谐振转换器的制造方法
【专利摘要】本公开涉及一种谐振转换器(300)，具有用于从输入电源(306)接收DC电压的初级侧(302)以及用于提供DC输出电压的次级侧(304)，所述谐振转换器(300)包括：第一转换器开关(310)；第二转换器开关(312)，与第一转换器开关(310)串联耦接，其中所述第一和第二转换器开关(310，320)设置在输入电源(306)两端；开关变压器(314)，具有初级侧绕组(316)和次级侧绕组(318)，其中所述初级侧绕组(314)与第二转换器开关(312)并联耦接，所述开关变压器(314)配置为将来自开关变压器(314)的初级侧绕组(316)的能量传送至开关变压器(314)的次级侧绕组(318)；谐振回路(324)，与开关变压器(314)的初级侧绕组(316)相关联；信令变压器(334)，具有初级侧绕组(336)和次级侧绕组(338)，其中所述信令变压器(334)的次级侧绕组(338)与所述开关变压器(314)的次级侧绕组(318)相连，并且配置为将来自信令变压器(334)的次级侧绕组(338)的信号传送至信令变压器(334)的初级侧绕组(336)；以及初级侧控制器(330)，配置为响应于在信令变压器(334)的初级侧绕组(336)处接收的信号来控制第一和第二转换器开关(310，312)。
【专利说明】谐振转换器
【技术领域】
[0001]本公开涉及谐振转换器的领域。具体地而非排除地，本公开涉及用于可调光LED驱动器的谐振转换器。
【背景技术】
[0002]STMicrelectronic 于 2011 年 11 月发布的 Doc ID018991Revl 的“STEVAL-1LL042V1:基于L6562A和TSMlOl的高功率因子回扫LED驱动器(STEVAL-1LL042VI:high power factor flyback LED driver based on the L6562A andTSMlOI) ”的操作说明书描述了用于驱动60W LED阵列的回扫转换器。所述结构使用具有光耦接器的隔离反馈。
[0003]Fairchild Semiconductor Corporation于2012年 11 月 16 日的Rev.1.0.1 的“针对IOOW街道照明使用半桥LLC谐振转换器的LED应用设计指南:(LED Application DesignGuide Using Half-Bridge LLC 谐振转换器 forlOOW Street Lighting) ” 描述了使用针对高功率LED照明应用(例如室外街景照明)的谐振转换器的LED驱动系统。谐振开关技术允许电源转换器在减小开关损耗的情况下操作。
[0004]在谐振转换器中，谐振回路(resonant tank)与开关变压器的初级绕组相关联。将方波输入施加至谐振回路和初级绕组。在谐振回路中浮置的电流是正弦波，因为方波的高次谐波不能通过电感器。因此在谐振转换器中，不存在初级绕组中没有浮置电流的时间段，与其中开关变压器具有初级绕组中没有电流的时间段的回扫转换器不同。谐振转换器典型地具有较低的开关损耗，并且产生比回扫转换器小的噪声，但是可以要求必须通过光耦接器将与开关变压器的次级侧的功率条件有关的信息反馈到初级侧。Fairchild申请说明书公开了脉冲频率调制控制器，所述脉冲频率调制控制器具有用于与光耦接器相连的管脚，耦接以控制开关频率以便调制输出电压/电流。
【发明内容】
[0005]根据本发明的一个方面，提出了一种谐振转换器，具有:初级侧，用于从输入电源接收DC电压；以及次级侧，用于提供DC输出电压，所述谐振转换器包括:
[0006]第一转换器开关；
[0007]第二转换器开关，与第一转换器开关串联耦接，其中所述第一和第二转换器开关设置在输入电源两端；
[0008]开关变压器，具有初级侧绕组和次级侧绕组，其中所述初级侧绕组与第二转换器开关并联耦接，所述开关变压器配置为将来自开关变压器的初级侧绕组的能量传送至开关变压器的次级侧绕组；
