一种电源电路、电源系统和电源设备的制作方法

本发明涉及电源转换，具体涉及一种电源电路、电源系统和电源设备。

背景技术：

1、申请人的在先申请，申请号为2023101830846的发明专利申请公开了一种辅助电源、电源系统和电子装置。所述辅助电源，应用于具有变压器、输入电容和输出电容的电源系统中，所述变压器至少具有辅助绕组和主级绕组，所述辅助电源包括：辅助绕组，具有两端，第一端耦接所述输入电容的第一端，或经过一电容后耦接所述输入电容的第一端；供电电容，被配置于提供供电电压用于供电；辅助控制模块，串联耦接在所述辅助绕组的第二端和所述供电电容之间，至少包括第二功率开关；通过控制所述第二功率开关的导通或截止，控制所述辅助绕组流过电流对供电电容充电或不流过电流。

2、在先申请的辅助电源通过辅助控制模块控制流过辅助绕组的电流来对供电电容充电，既回收了吸收电容中的变压器的漏感能量，同时也在供电电容上产生了供电电压对控制模块供电。

3、所述在先申请的专利，存在两个不足的地方：第一，需要一个独立的供电电容来产生供电电压，这提升了电源系统的成本，同时也会降低电源系统的可靠性，如果供电电容设置在芯片外部，在印制电路板（pcb）潮湿情况下，供电电容存在漏电导致芯片不能正常工作的风险；如果供电电容设置在芯片内部，则会消耗很大的芯片面积；第二，如果变压器的漏感比较小，转移到供电电容中的漏感能量不足以维持芯片的正常工作，辅助电源会从输入电容上抽取能量，相当于高压输入电容对供电电容供电，这会降低辅助电源的供电效率。因此有必要对现有技术进行进一步的改进。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种电源电路、电源系统和电源设备。

2、第一方面，本发明提供了一种电源电路，应用于具有变压器、输入电容和输出电容的电源系统中，所述变压器至少具有辅助绕组和主级绕组，所述电源电路包括：

3、辅助绕组，具有两端，第一端耦接所述输入电容的第一端，或经过一个电容后耦接所述输入电容的第一端；

4、辅助控制模块，串联耦接在所述辅助绕组的第二端和所述输出电容之间，至少包括第二功率开关，通过控制所述第二功率开关的导通或截止，控制所述辅助绕组流过电流对输出电容充电或不流过电流。

5、优选的，所述输出电容上的输出电压被配置于提供供电电压对控制模块供电。

6、优选的，所述电源电路在变压器的主级绕组开始充电之前，所述第二功率开关先导通一个脉冲时间，使流过辅助绕组的电流流经第二功率开关后对所述输出电容充电。

7、优选的，所述变压器的主级绕组与第一功率开关串联耦接，在第一功率开关从截止状态切换成导通状态之前，第二功率开关先导通一个脉冲时间，使流过辅助绕组的电流流经第二功率开关后对输出电容充电，通过变压器的耦合作用，流过辅助绕组的电流被耦合到变压器的主级绕组，使第一功率开关两端的跨压从初始的第一电位降低到更低的第二电位后，第一功率开关再从截止状态切换成导通状态。

8、优选的，所述电源电路的辅助控制模块至少包括三个端口，第一个端口与所述辅助绕组的第二端耦接；第二个端口与所述输出电容耦接；第三个端口与第二控制信号耦接，所述第二控制信号控制第二功率开关的导通或截止，使辅助绕组流过电流并对输出电容充电，或使辅助绕组不流过电流。

9、第二方面，本发明提供一种电源系统，至少包括第一方面任一项所述的电源电路，所述电源系统还包括控制模块和功率级；所述功率级至少包括变压器的主级绕组、续流模块和第一功率开关；所述电源系统的输出电容上的输出电压为所述控制模块供电；所述控制模块输出第一控制信号耦接第一功率开关的控制端，控制第一功率开关的导通或截止；和所述控制模块输出第二控制信号耦接辅助控制模块，控制第二功率开关的导通或截止。

10、优选的，所述电源系统还包括反馈模块，所述反馈模块取样所述电源系统输出的电压或电流，并输出反馈信号与所述控制模块耦接，控制模块依据所述反馈信号与基准电压的误差值，控制第一功率开关的导通和截止，使所述电源系统输出基准电压预设的电压或电流。

11、优选的，所述控制模块控制第一功率开关从截止状态切换成导通状态之前，控制所述电源电路中的第二功率开关先导通一个脉冲时间给辅助绕组充电，通过变压器的耦合关系，使与主级绕组串联耦接的第一功率开关两端的跨压从初始的第一电位降低到更低的第二电位后，所述控制模块再控制第一功率开关从截止状态切换成导通状态。

12、优选的，所述变压器的主级绕组和辅助绕组具有相同的同名端位置，在第一功率开关从截止状态切换成导通状态前的一个脉冲时间的一部分或全部，第二功率开关导通，电流流入变压器的辅助绕组并对输出电容充电，通过变压器的主级绕组和辅助绕组之间的耦合关系，第一功率开关两端的跨压从初始的第一电位降低到更低的第二电位后，第一功率开关再从截止状态切换成导通状态；或

