述辅输出端输出所述辅输出电压。
在一种可能实施方式中,所述DC/DC控制器包括第二采样单元和第二调理反馈单元;
所述第二采样单元的输出端与所述第二调理反馈单元的输入端连接,所述第二调理反馈单元的输出端与所述辅功率开关管的控制端连接;
所述第二采样单元用于:采样所述第二反馈电压;所述第二调理反馈单元用于:基于所述第二反馈电压生成第二开关驱动信号;所述第二开关驱动信号用于控制所述辅功率开关管。
在一种可能实施方式中,所述第二调理反馈单元包括第四比较器、第五比较器、第二基准电压源以及第二锯齿波信号源;
所述第二基准电压源的输出端与所述第四比较器的正向输入端连接,所述第四比较器的反向输入端与所述第二采样单元的输出端连接;所述第四比较器的输出端与第五比较器的正向输入端连接,所述第五比较器的反向输入端与所述第二锯齿波信号源的输出端连接,所述第五比较器的输出端与所述辅功率开关管的控制端连接;
所述第四比较器用于比较所述第二反馈电压与所述第二基准电压,生成第二电压误差信号;所述第五比较器用于比较所述第二电压误差信号与第二锯齿波信号生成第二开关驱动信号,所述第二开关驱动信号用于控制所述辅功率开关管的导通和截止。
在一种可能实施方式中,所述DC/DC辅变换器的电压应力小于第一阈值,所述DC/DC辅变换器的电流应力小于第二阈值。
在一种可能实施方式中,所述PFC控制器包括第一通信单元,所述DC/DC控制器包括第二通信单元,所述第一通信单元与所述第二通信单元建立通信连接。
在一种可能实施方式中,上述PFC控制器的控制模式包括:电流临界导通模式、电流断续导通模式和电流连续导通模式中的一种。
在一种可能实施方式中,上述PFC主变换器包括反激变换器、升压变换器、降压变换器、升降压变换器、丘克变换器、正激变换器中的一种;
在一种可能实施方式中,上述DC/DC辅变换器包括反激变换器、升压变换器、降压变换器、升降压变换器、丘克变换器、正激变换器、桥式变换器、推挽变换器、单端初级电感式变换器、LLC谐振变换器中的一种。
在本申请实施例中,由PFC主变换器输出的主输出电压与DC/DC辅变换器输出的辅输出电压构成总输出电压,只有一部分输出功率经过两级变换,从而提高AC/DC变换器的转换效率。PFC控制器采样并反馈主输出电压或总输出电压,在实现主输出电压或总输出电压闭环控制的同时,控制PFC主变换器的输入电流与输入电压为同频同相正弦波,以达到功率因数校正和更高功率因数,实现对电网的零污染。DC/DC控制器采样并反馈第二反馈电压,根据第二反馈电压的变化状况而闭环控制第二反馈电压,在实现第二反馈电压闭环控制的同时,通过间接控制主输出电压和辅输出电压输出的纹波反相叠加而相互抵消,实现总输出电压的更低纹波。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种AC/DC变换器的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的又一种AC/DC变换器的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的又一种AC/DC变换器的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的又一种AC/DC变换器的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的一种降压PFC主变换器的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的一种升压PFC主变换器的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的一种升降压PFC主变换器的结构示意图;
图8为本申请实施例提供的一种升压DC/DC辅变换器的结构示意图;
图9为本申请实施例提供的一种升降压DC/DC辅变换器的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的一种负电压降压DC/DC辅变换器的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的一种反激DC/DC辅变换器的结构示意图。
附图标记说明:
PFC主变换器10,功率变换单元11,电压变换单元12,主绕组121,辅绕组122,DC/DC辅变换器20,PFC控制器30,DC/DC控制器40,交流电源50,负载60,PFC主变换器输入端口1、2,主输出端3、4,直流输出端5、6,辅输出端7、8。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参阅图1,图1为本申请实施例提供的一种AC/DC变换器的结构示意图。如图1所示,该AC/DC变换器包括功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)主变换器10、直流/直流(direct current to direct current,DC/DC)辅变换器20、PFC控制器30以及DC/DC控制器40。