[0009]谐振回路，与开关变压器的初级侧绕组相关联；
[0010]信令变压器，具有初级侧绕组和次级侧绕组，其中所述信令变压器的次级侧绕组与所述开关变压器的次级侧绕组相连，并且配置为将来自信令变压器的次级侧绕组的信号传送至信令变压器的初级侧绕组；以及
[0011]初级侧控制器，配置为响应于在信令变压器的初级侧绕组处接收的信号来控制第
一和第二转换器开关。
[0012]设置信令变压器以传送谐振转换器的隔离的信息可以提供比使用光耦接器和关联部件不太复杂和/或廉价的解决方案。谐振转换器与可比拟的光-隔离器反馈控制系统相比，不那么复杂、占用减小的PCB面积、并且得到更小的材料开销。
[0013]信令变压器的初级和/或次级绕组可以具有比开关变压器的初级和/或次级绕组实质上更低的电感。信令变压器的电感可以比开关变压器的电感量值低3个量级(例如，1000倍)。因为不必要求信令变压器传送实质上的功率，通过提供具有比开关变压器实质上更低电感(因此物理上更小)的信令变压器可以获得附加的尺寸和成本益处。
[0014]信令变压器可以与由开关变压器产生的磁场实质上隔离。信令变压器与开关变压器的隔离确保了利用开关变压器的恒定振荡电流不会与信令变压器传送的信号干扰。
[0015]初级侧控制器可以配置为控制第一和第二转换器开关，以便在输出电源处提供恒定的电流。这种结构可能特别适合于特定的应用，例如LED驱动器电路。
[0016]信令变压器的次级侧绕组可以与开关变压器的次级侧绕组串联耦接。这可以使得对输出电流加以表示的反馈信号能够传递至初级侧。
[0017]信令变压器的次级侧绕组可以与感测电阻器并联耦接。这可以使得对输出电压加以表示的反馈信号能够传递至初级侧。
[0018]谐振转换器可以包括平滑电容器。平滑电容器可以设置在谐振转换器的输出端子两端。平滑电容器可以耦接至开关变压器的次级侧绕组。平滑电容器可以辅助提供更加均勻的输出信号。
[0019]开关变压器可以具有第一次级侧绕组和第二次级侧绕组。信令变压器可以具有第一次级侧绕组和第二次级侧绕组。开关变压器的第一次级侧绕组的第一端子可以耦接至开关变压器的第二次级侧绕组的第一端子。开关电压器的第一次级侧绕组的第一端子可以耦接接地。开关变压器的第一次级侧绕组的第二端子可以耦接至信令变压器的第一次级侧绕组的第一端子。开关变压器的第二次级侧绕组的第二端子可以耦接至信令变压器的第二次级侧绕组的第一端子。这种布置允许将功率传送至谐振转换器的输出，而与开关变压器中的电流方向无关。
[0020]信令变压器的第一次级侧绕组的第二端子可以耦接至负载端子。信令变压器的第二次级侧绕组的第二端子可以耦接至负载端子。负载端子可以分别通过第一和第二整流器耦接至信令变压器的第一和第二次级侧绕组。第一整流器的极性可以与第二整流器的极性相同。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极管整流更有功率效率的谐振转换器。
[0021]信令变压器可以包括附加的次级侧绕组。谐振转换器可以包括次级侧控制器，所述次级侧控制器配置为响应于接收控制信号或者响应于谐振转换器的次级侧中的电流，来控制通过附加次级侧绕组的能量流动。附加的次级侧绕组可以用于在隔离的初级侧和次级侧之间传送信息。
[0022]次级侧控制器可以配置为响应于接收控制信号或者响应于谐振转换器的次级侧中的电流，来将附加的次级侧绕组短路。次级侧控制器可以配置为接收命令作为用户输入。[0023]谐振回路可以包括电容器和电感器。
[0024]根据本发明的另一个方面，提出了一种包括谐振转换器的发光二极管驱动器电路。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]现在将作为示例并且参考附图描述本发明的实施例，其中:
[0026]图1说明了传统谐振转换器的示意图；
[0027]图2说明了具有经由光耦接器接收信息的主控制器的谐振转换器的示意图；
