移相全桥转换器的制作方法

1.根据本发明的示例性和非限制性实施方式的教导总体上涉及转换器，并且更具体地，涉及具有改进的保持时间的转换器。


背景技术：

2.全桥转换器是通过四个开关元件的互补切换，通过变压器传输电压的转换器。移相全桥转换器是以移相控制方法操作的全桥转换器，并且控制开关的相位使开关时间交叠以增加流向次级侧的电流的大小。因此，零电压开关是可能的。
3.当在转换器操作期间突然切断输入电源时，操作不应立即停止，而是操作应维持特定时间的保持时间以稳定地停止操作，或者维持以执行诸如使用辅助电源的操作的特定操作。
4.为了稳定地操作，需要能够延长所述保持时间的技术。


技术实现要素：

5.技术问题
6.本发明所要解决的技术问题是提供一种具有改进的保持时间上的转换器。
7.技术解决方案
8.为了解决上述问题，根据本发明的示例性实施方式的转换器可以包括：变压器单元，该变压器单元将输入电源的输入电压转换成预定电压并且输出相同的电压；以及控制单元，当输入电源的状态是第一状态时，该控制单元将变压器单元的工作频率控制为第一频率，并且当输入电源的状态是第二状态时，该控制单元将变压器单元的工作频率控制为第二工作频率。
9.优选地，第一状态可以是正常状态，并且第二状态可以是输入电源发生异常的状态。
10.优选地，第一频率可以大于第二频率。优选地，第二频率可以被设置为允许变压器单元的输出电压在第一时间期间内维持第一值。
11.优选地，第二状态可以包括输入电源的电压低于预定值或输入电源的输入被切断的情况。
12.优选地，第二频率可以响应于变压器单元初级侧的链接端处的电压的大小而改变。
13.优选地，第二频率可以响应于输入电源的电压的大小而改变。
14.优选地，控制单元可以响应于第二频率对包括在变压器单元中的开关进行pwm(脉冲宽度调制)控制。
15.优选地，控制单元可以控制变压器单元的次级侧处的工作频率。
16.优选地，控制单元可以设置在转换器的次级侧。
17.优选地，转换器可以包括隔离器，该隔离器使转换器的初级侧和次级侧绝缘，并且
控制单元可以通过隔离器接收输入电源的状态。
18.优选地，转换器可以包括设置在转换器初级侧以检测输入电源的状态的初级侧控制单元，并且控制单元可以是次级侧控制单元，该次级侧控制单元接收来自初级侧控制单元的输入电源的状态。
19.优选地，变压器单元可以包括：多个开关，其形成全桥并且执行移相操作；以及变压器，其响应于多个开关的操作而改变电压并且在初级侧和次级侧处绝缘。
20.为了解决上述问题，根据本发明的另一示例性实施方式的转换器可以包括：感测输入电源状态的传感器以及控制全桥转换器的开关的控制单元，其中，当输入电源状态正常时，控制单元将开关控制为第一频率，并且当输入电源的状态为异常时，使用第二频率控制开关。
21.为了解决上述问题，根据本发明的又一示例性实施方式的转换器可以包括：感测输入电源状态的第一传感器；感测负载状态的第二传感器；以及控制全桥转换器的开关的控制单元，其中，控制单元可以在输入电源状态是第一状态时使用第一频率控制开关，在输入电源状态是第二状态且负载状态为第三状态时使用第二频率控制开关，以及在输入电源状态是第二状态且负载状态是第四状态时使用第三频率控制开关。
22.优选地，第一状态可以包括正常状态，第二状态可以包括输入电源产生异常的状态，第三状态可以包括轻负载状态，以及第四状态可以包括具有大于轻负载状态的值的负载状态。
23.优选地，第一频率可以大于第二频率，并且第二频率可以大于第三频率。
24.本发明的有益效果
25.根据本发明的示例性实施方式，可以改进保持时间。此外，由于允许转换器使用mcu(微控制单元)，可以在没有附加的电路的情况下改进保持时间，由此可以实现使用有限空间和高效率。
附图说明
26.图1是根据本发明的示例性实施方式的转换器的框图。
27.图2和图3是用于说明保持时间的示意图。
28.图4是根据本发明的示例性实施方式的转换器的实施例。
29.图5和图6是根据本发明的示例性实施方式的转换器的其他实施例。
30.图7至图9是说明根据本发明的示例性实施方式的转换器的改进的保持时间的示意图。
31.图10是根据本发明的另一示例性实施方式的转换器的框图。
32.图11是根据本发明的又一示例性实施方式的转换器的框图。
33.最佳实施方式
34.在下文中，将参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。
