具有减小的漏电感的功率转换器变压器的制作方法

本申请要求于2015年10月23日提交的美国临时申请No.62/245,755的权益，该申请的内容通过引用纳入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及变压器，更具体地涉及在功率转换器中使用的变压器。

背景技术：

电子设备使用电力进行操作。用于电子设备的电源通常使用开关模式功率转换器来实现高效率、小尺寸和轻重量。反激式转换器是一种使用变压器和半导体开关来产生电子设备通常所需的电压和电流的开关模式功率转换器。反激式转换器通常在变压器的绕组两端使用箝位电路，以保护开关免受可能由与变压器相关联的漏电感产生的过电压。

在满足针对高效率和其他规定要求的标准的情况下，箝位电路中部件的减少或消除可以降低开关模式电源的成本。

技术实现要素：

本发明通过提供一种变压器和包括该变压器的反激式功率转换器来解决上述问题至少之一。

一方面，本发明提供一种在功率转换器中使用的变压器，包括：

第一绕组，所述第一绕组包括围绕磁芯缠绕的多个层；第一排斥绕组，所述第一排斥绕组形成第一排斥绕组层，其中，所述第一绕组的所述多个层中的第一部分比所述第一排斥绕组层更靠近所述磁芯的中心缠绕；以及

第二排斥绕组，所述第二排斥绕组围绕所述磁芯缠绕，形成第二排斥绕组层，其中，所述第一排斥绕组和所述第二排斥绕组具有围绕所述磁芯的相同数量的匝，其中，所述第一绕组的所述多个层中的第二部分围绕所述磁芯缠绕在所述第一排斥绕组层与所述第二排斥绕组层之间。

另一方面，本发明提供一种反激式功率转换器，包括：

耦合在所述功率转换器的输入与所述功率转换器的输出之间的变压器，所述变压器包括：

初级绕组，所述初级绕组包括围绕磁芯缠绕的多个层；

第一排斥绕组，所述第一排斥绕组围绕所述磁芯缠绕、形成第一排斥绕组层，其中，所述初级绕组的所述多个层中的第一部分比所述第一排斥绕组层更靠近所述磁芯的中心缠绕；和

第二排斥绕组，所述第二排斥绕组围绕所述磁芯缠绕、形成第二排斥绕组层，其中，所述第一排斥绕组和所述第二排斥绕组具有围绕所述磁芯的相同数量的匝，其中，所述初级绕组的所述多个层中的第二部分围绕所述磁芯缠绕在所述第一排斥绕组层与所述第二排斥绕组层之间，其中，所述第一排斥绕组和所述第二排斥绕组减小漏电感，其中，所述第一排斥绕组和所述第二排斥绕组并联地耦合以提供第一次级绕组和第二次级绕组，所述第一次级绕组和第二次级绕组被耦合以向耦合至所述功率转换器的所述输出的负载提供功率；

功率开关，所述功率开关耦合至所述初级绕组和所述功率转换器的输入；以及

控制器，所述控制器被耦合成：响应于表示所述功率转换器的所述输出的反馈信号生成用以控制所述功率开关的切换的驱动信号，以调节从所述功率转换器的输入到所述功率转换器的所述输出的能量传递。

