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隔离式 电能变换器的电流 采样 电路

阅读：261发布：2020-05-11

专利汇可以提供隔离式电能变换器的电流采样电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了隔离式电能变换器的电流采样电路，包括隔离式电能变换器至少包括一隔离变压器，所述隔离变压器的原边绕组并联一原边电路，所述隔离变压器的副边绕组并联一副边电路，所述电流采样电路包括耦合电感、辅助绕组和采样电容，所述耦合电感的原边绕组串联于所述原边电路和所述隔离变压器的原边绕组之间，所述耦合电感的副边绕组经过一电阻与所述采样电容并联，所述辅助绕组与所述隔离变压器的副边耦接，所述辅助绕组经过一电阻与所述采样电容并联，本发明使用耦合电感和电容来采样隔离式电能变换器的副边电流，减小了电路的损耗，避免了电阻采样的缺点。，下面是隔离式电能变换器的电流采样电路专利的具体信息内容。

权利要求

1.隔离式电能变换器的电流采样电路，包括隔离式电能变换器，所述隔离式电能变换器至少包括一隔离变压器，所述隔离变压器的原边绕组并联一原边电路，所述隔离变压器的副边绕组并联一副边电路，其特征在于，所述电流采样电路包括耦合电感、辅助绕组和采样电容，所述耦合电感的原边绕组串联于所述原边电路和所述隔离变压器的原边绕组之间，所述耦合电感的副边绕组经过一第一电阻与所述采样电容并联，所述辅助绕组与所述隔离变压器的副边耦接，所述辅助绕组经过一第二电阻与所述采样电容并联。
2.如权利要求1所述隔离式电能变换器的电流采样电路，其特征在于，所述耦合电感的副边绕组与原边绕组的匝比所述耦合电感的原边绕组的电感量L1以及所述隔离变压器的副边绕组与原边绕组的匝比所述隔离变压器的励磁电感量L2、所述第一电阻的阻值r1和所述第二电阻的阻值r2需要满足以下条件：
3.如权利要求2所述隔离式电能变换器的电流采样电路，其特征在于，所述采样电容两端的电压与所述隔离变压器的副边绕组的输出电流成比例关系，采样所述采样电容两端的电压即可计算出所述隔离变压器的副边绕组的输出电流。
4.如权利要求3所述隔离式电能变换器的电流采样电路，其特征在于，所述原边电路包括，输入电压、第一开关、第二开关，所述第一和第二开关串联组成的桥臂，所述输入电压的正端连接所述第一开关，所述输入电压的负端连接所述第二开关，所述桥臂的中点连接所述耦合电感原边绕组的一端，所述耦合电感原边绕组的另一端与所述隔离变压器原边绕组的一端相连接，所述隔离变压器原边绕组的另一端与第一电容相连接，所述第一电容的另一端与输入电压的负端连接，所述副边电路为全波整流电路。

说明书全文

隔离式电能变换器的电流 采样 电路

技术领域

[0001] 本发明涉及隔离式电能变换器技术领域，且特别是有关于隔离式电能变换器的副边电流的采样电路。

背景技术

[0002] 随着开关电源迅速的发展，工业界对效率，功率密度有了更高的要求，形成了固定大小的砖块电源，如1/4砖模块电源，1/2砖模块电源，全砖模块电源等。在这些电源模块中，常常需要对输出电流进行监控，以实时得到电源的当前工作状态。因传统的电流采样模式需要较大面积放置采样电阻或者电流互感器且会有一定损耗，而此类电源体积都很小，随着电源技术的发展，用户对功率和功率密度的要求也不断提高，特别是在如服务器、处理器等场合，要求更加严格。针对一些对效率和体积要求较高的场合，需要改善电流采样的方式，提高变换器的工作效率。

发明内容

[0003] 本发明正是思及于此，实现了一种不需采样电阻的采样电路，从而可以电阻采样产生的不利影响，提高电路效率。

[0004] 隔离式电能变换器的电流采样电路，包括隔离式电能变换器，所述隔离式电能变换器至少包括一隔离变压器，所述隔离变压器的原边绕组并联一原边电路，所述隔离变压器的副边绕组并联一副边电路，所述电流采样电路包括耦合电感、辅助绕组和采样电容，所述耦合电感的原边绕组串联于所述原边电路和所述隔离变压器的原边绕组之间，所述耦合电感的副边绕组经过一第一电阻与所述采样电容并联，所述辅助绕组与所述隔离变压器的副边耦接，所述辅助绕组经过一第二电阻与所述采样电容并联。