35.然而，应该指出的是，本发明的技术思想不应该被理解为仅限于所说明的一些示例性实施方式，而是可以以相互不同的各种形式来实现，而且一个或更多个元素可以在示例性实施方式之间选择性地耦合或替换，只要它们在本发明的技术构思范围内。
36.此外，除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)与本
发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同。将进一步理解的是，术语(如那些在常用字典中定义的术语)应解释为具有与其在相关技术和/或本技术的上下文中的含义一致的含义。
37.此外，在以下示例性实施方式中使用的术语并非旨在限制本发明而是旨在说明示例性实施方式。
38.如本文所使用的，除非上下文明确指出，否则单数形式旨在也包括复数形式，并且当描述为“a和(或)b、c(或一个或更多个)”中的至少一个时，其意味着可以包括由a、b和c构成的所有组合中的一个或更多个组合。
39.此外，可以理解的是，尽管术语第一、第二、a、b、(a)、(b)等在本文中可以用于描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅是用来区分一个元件和另一个元件，而不是通过这些术语限制相关元件的性质、次序或顺序。
40.此外，可以理解的是，当元件被称为与另一元件“连接”、“耦合”或“相连”时，其也可以直接地或通过中间元件与其他元件“连接”、“耦合”或“相连”。
41.此外，可以理解的是，当元件被称为“上面(上方)”或“下面(下方)”时，该“上面(上方)”或“下面(下方)”不仅包括两个或多个元件与其他元件直接“连接”、“耦合”或“相连”，还包括在两个或多个元件之间形成或设置的一个或更多个元件。
42.此外，当给出例如“下方”(“下面”)、“上方”(“上面”)等空间关系术语时，其不仅可以包括“上方”(“上面”)方向的含义，也可以包括“下方”(“下面”)的含义。
43.图1是根据本发明的示例性实施方式的转换器的框图。
44.根据本发明的示例性实施方式的转换器可以通过包括变压器单元(110)和控制单元(120)来形成。
45.变压器单元(110)可以将输入电源(210)的输入电压变换成预定电压并将其输出。
46.更具体地，变压器单元(110)可以将从输入电源(210)输入的电压从第一电平转换成第二电平并将其输出。第一电平可以比第二电平大或小。变压器单元(110)可以向负载(220)输出电压。变压器单元(110)可以是dc-dc转换器、ac-dc转换器或dc-ac转换器。变压器单元(110)可以是单向转换器，或者是双向转换器。除了给定的变压器单元外，变压器单元(110)可以包括其他各种转换器。
47.控制单元(120)可以响应于输入电源(210)的状态来控制变压器单元(110)的工作频率。
48.更具体地，控制单元(120)可以检测输入电源(210)的状态，并且可以响应于输入电源(210)的状态来控制变压器单元(110)的工作频率。当输入电源(210)的状态是第一状态时，控制单元(120)可以将变压器单元(110)的工作频率控制为第二频率，并且当输入电源(210)的状态是第二状态时，控制单元(120)可以将变压器单元(110)的工作频率控制为第二工作频率。此处，第一状态可以是正常状态并且第二状态可以是输入电源发生异常状态的状态。除了第一状态和第二状态外，控制单元(120)还可以包括以不同方式控制工作频率的第三状态。当输入电源(210)处于正常状态时，控制单元(120)可以将变压器单元(110)的工作频率控制为第一频率，并且当输入电源(210)上出现了异常状态时，可以将变压器单元(110)的工作频率控制为第二频率。当输入电源(210)正常操作时，控制单元(120)可以控制变压器单元(110)，使得输入电源(210)的负载(220)应当具有足够用于负载(220)的电
压。此时，第一频率可以响应于输入电压(210)的电流或电压以及负载的电流或电压而改变。即，当处于正常状态时，控制单元(120)可以将变压器单元(110)的工作电压控制为第一频率，该第一频率是控制变压器单元(110)的工作频率。替选地，第一频率可以是预设频率。控制单元(120)可以进行控制使得转换器可以在连续导通模式(ccm)下操作。此处，连续导通模式(ccm)可以是电流连续控制模式，其中转换器中的电流可以连续地流动。控制单元(120)可以进行控制使得转换器还可以在除了连续导通模式(ccm)外的其他模式(例如非连续导通模式(dcm)等)下操作。