[0028]图3说明了具有从信令变压器接收信息的主控制器的另一种谐振转换器的示意图；
[0029]图4a说明了另一种谐振转换器的一部分的示意图，所述部分包括用于将信息从转换器的次级侧提供给初级侧的信令变压器；
[0030]图4b说明了图4a的信令变压器的初级侧的备选配置的示意图；
[0031]图4c说明了适用于控制图4a的谐振转换器的初级侧控制器的示意图；
[0032]图4d说明了适用于向图4a的谐振转换器提供DC输入电源的下变压器和初级侧整流器的示意图；以及
[0033]图5说明了与图3和图4的谐振转换器的信令变压器相关联的附加部件。
【具体实施方式】
[0034]本公开通常涉及一种谐振转换器，所述谐振转换器包括:信令变压器，所述信令变压器用于在转换器的次级侧绕组和初级侧绕组之间传送信息，同时保持这两侧之间的电源(mains)隔离。(除了开关或谐振变压器之外)信令变压器的使用消除了对于用于传送信息的光耦接器的需要，并且因此允许简单、更可靠和/或更廉价谐振转换器的构造。例如，这里描述的谐振转换器可以适用于可调光LED驱动器应用中。
[0035]图1说明了与参考Fairchild AN-9729操作说明书类似的传统半桥LC串联谐振电路100。谐振转换器100是DC-DC转换器的示例，所述DC-DC转换器迅速地将触发(toggle)输入电源106与开关变压器114的初级侧的连接，以产生传递至开关变压器114的次级侧的交流电。然后对开关变压器114的次级侧的AC信号进行整流以在输出端子108、109处提供DC输出。DC输出进而可以用作电源。
[0036]谐振转换器100具有用于从输入电源106接收电压的初级侧102和用于提供DC输出电压的次级侧104。谐振转换器100包括第一转换器开关110和第二转换器开关112。第二转换器开关112与第一转换器开关110串联耦接。在该示例中，第一和第二转换器开关110、112是FET。将相应的第一和第二转换器开关110、112的传导通道串联设置在输入电源106和接地端107之间。第一转换器开关110的传导通道的第一端子耦接至输入电源106。第一转换器开关110的传导通道的第二端子耦接至第二转换器开关112的传导通道的第一端子。第二转换器开关112的传导通道的第二端子耦接至接地端107。
[0037]开关变压器114具有初级侧绕组116和次级侧绕组118。如现有技术已知的，第一和第二转换器开关110、112使得输入电源106能够与开关变压器114的初级侧绕组116的周期性连接和断开。[0038]开关变压器114配置为将能量从其初级侧绕组116传送至次级侧绕组118。应该理解的是电流恒定地流经初级侧绕组116，因此谐振转换器100的开关变压器114在使用时恒定地传送能量。
[0039]初级侧绕组116与第二转换器开关112并联耦接。并联电感器120设置在初级侧绕组116的第一端子以及第二转换器开关112的传导通道的第一端子之间。并联电容器122设置在初级侧绕组116的第二端子和第二转换器开关112的传导通道的第二端子之间。并联电感器120和电容器122提供谐振回路124。谐振回路和与输出端子108、109相连的任意负载用作分压器。通过改变第一和第二转换器开关110、112的操作频率，可以更改谐振回路的阻抗。用于控制谐振转换器的第一和第二转换器开关110、112的操作的各种控制电路在现有技术中是已知的，并且这里不再详细讨论该话题。
[0040]次级侧绕组118具有第一端子和第二端子。次级侧绕组118的第一和第二端子耦接至桥式整流器126。桥式整流器126在输出端子108、109处提供DC电压。
[0041]按照这种方式，谐振转换器100可以通过对第一和第二转换器开关110、112的适当控制，允许从DC电源106实现所需的DC输出功率级。
[0042]向各种图之间类似的部件赋予相应的参考数字，并且相对于后续的图将不再详细地进行讨论。