附图说明

参照以下附图描述本发明的非限制性和非穷举性实施方案，其中除非另有说明，否则相同的附图标记在各个视图中指代相同的部分。

图1是示出具有根据本发明的教导的包括一对排斥绕组(exclusionary windings)的变压器的电源的示意图。

图2A是根据本发明的教导的变压器的示出一对排斥绕组的示意图。

图2B是根据本发明的教导的、表示在图2A的示意图中的变压器的截面图，该截面图示出了一对排斥绕组。

图3A是示出根据本发明的教导的、也作为两个次级绕组的一对排斥绕组的示意图。

图3B是根据本发明的教导的、表示在图3A的示意图中的变压器的截面图。

图4A是根据本发明的教导的变压器的示意图，该示意图示出初级绕组、偏置绕组以及也作为次级绕组的一对排斥绕组。

图4B是根据本发明的教导的、表示在图4A的示意图中的变压器的截面图。

图5A是根据本发明的教导的变压器的截面图，该截面图示出具有z型缠绕层的初级绕组、偏置绕组以及示为两个次级绕组的一对排斥绕组。

图5B是根据本发明的教导的变压器的截面图，该截面图示出具有c型缠绕层的初级绕组、偏置绕组以及示为两个次级绕组的一对排斥绕组。

图6A是根据本发明的教导的变压器的截面图，该截面图示出初级绕组、第一次级绕组、偏置绕组和第二次级绕组。

图6B是根据本发明的教导的变压器的截面图，该截面图示出第一次级绕组、初级绕组、偏置绕组和第二次级绕组。

图6C是根据本发明的教导的变压器的截面图，该截面图示出初级绕组、第一次级绕组、偏置绕组和第二次级绕组。

图6D是根据本发明的教导的变压器的截面图，该截面图示出第一次级绕组、初级绕组、第一偏置绕组、第二偏置绕组和第二次级绕组。

图7是示出根据本发明的教导的具有被示为两个次级绕组的一对排斥绕组的电源的示意图。

在附图的全部若干视图中，相应的附图标记指示相应的部件。本领域技术人员将理解的是，附图中的元件是为了简化和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。例如，附图中的一些元件的尺寸可能会相对于其他元件被放大以帮助提高对本发明的各实施方案的理解。而且，在商业上可行的实施方案中有用或必需的那些常见但公知的元件通常未被描绘，以便较少地妨碍对本发明的这些实施方案的观察。

具体实施方式

本文描述了可以包括在功率转换器中的具有一对排斥绕组的变压器的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将明了不必需采用这些具体细节来实施本发明。在其他情况下，没有详细描述公知的材料或方法以避免模糊本发明。

贯穿本说明书提及的“一个实施方案”、“实施方案”、“一个实施例”或“实施例”意味着结合该实施方案或实施例描述的具体特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的措辞“在一个实施方案中”、“在实施方案中”、“一个实施例”或“实施例”不一定都指代相同的实施方案或实施例。此外，具体的特征、结构或特性可以在一个或多个实施方案或实施例中以任何合适的组合和/或子组合相结合。具体的特征、结构或特性可以包括在提供所描述的功能的集成电路、电子电路、组合逻辑电路或其他合适的部件中。另外，要理解的是，本文提供的附图是为了向本领域普通技术人员进行说明的目的，并且附图不一定按比例绘制。

根据本发明的教导的示例变压器减小了漏电感，使得可以减少或消除电源中的箝位电路。具有减小的漏电感的变压器可以通过消除箝位电路或通过降低其复杂性来提高效率并降低电源的成本。变压器为具有至少两对端子的无源电气元件，所述无源电气元件依赖于磁场的特性来确定端子处的电流和电压之间的关系。变压器的每个绕组具有对应于一对端子的两个端部。绕组可以传导电流并在绕组的端部之间产生电压。

存储能量并且还在绕组之间传递能量的变压器有时被称为耦合电感器。在本公开文本中，术语变压器包括耦合电感器。所存储的能量包含在与每个绕组相关联的电感中。理想变压器可以将由一个绕组接收到的所有能量传递至所有其他的绕组。换言之，理想变压器的每个绕组完全耦合至所有其他绕组。实际变压器的缺陷引起绕组之间的不完全耦合，这会阻止将一个绕组接收到的所有能量传递至另一绕组。未被传递的能量包含在可能与一个或多个绕组相关联的漏电感内。尽管漏电感中的能量在一些应用中可能是有益的，但在其它应用中，其产生不期望的复杂性，例如过度的电压偏移或不期望的能量损失。

为了减小漏电感，变压器可以被构造为使绕组的一部分夹在一对具有相等数量的匝的排斥绕组之间。排斥绕组的端部可以端接，使得离开一个排斥绕组的正端的电流进入另一排斥绕组的正端。排斥绕组中的电流可以对抗排斥绕组之间的磁通量的变化，从而减小与未耦合至其他绕组的能量相关联的漏电感。在一个这样的实施例中，具有在排斥绕组之间的一部分的绕组可以是反激式转换器中的变压器的初级绕组。在其他实施例中，一对排斥绕组可以不在其间夹入其他绕组的部分。

为了说明，图1示出了一个示例性电源100。电源100包括能量传递元件T1 106，该能量传递元件具有初级绕组N_P 104、次级绕组N_S1 108和一对排斥绕组170。初级绕组N_P 104可以被称为输入绕组，并且次级绕组N_S1 108可以被称为输出绕组。在另一实施例中，多个输出绕组可以提供单个输出。