49.当输入电源(210)的状态处于第二状态时，控制单元(120)可以将变压器单元(110)的工作频率控制为第二工作频率。当输入电源(210)在变压器单元(110)正常操作的第一状态下进入第二异常状态时，控制单元(120)可以将变压器单元(110)的工作频率从第一频率改为第二频率。此处，输入电源(210)出现异常的第二状态可以包括输入电源的电压低于预定值或者输入电源(210)的输入被切断的情况。此时，必须从输入电源(210)接收功率并且转换成输出负载所需的电压，其中，当输入电源(210)上产生异常，例如输入电源(210)的电压降到预定阈值以下或者输入电源(210)的输入被切断时，很难输出负载所需的电压。
50.确定为在输入电源(210)上产生异常的电压阈值可以是最小电压值，在该电压值下能够通过相对于变压器单元(110)的总体控制来产生负载所需的电压大小。当输入电源(210)的输入本身被切断时，例如在输入电源(210)的电压下降到阈值以下的情况下或电源线短路时，将难以输出负载所需的电压。
51.当输入电源(210)上产生异常后立即停止变压器单元(110)的操作时，由于异常操作的停止，可能会发生诸如故障等问题。此外，可能会切断对负载的输出以停止连接至负载(220)的设备的操作。此时，连接至负载(220)的设备作为基本设备是即使在紧急情况下也必须操作的用以安全或安保的设备并且当相关的设备的操作应该立即停止时，可能会产生严重问题。可以连接应急电源以便使用与基本设备相关的辅助电源进行应急操作，在相关设备使用应急电源进行正常操作之前，必须保持负载(220)所需的电压输出(这被称为保持时间)。
52.必须通过在保持时间期间维持操作来执行诸如稳定停止或连接到应急电源的特定操作。例如，在供电单元(psu)的情况下，输入电源可以检测到ac电源的突然切断，并且服务器可以在保持时间期间执行备份功能。保持时间可以根据适用的设备或用户需求而改变。例如，保持时间可以是大于10毫秒的时间。
53.如图2中所示，为了转换输入功率并将其传输至负载，可以通过输入电源(1)、功率因数改进单元(2)、链接端(或终端)(3)、dc-dc转换器(4)、输出端(5)和负载(6)来形成电路。输入电源(1)可以是ac电源。功率因数改进单元(2)可以是各种类型的电路，包括由功率因数校正(pfc)电路、电感器、开关和二极管形成的升压转换器。链接端(3)是由设置在功率因数改进单元(2)和dc-dc转换器(4)之间的链路电容器(3)连接的节点，其中，相关节点的电压被称为链路电压(v
link
)。从输入电源(1)输入的电压可以通过功率因数改进单元(2)改进功率因数，并且可以通过链接端(3)施加到dc-dc转换器(4)。dc-dc转换器(4)可以将所施加的电压从第一电平变换到第二电平，然后经由输出端(5)传输到负载(6)。
54.在输入电源(1)的电压通过功率因数改进单元(2)的情况下的链接端(3)的电压vlink
(10)在如图3中所示的正常状态下可以具有基于输入电源的波形的纹波电压(11)，并且可以被施加到具有纹波电压(11)的dc-dc转换器(4)。该电压v
link
(10)由dc-dc转换器(4)进行转换，由此将输出电压v
out
(5)输出至输出端。当在正常状态下操作时，在输入电源(1)上某一特定点(12)处发生异常(电压下降)时，链接端处的电压v
link
(10)可能会开始下降。此时，当假设电压大小为v
initial
(13)时，在保持时间(16)期间，输出端(5)处的电压必须维持要传输至负载的电压(15)，即使链接端处的电压大小下降至v
min
(14)。
55.为了维持保持时间，可以可变地控制变压器单元(110)的变换比，或者增大变压器单元(110)的初级侧的电压、可以基于负载的大小改变链接端的电压，或者可以改变变压器单元(110)的漏电感。
56.根据本发明的示例性实施方式的控制单元(120)可以通过将变压器单元(110)的工作频率改变为第二频率来允许变压器单元(110)最大地输出负载(220)所需的电压。此处，第二频率可以是被设置为允许变压器单元(110)的输出电压在第一小时期间保持第一值的频率。即使在输入电源(210)上产生异常，变压器单元(110)的输出电压也必须在第一时间段中维持第一值，并且可以将变压器单元(110)的工作频率改变为被设置为维持第一值的第二频率。