[0043]图2说明了图1的谐振转换器的改进，其中初级侧控制器230设置用于控制第一和第二转换器开关210、212的相应占空比。初级侧控制器230配置为响应于经由光耦接器232从谐振转换器200的次级侧204接收的信号来控制第一和第二转换器开关210、212。
[0044]设置光耦接器232以从谐振转换器200的次级侧204向初级侧202发送信息耦接允许反馈，以便确保维持所需的输出电平。可以要求谐振转换器在其输出处提供恒定的电压、功率或者电流。在一些应用中，可能在可变负载下要求恒定的输出功率。在这些示例中，由光I禹接器232传送的信息可以对谐振转换器200的输出处的电流、电压或功率加以表不。
[0045]光耦接器232允许保持谐振转换器200的初级侧202和次级侧204之间的电隔离。然而，光耦接器可以要求复杂的驱动器电路(未示出)以便运行。例如，Fairchild半导体公司的操作说明书AN-9729描述了光隔离器反馈控制系统，要求大约25个部件来驱动光耦接器。
[0046]利用谐振回路224的抽象表示说明了谐振转换器200，所述谐振回路224与开关变压器214的初级侧绕组216相关联，并且设置为与开关变压器214的初级侧绕组216串联。谐振回路224可以包含提供阻抗的部件的任何布置。
[0047]也利用整流器226的抽象表示说明了谐振转换器200。整流器226可以设置为如图1所示的全桥式整流器。备选地，可以设置如本领域普通技术人员所明白的整流器226的任意其他已知布置。例如，整流器226可以设置为可以使用MOSFET的半桥式整流器或主动/同步整流器。
[0048]图3说明了另一种谐振转换器300的示意图，所述谐振转换器300包括经由信令变压器334从谐振转换器300的次级侧接收信息的主控制器330。图3的第一和第二转换器开关310、312、具有初级侧绕组316和次级侧绕组318的开关变压器314、谐振回路324、整流器326、电源输入端子306和输出端子308的布置与如上参考图2所述的布置类似。
[0049]可以通过信令变压器334将信息从谐振转换器300的次级侧304发送至谐振转换器300的初级侧302。信令变压器334执行图2所示的光耦接器的功能，这是由于允许将信号从谐振转换器300的次级侧304提供至初级侧302 (或者反之亦然)，同时保持初级侧和次级侧302和204之间的电隔离。通过用信令变压器334替换光耦接器和相关联的电路，可以减小谐振转换器的复杂程度。
[0050]信令变压器334与开关变压器314分离或者实质上隔离，这是由于在信令变压器334和开关变压器314之间不存在实质上的磁耦接。信令变压器334与开关变压器314的隔离确保了由信令变压器334传送的信号不会与通过开关变压器314的恒定振荡电流干扰。
[0051]信令变压器334具有初级侧绕组336和次级侧绕组338。本领域普通技术人员应该理解的是，不能在变压器两端传送DC电流或电压；只有AC电流/电压可以在变压器的绕组之间传送。信令变压器334的次级侧绕组338串联连接在开关变压器314的次级侧绕组318以及整流器326的输入之间。按照这种方式，流经开关变压器314的次级侧绕组318的AC电流也流至信令变压器334的次级侧绕组338。信令变压器334的次级侧绕组338配置用于将信号传送至信令变压器334的初级侧绕组336。信令变压器334的初级侧绕组336耦接在接地端和初级侧控制器330的控制输入端之间。按照这种方式，初级侧控制器330可以经由信令变压器334从谐振转换器300的次级侧304接收信号。
[0052]应该理解的是存在开关变压器314的次级侧绕组318和信令变压器334的次级侧绕组338可以彼此相连的许多可能方式。例如，信令变压器334的次级侧绕组338可以与开关变压器314的次级侧绕组318并联连接。在另外的示例中，可以将感测电阻器设置为与开关变压器314的次级侧绕组318串联，并且可以将信令变压器334的次级侧绕组338设置为与感测电阻器并联。或者说在备选方式中，信令变压器334的次级侧绕组338可以与感测电阻器并联耦接。按照这种方式，电压电平而不是电流电平可以用作信令变压器334两端的反馈。在要求谐振转换器300递送较大输出电流(例如，2A或更高)的情况下这种配置特别有用。在这些示例中，信令变压器334 (也可以称作感测变压器)的绕组可以配置有足够高的电感，使得信令变压器334的绕组和感测电阻器的并联组合不会引起太多的电流通过绕组，因为这将影响信令变压器334的初级侧的电压。