初级绕组N_P 104、次级绕组N_S1 108、第一排斥绕组E₁ 140和第二排斥绕组E₂ 138包括在绕组的一端处的常规点极性标记。点极性示出绕组的端部之间的电压的极性。所有具有点的端部相对于不具有点的端部具有相同的极性。具有点的端部可以为正或负，这取决于功率开关是接通还是关断。换言之，当一个绕组的带点端相对于其无点端为正时，所有其他绕组的带点端将相对于其无点端为正，并且当一个绕组的带点端相对于其无点端为负时，所有其他绕组的带点端将相对于其无点端为负。

电源100还包括整流器、输出电容器C1 112、感测电路124和控制器128，该整流器为二极管D1 110。输入电压V_IN 102耦合至能量传递元件T1 106，该能量传递元件在初级绕组N_P 104两端产生初级电压V_P113。电源100使用能量传递元件T1106将能量从初级绕组N_P104传递至次级绕组N_S1108。初级绕组N_P104的带点端还耦合至功率开关S1 134，该功率开关然后进一步耦合至输入返回111。

能量传递元件T1 106的次级绕组N_S1 108的带点端耦合至整流二极管D1 110的阳极。输出电流I_O 116被递送至负载120。整流二极管D1 110的阴极耦合至输出电容器C1 112的正端子和负载120的正端子。输出电容器C1 112的负端子、次级绕组N_S1 108的无点端以及负载120的负端子通过作为输出返回122的公共节点被耦合。

在该实施例中，输入电压V_IN 102相对于输入返回111为正，并且输出电压V_O 114相对于输出返回122为正。图1的实施例示出了输入返回111与输出返回122之间的电流隔离。换言之，施加在输入返回111与输出返回122之间的直流电压将产生基本为零的电流。因此，电耦合至初级绕组N_P 104的电路与电耦合至次级绕组N_S1 108的电路电流隔离。

感测电路124被耦合以感测输出量U_O 118并且提供反馈信号U_FB 125，该反馈信号U_FB 125表示输出量U_O 118。反馈信号U_FB 125可以是电压信号或电流信号。在一个实施例中，感测电路124可以感测来自包括在能量传递元件T1 106中的附加绕组的输出量U_O 118。在另一实施例中，在控制器128与感测电路124之间可以存在电流隔离(未示出)。在又一实施例中，在控制器128内可以存在电流隔离(未示出)。电流隔离可以通过使用诸如光耦合器、电容器或磁耦合部等器件来实现。在又一实施例中，感测电路124可以利用分压器来感测来自电源100的输出的输出量U_O 118。控制器128耦合至感测电路124，并从感测电路124接收反馈信号U_FB 125。控制器128还包括用于接收电流感测信号130的端子和用于提供驱动信号132以切换功率开关S1 134的端子。

另外，驱动信号132可以用于控制各种开关参数。这样的参数的示例可以包括功率开关S1 134的开关频率、占空比和开关速度。

功率开关S1 134响应于从控制器128接收的驱动信号132而断开和闭合。通常理解的是，闭合的开关可以传导电流并且被认为是接通的，而断开的开关不能传导电流并且被认为是关断的。在图1的实施例中，功率开关S1 134响应于控制器128控制漏极电流I_D 136以满足电源100的指定性能。在一些实施方案中，功率开关S1 134可以是晶体管。

一对排斥绕组170包括具有相等数量的匝的第一排斥绕组E₁ 140和第二排斥绕组E₂ 138。该对排斥绕组用于减小能量传递元件T1 106的漏电感(图1中未示出)。

第一排斥绕组E₁ 140产生第一排斥电压V_E1 172，并在端子162处传导第一排斥电流I_E1166。第二排斥绕组E₂ 138产生第二排斥电压V_E2174，并在端子164处传导第二排斥电流I_E2 168。尽管两个排斥绕组E₁ 140和E₂ 138具有相同数量的匝，但是排斥电压V_E1和V_E2通常会不同，这是因为由于稍后将在本公开文本中示出的变压器的构造，排斥绕组并不包围相同量的磁通量。两个电压只有在均为零时才相同。由排斥绕组E₁ 140包围的磁通与由排斥绕组E₂ 138包围的磁通之间的差为漏磁通。要理解的是，漏磁通可以驻留在变压器内部和外部的其他位置，并且并非与变压器相关联的所有漏磁通均必需限制于排斥绕组之间的区域。

