諧振轉(zhuǎn)換器制造技術(shù)

本公開涉及一種諧振轉(zhuǎn)換器(300)，具有用于從輸入電源(306)接收DC電壓的初級(jí)側(cè)(302)以及用于提供DC輸出電壓的次級(jí)側(cè)(304)，所述諧振轉(zhuǎn)換器(300)包括：第一轉(zhuǎn)換器開關(guān)(310)；第二轉(zhuǎn)換器開關(guān)(312)，與第一轉(zhuǎn)換器開關(guān)(310)串聯(lián)耦接，其中所述第一和第二轉(zhuǎn)換器開關(guān)(310，320)設(shè)置在輸入電源(306)兩端；開關(guān)變壓器(314)，具有初級(jí)側(cè)繞組(316)和次級(jí)側(cè)繞組(318)，其中所述初級(jí)側(cè)繞組(314)與第二轉(zhuǎn)換器開關(guān)(312)并聯(lián)耦接，所述開關(guān)變壓器(314)配置為將來自開關(guān)變壓器(314)的初級(jí)側(cè)繞組(316)的能量傳送至開關(guān)變壓器(314)的次級(jí)側(cè)繞組(318)；諧振回路(324)，與開關(guān)變壓器(314)的初級(jí)側(cè)繞組(316)相關(guān)聯(lián)；信令變壓器(334)，具有初級(jí)側(cè)繞組(336)和次級(jí)側(cè)繞組(338)，其中所述信令變壓器(334)的次級(jí)側(cè)繞組(338)與所述開關(guān)變壓器(314)的次級(jí)側(cè)繞組(318)相連，并且配置為將來自信令變壓器(334)的次級(jí)側(cè)繞組(338)的信號(hào)傳送至信令變壓器(334)的初級(jí)側(cè)繞組(336)；以及初級(jí)側(cè)控制器(330)，配置為響應(yīng)于在信令變壓器(334)的初級(jí)側(cè)繞組(336)處接收的信號(hào)來控制第一和第二轉(zhuǎn)換器開關(guān)(310，312)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
諧振轉(zhuǎn)換器
本公開涉及諧振轉(zhuǎn)換器的領(lǐng)域。具體地而非排除地，本公開涉及用于可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器的諧振轉(zhuǎn)換器。
技術(shù)介紹
STMicrelectronic于2011年11月發(fā)布的DocID018991Rev1的“STEVAL-ILL042V1：基于L6562A和TSM101的高功率因子回掃LED驅(qū)動(dòng)器(STEVAL-ILL042V1：highpowerfactorflybackLEDdriverbasedontheL6562AandTSM101)”的操作說明書描述了用于驅(qū)動(dòng)60WLED陣列的回掃轉(zhuǎn)換器。所述結(jié)構(gòu)使用具有光耦接器的隔離反饋。FairchildSemiconductorCorporation于2012年11月16日的Rev.1.0.1的“針對(duì)100W街道照明使用半橋LLC諧振轉(zhuǎn)換器的LED應(yīng)用設(shè)計(jì)指南：(LEDApplicationDesignGuideUsingHalf-BridgeLLC諧振轉(zhuǎn)換器for100WStreetLighting)”描述了使用針對(duì)高功率LED照明應(yīng)用(例如室外街景照明)的諧振轉(zhuǎn)換器的LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。諧振開關(guān)技術(shù)允許電源轉(zhuǎn)換器在減小開關(guān)損耗的情況下操作。在諧振轉(zhuǎn)換器中，諧振回路(resonanttank)與開關(guān)變壓器的初級(jí)繞組相關(guān)聯(lián)。將方波輸入施加至諧振回路和初級(jí)繞組。在諧振回路中浮置的電流是正弦波，因?yàn)榉讲ǖ母叽沃C波不能通過電感器。因此在諧振轉(zhuǎn)換器中，不存在初級(jí)繞組中沒有浮置電流的時(shí)間段，與其中開關(guān)變壓器具有初級(jí)繞組中沒有電流的時(shí)間段的回掃轉(zhuǎn)換器不同。諧振轉(zhuǎn)換器典型地具有較低的開關(guān)損耗，并且產(chǎn)生比回掃轉(zhuǎn)換器小的噪聲，但是可以要求必須通過光耦接器將與開關(guān)變壓器的次級(jí)側(cè)的功率條件有關(guān)的信息反饋到初級(jí)側(cè)。Fairchild申請(qǐng)說明書公開了脈沖頻率調(diào)制控制器，所述脈沖頻率調(diào)制控制器具有用于與光耦接器相連的管腳，耦接以控制開關(guān)頻率以便調(diào)制輸出電壓／電流。