[0053]例如，传送至谐振转换器300的初级侧302的信号可以表示谐振转换器300的次级侧304处的电压、电流或功率级。
[0054]图4a说明了另一种谐振转换器400的一部分的示意图。图4a所示的谐振转换器400包括:信令变压器434，用于将信息从谐振转换器400的次级侧404提供给谐振转换器400的初级侧402。
[0055]谐振转换器400的与初级侧402的操作相关的部件在现有技术中是众所周知的，并且不会参考图4详细讨论。然而为了完整性，在图4c和4c中分别说明了示例初级侧控制器454和初级侧整流器456。
[0056]图4a中说明的谐振转换器400的初级侧402上的部件包括:
[0057]第一转换器开关410 ；
[0058]第二转换器开关412，所述第二转换器开关的传导通道与第一转换器开关410的传导通道串联耦接；以及
[0059]谐振回路电容器424。[0060]谐振转换器400包括开关变压器414，所述开关变压器414具有初级侧绕组416、第一次级侧绕组418a和第二次级侧绕组418b。初级侧绕组416与第二转换器开关412并联耦接。初级侧绕组416的第一端子连接在第一和第二转换器开关410、412的传导通道之间的节点处。初级侧绕组416的第二端子经由谐振回路电容器424耦接至接地。开关变压器414配置为将能量从其初级侧绕组416传送至其第一和第二次级侧绕组418a、418。
[0061]附加电容器425也设置在初级侧绕组416的第一端子和接地端之间。齐纳二极管也可以设置在附加电容器425和接地端之间。齐纳二极管也可以设置在附加电容器425和正输入电源VDD之间。
[0062]谐振转换器400还包括信令变压器434，所述信令变压器434具有初级侧绕组436、第一次级侧绕组438a和第二次级侧绕组438b。信令变压器434的第一和第二次级侧绕组438a、438b与开关变压器414的相应第一和第二次级侧绕组418a、418b串联连接。信令变压器434的次级侧绕组438a、438b配置为将信号从谐振转换器400的次级侧404传送至谐振转换器400的初级侧402上信令变压器434的初级侧绕组436。
[0063]信令变压器434的绕组的电感可以比开关变压器414的绕组的电感小(例如，3个量级或更小)。同样地，可以将较小且相对廉价的变压器设置为信令变压器434。
[0064]连接信令变压器434，使得来自开关变压器414 (也可以称作谐振变压器)的第一次级侧绕组418a的电流沿一个方向在信令变压器434的第一次级侧绕组438a中建立了通量，并且开关变压器414的第二次级侧绕组418b在信令变压器434的第一绕组的第二次级侧绕组438中沿相反方向建立了通量。这种布置的最终结果是在信令变压器434的初级侧绕组436中感应了 AC通量。
[0065]感测电阻器450与信令变压器434的初级侧绕组436并联耦接。感测电阻器450的第一端子耦接至接地端。感测电阻器450的第二端子耦接至初级侧控制器的电流感测输入端(CSI)439(下面参考图4c进一步讨论)。在次级感测电阻器450上形成了由于流经信令变压器434的初级侧绕组436的AC电流引起的AC电压。在该示例中，AC电压与谐振转换器400的负载446中的电流直接成比例。
[0066]图4b说明了具有信令变压器434b的初级侧的备选布置，其中一对齐纳二极管452a、452b彼此串联耦接，并且具有相反的偏置。串联的齐纳二极管452a、452b设置为与感测电阻器450b并联。串联齐纳二极管452a、452b提供可以在感测电阻器450b两端下降的电压的最大限制。