由于在图1的实施例中排斥绕组传导相同的电流，所以第一排斥电流I_E1 166与第二排斥电流I_E2 168具有相同的幅度和相反的符号。换言之，排斥电压V_E1 172和V_E2 174的差产生在排斥绕组中流通的电流。在运行中，电流在排斥绕组中流通，使得其减小了排斥绕组之间的漏磁通，从而有效地减小了变压器中的漏电感。漏极电流I_D 136、排斥电流I_E1 166和排斥电流I_E2 168通常会是脉动电流，而输出电流I_O 116通常基本上为非脉动电流。

在图1的实施例中，电阻器R1 142耦合在第一排斥绕组与第二排斥绕组之间，以限制通过这两个绕组的电流。在一些情况下，电阻器R1 142可以具有零值。当电阻器R1 142的值为零时，电流受排斥绕组的固有电阻(图1中未示出)限制。通常期望使限制电流的电阻尽可能小，以实现漏电感的最大程度减小，但是在一些实施例中，可以选择电阻器R1 142以将漏电感调节至期望值。不必使排斥绕组的端子在变压器外部可接触。

图2A是可以在可受益于漏电感减小的任何电源中使用的具有排斥绕组的变压器的示意图。一些实施例包括正向转换器和使用抽头电感器的转换器的变型。

包括在图2A中的能量传递元件T1 206具有初级绕组N_P 204、次级绕组N_S1 208和一对排斥绕组270。

该对排斥绕组270包括第一排斥绕组E₁ 240和第二排斥绕组E₂ 238。电阻器R1 242分别通过端子264和262耦合至第一排斥绕组E₁ 240和第二排斥绕组E₂ 238。

图2B示出了表示在图2A的示意图中的变压器的绕组的截面图。该截面图示出了将围绕具有相对高导磁率的材料芯形成线圈的线匝的布置，其中图示的底部将最靠近芯。排斥绕组用带阴影的圆圈标记。图2B包括绕线架249、一层次级绕组208、一层第一排斥绕组240、一层初级绕组204和一层第二排斥绕组238。要理解的是，不必需使用绕线架将电导体缠绕在磁性材料芯周围，并且在一些应用中，诸如像使用环形磁芯的那些应用中，线通常缠绕在磁芯上而无需绕线架。绝缘带层232将每个绕组层分隔开。第一排斥绕组240和第二排斥绕组238以C构型缠绕(c型缠绕)。在图2B的实施例中，整个初级绕组204夹在第一排斥绕组240与第二排斥绕组238之间。第一排斥绕组和第二排斥绕组分别通过端子264和262耦合至第一电阻器R1 242。

图3A是包括一对排斥绕组的、提供多种功能的变压器的示意图。该对排斥绕组减小了排斥绕组之间的漏磁通，并向图中未示出的负载提供功率。该对排斥绕组370包括第一次级绕组N_S1 308和第二次级绕组N_S2 309。电阻器R1 342的一端耦合至第一次级绕组N_S1308的带点端处的端子345，并且电阻器R1 342的另一端耦合至第二次级绕组N_S2309的带点端处的端子343。在一些实施例中，电阻器R1342可以具有零值。此外，在第二次级绕组N_S2309的无点端处的端子344通过公共节点耦合至在第一次级绕组N_S1308的无点端处的端子351。换言之，图3A的实施例示出的排斥绕组也是可以向单个输出提供功率的次级绕组。

图3B示出了表示在图3A的示意图中的变压器的绕组的截面图。该截面图示出了将围绕具有相对高导磁率的材料芯形成线圈的导线的布置，其中图示的底部将最靠近芯。排斥绕组被标记为带阴影的圆圈。图3B包括绕线架349、一层次级绕组308、一层初级绕组304和一层次级绕组309。绝缘带层332将每个绕组层分隔开。在图3B的实施例中，整个初级绕组304夹在第一次级绕组层308与第二次级绕组层309之间。第一次级绕组和第二次级绕组分别通过端子345和343耦合至第一电阻器R1 342。