57.变压器单元(110)可以是psfb(移相全桥)转换器。变压器单元(110)可以包括构成全桥并执行移相操作的多个开关，以及响应于多个开关的操作来转换电压的变压器，其中初级侧和次级侧是绝缘的。变压器单元(110)可以包括用于构成全桥的互补导电的第一上开关、与第一下开关互补导电的第二上开关以及第二下开关。此处，第一上开关和第一下开关以及第二上开关和第二下开关可以分别形成半桥，并且两个半桥电路可以形成全桥。
58.当没有移相操作时，第一上开关和第二下开关可以全部断开，并且第二上开关和第一下开关可以全部断开，但是通过移相控制，可以形成第一上开关和第二上开关全部接通或者第一下开关和第二下开关全部接通的部分，以允许初级侧的电流更多地流入次级侧。当包括在变压器单元(110)中的多个开关被移相时，可能会产生工作损失(duty loss)。此处，工作损失可以是工作比损失或开关损失。包括在变压器单元(110)中的开关的工作损失可以通过使用控制单元(120)的数字控制来产生。此时，控制单元(120)可以使用峰值电流模式来控制变压器单元(110)的开关。
59.如图4中所示，变压器单元(110)可以包括多个开关：第一上开关(q1)、第一下开关(q2)、第二上开关(q3)、以及第二下开关(q4)。工作损失可以在q4被断开且q3被断开而q2和q4处于接通状态的部分(410)处产生，或者在q3被断开且q4被断开而q1和q3处于接通状态的部分(420)处产生。在相关部分处感应到变压器的次级侧的电流可以从i
d1
变为i
d2
，从i
d2
变为i
d1
，并且当两个二极管(d1，d2)在所述部分处都导电时，变压器次级侧两端的电压变为0v以允许其反映在vpri上，其中必须有的电压v
dc
变为0v。即，当q2和q3同时接通的时候，变压器初级侧的电压vpri上施加的是0v而不是v
dc
，在向v
pri
施加v
dc
之前，可能会形成工作损失部分。即，工作损失是指在特定时间期间施加0v的工作周期(工作损失)，因为在q1和q4或q2和q3交叠的部分处，v
dc
或-v
dc
电压必须施加到变压器的电压两端。
60.例如，在q2和q3被接通以允许电流通过i
pri
流向i
d1
，由此能量被转到次级侧的情况下，在q1和q4被接通以允许电流从i
d1
变为i
d2
时，可能会产生工作损失，此时，改变的电流的斜率可能由初级侧的漏电感lr确定。因此，当漏电感器lr的值越大斜率就越小，以增加电流
变化的时间，由此延长了工作损失的时间。工作损失可以由t
duty loss
/开关周期来表示。
61.随着工作损失的产生，其中变压器有效操作的有效工作可能降低。必须增加有效工作以将初级侧电压最大地传输至次级侧。可以使用连接至变压器初级侧的漏电感器、输入电压、多个开关的开关周期，以及负载中流动的电流，根据下面的数学式1计算有效工作。即，从整个工作中减去工作损失的工作可以是有效工作(d
eff
)。
62.[数学式1]
[0063][0064][0065]
其中，d
eff
是有效工作，vo是输出电压，n是绕组比，d是工作，lr是变压器初级侧的漏电感器的电感，vi是输入电压，ts是开关周期，以及i
l
是负载侧处的电流。
[0066]
当产生工作损失时，无法获得使变压器的电压从初级侧改变到次级侧的足够的有效工作。在输入电源(210)出现异常无法在初级侧的电压处于低状态时执行最大效率的操作以输送次级侧所需的电压的保持时间期间获得足够的有效工作时，这将引起很大的影响。当输入电源的电压下降时会产生工作损失，从而降低变压器的效率，并且相对于效率高的情况，用于输出负载所需的输出电压所需的输入电压可能会增大。
[0067]
例如，当输入电源产生异常以使输入电压以预定的速度从30v下降到10v时，并且当在保持时间期间负载所需的电压是10v，并且变压器的绕组比是2:1时，如果没有工作损失，可以在输入电压下降到20v之前输出10v(该电压是负载所需的电压)。即，在30v下降到20v的时间期间维持保持时间。
[0068]