[0067]图4c说明了示例初级侧控制器454。初级侧控制器454配置为响应于在感测电阻器450两端上测量的电压来控制第一和第二转换器开关410、412的操作。例如，初级侧控制器454可以确保负载端子441的功率、电流或电压在所需级别的容限范围内。
[0068]在该示例中，使用UBA20270高电压功率IC456来构建初级侧控制器454，尽管应该理解的是，可以不同地实现初级侧控制器454。在NXP半导体的UBA20270的操作说明书“用于可调光紧凑突光灯的600V驱动器IC(600V Driver IC for dimmable compactfluorescent lamps) ”中详细描述了这种IC456。IC456的管脚I (SLS) f禹接至第二转换器开关412的源极端子(图4a中所示的参考“A”)。IC456的管脚2 (GLS)耦接至第二转换器开关412的栅极端子(图4a中所示的参考“B”)。IC456的管脚15 (HBO)耦接至第一转换器开关410的源极端子和第二转换器开关412的漏极栅极端子(图4a中所示的参考“C”)。IC456的管脚16 (GHS)耦接至第一转换器开关410的栅极端子(图4a中所示的参考“D”)。管脚IO(DCI)可以配置有输入信号，所述输入信号表示将要在初级侧402处施加的调光级另O，然而在参考图4描述的示例中没有使用管脚10。
[0069]回到图4a，开关变压器414的第一次级侧绕组418a的第一端子耦接至开关变压器414的第二次级侧绕组418b的第一端子以及接地端。开关变压器414的第一次级侧绕组418a的第二端子耦接至信令变压器434的第一次级侧绕组438a的第一端子。信令变压器434的第一次级侧绕组438a的第二端子经由第一整流器442耦接至负载端子441。开关变压器414的第二次级侧绕组418b的第二端子耦接至信令变压器434的第二次级侧绕组438b的第一端子。信令变压器434的第二次级侧绕组438b的第二端子经由第二整流器444稱接至负载端子441。
[0070]可选的电容器452和可选的电阻器454串联设置在开关变压器414的第一次级绕组418a的第二端子和开关变压器414的第二次级绕组418b的第二端子之间。电容器452和电阻器454确保了当第一整流器442和第二整流器444都没有传导电流时(达到导通电压之前)，一些电流可以流经开关变压器414的次级侧绕组418a、418b。在没有次级侧绕组电流的情况下，初级侧绕组电流较低，所述电流可能引起发生第一和第二转换器开关410、412的硬切换。
[0071]第一整流器442和第二整流器444各自具有阳极和阴极。第一整流器442的极性与第二整流器444的极性相同。第一整流器442的阴极在负载端子441处与第二整流器444的阴极相连。作为备选，第一整流器442的阳极可以在负载端子441处与第二整流器444的阳极相连。第一和第二整流器442、444可以一起看作提供整流器级426。在所示的示例中，通过肖特基二极管提供第一和第二整流器442、444。
[0072]说明了负载446在负载端子441和接地端之间。平滑电容器448也设置在负载端子441和接地端之间。在该示例中，负载446包括一系列LED449，但是应该理解的是负载446可以是任意类型的负载。这里描述的谐振转换器可以特别适合于向要求恒定电流的负载提供功率。
[0073]为了完整性，图4d说明了附加的部件和接收DC电压的电源端子458、459，所述DC电压可以是从AC电源整流得到的，用于供应至谐振转换器400和IC456。图4d中的参考点“C”和“E”耦接至图4a中的相应参考点。图4a中的参考点“E”也设置在第一转换器开关410的漏极处。图4c所示的IC456的管脚3 (PGND)在图4d的参考点“F”处与接地端相连。图4c所示的IC456的管脚4 (VDD)在图4d的参考点“G”处与VDD相连。