图4A是可以在可受益于漏电感减小的任何电源中使用的包括偏置绕组和排斥绕组的变压器的示意图。

图4A中包括了能量传递元件T1 406、初级绕组N_P 404、一对排斥绕组470和偏置绕组N_B1 450。偏置绕组N_B1 450包括端子421和423。

该对排斥绕组可以减小排斥绕组之间的漏磁通，并且向图中未示出的负载提供功率。该对排斥绕组470包括第一次级绕组N_S1 408和第二次级绕组N_S2 409。第二次级绕组N_S2409的端子444通过公共节点耦合至第一次级绕组N_S1 408的端子451。第二次级绕组N_S2 409的端子443通过公共节点耦合至第一次级绕组N_S1 408的端子445。

初级绕组N_P 404包括第一端子403和第二端子407。初级绕组可以包括多个层(N_P1+N_P2+...+N_PL)，其中N_P1是L层中的初始层并且N_PL是L层中的最后一层。在一个实施例中，初级绕组的最后一层缠绕在两个排斥绕组之间。在该实施例中，两个排斥绕组为第一次级绕组N_S1 408和第二次级绕组N_S2 409。

图4B示出了表示在图4A的示意图中的变压器的绕组的截面图。该截面图示出了将围绕具有相对高导磁率的材料芯形成线圈的导线的布置，其中图示的底部将最靠近芯。图4B中的实心圆圈表示绕组的带点端。单个实心圆圈表示绕组的起点。两个相邻实心圆圈表示并排的两股导线(双线绕组)。双线绕组通常是自始至终缠绕在一起的一对未绞合的绝缘导线。多线绕组技术可以减小尺寸并且改善在相对高的电流下操作的变压器的性能。

图4B包括绕线架449、初级绕组的初始层N_P1 413、初级绕组的第二层N_P2 424、初级绕组的倒数第二层N_P(L-1)426、一层偏置绕组450、两层第一次级绕组408、初级绕组的最后一层N_PL 412和两层第二次级绕组409。初级绕组N_P 404的初始层N_P1 413和初级绕组N_P 404的下一层N_P2 424以Z构型缠绕(z型缠绕)。在其他实施例中，初级绕组N_P 404的初始层N_P1 413和下一层N_P2 424可以以C构型缠绕(c型缠绕)。z型缠绕构型可以在需要较低变压器电容的应用中使用，而c型缠绕可以在用于较简单的变压器结构的应用中使用。

在其他实施例中，任何绕组的层均可以相对于同一绕组的相邻层为c型缠绕或z型缠绕，即使当可能存在不同绕组的一个或多个中间层时也如此。倒数第二个初级绕组层N_P(L-1)426通过端子405耦合至初级绕组的最后一层N_PL 412。在图4B的实施例中，绝缘带层432将不同绕组的层分隔开。第一次级绕组408和第二次级绕组409通过端子443、444、445和451耦合。要理解的是，绕组的导体可以不必具有圆形截面，并且绕组层可以不必占据绕线架449的整个宽度。在一些实施例中，绕组层可以具有仅单匝。在一些实施例中，具有矩形截面的导体的单匝可以以在本领域中被称为箔绕组(有时称为带绕组)的构型形成占据绕线架449的整个宽度的绕组层。

图5A示出了与图4B类似的变压器的绕组的截面图，其中初级绕组总计有三层(L＝3)。该截面图示出了将围绕具有相对高导磁率的材料芯形成线圈的线匝的布置，其中图示的底部将最靠近芯。图5A包括绕线架549、初级绕组的初始层N_P1 513、初级绕组的第二层N_P(L-1)526、偏置绕组层550、两层第一次级绕组508、初级绕组的最后一层N_P 512和两层第二次级绕组509。在该实施例中，初级绕组的最后一层N_P 512夹在第一次级绕组508与第二次级绕组509之间。绝缘带层532将不同绕组的层分隔开。第一次级绕组和第二次级绕组通过端子543、544、545和551耦合。初级绕组的初始层N_P1 513和初级绕组的下一层N_P(L-1)526为z型缠绕，而初级绕组的最后一层512相对于前一初级层526为c型缠绕。

