JP6964565B2 - 電力変換器及びその制御方法 - Google Patents
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- 入力電圧を受けて、出力電圧及び出力電流を負荷に供給するフライバック電力変換器であって、
一次巻線及び二次巻線を有し、前記出力電圧及び出力電流を前記二次巻線から前記負荷に供給するトランスと、
前記一次巻線に接続された第1のスイッチであって、該第1のスイッチがオンにされたときに前記一次巻線の両端に前記入力電圧を接続する、該第1のスイッチと、
互いに直列に接続された第1の並列回路及び第2の並列回路を含むクランプ回路であって、前記第1の並列回路は第2のスイッチ及びクランプダイオードを有し、前記第2の並列回路はクランプコンデンサ及びクランプ抵抗を有し、前記第2のスイッチが閉じているかまたは開いているかに応じてアクティブクランプまたはパッシブクランプを提供する、該クランプ回路と、
前記第1のスイッチを周期的にオンオフすることによって出力電圧または出力電流を調節するコントローラと、
当該フライバック電力変換器の動作条件に基づいて、前記第2のスイッチのスイッチングをイネーブルまたはディスエーブルするための電力管理ユニットと、を備えたフライバック電力変換器。 - 前記電力管理ユニットは、前記動作条件のサブセットに対して、前記第2のスイッチを継続的にオフに維持する、請求項1に記載のフライバック電力変換器。
- 前記動作条件は、前記入力電圧、前記第1のスイッチを流れる電流、前記出力電圧、前記出力電流、及びスイッチング周波数のうちの少なくとも1つに基づいて決定される、請求項1に記載のフライバック電力変換器。
- 前記二次巻線を前記負荷に接続する整流器をさらに備え、
前記動作条件は、前記整流器を流れる電流に基づいてさらに決定される、請求項3に記載のフライバック電力変換器。 - 当該フライバック電力変換器は、連続導通モード、不連続導通モード、または前記連続導通モードと前記不連続導通モードとの間の境界で動作する、請求項1に記載のフライバック電力変換器。
- 前記電力管理ユニットは、変換効率、コンポーネント応力、電磁干渉(EMI)性能、及びトランス性能のうちの少なくとも1つを最適化する、請求項1に記載のフライバック電力変換器。
- 前記電力管理ユニットは、前記動作条件に基づいて、当該フライバック電力変換器の動作モードとして、連続導通モード、不連続導通モード、または前記連続導通モードと不連続導通との間の境界のうちの1つを選択する、請求項1に記載のフライバック電力変換器。
- 前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチは、当該フライバック電力変換器の動作中に、互いに同時にオンにされない、請求項1に記載のフライバック電力変換器。
- 前記クランプ回路は、前記トランスの前記一次巻線に並列に接続されている、請求項1に記載のフライバック電力変換器。
- 前記クランプ回路は、前記第1のスイッチに並列に接続されている、請求項1に記載のフライバック電力変換器。
- 前記第1のスイッチは、ゼロ電圧でオンになるか、または前記入力電圧が前記出力電圧よりもN倍大きいときに前記入力電圧と前記出力電圧のN倍の電圧との差に実質的に等しい電圧でオンになり、前記Nは一次巻線の巻数の二次巻線の巻数に対する比である、請求項1に記載のフライバック電力変換器。
- 前記第2のスイッチのボディダイオードが前記クランプダイオードとして機能する、請求項1に記載のフライバック電力変換器。
- 前記負荷の両端に並列に接続されたフィルタコンデンサをさらに備え、
前記フィルタコンデンサ及び前記負荷は、前記トランスの前記二次巻線に接続されている、請求項1に記載のフライバック電力変換器。 - 整流器ダイオードをさらに備え、
前記フィルタコンデンサ及び前記負荷は、前記整流器ダイオードを介して、前記トランスの前記二次巻線に接続されている、請求項13に記載のフライバック電力変換器。 - 第3のスイッチをさらに備え、
前記フィルタコンデンサ及び前記負荷は、前記第3のスイッチを介して、前記トランスの前記二次巻線に接続されている、請求項13に記載のフライバック電力変換器。 - 前記第3のスイッチは整流を提供する、請求項15に記載のフライバック電力変換器。
- 前記第1のスイッチは、前記第2のスイッチがディスエーブルのとき、前記第1のスイッチの両端の電圧の谷でオンになる、請求項1に記載のフライバック電力変換器。
- 前記第2のスイッチは、前記第1のスイッチの両端の電圧のピークでオンになる、請求項1に記載のフライバック電力変換器。
- 前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチの少なくとも一方は、GaNスイッチまたはSiCスイッチを含む、請求項1に記載のフライバック電力変換器。
- 前記第2のスイッチは、エンハンスメントモードのGaNスイッチを含む、請求項1に記載のフライバック電力変換器。
- 前記GaNスイッチは、該スイッチの逆導通によって逆電流を流す、請求項20に記載のフライバック電力変換器。
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