[0074]可以在30-50W功率范围内在谐振转换器LED驱动器中实现图3和图4的谐振转换器。与使用光耦接器来将信息从次级侧反馈至初级侧的方案相比较，如图2的示例所示，这种谐振转换器可以导致实质上较低的材料开销(BOM)。然而，图3和图4的谐振转换器可以在响应度和功率效率方面提供与图2的示例相同或类似的性能。
[0075]图5说明了可以提供给图3和图4的谐振转换器的附加电路元件。在该示例中，可以从谐振转换器的次级侧控制主控制器的设置(例如所需的输出电流、电压或功率级别)。这种控制使得能够实现具有“深度调光”能力的LED驱动器。可以通过用户输入来提供所要求的调光(或者亮度级别)。例如，次级侧控制器可以将用户输入级别与谐振转换器的次级侧检测的电流或电压进行比较。次级侧控制器可以响应于电流和/或用户输入，或者响应于电流和用户输入之间的比较，来控制通过附加绕组560的能量流。
[0076]为了执行深度调光，次级侧控制器设置用于:感测负载电流；并且保持谐振转换器运行(使用本领域普通技术人员已知的原理)。为了保持谐振转换器运行，次级侧控制器控制初级侧控制器在开关变压器的初级侧绕组中感应的功率/电流，并且也在转换器的次级侧“耗尽”功率。
[0077]图5示出了附加的次级侧绕组560，所述附加的次级侧绕组560可以设置在图3或图4所示的谐振转换器的信令变压器上。可以通过将附加的次级侧绕组560短路来实现功率的“耗尽”，以便降低耗尽电阻器564两端的电压。次级侧控制开关562连接在附加次级侧绕组560的第一端子和第二端子两端。在该示例中，开关是晶体管布置，所述晶体管布置构包括与晶体管的传导通道并联耦接的二极管。耗尽电阻器564设置在附加的次级侧绕组560的第一端子和次级侧控制开关562之间。因此，附加的次级绕组560、次级侧控制开关562和耗尽电阻器564串联连接。
[0078]可以通过接通并且保持接通次级侧控制开关562来实现谐振转换器的最大功率输出，使得次级侧控制开关562的传导通道允许电流流动。通过耗尽电阻器560消耗了附加绕组560中的能量。可以根据从次级侧控制器(未示出)接收的控制信号566来接通次级侧控制开关562。备选地，控制信号566可以保持次级侧控制开关562开路，使得可以获得谐振转换器的最小功率/电流输出。谐振转换器的最小功率输出典型地是谐振转换器的额定输出电流的约10-30%。如果需要进一步的调光(或者更一般地，输出功率减小)，通过制造LED驱动器的领域中的普通技术人员已知的方法来控制初级侧不可见的负载接通，次级侧控制器实现了这种进一步调光。这些机制涉及确保始终存在流经开关变压器的次级侧绕组的电流。如果不存在这种次级侧绕组电流，那么可能也不存在或者几乎不存在初级侧绕组电流。谐振回路可以要求电流始终流动，以便保持第一和第二转换器开关410、412正确切换。也就是说，为了防止硬切换或者在电容性模式下操作。
[0079]应该理解的是除非明示了相反意图，否则相对于一个示例描述的特征可以与相对于另一个示例描述的特征进行组合。
【权利要求】
1.一种谐振转换器(300)，具有用于从输入电源(306)接收DC电压的初级侧(302)以及用于提供DC输出电压的次级侧(304)，所述谐振转换器(300)包括: 第一转换器开关(310)； 第二转换器开关(312)，与第一转换器开关(310)串联耦接，其中所述第一和第二转换器开关(310，320)设置在输入电源(306)两端； 开关变压器(314)，具有初级侧绕组(316)和次级侧绕组(318)，其中所述初级侧绕组(314)与第二转换器开关(312)并联耦接，所述开关变压器(314)配置为将来自开关变压器(314)的初级侧绕组(316)的能量传送至开关变压器(314)的次级侧绕组(318)； 谐振回路(324)，与开关变压器(314)的初级侧绕组(316)相关联； 信令变压器(334)，具有初级侧绕组(336)和次级侧绕组(338)，其中所述信令变压器(334)的次级侧绕组(338)与所述开关变压器(314)的次级侧绕组(318)相连，并且配置为将来自信令变压器(334)的次级侧绕组(338)的信号传送至信令变压器(334)的初级侧绕组(336)；以及 初级侧控制器(330)，配置为响应于在信令变压器(334)的初级侧绕组(336)处接收的信号来控制第一和第二转换器开关(310,312)。