上述PFC主变换器10包括主输出端与直流输出端,上述直流输出端与上述DC/DC辅变换器20的辅输入端连接,上述主输出端与上述DC/DC辅变换器20的辅输出端串联形成总输出端。
上述PFC控制器30的控制端与上述PFC主变换器10连接,上述DC/DC控制器40的控制端与上述DC/DC辅变换器20连接。
上述PFC主变换器10通过上述主输出端输出主输出电压Vo1。上述PFC主变换器10通过上述直流输出端输出直流输出电压Vo3,传输至上述DC/DC辅变换器20的辅输入端。上述DC/DC辅变换器20对上述直流输出电压Vo3进行处理,得到辅输出电压Vo2,上述辅输出电压Vo2的纹波与上述主输出电压Vo1的纹波相位相反,通过上述辅输出端输出上述辅输出电压Vo2。
上述总输出端接收到上述主输出电压Vo1与上述辅输出电压Vo2后形成总输出电压Vo。上述PFC控制器30采样第一反馈电压,利用上述第一反馈电压控制上述PFC主变换器10的输入电压和输入电流频率相同、相位相同。上述DC/DC控制器40采样第二反馈电压Vo2s,利用上述第二反馈电压控制上述DC/DC辅变换器20的辅输出端输出的辅输出电压Vo2的纹波与主输出电压Vo1的纹波相位相反。
上述第一反馈电压包括上述主输出电压Vo1与上述总输出电压Vo中的一种,在上述第一反馈电压Vo1s为上述主输出电压Vo1的情况下,上述第二反馈电压包括上述总输出电压Vo。在上述第一反馈电压为总输出电压Vo的情况下,上述第二反馈电压包括上述主输出电压Vo1和上述辅输出电压Vo2中的一种。
具体的,PFC主变换器10的输入端与交流电源50的输出端连接,交流电源50为PFC主变换器10提供交流电。PFC主变换器10对该交流电进行功率变换和电压变换后,通过主输出端输出主输出电压Vo1以及通过直流输出端输出直流电压Vo3,并将主输出电压Vo1传输至总输出端,将直流输出电压Vo3输出至DC/DC辅变换器20的辅输入端。DC/DC辅变换器20接收直流输出电压Vo3后,对其进行变换,得到辅输出电压Vo2,并通过DC/DC辅变换器20的辅输出端将辅输出电压Vo2传输至总输出端。总输出端接收到主输出电压Vo1与辅输出电压Vo2后形成总输出电压Vo,为负载60充电。
PFC控制器30的控制端与PFC主变换器10连接,PFC控制器30的输入端可以与主输出端或总输出端连接,以采样第一反馈电压,基于第一反馈电压控制PFC主变换器10,PFC主变换器10和PFC控制器30形成第一反馈环路。DC/DC控制器40的控制端与DC/DC辅变换器20连接,DC/DC控制器40的输入端可以与主输出端、辅输出端或总输出端连接,以采样第二反馈电压,基于该第二反馈电压控制DC/DC辅变换器20,DC/DC辅变换器20和DC/DC控制器40形成第二反馈环路。
可以理解的是,总输出端由主输出端和辅输出端串联形成,因此总输出电压Vo为主输出电压Vo1与辅输出电压Vo2之和。由于工频纹波是主输出电压Vo1和辅输出电压Vo2的固有特性,通过DC/DC控制器40控制DC/DC辅变换器20输出的辅输出电压Vo2的工频纹波与主输出电压Vo1的工频纹波相位相反,因此主输出电压Vo1的工频纹波与辅输出电压Vo2的工频纹波叠加后相互抵消,使得总输出电压Vo有更低的纹波。
在第一反馈电压为主输出电压的情况下,PFC控制器30采样并反馈主输出电压Vo1,并基于采样的主输出电压Vo1控制PFC主变换器10,在实现主输出电压Vo1闭环控制的同时,控制PFC主变换器10的输入电压与输入电流的频率相同、相位相同,以达到功率因数饺子和更高的功率因数。DC/DC控制器40采样并反馈总输出电压Vo,根据总输出电压Vo的变化状况控制总输出电压Vo,使得总输出电压Vo为稳定电压,从而间接控制主输出电压Vo1的输出纹波和辅输出电压Vo2的输出纹波反相。通过第二反馈环路间接控制主输出电压Vo1和辅输出电压Vo2输出的纹波反相叠加而相互抵消,实现总输出电压Vo的更低纹波。
在第一反馈电压为总输出电压的情况下,PFC控制器30采样并反馈总输出电压Vo,根据总输出电压Vo的变换而控制总输出电压Vo,使得总输出电压Vo为稳定电压,在实现Vo闭环控制的同时,控制PFC主变换器10的输入电流与输入电压为同频同相正弦波,以达到功率因数校正和更高功率因数,实现对电网的零污染。DC/DC控制器40采样并反馈主输出电压Vo1或者辅输出电压Vo2,根据主输出电压Vo1或者辅输出电压Vo2的变化状况控制总主输出电压Vo1或者辅输出电压Vo2,通过间接控制主输出电压Vo1和辅输出电压Vo2输出的纹波反相叠加而相互抵消,实现总输出电压Vo的更低纹波。
在本申请实施例中,主输出电压Vo1大于辅输出电压Vo2,PFC主变换器10为负载60提供大部分功率,DC/DC辅变换器20为负载60提供小部分输出功率,大部分输出功率经过单级功率变换,只有小部分功率经过两级功率变换,提高总体的功率变换效率。
具体的,假设PFC主变换器10的转换效率为ηPFC,DC/DC辅变换器20的转换效率为ηDC/DC,PPFC、PDC/DC、Pout分别为PFC主变换器10输出功率、DC/DC辅变换器20输出功率和整体输出功率,则整体效率为:
另设ηDC/DC=90%,则整体转换效率ηtotal=98.9%×ηPFC。
