本公開涉及包括鉗位電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)：

本部分提供與本公開相關(guān)的背景信息，其不一定是現(xiàn)有技術(shù)。

正向功率轉(zhuǎn)換器(forward powder converters)是使用變壓器來改變其輸出電壓并提供隔離的DC/DC轉(zhuǎn)換器。通常，多個正向功率轉(zhuǎn)換器耦合在一起以形成多相交錯式(multiphase interleaved)正向功率轉(zhuǎn)換器。在這種情況下，每個功率轉(zhuǎn)換器彼此相移，使得每次一個轉(zhuǎn)換器導(dǎo)通。例如，每個功率轉(zhuǎn)換器包括循環(huán)導(dǎo)通時段、復(fù)位時段和空閑時段。典型地，當(dāng)轉(zhuǎn)換器之一處于其導(dǎo)通時段時，其他轉(zhuǎn)換器處于其復(fù)位時段或空閑時段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本部分提供了本公開的一般概述，并且不是其全部范圍或其所有特征的全面公開。

根據(jù)本公開的一個方面，一種多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器包括第一子轉(zhuǎn)換器、第二子轉(zhuǎn)換器、第一鉗位電路和第二鉗位電路。第一子轉(zhuǎn)換器和第二子轉(zhuǎn)換器各自包括輸入、輸出和耦合在輸入和輸出之間并具有至少一個繞組的變壓器。第一子轉(zhuǎn)換器的輸出與第二子轉(zhuǎn)換器的輸出并聯(lián)耦合。第一子轉(zhuǎn)換器相對于第二子轉(zhuǎn)換器相移，使得第一子轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)通時段與第二子轉(zhuǎn)換器的空閑時段至少部分互補(bǔ)，并且第二子轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)通時段與第一子轉(zhuǎn)換器的空閑時段至少部分互補(bǔ)。第一鉗位電路包括耦合到第一子轉(zhuǎn)換器的所述至少一個繞組的開關(guān)裝置，并且被配置為鉗制跨所述至少一個繞組的電壓，以基本上防止在第一子轉(zhuǎn)換器的空閑時段期間諧振電壓在第一子轉(zhuǎn)換器中傳播。第二鉗位電路包括耦合到第二子轉(zhuǎn)換器的所述至少一個繞組的開關(guān)裝置，并且被配置為鉗制跨所述至少一個繞組的電壓，以基本上防止在第二子轉(zhuǎn)換器空閑時段期間諧振電壓在第二子轉(zhuǎn)換器中傳播。

優(yōu)選地，所述第一鉗位電路或所述第二鉗位電路包括耦合到其開關(guān)裝置的二極管。

優(yōu)選地，所述第一鉗位電路包括耦合在一起的多個開關(guān)裝置，并且所述多個開關(guān)裝置包括所述第一鉗位電路的開關(guān)裝置。

優(yōu)選地，所述多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器還包括一個或多個鉗位驅(qū)動電路，所述一個或多個鉗位驅(qū)動電路用于產(chǎn)生用于控制所述第一鉗位電路的開關(guān)裝置的控制信號和用于控制所述第二鉗位電路的開關(guān)裝置的控制信號。

優(yōu)選地，為所述第一鉗位電路的開關(guān)裝置產(chǎn)生的控制信號基于所述第二子轉(zhuǎn)換器的至少一個參數(shù)。

優(yōu)選地，所述第二子轉(zhuǎn)換器包括具有耦合到其變壓器的一個或多個功率開關(guān)的至少一個開關(guān)電路，并且所述第二子轉(zhuǎn)換器的所述至少一個參數(shù)是用于控制所述第二子轉(zhuǎn)換器的功率開關(guān)中的至少一個功率開關(guān)的信號。

優(yōu)選地，所述第二子轉(zhuǎn)換器的所述至少一個參數(shù)是其變壓器的次級側(cè)上的電壓。

優(yōu)選地，所述多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器還包括：至少第三子轉(zhuǎn)換器，所述第三子轉(zhuǎn)換器包括輸入、輸出和耦合在所述輸入和所述輸出之間并具有至少一個繞組的變壓器，所述第三子轉(zhuǎn)換器具有導(dǎo)通時段和空閑時段；以及至少第三鉗位電路，所述第三鉗位電路包括開關(guān)裝置，所述開關(guān)裝置耦合到所述第三子轉(zhuǎn)換器的所述至少一個繞組，并且配置為鉗制跨所述至少一個繞組的電壓，以基本上防止在所述第三子轉(zhuǎn)換器的空閑時段期間諧振電壓在所述第三子轉(zhuǎn)換器中傳播。

優(yōu)選地，所述多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器還包括一個或多個鉗位驅(qū)動電路，所述一個或多個鉗位驅(qū)動電路用于產(chǎn)生用于控制所述第一鉗位電路的開關(guān)裝置的控制信號，用于控制所述第二鉗位電路的開關(guān)裝置的控制信號以及用于控制所述第三鉗位電路的開關(guān)裝置的控制信號。

優(yōu)選地，所述用于控制所述第三鉗位電路的開關(guān)裝置的控制信號基于所述第一子轉(zhuǎn)換器的參數(shù)和所述第二子轉(zhuǎn)換器的參數(shù)。

優(yōu)選地，所述第一子轉(zhuǎn)換器和所述第二子轉(zhuǎn)換器各自包括具有耦合到其變壓器的一個或多個功率開關(guān)的至少一個開關(guān)電路，所述第一子轉(zhuǎn)換器的參數(shù)是用于控制所述第一子轉(zhuǎn)換器的所述功率開關(guān)中的至少一個功率開關(guān)的信號，并且所述第二子轉(zhuǎn)換器的參數(shù)是用于控制所述第二子轉(zhuǎn)換器的所述功率開關(guān)中的至少一個功率開關(guān)的信號。