然而，当存在工作损失时，并且当输入电压是20v时，可以输出低于10v的电压(10v是负载所需的电压)，并且当输入电压降低时，根据工作损失，只能在22v至21v下输出10v(该电压是负载所需的电压)。即，仅在电压从30v降到21v时的时间可以维持保持时间。
[0069]
因此，当产生工作损失时，可能使可以在其期间输出负载所需的电压的保持时间减小。相反地，当在保持时间期间减少工作损失以获得足够的有效工作时，有效的操作被实现，并且保持时间能够延长，这是因为有效的操作被实现从而以更低的输入电压输出负载所需的电压，从而允许在更长的时间段内输出负载所需的电压。
[0070]
为了减少工作损失并增加有效工作以延长保持时间，控制单元(120)可以将变压器的工作频率从第一频率改变到第二频率。为了增加有效工作，必须减少工作损失，其中，工作损失与开关周期ts成反比(如数学式1中所示)。开关周期ts与变压器的工作频率成反比，因此可以看到，工作损失与变压器的工作频率成正比。即，通过将变压器的工作频率从第一频率降低到低于第一频率的第二频率，能够减少工作损失。当工作损失降低时，有效工作就会增加，在这种情况下，能够以更低的输入电压输出负载所需的输出电压，并且可以在更长的时间段内输出负载所需的输出电压。即，通过降低变压器单元的工作频率可以延长或拉长保持时间。
[0071]
根据本发明的示例性实施方式的转换器可以如图5中所示的那样进行实现。转换
器可以接收输入功率(210)并且可以通过转换所输入的输入功率的电压大小的变压器单元(110)将其输出到负载(220)。变压器单元(110)可以包括隔离变压器，其中变压器的初级侧和次级侧可以被电隔离。
[0072]
根据本发明的示例性实施方式的转换器可以通过隔离线(30)划分成初级侧(10)和次级侧(20)。初级侧(10)可以包括连接至输入电源(210)以通过接收输入电压来改进功率因数的功率因数改进单元(150)、变压器单元(110)的初级侧以及介于功率因数改进单元(150)与变压器单元(110)的初级侧之间的链接端(160)。次级侧(20)可以包括变压器单元(110)的次级侧、控制单元(120)和开关驱动单元(130)，该开关驱动单元(130)响应于控制单元(120)的控制信号向开关的栅极施加驱动变压器单元(110)的开关的栅极的pwm(脉冲宽度调制)信号。
[0073]
控制单元(120)可以基于输入电源的状态响应于第一频率或第二频率，对包括在变压器单元中的开关进行pwm控制。当在输入电源上发生异常时，控制单元(120)可以使用低于第一频率的第二频率对开关进行pwm控制。随着工作频率的降低，可以增加开关的开关周期。随着开关周期的增加，可以减少工作损失，由此延长保持时间。
[0074]
从控制单元(120)输出的信号的大小对于驱动开关而言可能较小，因此可以通过开关驱动单元(130控制开关，开关驱动单元(130可以将控制单元(120)的输出信号放大到足以驱动开关的大小。输出可以通过变压器单元(110)输出到负载(220)。
[0075]
控制单元(120)可以通过输入端处的电压或电流来检测输入电源(210)的状态，或者可以通过变压器单元(110)初级侧的链接端处的电压来检测。控制单元(120)可以通过输入端的电压或电流来检测输入电源(210)的状态以将变压器单元(110)的驱动频率改变到第二频率，或者可以通过变压器单元(110)初级侧处的链接端电压来检测输入电源(210)的状态以将变压器单元(110)的驱动频率改变到第二频率。
[0076]
在改变驱动频率时，控制单元(120)可以通过改变变压器单元(110)的驱动频率来控制变压器单元(110)次级侧的工作频率。如图5中所示，当转换器通过隔离被划分到初级侧和次级侧时，控制单元(120)可以控制变压器单元次级侧的工作频率，以允许通过在隔离线内传输信号来进行快速操作。显然，控制单元(120)也可以控制变压器单元初级侧处的工作频率，而不是次级侧处的工作频率。
[0077]
控制单元(120)可以设置在转换器的次级侧。控制单元(120)可以是在转换器的次级侧处的mcu。转换器可以包括隔离器(140)，该隔离器(140)将转换器的初级侧与次级侧隔离，并且控制单元(120)可以通过隔离器(140)来接收输入电源(210)的状态。隔离的初级侧和次级侧可以通过隔离器(140)来发送或接收数据。控制单元(120)可以通过隔离器(140)接收输入电源(210)的状态，包括输入电源的电压或电流。
[0078]