由上可见,如果DC/DC辅变换器20的输出功率占比为10%时,即使DC/DC辅变换器20的转换效率低至90%,整体转换效率接近单级变换器转换效率的99%,与传统的两级变换器相比,具有更低的功率损耗以及更高的转换效率。
在一种可能实施方式中,请参阅图2,图2为本申请实施例提供的又一种AC/DC变换器的结构示意图。如图2所示,上述PFC主变换器10还包括功率变换单元11、主功率开关管Q1和电压变换单元12。
主功率开关管Q1连接在功率变换单元11与电压变换单元12之间,主功率开关管Q1的控制端与PFC控制器30的控制端连接,电压变换单元12的输出端与主输出端和直流输出端连接。
具体的,PFC控制器30采样主输出电压Vo1或总输出电压Vo,构成第一反馈信号。PFC控制器30基于第一反馈信号生成第一开关管驱动信号,并通过PFC控制器30的控制端将生成的第一开关管驱动信号传输至主功率开关管Q1的控制端,以控制主功率开关管Q1的导通和截止。
在主功率开关管Q1导通的情况下,功率变换单元11接收来自交流电源的交流电,对该交流电进行转换后为电压变换单元12提供电能,电压变换单元12储存电能。
在主功率开关管Q1截止的情况下,功率变换单元11与电压变换单元12之间的连接断开,功率变换单元11停止为电压变换单元12提供电能,电压变换单元12释放电能。
在本申请实施例中,通过PFC控制器30控制主功率开关管Q1的导通和截止,实现主输出电压Vo1或总输出电压Vo的闭环控制的同时,通过常规控制方式如电流断续导通模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)、电流临界导通模式(Critical ConductionMode,CRM)或具有乘法器的电流连续导通模式(Continuous Conduction Mode,CCM),使输入电流的包络线波形跟随输入电压工频正弦波变化,而变成断续的、临界或连续的高频变化的电流,以消除无功率因数校正功能的常规电路中因容性元件和感性元件的储能造成的电流波形畸变及相位的变化,并经过输入电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)滤波器滤波后使得输入电流与输入电压频率相同、相位相同,实现功率因数校正和提高功率因数。
在一种可能实施方式中,请参阅图2,上述电压变换单元12包括主绕组121和辅绕组122。
上述主绕组121的一端与上述主功率开关管Q1的一端连接,上述主绕组121的另一端与上述主输出端连接。上述辅绕组122的一端与上述主功率开关管Q1的一端连接,上述辅绕组122的另一端与上述辅输出端连接。
上述电压变换单元12通过上述主绕组121向上述主输出端输出上述主输出电压Vo1。上述电压变换单元12通过上述辅绕组122向上述直流输出端输出上述直流输出电压Vo3。
上述电压变换单元12可以为具有主绕组121和辅绕组122的双绕组类型的变压器或双绕组电感L1。
上述主绕组121的电阻小于辅绕组122的电阻,因此电流相同的情况下,主绕组121的电压大于辅绕组122的电压,也即主输出电压Vo1大于辅输出电压Vo2,主输出端的输出功率大于辅输出端的输出功率。由此可以更好的提高转换效率。
在一种可能实施方式中,请参阅图3,PFC控制器30包括第一采样单元31和第一调理反馈单元32。
第一采样单元31的输出端与第一调理反馈单元32的输入端连接,第一调理反馈单元32的输出单元与上述主功率开关管Q1的控制端连接。上述第一采样单元31用于:采样上述第一反馈电压。上述第一调理反馈单元32用于:基于上述第一反馈电压生成第一开关驱动信号。上述第一开关驱动信号用于控制上述主功率开关管Q1的导通和截止。
具体的,第一反馈电压可以包括主输出电压Vo1和总输出电压Vo中的一种,第一采样单元31的输入端可以与主输出端或总输出端连接,以采样第一反馈电压后将该第一采样电压传输至第一调理反馈单元32。第一调理反馈单元32基于该第一反馈电压生成第一开关驱动信号,将第一开关驱动信号传输至主功率开关管Q1的控制端,以控制主功率开关管Q1的导通和截止。第一采样单元31、第一调理反馈单元32、主功率开关管Q1、电压变换单元12和主输出端或总输出端形成第一反馈环路,通过第一反馈环路间接控制总输出电压Vo,以实现主输出电压Vo1或总输出电压Vo的闭环控制。
在本申请实施例中,通过PFC控制器30控制主功率开关管Q1的导通和截止,实现主输出电压或总输出电压的闭环控制,同时控制输入电流和输出电流为同频同相的正弦波,以达到功率因数校正和更高的功率因数。
在一种可能实施方式中,请参阅图4,上述第一采样单元31包括第一采样端a1、第二采样端a2以及第三采样端a3。上述第一调理反馈单元32包括:第一比较器U1、第二比较器U2、第三比较器U3、第一基准电压源Vr1、第一锯齿波信号源Vramp1、触发器U4。
上述第一基准电压源Vr1的输出端与上述第一比较器U1的正向输入端连接,上述第一采样端a1与上述第一比较器U1的反向输入端连接。上述第一比较器U1的输出端与上述第二比较器U2的正向输入端连接,上述第二比较器U2的反向输入端与上述第二采样端a2连接。上述第二比较器U2的输出端与上述第三比较器U3的正向输入端连接,上述第一锯齿波信号源Vramp1与上述第三比较器U3的反向输入端连接,上述第三比较器U3的输出端与上述触发器U4的第一输入端连接,上述第三采样端a3与上述触发器U4的第二输入端连接,上述触发器U4的输出端与上述主功率开关管Q1的控制端连接。