2.根据权利要求1所述的谐振转换器(300)，其中信令变压器(334)的初级侧和次级侦機组(336，338)具有比开关变压器(314)的初级侧和次级侧绕组(316，318)实质上更低的电感。
3.根据权利要求2所述的谐振转换器(300)，其中信令变压器(334)的电感量比开关变压器(314)的电感量低3个量级。
4.根据任一前述权利要求所述的谐振转换器(300)，其中信令变压器(334)与由开关变压器(314)产生的磁场实质上隔离。
5.根据任一前述权利要求所述的谐振转换器(300)，其中初级侧控制器(330)配置为控制第一和第二转换器开关(310，312)，以便在输出电源处提供恒定电流。
6.根据任一前述权利要求所述的谐振转换器(300，400)，其中信令变压器(334，434)的次级侧绕组(338，438)与开关变压器(314，414)的次级侧绕组(318，418)串联耦接。
7.根据权利要求6所述的谐振转换器，其中信令变压器的次级侧绕组与感测电阻器并联耦接。
8.根据任一前述权利要求所述的谐振转换器(400)，其中开关变压器(414)具有第一次级侧绕组(418a)和第二次级侧绕组(418b)，并且信令变压器(434)具有第一次级侧绕组(438a)和第二次级侧绕组(438b)， 其中开关变压器(414)的第一次级侧绕组(418a)的第一端子耦接至开关变压器(414)的第二次级侧绕组(418b)的第一端子并且耦接至接地，开关变压器(414)的第一次级侧绕组(418a)的第二端子耦接至信令变压器(434)的第一次级侧绕组(438a)的第一端子，开关变压器(414)的第二次级侧绕组(418b)的第二端子耦接至信令变压器(434)的第二次级侧绕组(438a)的第一端子。
9.根据权利要求8所述的谐振转换器(400)，其中信令变压器(434)的第一次级侧绕组(438a)的第二端子耦接至负载端子(441)，并且信令变压器(434)的第二次级侧绕组(438b)的第二端子耦接至负载端子(441)。
10.根据权利要求9所述的谐振转换器(400)，其中负载端子(441)分别通过第一和第二整流器(442，444)耦接至信令变压器(434)的第一和第二次级侧绕组(438a，438b)，并且其中第一整流器(442)的极性与第二整流器(444)的极性相同。
11.根据权利要求10所述的谐振转换器(400)，其中第一整流器和第二整流器(442，444)的至少一个是同步整流器。
12.根据任一前述权利要求所述的谐振转换器(300;400)，其中信令变压器(334 ；434)还包括附加的次级侧绕组(560)，所述谐振转换器(300 ；400)还包括次级侧控制器，所述次级侧控制器配置为响应于接收控制信号或者响应于谐振转换器(300，400)的次级侧(304，404)中的电流，控制通过附加次级侧绕组(560)的能量流。
13.根据权利要求12所述的谐振转换器(300，400)，其中次级侧控制器配置为响应于接收控制信号或者响应于谐振转换器(300，400)的次级侧(304，404)中的电流，来将附加的次级侧绕组(460)短路。
14.根据权利要求12或13所述的谐振转换器，其中次级侧控制器配置为接收命令作为用户输入。
15.一种发光二极管LED驱动器电路，包括根据任一前述权利要求所述的谐振转换器(300 ；400 )。
【文档编号】H02M3/335GK104009641SQ201410058030
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2013年2月20日
【发明者】科内利斯·罗杰克斯 申请人:Nxp股份有限公司