第二频率可以是被设置为允许变压器单元(110)的输出电压在第一小时期间维持第一值的频率。此处，第一值可以是负载所要求的最小电压值，并且第一时间可以是允许连接到负载的设备稳定地停止操作所需的时间，或者是在紧急状态期间执行应急操作所需的时间。第一时间可以响应于负载或应急操作而改变并且可以由用户来设置。
[0079]
如图6中所示，当在输入电源(210)上发生异常时，可以通过辅助电源(170)而不是输入电源(210)向负载(220)供电。辅助电源(170)可以通过与变压器单元(110)的输出线不同的输出线将负载电压输出到另一输出端(230)。控制单元(120)可以在保持时间期间使用
第二频率来操作变压器单元(110)，该保持时间是用于允许辅助电源(170)正常操作的时间。
[0080]
控制单元(120)可通过检测线(181)检测变压器单元(110)的状态。此时，控制单元(120)可以检测变压器单元的温度(t
sec
)、输出电流(i
dc
)以及输出电压(v
dc
)。控制单元(120)可以将包括输入电源的状态和变压器单元的状态的状态信息传送至信号处理器(240)。此处，信号处理器(240)可以是主mcu。
[0081]
根据本发明的示例性实施方式的转换器可以包括初级侧处的控制单元(121)(简称为“初级控制单元”)，其设置在转换器的初级侧(10)处以检测输入电源(210)的状态，其中控制单元(120)可以是次级侧处的控制单元(简称为“次级控制单元”)，其从初级控制单元接收输入电源的状态。如图7中所示，控制单元(120，121)可以分别形成在转换器的初级侧(10)和次级侧(20)处以检测或控制初级侧和次级侧的元件的状态，由此，数据可以通过隔离器(140)相互交换。初级控制单元(121)可以检测输入电源(210)的状态，并且可以将检测到的输入电源(210)的状态发送到次级控制单元(120)。初级控制单元(121)可以检测功率因数改进单元(150)，并且可以通过将用于控制包括在功率因数改进单元(150)中的开关的信号发送到开关驱动单元(131)来执行pwm控制。
[0082]
第二频率可以是预设的固定频率。第二频率可以是在输入电源(210)发生异常时施加的固定频率，或者可以是响应于负载能力和要维持的保持时间长度而预设的频率之一。
[0083]
替选地，第二频率可以是可变频率。当第二频率是可变频率时，控制单元(120)可以通过使用检测到的信息来计算第二频率。第二频率可以响应于变压器初级侧的链接端处的电压大小而变化。通过变压器单元(110)传输到负载的电压的大小可以响应于变压器单元初级侧的链接端处的电压的大小而改变，由此，第二频率可以响应于变压器单元初级侧的链接端处的电压的大小而改变。例如，随着变压器单元初级侧的链接端处的电压大小变小，可以通过进一步降低第二频率来使传输到次级侧的电压量最大化。
[0084]
替选地，在输入电源(210)的电压值小于阈值而不是输入电源(210)被切断的情况下，第二频率可以响应于输入电源(210)的电压的大小而改变。当即使输入电源(210)小于阈值也维持输入时，可以使用输入电源(210)将电压传输至负载(220)，由此，第二频率可以响应于输入电源(210)的电压值而改变。
[0085]
图8是示出在不控制变压器单元的工作频率时的保持时间的图，图9是示出在控制电变压器单元的工作频率时的保持时间的图。
[0086]
在图8中，当不控制变压器单元的工作频率时，从在输入电源的电压(v
dc
)开始下降时的点(810)到在输出电压(v
out
)维持第一值时的最后点(820)的保持时间(830)约为1000us。相比之下，在图9中，当控制变压器单元的工作频率时，从在输入电源的电压(v
dc
)开始下降时的点(910)到在输出电压(v
out
)维持第一值时的最后点(920)的保持时间(930)约为13000us，由此可以注意到的是，图9的保持时间(930)大大长于图8的保持时间(830)。如上所述，可以通过响应于输入电源的状态来控制变压器单元的工作频率而改进保持时间。
[0087]
图10是根据本发明的另一示例性实施方式的转换器的框图。
[0088]
根据本发明的另一示例性实施方式的转换器可以包括开关(1020)、传感器(1030)以及控制单元(1040)。更具体地，根据本发明的另一示例性实施方式的转换器可以包括感
测输入电源(1010)的状态的传感器(1030)和控制全桥转换器的开关(1020)的控制单元(1040)，其中，控制单元(1040)可以在输入电源(1010)的状态处于正常状态时使用第一频率来控制开关(1020)，并且在输入电源(1010)的状态处于异常状态时使用第二频率来控制开关(1020)。
[0089]
现在，在根据本发明的另一示例性实施方式的转换器的详细说明中，将省略对应于图1至图9中关于转换器的详细说明的冗余说明。
[0090]
控制单元(1040)可以响应于输入电源(1010)的状态通过第一控制和第二控制来使用其他不同的频率控制开关(1020)。此处，异常情况可以包括输入电源(1010)的电压小于预定值的情况，或者输入电源(1010)的输入被切断的情况。此时，控制单元(1040)可以通过使用第二频率控制开关(1020)来延长保持时间。此处，第一频率可以是大于第二频率的频率。即，控制单元(1040)可以通过降低频率来延长保持时间。
[0091]
图11是根据本发明的又一示例性实施方式的转换器的框图。
[0092]
根据本发明的另一示例性实施方式的转换器可以包括第一传感器(2020)、第二传感器(2040)、开关(2050)以及控制单元(1040)。更具体地，转换器可包括感测输入电源(2010)的状态的第一传感器(2020)、感测负载(2030)的状态的第二传感器以及控制全桥转换器的开关(2050)的控制单元(2060)，其中，当输入电源(2010)的状态是第一状态时，控制单元(2060)可以使用第一频率控制开关(2050)；当输入电源(2010)的状态是第二状态且负载(2030)的状态是第三状态时，控制单元(2060)可以使用第二频率控制开关(2050)；以及当输入电源(2010)的状态是第二状态且负载(2030)的状态是第四状态时，控制单元(2060)可以使用第三频率控制开关(2050)。现在，根据本发明的另一示例性实施方式的转换器的详细说明与图1至图9的转换器或图10的转换器的详细说明相对应，因此将省略对其的冗余说明。
[0093]
控制单元(2060)可以响应于负载(2030)和输入电源(2010)的状态，针对每个状态使用相互不同的频率来控制开关(2050)。作为输入电源(2010)的状态的第一状态可以包括正常状态，并且第二状态可以包括已经发生异常的状态。替选地，输入电源(2010)的状态可以是从输入电源(2010)施加的电压大小，第一状态可以包括从输入电源(2010)施加的电压的大小是第一电压值的状态，第二状态可以包括从输入电源(2010)施加的电压的大小是第二电压值的状态，其中，第一电压值可以大于第二电压值。此处，第一电压值或第二电压值可以是响应于转换器的操作而改变的值、可以是由用户预设的值，或者可以是通过用户设计而设置的值。
[0094]
作为异常状态的第二状态可以包括输入电源(2010)的电压小于预定值的情况，或者输入电源(1010)的输入被切断的情况。当输入电源(2010)处于第一状态时，控制单元(2060)可以使用第一频率来控制开关(2050)。
[0095]
当输入电源(2010)处于第二状态时，可以根据负载(2030)的状态通过相互不同的频率来控制开关(2050)。负载(2030)的状态可以包括第三状态或第四状态。此处，第三状态可以包括轻负载状态，并且第四状态可以包括具有比轻度负载状态的值更大的值的负载状态。替选地，负载(2030)的状态可以是在负载中流动的电流的大小，第三状态可以包括在负载(2030)中流动的电流是第一电流值的状态，第四状态包括在负载(2030中流动的电流是第二电流值的状态，其中，第一电流值可以小于第二电流值。此处，第一电流值或第二电流
值可以是响应于转换器的操作而变化的值、可以是由用户设置的指，或者可以是通过用户设计而设置的值。
[0096]
当输入电源(2010)处于第二状态并且负载(2030)处于第三状态时，控制单元(2060)可以使用第二频率来控制开关(2050)，并且当输入电源(2010)处于第二状态且负载(2030)处于第四状态时，控制单元(2060)可以使用第三频率来控制开关(2050)。
[0097]
当输入电源(2010)处于第二状态时，控制单元(2060)可以使用第二状态的第二频率来控制开关(2050)，而不是使用第一状态的第一频率来控制开关(2050)，从而延长保持时间。此处，第一频率可以是大于第二频率的频率。即，控制单元(1040)可以降低频率以减少工作损失，从而即使使用较低的电压也可以延长保持时间。工作损失受负载(2030)的大小影响并且因此，可以考虑到负载(2030)的状态，自适应地延长保持时间。即，当输入电源(2010)处于第二状态时，可以使用大于第一状态下的第一频率的频率控制开关(2050)，当负载(2030)的状态处于第三状态时，使用第二频率控制开关，当负载(2030)的状态处于第四状态时，使用第三频率控制开关，由此，可以自适应地延长保持时间。此处，第二频率可以是大于第三频率的频率。即使当输入电源(2010)处于第一状态时，控制单元(2060)也可以响应于负载(2030)的状态而改变频率。即，当输入电源(2010)处于第一状态且负载(2030)处于第三状态时，控制单元(2060)可以使用第一频率控制开关(2050)，并且当输入电源(2010)处于第一状态且负载(2030)处于第四状态时，控制单元(2060)可以使用第四频率控制开关(2050)。此处，第一频率可以是大于第四频率的频率，并且第四频率可以是大于第二频率或第三频率的频率。
[0098]
开关(2050)可以通过包括构成全桥的互补导电的第一上开关，与第一下开关互补导电的第二上开关以及第二下开关来形成，并且控制单元(1040)可以改变开关(2050)的频率。此时，取决于负载(2030)中流动的电流的大小，第一上开关和第二下开关同时保持接通状态的时间，或者第一下开关和第二上开关同时保持接通状态的时间可以按比例增加。例如，当输入电源(2010)处于第二状态且负载(2030)处于第三状态时，第一上开关和第二下开关同时保持接通状态的时间或第一下开关和第二上开关同时保持接通状态的时间可以比当输入电源(2010)处于第二状态且负载(2030)处于第四状态时第一上开关和第二下开关同时保持接通状态的时间或第一下开关和第二上开关同时保持接通状态的时间更短。
[0099]
此处，开关(2050)的频率以及第一上开关和第二下开关同时保持接通状态的时间或第一下开关和第二上开关同时保持接通状态的时间可以根据工作损失而改变。
[0100]
本领域的技术人员应当理解的是，本发明可以在不改变技术构想或必要特征的情况下以其他详细的形式来实现。因此，应当理解的是，所公开的方法必须被视为不是在限制性方面而是在说明性方面。还应当理解的是，本发明的范围未在上述说明中示出，而是在权利要求书中示出，并且在本发明中应该包括在其等同方案内的所有差异。

技术特征：
1.一种转换器，包括：变压器单元，所述变压器单元被配置成将输入电源的输入电压转换成预定电压并且输出所述预定电压；以及控制单元，所述控制单元被配置成当所述输入电源的状态是第一状态时将所述变压器单元的工作频率控制为第一频率，并且所述控制单元被配置成当所述输入电源的状态是第二状态时将所述变压器单元的工作频率控制为第二工作频率。2.根据权利要求1所述的转换器，其中，所述第一状态包括正常状态，并且所述第二状态包括在所述输入电源上发生异常的状态。3.根据权利要求1所述的转换器，其中，所述第一频率大于所述第二频率。4.根据权利要求1所述的转换器，其中，所述第二频率被设置为允许所述变压器单元的输出电压在第一时间段内维持第一值。5.根据权利要求1所述的转换器，其中，所述第二状态包括所述输入电源的电压小于预定值的情况或当所述输入电源的输入被切断时的情况。6.根据权利要求1所述的转换器，其中，响应于所述变压器单元的初级侧的链接端处的电压的大小，改变所述第二频率。7.根据权利要求1所述的转换器，其中，响应于所述输入电源的电压的大小，改变所述第二频率。8.根据权利要求1所述的转换器，其中，所述控制单元响应于所述第二频率对包括在所述变压器单元中的开关进行pwm(脉冲宽度调制)控制。9.根据权利要求1所述的转换器，其中，所述控制单元控制所述变压器单元的次级侧处的工作频率。10.根据权利要求1所述的转换器，其中，所述控制单元设置在所述转换器的次级侧处。

技术总结
根据本发明的实施方式的转换器包括变压器单元以及控制单元，变压器单元将输入电源的输入电压变换成预定电压并且输出该预定电压，控制单元根据输入电源的状态来控制变压器单元的工作频率。元的工作频率。元的工作频率。


技术研发人员：金水山 郑载烨
受保护的技术使用者：LG伊诺特有限公司
技术研发日：2021.11.05
技术公布日：2023/8/4