上述第一比较器U1接收来自上述第一采样端a1的第一反馈电压和来自上述第一基准电压源Vr1的基准电压,比较上述第一反馈电压与上述基准电压,形成第一电压误差信号。
上述第二比较器U2接收来自上述第二采样端a2的开关管电压信号和来自上述第一比较器U1的第一电压误差信号,比较上述第一电压误差信号与上述开关管电压信号,得到上述主功率开关管Q1的电流控制信号,上述开关管电压信号是由上述主功率开关管Q1的电流信号转化得到的。
上述第三比较器U3接收来自上述第二比较器U2的电流控制信号以及来自上述第一锯齿波信号源Vramp1的第一锯齿波信号,将上述电流控制信号与上述锯齿波信号进行比较,得到停止脉冲信号。上述第三采样端a3采样上述电压变换单元12的能量释放信号,形成启动脉冲信号。
上述触发器U4接收上述停止脉冲信号和上述启动脉冲信号,基于上述启动脉冲信号和上述停止脉冲信号生成上述第一开关驱动信号,上述第一开关驱动信号用于控制上述主功率开关管Q1的导通和断开。
具体的,第一采样端a1可以直接与主输出端或总输出端连接,以采样主输出电压Vo1或总输出电压Vo,形成第一反馈电压。第二采样端a2可以通过电阻Ri检测主功率开关管Q1的电流,并将其转化为电压信号,形成开关管电压信号。第三采样端a3可以通过电阻Redm检测电压变换单元12的能量释放信号,形成启动脉冲信号。第一采样端a1将采样的第一反馈电压传输至第一比较器U1的反向输入端。第一比较器U1的正向输入端与第一基准电压源Vr1连接,第一基准电压源Vr1将第一电压基准传输至第一比较器U1的正向输入端。第一比较器U1比较第一反馈电压和第一电压基准,得到电压误差信号,并将电压误差信号放大后输出至第二比较器U2的正向输入端。第二采样端a2将开关管电压信号传输至第二比较器U2的反向输入端,以控制主功率开关管Q1的峰值电流。第二比较器U2比较第一电压误差信号和开关管电压信号后形成主功率开关管Q1的控制信号,将该控制信号传输至第三比较器U3的正向输入端。第三比较器接收来自第一锯齿波信号源Vramp1的标准锯齿波信号,并将该标准锯齿波信号与控制信号进行比较,形成停止脉冲信号,将该停止脉冲信号传输至触发器U4的第一输入端。第三采样端a1将启动脉冲信号传输至触发器U4的第二输入端。触发器U4基于启动脉冲信号和停止脉冲信号生成开关驱动信号,将生成的开关驱动信号传输至主功率开关管Q1的控制端,以控制主功率开关管Q1的导通或截止。上述开关驱动信号可以为脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)开关驱动信号,上述触发器可以为复位置位(Reset-Set,RS)触发器。
在本申请实施例中,基准电压的电压大小是恒定的,PFC控制器30通过采样、调理和反馈实时控制采样的主输出电压Vo1或总输出电压Vo与基准电压相等,从而实现主输出电压Vo1或总输出电压Vo的闭环控制。利用上述结构的PFC控制器30,即可实现对PFC主变换器10的精准控制,其制作简单,成本较低,控制精准度也较高。
在一种可能实施方式中,上述PFC控制器30的控制模式包括:电流临界导通模式、电流断续导通模式和电流连续导通模式中的一种。
在电流临界导通模式中,PFC控制器30通过第三采样端a3检测电压变换单元12的能量释放信号。在主功率开关管Q1上一个导通周期结束后,下一个导通周期之前,电压变换单元12能量释放完全,辅绕组122的副边电流衰减为零。主功率开关管Q1的导通频率随着线路电压和负载60的变化而变化。
在电流断续导通模式中,PFC控制器30无需检测电压变换单元12的能量释放信号,主功率开关管Q1的导通频率随着输入电压的大小变化。在电流连续导通模式中,主功率开关管Q1的导通频率一定,而导通的占空比随被输入电压的大小变化而变化。
在本申请实施例中,可以根据实际需要选用不同的控制模式,可以适应与不同的电路结构中,以在各个电路中实现功率因数校正。
在一种可能实施方式中,请参阅图4,DC/DC辅变换器20包括辅功率开关管Q2、电感L2和二极管D7。
上述辅功率开关管Q2的一端与上述DC/DC辅变换器20的辅输入端的一极连接,上述辅功率开关管Q2的另一端与上述电感的一端连接,上述电感L2的另一端与上述辅输出端的端口7连接,上述二极管的一端连接在上述辅功率开关管Q2的另一端与上述电感的一端之间,上述二极管的另一端连接在上述DC/DC辅变换器20的辅输入端的另一极与上述辅输出端的端口8之间。
在上述辅功率开关管Q2导通的情况下,上述二极管D7截止,上述DC/DC辅变换器20的辅输入端接收上述直流输出电压,为上述电感L2提供电能,上述电感L2储存电能。
在上述辅功率开关管Q2截止的情况下,上述二极管D7导通,上述电感L2与上述二极管D7与上述辅输出端形成电流回路,上述电感L2释放电能,为上述辅输出端提供电能,使上述辅输出端输出辅输出电压Vo2。