13、所述变压器的主级绕组和辅助绕组具有相反的同名端位置，在第一功率开关从截止状态切换成导通状态前的脉冲时间的第一期间，第二功率开关导通，电流流入变压器的辅助绕组并对输出电容充电，第一功率开关两端的跨压上升到第一电位；在第一功率开关从截止状态切换成导通状态前的脉冲时间的第二期间，第二功率开关截止，通过变压器的主级绕组和辅助绕组之间的耦合关系，第一功率开关两端的跨压从初始的第一电位降低到更低的第二电位后，第一功率开关再从截止状态切换成导通状态。

14、优选的，所述电源系统包括驱动芯片，所述驱动芯片至少包括辅助控制模块和控制模块。

15、第三方面，本发明实施例提供了一种电源设备，包括第一方面任一项所述的电源电路。

16、本发明包括以下优点：

17、本发明提供了一种电源电路、电源系统和电源设备，通过辅助绕组将吸收电容中的变压器的漏感能量转移到输出电容中，同时还采用输出电容上的输出电压为控制模块供电，不仅去掉了现有技术中的独立供电电容，还用更低的输出电压为控制模块供电，不仅降低了电源系统成本，提高了电源系统的可靠性，还提高了电源系统的效率。

技术特征：

1.一种电源电路，应用于具有变压器、输入电容和输出电容的电源系统中，所述变压器至少具有辅助绕组和主级绕组，其特征在于，所述电源电路包括：

2.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述输出电容上的输出电压被配置于提供供电电压对控制模块供电。

3.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路在变压器的主级绕组开始充电之前，所述第二功率开关先导通一个脉冲时间，使流过辅助绕组的电流流经第二功率开关后对所述输出电容充电。

4.根据权利要求3所述的电源电路，其特征在于，所述变压器的主级绕组与第一功率开关串联耦接，在第一功率开关从截止状态切换成导通状态之前，第二功率开关先导通一个脉冲时间，使流过辅助绕组的电流流经第二功率开关后对输出电容充电，通过变压器的耦合作用，流过辅助绕组的电流被耦合到变压器的主级绕组，使第一功率开关两端的跨压从初始的第一电位降低到更低的第二电位后，第一功率开关再从截止状态切换成导通状态。

5.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路的辅助控制模块至少包括三个端口，第一个端口与所述辅助绕组的第二端耦接；第二个端口与所述输出电容耦接；第三个端口与第二控制信号耦接，所述第二控制信号控制第二功率开关的导通或截止，使辅助绕组流过电流并对输出电容充电，或使辅助绕组不流过电流。

6.一种电源系统，至少包括权利要求1至5任一项所述的电源电路，其特征在于，所述电源系统还包括控制模块和功率级；所述电源系统的输出电容上的输出电压为所述控制模块供电；所述功率级至少包括变压器的主级绕组、续流模块和第一功率开关；所述控制模块输出第一控制信号耦接第一功率开关的控制端，控制第一功率开关的导通或截止；和所述控制模块输出第二控制信号耦接辅助控制模块，控制第二功率开关的导通或截止。

7.根据权利要求6所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统还包括反馈模块，所述反馈模块取样所述电源系统输出的电压或电流，并输出反馈信号与所述控制模块耦接，控制模块依据所述反馈信号与基准电压的误差值，控制第一功率开关的导通和截止，使所述电源系统输出基准电压预设的电压或电流。

8.根据权利要求6所述的电源系统，其特征在于，所述控制模块控制第一功率开关从截止状态切换成导通状态之前，控制所述电源电路中的第二功率开关先导通一个脉冲时间给辅助绕组充电，通过变压器的耦合关系，使与主级绕组串联耦接的第一功率开关两端的跨压从初始的第一电位降低到更低的第二电位后，所述控制模块再控制第一功率开关从截止状态切换成导通状态。

9.根据权利要求8所述的电源系统，其特征在于，所述变压器的主级绕组和辅助绕组具有相同的同名端位置，在第一功率开关从截止状态切换成导通状态前的一个脉冲时间的一部分或全部，第二功率开关导通，电流流入变压器的辅助绕组并对输出电容充电，通过变压器的主级绕组和辅助绕组之间的耦合关系，第一功率开关两端的跨压从初始的第一电位降低到更低的第二电位后，第一功率开关再从截止状态切换成导通状态；或

10.一种电源设备，其特征在于，包括权利要求1至5中任一项所述的电源电路。

技术总结
本发明公开了一种电源电路、电源系统和电源设备，所述电源电路包括：辅助绕组，第一端耦接所述输入电容的第一端，或经过一个电容后耦接所述输入电容的第一端；辅助控制模块，串联耦接在所述辅助绕组的第二端和所述输出电容之间，至少包括第二功率开关，通过控制所述第二功率开关的导通或截止，控制所述辅助绕组流过电流对输出电容充电或不流过电流。本发明提出的电源系统结构简单，能够节省电源系统的成本，电源系统具有更高效率。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：恩赛半导体（成都）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15