图5B示出与图5A类似的变压器绕组的截面图，除了初级绕组的第一层和初级绕组的倒数第二层为c型缠绕。此外，初级绕组的倒数第二层和初级绕组的最后一层为z型缠绕。该截面图示出了将围绕具有相对高导磁率的材料芯形成线圈的线匝的布置，其中图示的底部将最靠近芯。图5B包括绕线架549、初级绕组的初始层N_P1 513、初级绕组的倒数第二层N_P(L-1)526、偏置绕组层550、两层第一次级绕组508、初级绕组的最后一层512以及两层第二次级绕组509。在该实施例中，初级绕组的最后一层512夹在第一次级绕组508与第二次级绕组509之间。绝缘带层532将不同绕组的层分隔开。第一次级绕组508和第二次级绕组509通过端子543、544、545和551耦合。

图6A至图6D是示例变压器的截面图，其示出了针对也是次级(输出)绕组的排斥绕组的放置的不同组合。通常，这些变型通过影响排斥绕组之间的磁场来提供与先前描述的实施例相同的效果。该截面图示出了将围绕具有相对高导磁率的材料芯形成线圈的线匝的布置，其中图示的底部将最靠近芯。

图6A包括绕线架649、初级绕组的初始层N_P1 613、第一双层次级绕组N_S1 608、初级绕组的倒数第二层N_P2 624、单层偏置绕组N_B1 650、初级绕组的最后一层N_PL 612以及第二双层次级绕组N_S2 609。绝缘带层632将不同绕组的层分隔开。第一双层次级绕组和第二双层次级绕组通过端子643、644、645和651耦合。

图6B包括绕线架649、第一双层次级绕组N_S1 608、初级绕组的初始层N_P1 613、初级绕组的第二层N_P2 624、单层偏置绕组N_B1 650、初级绕组的最后一层N_PL 612以及第二双层次级绕组N_S2 609。绝缘带层632将不同绕组的层分隔开。第一次级绕组和第二次级绕组通过端子643、644、645和651耦合。

图6C包括绕线架649、初级绕组的初始层N_P1 613、初级绕组的倒数第二层N_P(L-1)626、第一双层次级绕组N_S1 608、单层偏置绕组N_B1 650、初级绕组的最后一层N_PL 612和第二双层次级绕组N_S2 609。绝缘带层632将不同绕组的层分隔开。两个次级绕组通过端子643、644、645和651耦合。

图6D包括绕线架649、第一双层次级绕组N_S1 608、初级绕组的初始层N_P1 613、初级绕组的倒数第二层N_P(L-1)626、单层偏置绕组N_B1 650、初级绕组的最后一层N_PL 612、第二单层偏置绕组N_B2 648和第二双层次级绕组N_S2609。绝缘带层632将不同绕组的层分隔开。第一双层次级绕组和第二双层次级绕组通过端子643、644、645和651耦合。第一偏置绕组N_B1 650和第二偏置绕组N_B2 648通过端子621、623、628和629耦合。

图7是示出根据本发明的教导的具有被示为两个次级绕组的一对排斥绕组的功率转换器的示意图。

为了说明，图7示出了示例电源700。电源700包括能量传递元件T1 706，该能量传递元件具有初级绕组N_P 704、次级绕组N_S1 708、第二次级绕组N_S2 709、偏置绕组N_B1 750和一对排斥绕组770。初级绕组N_P 704可以被称为输入绕组，次级绕组可以被称为输出绕组。在该实施例中，多个次级绕组可以提供单个输出。

所有绕组包括用以表示绕组的端部处的电压的极性的点标记。所有带点端相对于无点端具有相同的极性。在图7中，当节点707相对于节点703为负时，节点711相对于节点715为负，并且节点721相对于节点723为负。类似地，当节点707相对于节点703为正时，节点711相对于节点715为正，并且节点721相对于节点723为正。

电源700还包括整流二极管D1 710、输出电容器C1 712和控制器728。输入电压V_IN702耦合至能量传递元件T1 706。电源700使用能量传递元件T1 706将能量从初级绕组N_P704传递至第一次级绕组N_S1 708和第二次级绕组N_S2 709。初级绕组N_P 704进一步耦合至功率开关S1 734，该功率开关然后进一步耦合至输入返回711。

能量传递元件T1 706的第一次级绕组N_S1 708和第二次级绕组N_S2 709耦合至整流二极管D1 710。在图7的实施例中，次级绕组N_S1 708和N_S2 709耦合至所述二极管的阳极。输出电容器C1 712和负载720的正端子通过公共节点耦合。输出电容器C1 712和负载720的负端子耦合至输出返回722。次级绕组N_S2 709和N_S1 708的带点端通过一个公共节点耦合，并且次级绕组N_S2 709和N_S1 708的无点端通过一个不同的公共节点耦合，该不同的公共节点在图7的实施例中为输出返回722。