具体的,在辅功率输出开关管Q2导通的情况下,二极管D7截止,DC/DC辅变换器20的辅输入端与电感L2连通,为电感L2提供电能,电感L2储存电能的同时向辅输出端输出电能,使辅输出端输出辅输出电压Vo2。在辅功率开关管Q2截止的情况下,二极管D7导通,电感L2与辅输端以及二极管D7形成电流回路。电感L2释放电能,为辅输出端提供电能,使辅输出端输出辅输出电压。
在本申请实施例中,可以通过控制辅功率开关管的导通和截止实现对辅输出电压的控制,制作简单,成本低。
在一种可能实施方式中,请参阅图3和图4,上述DC/DC控制器40包括第二采样单元41和第二调理反馈单元42。
上述第二采样单元41的输出端与上述第二调理反馈单元42的输入端连接,上述第二调理反馈单元42的输出端与上述辅功率开关管Q2的控制端连接。
上述第二采样单元41用于:采样上述第二反馈电压。上述第二调理反馈单元42用于:基于上述第二反馈电压生成第二开关驱动信号。上述第二开关驱动信号用于控制上述辅功率开关管Q2。
具体的,第二采样单元41的输入端可以与主输出端、辅输出端或者总输出端连接。在第一反馈电压为主输出电压的情况下,第二反馈电压为总输出电压,在第一反馈电压为总输出电压的情况下,第二反馈电压可以为主输出电压或者辅输出电压。第二采样单元41将采样的第二反馈电压传输至第二调理反馈单元42,第二调理反馈单元42基于该第二反馈电压生成第二开关驱动信号,并将该第二开关驱动信号传输至辅功率开关管Q2的控制端,以控制辅功率开关管Q2的导通和截止。
在本申请实施例中,第二采样单元41、第二调理反馈单元42、辅功率开关管Q2和主输出端或总输出端形成第二反馈环路,DC/DC控制器通过采样第二反馈电压,基于该第二反馈电压生成第二开关驱动信号,利用该开关驱动信号控制辅功率开关管Q2的导通和截止。通过第二反馈环路间接控制辅输出电压Vo2、主输出电压Vo1或总输出电压Vo,实现辅输出电压Vo2、主输出电压Vo1或者总输出电压Vo的闭环控制。
在一种可能实施方式中,请参阅图4,上述第二调理反馈单元42包括第四比较器U5、第五比较器U6、第二基准电压源Vr2以及第二锯齿波信号源Vramp2。
上述第二基准电压源Vr2的输出端与上述第四比较器U5的正向输入端连接,上述第四比较器U5的反向输入端与上述第二采样单元41的输出端连接。上述第四比较器U5的输出端与第五比较器U6的正向输入端连接,上述第五比较器U6的反向输入端与上述第二锯齿波信号源Vramp2的输出端连接,上述第五比较器U6的输出端与上述辅功率开关管Q2的控制端连接。
上述第四比较器U5用于比较上述第二反馈电压与上述第二基准电压,生成第二电压误差信号。上述第五比较器U6用于比较上述第二电压误差信号与第二锯齿波信号生成第二开关驱动信号,上述第二开关驱动信号用于控制上述辅功率开关管Q2的导通和截止。
具体的,第二采样单元41采样第二反馈电压,并将其传输至第四比较器U5,第二反馈电压可以包括主输出电压Vo1、总输出电压Vo和辅输出电压Vo2中的一种。第二基准电压源Vr2将第二基准电压传输至第四比较器U5,第四比较器U5比较第二反馈电压和第二基准电压,得到第二电压误差信号,将第二电压误差信号放大后输出至第五比较器U6的正向输入端。第二锯齿波信号源Vramp2将标准锯齿波信号传输至第五比较器U6的反向输入端。第五比较器U6比较第二电压误差信号与标准锯齿波信号,形成第二开关驱动信号,并将第二开关驱动信号传输至辅功率开关管Q2的控制端,以控制辅功率开关管Q2的导通和截止。
在本申请实施例中,DC/DC控制器40为快环控制,输出的第二开关驱动信号的频率大于第一开关驱动信号的频率,DC/DC辅变换器20快速响应于该开关驱动信号,实时控制第二反馈电压与第二基准电压相等。第二开关驱动信号的频率可以由锯齿波信号源Vramp2控制。利用上述结构的DC/DC控制器40控制DC/DC辅变换器20能够精准控制主输出电压Vo1、总输出电压Vo和辅输出电压Vo2,实现主输出电压Vo1、总输出电压Vo和辅输出电压Vo2的闭环控制。
在一种可能实施方式中,上述DC/DC辅变换器20的电压应力小于第一阈值,上述DC/DC辅变换器20的电流应力小于第二阈值。
具体的,主输出电压Vo1大于辅输出电压Vo2,PFC主变换器10为负载60提供大部分输出功率,DC/DC辅变换器20为负载60提供小部分输出功率。因此,DC/DC辅变换器20中的功率器件电压应力和电流应力较小,从而降低元器件成本。
在一种可能实施方式中,上述PFC主变换器包括反激变换器、升压变换器、降压变换器、升降压变换器、丘克变换器、正激变换器中的一种。
请参阅图4,PFC主变换器10包括功率变换单元11、整流二极管D5、整流二极管Db、电压变换单元12、主功率开关管Q1。该几个单元可以构成降压变换器、升压变换器和升降压变换器等隔离或非隔离类型的PFC主变换器10。主功率开关管Q1还具有体二极管DQ1。PFC主变换器10的输入端包括端口1和端口2,主输出端包括端口3和端口4,直流输出端包括端口5和端口6。
功率变换单元11可以包括LC滤波电路、二极管全桥整流电路和滤波电容Cin,LC滤波电路包括电容Cf和电感Lf,二极管全桥整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管D4。