[0005] 上述耦合电感的副边绕组与原边绕组的匝比所述耦合电感的原边绕组的电感量L1以及所述隔离变压器的副边绕组与原边绕组的匝比所述隔离变压器的励磁电感量L2、所述第一电阻的阻值r1和所述第二电阻的阻值r2需要满足以下条件：

[0006] 上述采样电容两端的电压与所述隔离变压器的副边绕组的输出电流成比例关系。

[0007] 上述原边电路包括，输入电压、第一开关、第二开关，所述第一和第二开关串联组成的桥臂，所述输入电压的正端连接所述第一开关，所述输入电压的负端连接所述第二开关，所述桥臂的中点连接所述耦合电感原边绕组的一端，所述耦合电感原边绕组的另一端与所述隔离变压器原边绕组的一端相连接，所述隔离变压器原边绕组的另一端与第一电容相连接，所述第一电容的另一端与输入电压的负端连接，所述副边电路为全波整流电路。

[0008] 有益效果，省去了大体积的采样电阻，避免了采样电阻带来的损耗。

[0009] 为让发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

[0010] 图1本发明隔离式电能变换器的电流采样电路的示意图。

[0011] 图2为图1中电流采样电路应用于谐振式隔离变换器中的电路示意图。

具体实施方式

[0012] 为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0013] 如图1所示，本发明隔离式电能变换器10包括隔离变压器T2，所述隔离变压器T2包括原边绕组N3和副边绕组N5，所述隔离变压器T2的原边绕组N3并联连接原边电路11，所述隔离变压器T2的副边绕组N5并联连接副边电路12，的电流采样电路。所述隔离式电能变换器10还包括电流采样电路13，所述电流采样电路13包括辅助绕组N4，所述辅助绕组N4与隔离变压器T2耦接，同名端与所述隔离变压器T2的副边绕组N5相同，所述辅助绕组N4，串联一电阻R2后与一采样电容C1的两端并联，所述电流采样电路13还包括一耦合电感T1所述耦合电感包括原边绕组N1和副边绕组N2，所述原边绕组N1串联与所述隔离变压器T2的原边绕组N3和原边电路11之间，所述副边绕组N2与一电阻R1串联后与所述采样电容C1并联。

[0014] T1为耦合电感，原边绕组N1的匝数为n1匝，副边绕组N2的匝数为n2匝，原边绕组N1的电感量已知为L1，T2为变压器，励磁电感感量为L2，原边绕组N3的匝数为n3，副边绕组N4的匝数为n4，第一电阻R1的阻抗为r1，第二电阻R2的阻抗为r2，他们之间满足如下关系：

[0015]

[0016] 所述采样电容C1上的电压Vc值可实时等效于副边绕组N5的电流值I4乘以一个比例系数，所以检测C1上的电压Vc值就可以检测到副边绕组N5的电流值I4。

[0017] 图2为图1中电流采样电路应用于谐振式隔离变换器中的电路示意图，如图所示，本实施例的隔离式电能变换器采用半桥LLC串联谐振变换器，但是本发明并不以此为限。其中，输入电压Vin连接至由开关S1、S2串联组成的桥臂，Vin的正端接上开关S1，Vin的负端接下开关S2，桥臂的中点接耦合电感T1原边绕组N1的一端，耦合电感T1原边绕组N1的另一端与隔离变压器T2原边绕组N3的一端相连接，隔离变压器T2原边绕组N3的另一端与电容C2相连接，C2的另一端与Vin的负端连接。隔离变压器T2的副边是采用带中心抽头的全波整流电路，隔离变压器T2副边绕组N5的两端分别与开关D1、D2的一端连接，开关D1、D2的另一端相互连接且接至输出电容Co的负端及地，T1的副边绕组N5的中心抽头接至Co的正端。但是本发明的副边电路并不以此为限，例如半波整流电路、同步整流电路等都可以作为副边电路。

[0018] 在本实施例中，耦合电感T1的副边绕组经过电阻R1与采样电容C1并联，隔离变压器T2还包括一辅助绕组N4，辅助绕组N4的两端经过电阻R2与采样电容C1并联。

[0019] 如图2所示，耦合电感T1的匝比和原边电感量L1以及隔离变压器T2的匝比励磁电感量L2需要满足以下条件：

[0020]

[0021] C1上的电压Vc值可实时等效于副边绕组N5的电流值I4乘以一个比例系数，所以检测C1上的电压Vc值就可以检测到副边绕组N5的电流值I4。

[0022] 虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

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