在该实施例中，输入电压V_IN 702相对于输入返回711为正，并且输出电压V_O 714相对于输出返回722为正。图7的实施例示出了输入返回711与输出返回722之间的电流隔离。换言之，施加在输入返回711与输出返回722之间的直流电压将产生基本为零的电流。因此，电耦合至初级绕组N_P 704的电路与电耦合至第一次级绕组N_S1 708和第二次级绕组N_S2 709的电路电流隔离。

偏置绕组N_B1 750耦合至电阻器R2 752和电阻器R3754以及偏置返回767。在所示出的实施例中，电阻器R3754上的反馈电压V_FB 756用作反馈信号U_FB 725，并且由控制器728接收。控制器728还包括用于接收电流感测信号730的端子和用于向功率开关S1 734提供驱动信号732的端子。

另外，驱动信号732可以用于控制各种开关参数。这样的参数的示例可以包括功率开关S1 734的开关频率、占空比和开关速度。

功率开关S1 734响应于从控制器728接收的驱动信号732而断开和闭合。通常理解的是，闭合的开关可以传导电流并且被认为是接通的，而断开的开关不能传导电流并且被认为是关断的。在图7的实施例中，功率开关S1 734响应于控制器728控制漏极电流I_D 736以满足电源700的指定性能。在一些实施方案中，功率开关S1 734可以是晶体管。

在操作中，当耦合至第一次级绕组和第二次级绕组的输出整流二极管D1 710导通时，偏置绕组N_B1 750响应于输出电压V_O 714产生反馈电压V_FB 756。反馈电压和反馈信号表示在开关S1 734的关断时间的至少一部分期间的输出电压V_O 714。在开关S1 734的接通时间期间，偏置绕组响应于输入电压V_IN 704产生电压V_FB 756。电阻器R2 752和R3 754用于按比例减小偏置绕组N_B1 750的电压。

一对排斥绕组770包括具有相同数量的匝的第一次级绕组N_S1 708和第二次级绕组N_S2 709。该对排斥绕组作用于减小能量传递元件T1 706的漏电感(图7中未示出)并且向负载720提供功率。

第一次级绕组N_S1 708在端子711和715处传导第一次级电流I_S1 768。第二次级绕组N_S2 709在端子717和719处传导第二次级电流I_S2 760。待由整流二极管D1 710接收的次级电流之和表示为：

I_S＝I_S1+I_S2 (1)

用于减小第一次级绕组N_S1与第二次级绕组N_S2之间的漏电感的排斥电流可以由以下等式表示：

I_EX＝I_S1-I_S2 (2)

由此产生用于第一次级电流和第二次级电流的两个线性方程的解：

在操作中，第一次级电流I_S1 768与第二次级电流I_S2 769之间的电流差在第一次级绕组和第二次级绕组中流通，使得其减小了次级绕组之间的漏磁通，从而有效地减小了变压器中的漏电感，而第一次级电流I_S1 768和第二次级电流I_S2 769之和向负载递送功率。电流I_D 736、I_S1 768、I_S2 769、I_EX 776和I_S 775通常将是脉动的，而负载电流I_O 720将基本上是非脉动的。要理解的是，当次级绕组的固有电阻相等且可忽略时，上述表达式通常是有效的。

对本发明的所示实施例的上述描述，包括摘要中所描述的内容，并非意在穷举或限制所公开的确切形式。虽然为了说明的目的在此描述了本发明的具体实施方案和实施例，但是在不脱离本发明的更广泛的精神和范围的情况下，各种等同的修改都是可能的。实际上，要理解的是，具体的示例性电压、电流、频率、功率范围值、时间等是用于解释的目的而提供的，并且根据本发明的教导，其他实施方案和实施例中还可以采用其他值。

根据以上详细描述，可以对本发明的实施例进行这些修改。在所附权利要求中使用的术语不应被解释为将本发明限于在说明书和权利要求书中公开的具体实施方案。相反，范围将完全由所附权利要求来确定，这些权利要求要根据所确立的权利要求解读原则进行解释。因此，本说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的。