电感Lf的一端与PFC主变换器10输入端的端口1连接,电感Lf的另一极与电容Cf的的一端连接,电容Cf的另一端与PFC主变换器10的输入端的端口2连接,电容Cf的两端构成LC滤波电路的输出端。D1的负极与D2的负极连接,D2的正极与D4的负极连接,D4的正极与D3的正极连接,D3的负极与D1的正极连接。LC滤波电路的输出端的一极连接在D1的正极与D3的负极之间、LC滤波电路的输出端的另一极连接在D2的正极与D4的负极之间,滤波电容Cin的一端连接在D1的负极和D2的负极之间,滤波电容Cin的另一端连接在D3的正极和D4的正极之间。滤波电压Cin的两端构成功率变换单元11的输出端。
请参阅图4,以下详述反激变换器类型的PFC主变换器10的电路构成:
电压变换单元12包括双绕组变压器T1,T1主绕组121原边的一端与主功率开关管Q1的一端连接,T1主绕组121原边的另一端与功率变换单元11的输出端的一端连接,主功率开关管Q1的另一端与功率变换单元11的输出端的另一端连接。T1主绕组121的副边一端连接二极管D5的一端,D5的另一端与端口3连接,T1主绕组121副边的另一端与端口4连接。T1辅绕组122副边的一端连接二极管Db的一端,Db的另一端与端口5连接,T1辅绕组122副边的另一端与端口6连接。
请参阅图5,以下详述降压变换器类型的PFC主变换器10的构成:
电压变换单元12包括双绕组电感L1,电感L1包括主绕组121和辅绕组122。主功率开关管Q1的一端和功率变换单元11输出端的一端口连接,主功率开关管Q1的另一端和L1主绕组121的一端连接,主功率开关管Q1的控制端和PFC控制器30的输出端连接,L1主绕组121的另一端和主输出端的端口3连接。整流二极管D5的一端连接在功率开关管的一端和主绕组121的一端之间连接,D5的另一端与功率变换单元11输出端的另一端口连接,并与主输出端的端口4连接。整流二极管Db连接在辅绕组122的一端和直流输出端的端口5之间,辅绕组122的另一端与直流输出端的端口6连接。
请参阅图6,以下详述升压变换器类型的PFC主变换器10的构成:
电压变换单元12包括双绕组电感L1,电感L1包括主绕组121和辅绕组122。主绕组121的一端与功率变换单元11输出端的一端口连接,主绕组121的另一端与主功率开关管Q1的一端连接,主功率开关管Q1的另一端和功率变换单元11输出端的另一端口连接,主功率开关管Q1的另一端还与主输出端的端口4连接。整流二极管D5的一端连接在主绕组121的另一端与主功率开关管Q1的一端之间,D5的另一端与主输出端的端口3连接。整流二极管Db连接在辅绕组122的一端和直流输出端的端口5之间,辅绕组122的另一端与直流输出端的端口6连接。
请参阅图7,以下详述升降压变换器类型的PFC主变换器10的构成:
电压变换单元12包括双绕组电感L1,双绕组电感L1包括主绕组121和辅绕组122。主功率开关管Q1的一端与功率变换单元11输出端的一端口连接,主功率开关管Q1的另一端与主输出端的端口4连接。主绕组121的一端连接在主功率开关管Q1的另一端和端口4之间,主绕组121的另一端与功率变换单元11输出端的另一端口连接,整流二极管D5的一端连接在主绕组121的另一端与功率变换单元11输出端的另一端口之间,D5另一端与主输出端的端口3连接。整流二极管Db连接在辅绕组122的一端和直流输出端的端口5之间,辅绕组122的另一端与直流输出端的端口6连接。
在一种可能实施方式中,上述DC/DC辅变换器20包括反激变换器、升压变换器、降压变换器、升降压变换器、丘克变换器、正激变换器、桥式变换器、推挽变换器、单端初级电感式变换器、LLC谐振变换器中的一种。
DC/DC辅变换器20包括辅功率开关管Q2、电感L2(或变压器T2)和整流二极管D7。辅功率开关管Q2、电感L2和整流二极管D7可以构成降压变换器、升压变换器和升降压变换器等隔离或非隔离类型的DC/DC辅变换器20。辅功率开关管Q2还具有体二极管DQ2。DC/DC辅变换器20的辅输出端包括端口7和端口8,DC/DC辅变换器20的辅输入端与直流输出端的端口5、端口6连接。
请参阅图4,以下详述降压变换器类型的DC/DC辅变换器20的构成:
DC/DC辅变换器20包括辅功率开关管Q2、电感L2和整流二极管D7。辅功率开关管Q2的一端与直流输出端的端口5连接,辅功率开关管Q2的另一端与电感L2的一端连接,电感L2的另一端与辅输出端的端口7连接。整流二极管D7的一端连接在辅功率开关管Q2的另一端与电感L2的一端之间,整流二极管D7的另一端同时与直流输出端的端口6和辅输出端的端口8连接。
请参阅图8,以下详述升压变换器类型的DC/DC辅变换器20的构成:
DC/DC辅变换器20包括辅功率开关管Q2、电感L2和整流二极管D7。电感L2的一端和直流输出端的端口5连接,另一端和整流二极管D7的一端连接。整流二极管D7的另一端和辅输出端的端口7连接。辅功率开关管Q2的一端连接在直流输出端的端口6和辅输出端的端口8之间,另一端连接在电感L2的另一端和整流二极管D7的一端之间。
请参阅图9,以下详述升降压变换器类型的DC/DC辅变换器20的构成:
DC/DC辅变换器20包括辅功率开关管Q2、电感L2和整流二极管D7。辅功率开关管Q2的一端与直流输出端的端口5连接,另一端与辅输出端的端口8连接。整流二极管D7连接在直流输出端的端口6和辅输出端的端口7之间。电感L2的一端连接在辅功率开关管Q2的另一端和辅输出端的端口8之间,电感L2的另一端连接在端口6和整流二极管D7之间。
请参阅图10,以下详述负电压降压变换器类型的DC/DC辅变换器20的构成:
DC/DC辅变换器20包括辅功率开关管Q2、电感L2和整流二极管D7。辅功率开关管Q2的一端和电感L2的一端连接,另一端和直流输出端的端口5连接。电感L2的另一端和辅输出端的端口7连接。整流二极管D7的一端连接在直流输出端的端口6和辅输出端的端口8之间,另一端连接在辅功率开关管Q2的一端和电感L2的一端之间。
请参阅图11,以下详述反激变换器类型的DC/DC辅变换器20的构成:
DC/DC辅变换器20包括辅功率开关管Q2、变压器T2和整流二极管D7。其中,变压器T2包括第一绕组和第二绕组,其中第一绕组的一端和直流输出端的端口5连接,另一端和辅功率开关管Q2的一端连接。辅功率开关管Q2的另一端和直流输出端的端口6连接。变压器T2的第二绕组的一端和整流二极管D7的一端连接,整流二极管D7的另一端和辅输出端的端口7连接,第二绕组的另一端和辅输出端的端口8连接。
另外,电路中还设置有滤波电容Co1、Cb和Co2,其中,滤波电容Co1连接在主输出端的端口3和端口4之间,对主输出端输出的主输出电压Vo1进行滤波。滤波电容Cb连接在直流输出端的端口5和端口6之间,对直流输出端输出的直流输出电压进行滤波。滤波电容Co2连接在辅输出端的端口7和端口8之间,对辅输出端输出的辅输出电压Vo2进行滤波。
在一种可能实施方式中,上述DC/DC辅变换器20的电压应力小于第一阈值,上述DC/DC辅变换器20的电流应力小于第二阈值。
在本申请实施例中,DC/DC辅变换器20的输出功率小,DC/DC辅变换器20的电压应力小于第一阈值,上述DC/DC辅变换器20的电流应力小于第二阈值,从而降低元器件成本。
在一种可能实施方式中,上述PFC控制器30还包括第一通信单元,上述DC/DC控制器40还包括第二通信单元,上述第一通信单元与上述第二通信单元建立通信连接。
在本申请实施例中,PFC控制器30与DC/DC控制器40之间具有通信连接,PFC控制器30与DC/DC控制器40基于该通信连接协调各自控制和运行,PFC控制器30与DC/DC控制器40之间可以相互发送实时指令和运行参数,设置控制方式和调整工作状态,以使PFC主变换器10和DC/DC辅变换器20最优化运行,这样能够进一步提高AC/DC变换器的性能和可靠性。
可选地,在一种可能实施方式中,PFC控制器30与DC/DC控制器40既可集成为一个、两个或多个模拟芯片,或可使用一个、两个或多个需要嵌入式软件编程的MCU、DSP等数字芯片,其工作原理与上述实施例中PFC控制器30、DC/DC控制器40的工作原理相同,这里不再重复描述。
应当理解的是,本申请的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种AC/DC变换器,其特征在于,包括:功率因数校正PFC主变换器、DC/DC辅变换器、PFC控制器以及DC/DC控制器;
所述PFC主变换器包括主输出端与直流输出端,所述直流输出端与所述DC/DC辅变换器的辅输入端连接,所述主输出端与所述DC/DC辅变换器的辅输出端串联形成总输出端;
所述PFC控制器的控制端与所述PFC主变换器连接;所述DC/DC控制器的控制端与所述DC/DC辅变换器连接;
所述PFC主变换器通过所述主输出端输出主输出电压;所述PFC主变换器通过所述直流输出端输出直流输出电压,传输至所述DC/DC辅变换器的辅输入端;所述DC/DC辅变换器对所述直流输出电压进行处理,得到辅输出电压,所述辅输出电压的纹波与所述主输出电压的纹波相位相反,通过所述辅输出端输出所述辅输出电压;
所述总输出端接收到所述主输出电压与所述辅输出电压后形成总输出电压;所述PFC控制器采样第一反馈电压,利用所述第一反馈电压控制所述PFC主变换器的输入电压和输入电流频率相同、相位相同;所述DC/DC控制器采样第二反馈电压,利用所述第二反馈电压控制所述DC/DC辅变换器的辅输出端输出的辅输出电压的纹波与第一电压的纹波相位相反;
所述第一反馈电压包括所述主输出电压与所述总输出电压中的一种,在所述第一反馈电压为所述主输出电压的情况下,所述第二反馈电压包括所述总输出电压;在所述第一反馈电压为总输出电压的情况下,所述第二反馈电压包括所述主输出电压和所述辅输出电压中的一种。
2.根据权利要求1所述的AC/DC变换器,其特征在于,所述PFC主变换器还包括功率变换单元、主功率开关管和电压变换单元,
所述主功率开关管连接在所述功率变换单元的输出端和所述电压变换单元的输入端之间,所述主功率开关管的控制端与所述PFC控制器的控制端连接,所述电压变换单元的输出端与所述主输出端和直流输出端连接;
所述PFC控制器控制所述主功率开关管的导通和截止;
在所述主功率开关管导通的情况下,所述功率变换单元为所述电压变换单元提供电能,所述电压变换单元储存电能;
在所述主功率开关管截止的情况下,所述功率变换单元停止为所述电压变换单元提供电能,所述电压变换单元释放电能。
