隔离型功率变换器的电流采样方法及采样装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及功率变换器的电流采样技术，尤其涉及一种隔离型功率变换器电流采样方法及采样装置。
【背景技术】
[0002]在功率变换器中，常常需要对输出电流进行监控，以实时得到功率变换器的当前工作状态。在功率变换器中，较为常见的采样方式为采样电路接于功率变换器的输出端进行功率变换器输出端的电压或电流采样。功率变换器输出端的采样大致会用于功率变换器的均流控制、过流保护及向电源系统汇报负载电流或功率情况。在功率变换器中有一类采用了隔离变压器，可将这类功率变换器称为隔离型功率变换器。对于这类隔离型功率变换器的输出端采样通常采样隔离变压器副边的电参量。
[0003]以隔离变压器副边电流采样为例，目前常见的采样方法是在输出端串联电阻。如图1所示，电流il经过变压器Tl的原边后被分为两个部分，一部分是经过励磁电感Lm的电流im，一部分是进行传输的电流i0 ;经过副边Ql和Q2的同步整流后，进一步得到电流i2传输到输出端；电阻Ro串联在输出端，用来进行电流采样。电阻采样具有简单、准确、可靠的优点，但会产生一定的损耗，特别是在诸如服务器电源等输出电流较大的场合，电阻损耗尤其较大。并且，随着输出负载的增大，电阻采样所产生的损耗也不断增大。在一些对效率要求较高的应用场合，上述电阻采样的损耗不能忽略，因此，针对这些场合，有必要对电流采样加以进一步改善，以提高功率变换器的工作效率。
【发明内容】
[0004]本申请的实施例旨在提供一种隔离型功率变换器的电流采样方法和采样装置及其应用的隔离型功率变换器，以解决现有技术中电阻采样存在的以上问题。
[0005]为实现上述目的，本申请的实施例提供了一种隔离型功率变换器的电流采样装置。其中，所述隔离型功率变换器包括方波发生器、原边滤波电路和隔离变压器，所述原边滤波电路耦接于隔离变压器原边与方波发生器之间。该电流采样装置包括第一采样电路及分流电路。所述第一采样电路耦接于所述隔离变压器原边，且采样所述隔离变压器原边的总电流并输出第一采样电流。所述分流电路接收所述第一采样电流，并包括第一分流支路和第二分流支路。所述第一采样电流经所述第一分流支路和第二分流支路分别被转换为励磁采样电流和待采样电流。所述励磁采样电流与流经所述隔离变压器原边励磁电感的励磁电流成比例，所述待采样电流与所述隔离变压器原边传输到副边的传输电流成比例。
[0006]本申请的实施例还提供一种隔离型功率变换器，其包括上述的电流采样装置。
[0007]本申请的实施例还提供一种隔离型功率变换器的电流采样方法，包括:提供一隔离型功率变换器，该隔离型功率变换器包括至少一隔离变压器；采样该隔离变压器原边的总电流获得该隔离变压器原边一采样总电流；将该采样总电流分流成与隔离变压器原边励磁电流成比例的一励磁采样电流和与该隔离变压器副边电流成比例的一采样电流；以及利用该采样电流与该隔离变压器副边电流成比例获得该隔离变压器副边电流的采样。
[0008]由上述技术方案可知，本申请实施例提供的电流采样方法和采样装置及其应用的隔离型功率变换器，通过设置采样系数来对功率变换器的变压器原边传输电流或者副边负载电流进行采样，能够实现较小的采样损耗。
【附图说明】
[0009]图1为现有技术的电阻采样输出电流电路示意图；
[0010]图2为本申请隔离型功率变换器的电流采样装置的实施例一框图；
[0011]图3为本申请隔离型功率变换器的电流采样装置的实施例二框图；
[0012]图4至图5分别为本申请电流采样装置实施例中的方波发生器示意图；
[0013]图6至图8分别为本申请电流采样装置实施例中的整流电路示意图；
[0014]图9至图10分别为本申请电流采样装置实施例中的第一采样电流示意图；
[0015]图11为本申请电流采样装置实施例中的分流电路示意图；