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)方面，提出了一種諧振轉(zhuǎn)換器，具有：初級(jí)側(cè)，用于從輸入電源接收DC電壓；以及次級(jí)側(cè)，用于提供DC輸出電壓，所述諧振轉(zhuǎn)換器包括：第一轉(zhuǎn)換器開關(guān)；第二轉(zhuǎn)換器開關(guān)，與第一轉(zhuǎn)換器開關(guān)串聯(lián)耦接，其中所述第一和第二轉(zhuǎn)換器開關(guān)設(shè)置在輸入電源兩端；開關(guān)變壓器，具有初級(jí)側(cè)繞組和次級(jí)側(cè)繞組，其中所述初級(jí)側(cè)繞組與第二轉(zhuǎn)換器開關(guān)并聯(lián)耦接，所述開關(guān)變壓器配置為將來自開關(guān)變壓器的初級(jí)側(cè)繞組的能量傳送至開關(guān)變壓器的次級(jí)側(cè)繞組；諧振回路，與開關(guān)變壓器的初級(jí)側(cè)繞組相關(guān)聯(lián)；信令變壓器，具有初級(jí)側(cè)繞組和次級(jí)側(cè)繞組，其中所述信令變壓器的次級(jí)側(cè)繞組與所述開關(guān)變壓器的次級(jí)側(cè)繞組相連，并且配置為將來自信令變壓器的次級(jí)側(cè)繞組的信號(hào)傳送至信令變壓器的初級(jí)側(cè)繞組；以及初級(jí)側(cè)控制器，配置為響應(yīng)于在信令變壓器的初級(jí)側(cè)繞組處接收的信號(hào)來控制第一和第二轉(zhuǎn)換器開關(guān)。設(shè)置信令變壓器以傳送諧振轉(zhuǎn)換器的隔離的信息可以提供比使用光耦接器和關(guān)聯(lián)部件不太復(fù)雜和／或廉價(jià)的解決方案。諧振轉(zhuǎn)換器與可比擬的光-隔離器反饋控制系統(tǒng)相比，不那么復(fù)雜、占用減小的PCB面積、并且得到更小的材料開銷。信令變壓器的初級(jí)和／或次級(jí)繞組可以具有比開關(guān)變壓器的初級(jí)和／或次級(jí)繞組實(shí)質(zhì)上更低的電感。信令變壓器的電感可以比開關(guān)變壓器的電感量值低3個(gè)量級(jí)(例如，1000倍)。因?yàn)椴槐匾笮帕钭儔浩鱾魉蛯?shí)質(zhì)上的功率，通過提供具有比開關(guān)變壓器實(shí)質(zhì)上更低電感(因此物理上更小)的信令變壓器可以獲得附加的尺寸和成本益處。信令變壓器可以與由開關(guān)變壓器產(chǎn)生的磁場(chǎng)實(shí)質(zhì)上隔離。信令變壓器與開關(guān)變壓器的隔離確保了利用開關(guān)變壓器的恒定振蕩電流不會(huì)與信令變壓器傳送的信號(hào)干擾。初級(jí)側(cè)控制器可以配置為控制第一和第二轉(zhuǎn)換器開關(guān)，以便在輸出電源處提供恒定的電流。這種結(jié)構(gòu)可能特別適合于特定的應(yīng)用，例如LED驅(qū)動(dòng)器電路。信令變壓器的次級(jí)側(cè)繞組可以與開關(guān)變壓器的次級(jí)側(cè)繞組串聯(lián)耦接。這可以使得對(duì)輸出電流加以表示的反饋信號(hào)能夠傳遞至初級(jí)側(cè)。信令變壓器的次級(jí)側(cè)繞組可以與感測(cè)電阻器并聯(lián)耦接。這可以使得對(duì)輸出電壓加以表示的反饋信號(hào)能夠傳遞至初級(jí)側(cè)。諧振轉(zhuǎn)換器可以包括平滑電容器。平滑電容器可以設(shè)置在諧振轉(zhuǎn)換器的輸出端子兩端。平滑電容器可以耦接至開關(guān)變壓器的次級(jí)側(cè)繞組。平滑電容器可以輔助提供更加均勻的輸出信號(hào)。開關(guān)變壓器可以具有第一次級(jí)側(cè)繞組和第二次級(jí)側(cè)繞組。信令變壓器可以具有第一次級(jí)側(cè)繞組和第二次級(jí)側(cè)繞組。開關(guān)變壓器的第一次級(jí)側(cè)繞組的第一端子可以耦接至開關(guān)變壓器的第二次級(jí)側(cè)繞組的第一端子。開關(guān)電壓器的第一次級(jí)側(cè)繞組的第一端子可以耦接接地。開關(guān)變壓器的第一次級(jí)側(cè)繞組的第二端子可以耦接至信令變壓器的第一次級(jí)側(cè)繞組的第一端子。開關(guān)變壓器的第二次級(jí)側(cè)繞組的第二端子可以耦接至信令變壓器的第二次級(jí)側(cè)繞組的第一端子。這種布置允許將功率傳送至諧振轉(zhuǎn)換器的輸出，而與開關(guān)變壓器中的電流方向無關(guān)。信令變壓器的第一次級(jí)側(cè)繞組的第二端子可以耦接至負(fù)載端子。信令變壓器的第二次級(jí)側(cè)繞組的第二端子可以耦接至負(fù)載端子。負(fù)載端子可以分別通過第一和第二整流器耦接至信令變壓器的第一和第二次級(jí)側(cè)繞組。第一整流器的極性可以與第二整流器的極性相同。第一整流器和第二整流器可以是同步整流器。同步整流可以提供比例如二極管整流更有功率效率的諧振轉(zhuǎn)換器。信令變壓器可以包括附加的次級(jí)側(cè)繞組。諧振轉(zhuǎn)換器可以包括次級(jí)側(cè)控制器，所述次級(jí)側(cè)控制器配置為響應(yīng)于接收控制信號(hào)或者響應(yīng)于諧振轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)中的電流，來控制通過附加次級(jí)側(cè)繞組的能量流動(dòng)。附加的次級(jí)側(cè)繞組可以用于在隔離的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間傳送信息。次級(jí)側(cè)控制器可以配置為響應(yīng)于接收控制信號(hào)或者響應(yīng)于諧振轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)中的電流，來將附加的次級(jí)側(cè)繞組短路。次級(jí)側(cè)控制器可以配置為接收命令作為用戶輸入。諧振回路可以包括電容器和電感器。根據(jù)本專利技術(shù)的另一個(gè)方面，提出了一種包括諧振轉(zhuǎn)換器的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器電路。附圖說明現(xiàn)在將作為示例并且參考附圖描述本專利技術(shù)的實(shí)施例，其中：圖1說明了傳統(tǒng)諧振轉(zhuǎn)換器的示意圖；圖2說明了具有經(jīng)由光耦接器接收信息的主控制器的諧振轉(zhuǎn)換器的示意圖；圖3說明了具有從信令變壓器接收信息的主控制器的另一種諧振轉(zhuǎn)換器的示意圖；圖4a說明了另一種諧振轉(zhuǎn)換器的一部分的示意圖，所述部分包括用于將信息從轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)提供給初級(jí)側(cè)的信令變壓器；圖4b說明了圖4a的信令變壓器的初級(jí)側(cè)的備選配置的示意圖；圖4c說明了適用于控制圖4a的諧振轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)控制器的示意圖；圖4d說明了適用于向圖4a的諧振轉(zhuǎn)換器提供DC輸入電源的下變壓器和初級(jí)側(cè)整流器的示意圖；以及圖5說明了與圖3和圖4的諧振轉(zhuǎn)換器的信令變壓器相關(guān)聯(lián)的附加部件。具體實(shí)施方式本公開通常涉及一種諧振轉(zhuǎn)換器，所述諧振轉(zhuǎn)換器包括：信令變壓器，所述信令變壓器用于在轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)繞組和初級(jí)側(cè)繞組之間傳送信息，同時(shí)保持這兩側(cè)之間的電源(mains)隔離。(除了開關(guān)或諧振變壓器之外)信令變壓器的使用消除了對(duì)于用于傳送信息的光耦接器的需要，并且因此允許簡(jiǎn)單、更可靠和／或更廉價(jià)諧振轉(zhuǎn)換器的構(gòu)造。例如，這里描述的諧振轉(zhuǎn)換器可以適用于可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用中。圖1說明了與參考FairchildAN-9729操作說明書類似的傳統(tǒng)半橋LC串聯(lián)諧振電路100。諧振轉(zhuǎn)換器100是DC-DC轉(zhuǎn)換器的示例，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器迅速地將觸發(fā)(togg本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種諧振轉(zhuǎn)換器(300)，具有用于從輸入電源(306)接收DC電壓的初級(jí)側(cè)(302)以及用于提供DC輸出電壓的次級(jí)側(cè)(304)，所述諧振轉(zhuǎn)換器(300)包括：第一轉(zhuǎn)換器開關(guān)(310)；第二轉(zhuǎn)換器開關(guān)(312)，與第一轉(zhuǎn)換器開關(guān)(310)串聯(lián)耦接，其中所述第一和第二轉(zhuǎn)換器開關(guān)(310，320)設(shè)置在輸入電源(306)兩端；開關(guān)變壓器(314)，具有初級(jí)側(cè)繞組(316)和次級(jí)側(cè)繞組(318)，其中所述初級(jí)側(cè)繞組(314)與第二轉(zhuǎn)換器開關(guān)(312)并聯(lián)耦接，所述開關(guān)變壓器(314)配置為將來自開關(guān)變壓器(314)的初級(jí)側(cè)繞組(316)的能量傳送至開關(guān)變壓器(314)的次級(jí)側(cè)繞組(318)；諧振回路(324)，與開關(guān)變壓器(314)的初級(jí)側(cè)繞組(316)相關(guān)聯(lián)；信令變壓器(334)，具有初級(jí)側(cè)繞組(336)和次級(jí)側(cè)繞組(338)，其中所述信令變壓器(334)的次級(jí)側(cè)繞組(338)與所述開關(guān)變壓器(314)的次級(jí)側(cè)繞組(318)相連，并且配置為將來自信令變壓器(334)的次級(jí)側(cè)繞組(338)的信號(hào)傳送至信令變壓器(334)的初級(jí)側(cè)繞組(336)；以及初級(jí)側(cè)控制器(330)，配置為響應(yīng)于在信令變壓器(334)的初級(jí)側(cè)繞組(336)處接收的信號(hào)來控制第一和第二轉(zhuǎn)換器開關(guān)(310，312)。...

【技術(shù)特征摘要】
2013.02.20 EP 13156043.51.一種諧振轉(zhuǎn)換器(300)，具有用于從輸入電源(306)接收DC電壓的初級(jí)側(cè)(302)以及用于提供DC輸出電壓的次級(jí)側(cè)(304)，所述諧振轉(zhuǎn)換器(300)包括：第一轉(zhuǎn)換器開關(guān)(310)；第二轉(zhuǎn)換器開關(guān)(312)，與第一轉(zhuǎn)換器開關(guān)(310)串聯(lián)耦接，其中所述第一和第二轉(zhuǎn)換器開關(guān)(310，320)設(shè)置在輸入電源(306)兩端；開關(guān)變壓器(314)，具有初級(jí)側(cè)繞組(316)和次級(jí)側(cè)繞組(318)，其中所述初級(jí)側(cè)繞組(314)與第二轉(zhuǎn)換器開關(guān)(312)并聯(lián)耦接，所述開關(guān)變壓器(314)配置為將來自開關(guān)變壓器(314)的初級(jí)側(cè)繞組(316)的能量傳送至開關(guān)變壓器(314)的次級(jí)側(cè)繞組(318)；諧振回路(324)，與開關(guān)變壓器(314)的初級(jí)側(cè)繞組(316)相關(guān)聯(lián)；信令變壓器(334)，具有初級(jí)側(cè)繞組(336)和次級(jí)側(cè)繞組(338)，其中所述信令變壓器(334)的次級(jí)側(cè)繞組(338)與所述開關(guān)變壓器(314)的次級(jí)側(cè)繞組(318)相連，并且配置為將來自信令變壓器(334)的次級(jí)側(cè)繞組(338)的信號(hào)傳送至信令變壓器(334)的初級(jí)側(cè)繞組(336)；以及初級(jí)側(cè)控制器(330)，配置為響應(yīng)于在信令變壓器(334)的初級(jí)側(cè)繞組(336)處接收的信號(hào)來控制第一和第二轉(zhuǎn)換器開關(guān)(310，312)；其中開關(guān)變壓器(414)具有第一次級(jí)側(cè)繞組(418a)和第二次級(jí)側(cè)繞組(418b)，并且信令變壓器(434)具有第一次級(jí)側(cè)繞組(438a)和第二次級(jí)側(cè)繞組(438b)，其中開關(guān)變壓器(414)的第一次級(jí)側(cè)繞組(418a)的第一端子耦接至開關(guān)變壓器(414)的第二次級(jí)側(cè)繞組(418b)的第一端子并且耦接至接地，開關(guān)變壓器(414)的第一次級(jí)側(cè)繞組(418a)的第二端子耦接至信令變壓器(434)的第一次級(jí)側(cè)繞組(438a)的第一端子，開關(guān)變壓器(414)的第二次級(jí)側(cè)繞組(418b)的第二端子耦接至信令變壓器(434)的第二次級(jí)側(cè)繞組(438a)的第一端子。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振轉(zhuǎn)換器(300)，其中信令變壓器(334)的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)繞組(336，338)具有比開關(guān)變壓器(314)的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)繞組(316,318)實(shí)質(zhì)上更低的電感。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振轉(zhuǎn)換器...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：科內(nèi)利斯·羅杰克斯，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：NXP股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：荷蘭;NL