3.根据权利要求2所述的AC/DC变换器,其特征在于,所述电压变换单元包括主绕组和辅绕组;
所述主绕组的一端与所述主功率开关管的一端连接,所述主绕组的另一端与所述主输出端连接;所述辅绕组的一端与所述主功率开关管的一端连接,所述辅绕组的另一端与所述辅输出端连接;
所述电压变换单元通过所述主绕组向所述主输出端输出所述主输出电压;所述电压变换单元通过所述辅绕组向所述直流输出端输出所述直流输出电压。
4.根据权利要求3所述的AC/DC变换器,其特征在于,所述PFC控制器包括第一采样单元和第一调理反馈单元;
所述第一采样单元的输出端与所述第一调理反馈单元的输入端连接,所述第一调理反馈单元的输出单元与所述主功率开关管的控制端连接;
所述第一采样单元用于:采样所述第一反馈电压;所述第一调理反馈单元用于:基于所述第一反馈电压生成第一开关驱动信号;所述第一开关驱动信号用于控制所述主功率开关管的导通和截止。
5.根据权利要求4所述的AC/DC变换器,其特征在于,所述第一采样单元包括第一采样端、第二采样端以及第三采样端;所述第一调理反馈单元包括:第一比较器、第二比较器、第三比较器、第一基准电压源、第一锯齿波信号源、触发器;
所述第一基准电压源的输出端与所述第一比较器的正向输入端连接,所述第一采样端与所述第一比较器的反向输入端连接;所述第一比较器的输出端与所述第二比较器的正向输入端连接,所述第二比较器的反向输入端与所述第二采样端连接;所述第二比较器的输出端与所述第三比较器的正向输入端连接,所述第一锯齿波信号源与所述第三比较器的反向输入端连接,所述第三比较器的输出端与所述触发器的第一输入端连接,所述第三采样端与所述触发器的第二输入端连接,所述触发器的输出端与所述主功率开关管的控制端连接;
所述第一比较器接收来自所述第一采样端的第一反馈电压和来自所述基准电压源的基准电压,比较所述第一反馈电压与所述基准电压,形成第一电压误差信号;
所述第二比较器接收来自所述第二采样端的开关管电压信号和来自所述第一比较器的第一电压误差信号,比较所述第一电压误差信号与所述开关管电压信号,得到所述主功率开关管的控制信号,所述开关管电压信号是由所述主功率开关管的电流信号转化得到的;
所述第三比较器接收来自所述第二比较器的电流控制信号以及来自所述第一锯齿波信号源的第一锯齿波信号,将所述控制信号与所述锯齿波信号进行比较,得到停止脉冲信号;所述第三采样端采样所述电压变换单元的电能,形成启动脉冲信号;
所述触发器接收所述停止脉冲信号和所述启动脉冲信号,基于所述启动脉冲信号和所述停止脉冲信号生成所述第一开关驱动信号,所述第一开关驱动信号用于控制所述主功率开关管的导通和断开。
6.根据权利要求1所述的AC/DC变换器,其特征在于,所述DC/DC辅变换器包括辅功率开关管、电感和二极管;
所述辅功率开关管的一端与所述DC/DC辅变换器的辅输入端的一极连接,所述辅功率开关管的另一端与所述电感的一端连接,所述电感的另一端与所述辅输出端的一极连接,所述二极管的一端连接在所述辅功率开关管的源极与所述电感的一端之间,所述二极管的另一端连接在所述DC/DC辅变换器的辅输入端的另一极与所述辅输出端的另一极之间;
在所述辅功率开关管导通的情况下,所述二极管截止,所述DC/DC辅变换器的辅输入端接收所述直流输出电压,为所述电感提供电能,所述电感储存电能;
在所述辅功率开关管截止的情况下,所述二极管导通,所述电感与所述二极管与所述辅输出端形成电流回路,所述电感释放电能,为所述辅输出端提供电能,使所述辅输出端输出所述辅输出电压。
7.根据权利要求6所述的AC/DC变换器,其特征在于,所述DC/DC控制器包括第二采样单元和第二调理反馈单元;
所述第二采样单元的输出端与所述第二调理反馈单元的输入端连接,所述第二调理反馈单元的输出端与所述辅功率开关管的控制端连接;
所述第二采样单元用于:采样所述第二反馈电压;所述第二调理反馈单元用于:基于所述第二反馈电压生成第二开关驱动信号;所述第二开关驱动信号用于控制所述辅功率开关管。
8.根据权利要求7所述的AC/DC变换器,其特征在于,所述第二调理反馈单元包括第四比较器、第五比较器、第二基准电压源以及第二锯齿波信号源;
所述第二基准电压源的输出端与所述第四比较器的正向输入端连接,所述第四比较器的反向输入端与所述第二采样单元的输出端连接;所述第四比较器的输出端与第五比较器的正向输入端连接,所述第五比较器的反向输入端与所述第二锯齿波信号源的输出端连接,所述第五比较器的输出端与所述辅功率开关管的控制端连接;
所述第四比较器用于比较所述第二反馈电压与所述第二基准电压,生成第二电压误差信号;所述第五比较器用于比较所述第二电压误差信号与第二锯齿波信号生成第二开关驱动信号,所述第二开关驱动信号用于控制所述辅功率开关管的导通和截止。
9.根据权利要求1所述的AC/DC变换器,其特征在于,所述DC/DC辅变换器的电压应力小于第一阈值,所述DC/DC辅变换器的电流应力小于第二阈值。
10.根据权利要求1所述的AC/DC变换器,其特征在于,所述PFC控制器包括第一通信单元,所述DC/DC控制器包括第二通信单元,所述第一通信单元与所述第二通信单元建立通信连接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |