电力转换器及其驱动方法_3

文档序号:9670290阅读:来源:国知局
择第一子线圈L21至第六子线圈L26来形成闭合回路。第一开关SWla至第四开关SW2b的位置不限于此。作为示例,第一开关SWla至第四开关SW2b可设置在任何位置,只要能够通过将第一子线圈L21至第六子线圈L26选择性地彼此连接而调节第一线圈LI的匝数比即可。此外,第一开关SWla至第四开关SW2b可包括诸如MOS晶体管、FET、BJT等的器件。
[0033]第一二极管Dl连接到第一子线圈L21。第二二极管D2连接到第二子线圈L22。第三二极管D3连接到第三子线圈L23。第四二极管D4连接到第四子线圈L24。第五二极管D5连接到第五子线圈L25。第六二极管D6连接到第六子线圈L26。更具体地讲,第一二极管Dl的阳极连接到第一子线圈L21的一端和第三开关SW2a的一端,第一二极管Dl的阴极连接到输出端Vout。第二二极管D2的阳极连接到第一开关SWla的一端和第二子线圈L22的一端,第二二极管D2的阴极连接到输出端Vout。第三二极管D3的阳极连接到第三子线圈L23的一端和第二开关SWlb的一端,第三二极管D3的阴极连接到输出端Vout。第四二极管D4的阳极连接到第四子线圈L24的一端和第四开关SW2b的一端,第四二极管D4的阴极连接到输出端Vout。第五二极管D5的阳极连接到第五子线圈L25的一端,第五二极管D5的阴极连接到输出端Vout。第六二极管D6的阳极连接到第六子线圈L26的一端,第六二极管D6的阴极连接到输出端Vout。在图4中,第一二极管Dl至第六电极管D6可构成整流单元130。负载101可包括串联连接的多个LED。此外,负载101连接到感测与流经负载101的驱动电流相对应的电压的感测电阻器Rs。
[0034]此外,控制单元120包括第一比较器120a。第一比较器120a的正极端子连接到输出端Vout,第一比较器120a的负极端子连接到第一参考电压Vrefl。第一比较器120a输出第一控制信号,用于将输出端Vout的电压与第一参考电压Vrefl进行比较,并输出比较结果。第一控制信号可被施加到第一开关SWla和第二开关SWlb,以使第一开关SWla和第二开关SWlb同时接通或断开。此外,控制单元120包括第二比较器120c。第二比较器120c的正极端子连接到输出端Vout,第二比较器120c的负极端子连接到第二参考电压Vref2。第二比较器120c输出第二控制信号,用于将输出端Vout的电压与第二参考电压Vref2进行比较,并输出比较结果。第二控制信号可被施加到第三开关SW2a和第四开关SW2b,以使第三开关SW2a和第四开关SW2b同时接通或断开。
[0035]同时,第一参考电压Vref I和第二参考电压Vref2可具有不同的电压大小。此外,第二参考电压Vref2高于第一参考电压Vrefl。输出端Vout的电压通过连接到输出端Vout的负载101进行确定。当输出端Vout的电压低于第一参考电压Vrefl时,第一控制信号和第二控制信号允许第一开关SWla至第四开关SW2b全部断开,以仅选择第二子线圈L22和第三子线圈L23。当输出端Vout的电压高于第一参考电压Vrefl并且低于第二参考电压Vref 2时,第一开关SWla和第二开关SWlb接通,以选择第一子线圈L21至第四子线圈L24。
[0036]此外,输出端Vout的电压高于第二参考电压Vref2,第三开关SW2a和第四开关SW2b以及第一开关SWla和第二开关SWlb接通,以选择全部的第一子线圈L21至第六子线圈L26。因此,根据输出端Vout的电压输出第一控制信号和第二控制信号中的至少一个,从而调节第二线圈L2的匝数。按照这种方法,可调节第一线圈LI与第二线圈L2的匝数比。此外,控制单元120还包括被配置为控制与开关的接通间隔和断开间隔相对应的占空比的PffM单元120b。所述占空比可基于流经负载101的驱动电流的大小进行确定。PffM单元120b被配置为通过控制连接到第一线圈LI的驱动开关IlOb的占空比来调节流经第一线圈LI的电流的流量。在上文中,控制单元120被描述为利用PffM单元120b控制驱动开关FET的占空比,但是不限于此。在一些实施例中,控制单元120可调节驱动开关FET的开关频率,从而控制流经第一线圈LI的电流的流量。此外,虽然在上文中驱动开关被描述为FET,但是本公开不限于此。作为示例,驱动开关FET可包括诸如MOS晶体管、BJT等的开关器件。
[0037]图5是示出用于驱动图1中示出的电力转换器100的方法的流程图。
[0038]参照图5,在该实施例的电力供应方法中,通过第一线圈LI与第二线圈L2的匝数比来确定施加到负载101的驱动电压。将使用图3中示出的电力转换器100来描述电力供应方法。首先,将驱动电压与参考电压进行比较(S410)。此时,假设电力转换器100的输入电压Vin为100V并且参考电压Vref为90V。当具有100V的额定电压的负载101连接到输出端Vout时(S卩,其中每个LED的正向电压Vf为100V的多个LED连接到输出端Vout),输出端Vout的电压为100V,由此输出端Vout的电压高于参考电压Vref。当输出端Vout的电压高于参考电压Vref时,比较器120a输出控制信号,以使开关接通。并且,当具有50V的额定电压的负载101连接到输出端Vout时,输出端Vout的电压变为50V,从而输出端Vout的电压低于参考电压Vref。当输出端Vout的电压低于参考电压Vref时,比较器120a输出控制信号,以使开关断开。
[0039]响应于比较结果,阻止将驱动电流施加到第二线圈L2的一部分,从而调节第一线圈LI与第二线圈L2的匝数比(S420)。当输出端Vout的电压高于参考电压Vref时,基于从比较器120a提供的控制信号第一开关SWl和第二开关SW2接通,根据第一线圈LI与第二线圈L2的匝数比第二二极管D2和第三二极管D3的阳极的电压被设置为低于第一二极管Dl和第四二极管D4的阳极的电压。当第二二极管D2和第三二极管D3的阳极的电压低于第一二极管Dl和第四二极管D4的阳极的电压时,第二二极管D2和第三二极管D3导电,从而通过第一子线圈L21至第四子线圈L24以及第一二极管Dl和第四二极管D4形成闭合回路。结果,第一线圈LI与第二线圈L2的匝数比变为1:1。因此,感应至第二线圈L2的驱动电压变为100V,从而将10V的额定电压施加到负载101。因此,Vf为10V的LED可用作负载。此外,当输出端Vout的电压低于参考电压Vref时,通过从比较器120a提供的控制信号使第一开关SWl和第二开关SW2断开,第一二极管Dl和第四二极管D4彼此不连接,因此通过第二子线圈L22、第三子线圈L23、第二二极管D2和第三二极管D3形成闭合回路。结果,第一线圈LI与第二线圈L2的匝数比变为2:1。因此,感应至第二线圈L2的驱动电压变为50V,从而将50V的额定电压施加到负载101。因此,Vf为50V的LED可用作负载。因此,电力转换器100的输出电压的范围可通过调节第一线圈LI与第二线圈L2的匝数比而扩大。
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