[0016]图12至图14分别为图11所示分流电路中的补偿电压产生电路示意图；
[0017]图15至图17分别为本申请隔离型功率变换器的电流采样装置电路实施例一至三的不意图；
[0018]图18和图19分别为图11所示分流电路中的补偿电感取值与采样精度之间的关系曲线图；及
[0019]图20为本申请隔离型功率变换器的电流采样方法的实施例流程图。
【具体实施方式】
[0020]下面将详细描述本申请的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本申请。图2为本申请隔离型功率变换器的电流采样装置的实施例一框图，如图所示，本实施例的电流采样装置所应用的隔离型功率变换器包括方波发生器21、原边滤波电路22和隔离变压器Tl。其中，被本领域技术人员所熟知的，变压器Tl的原边通常包括励磁电感Lm以及与其并联的原边漏感Li。
[0021]如图2所示，本实施例的电流采样装置设置于变压器Tl的原边，并包括第一采样电路11和分流电路12。其中，第一采样电路11耦接于隔离变压器Tl原边，且采样隔离变压器Tl原边的总电流并输出第一采样电流Il ;分流电路12接收第一采样电流II，并包括第一分流支路121和第二分流支路122。进一步，第一采样电流Il经第一分流支路121和第二分流支路122分别被转换为励磁采样电流Im和待采样电流1 ;其中，励磁采样电流Im与流经励磁电感Lm的励磁电流im成比例，待采样电流1与变压器Tl的原边传输到副边的传输电流i0成比例。
[0022]在一个实施例中，第一采样电流11经分流电路12后励磁采样电流Im与励磁电流im的比值可以等于待采样电流1与传输电流1的比值。艮P，
[0023]Im/im = 1/1 = 11/i I = Kl(I)
[0024]Kl为第一采样电路11的采样系数，在此实施例中，分流电路12对电流只作分流处理，因此经分流后可以得到公式(I)。当然，在其他的分流电路的实施例中，励磁采样电流Im与励磁电流im的比值Kl可以不等于待采样电流1与传输电流1的比值KO。本领域技术人员通过以上实施例启示会较为容易实现比例不同的励磁采样电流和待采样电流，因此，不在多进行举例。下文中也仍以公式(I)适用的情况为例加以说明。
[0025]图3为本申请隔离型功率变换器的电流采样装置的实施例二框图，如图所示，与实施例一相比，本实施例的电流采样装置所应用的隔离型功率变换器除了方波发生器21、原边滤波电路22和变压器TI之外，还包括输入电源23、第一整流电路41、副边滤波电路42及负载43。其中，方波发生器21根据输入电源23的输入产生方波电压并输出，原边滤波电路22配置为滤除方波发生器21的输出中的电流纹波；第一整流电路41配置为将变压器Tl的副边输出的交流电转换为直流电，副边滤波电路42配置为滤除第一整流电路41的输出中的电流纹波，且副边滤波电路42的输出连接至负载43。
[0026]如图3所示，本实施例的电流采样装置除了第一采样电路11和分流电路12之外，还包括第二整流电路13和第二采样电路14。其中，第二整流电路13接收分流电路12输出的待采样电流1并输出与变压器Tl副边输出电流(经过整流后)i2成比例的电流，第二采样电路14对第二整流电路13的输出电流采样并输出第二采样电流12。在一个实施例中，第二采样电路14可以实施为采样电阻。
[0027]在一个实施例中，第二采样电流12与变压器Tl的副边输出电流(经过第一整流电路41整流后)i2的电流值满足以下关系式:
[0028]12 = Κ2Χ?2(2)
[0029]如图3所示，第二采样电路14的采样电流12与变压器Tl的副边输出电流i2是成比例的，系数为K2。因此，通过测量流经第二采样电路14的电流，就可以得到功率变换器的负载电流的情况。通过对K2的调整，可以调整流过第二采样电路14中例如采样电阻的电流。如此