優(yōu)選地，所述第一子轉(zhuǎn)換器的參數(shù)是其變壓器的次級側(cè)上的電壓，并且所述第二子轉(zhuǎn)換器的參數(shù)是其變壓器的次級側(cè)上的電壓。

優(yōu)選地，所述第一子轉(zhuǎn)換器或所述第二子轉(zhuǎn)換器的所述至少一個繞組是其各自的變壓器的初級繞組、次級繞組或輔助繞組。

優(yōu)選地，所述多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器還包括耦合到所述第一子轉(zhuǎn)換器的輸出和所述第二子轉(zhuǎn)換器的輸出的電感器。

優(yōu)選地，所述第一子轉(zhuǎn)換器的輸出和所述第二子轉(zhuǎn)換器的輸出共同包括正輸出端子和參考輸出端子，并且所述電感器耦合到所述第一子轉(zhuǎn)換器和所述第二子轉(zhuǎn)換器的輸出的所述正輸出端子或所述參考輸出端子。

優(yōu)選地，所述多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器還包括耦合到所述第一子轉(zhuǎn)換器的輸出和所述第二子轉(zhuǎn)換器的輸出的整流電路。

優(yōu)選地，所述整流電路包括一個或多個同步整流器。

優(yōu)選地，所述整流電路包括多個正向整流器和耦合到所述正向整流器的續(xù)流整流器，所述多個正向整流器中的每個正向整流器包括陰極和陽極，并且所述每個正向整流器的陰極耦合在一起。

優(yōu)選地，所述整流電路包括多個正向整流器和耦合到所述正向整流器的續(xù)流整流器，所述多個正向整流器中的每個正向整流器包括陰極和陽極，并且所述每個正向整流器的陽極耦合在一起。

根據(jù)本公開的另一方面，公開一種用于基本上防止諧振電壓在包括第一子轉(zhuǎn)換器和第二子轉(zhuǎn)換器的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器中傳播的方法。第一子轉(zhuǎn)換器和第二子轉(zhuǎn)換器相對于彼此相移，使得第一子轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)通時段與第二子轉(zhuǎn)換器的空閑時段至少部分互補(bǔ)，并且第二子轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)通時段與第一子轉(zhuǎn)換器的空閑時段至少部分互補(bǔ)。該方法包括鉗制跨第一子轉(zhuǎn)換器的變壓器的繞組的電壓，以基本上防止在第一子轉(zhuǎn)換器的空閑時段期間諧振電壓在第一子轉(zhuǎn)換器中傳播。

優(yōu)選地，所述方法還包括鉗制跨所述第二子轉(zhuǎn)換器的變壓器的繞組的電壓，以基本上防止在所述第二子轉(zhuǎn)換器的空閑時段期間諧振電壓在所述第二子轉(zhuǎn)換器中傳播。

優(yōu)選地，鉗制所述電壓包括基于所述第二子轉(zhuǎn)換器的至少一個參數(shù)來鉗制跨所述第一子轉(zhuǎn)換器的變壓器的繞組的電壓。

優(yōu)選地，鉗制所述電壓包括控制鉗位電路的開關(guān)裝置以鉗制跨所述第一子轉(zhuǎn)換器的變壓器的繞組的電壓。

優(yōu)選地，所述第二子轉(zhuǎn)換器包括一個或多個功率開關(guān)，并且所述鉗位電路的開關(guān)裝置是所述第一子轉(zhuǎn)換器的所述一個或多個功率開關(guān)中的功率開關(guān)。

優(yōu)選地，控制所述開關(guān)裝置包括基于所述第二子轉(zhuǎn)換器的至少一個參數(shù)來控制所述開關(guān)裝置。

優(yōu)選地，所述第二子轉(zhuǎn)換器包括一個或多個功率開關(guān)，并且所述第二子轉(zhuǎn)換器的所述至少一個參數(shù)是用于控制所述第二子轉(zhuǎn)換器的所述功率開關(guān)中的至少一個功率開關(guān)的信號。

優(yōu)選地，所述第二子轉(zhuǎn)換器包括具有初級側(cè)和次級側(cè)的變壓器，并且所述第二子轉(zhuǎn)換器的所述至少一個參數(shù)是所述變壓器的次級側(cè)上的電壓。

根據(jù)本文提供的描述，其他方面和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見。應(yīng)當(dāng)理解，本公開的各個方面可以單獨(dú)地或與一個或多個其他方面組合來實(shí)現(xiàn)。還應(yīng)當(dāng)理解，本文中的描述和具體例子僅用于說明的目的，而不意圖限制本公開的范圍。

附圖說明

本文描述的附圖僅用于所選實(shí)施例的說明性目的，而不是所有可能的實(shí)施方式，并且不意圖限制本公開的范圍。

圖1是根據(jù)本公開的一個示例性實(shí)施例的包括鉗位電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的框圖，其中每個鉗位電路均具有開關(guān)裝置。

圖2是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的包括兩個子轉(zhuǎn)換器和耦合到子轉(zhuǎn)換器的次級變壓器繞組的兩個鉗位電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖。

圖3是根據(jù)又一示例性實(shí)施例的包括兩個子轉(zhuǎn)換器和耦合到子轉(zhuǎn)換器的初級側(cè)輔助變壓器繞組的兩個鉗位電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖。

圖4是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的包括兩個子轉(zhuǎn)換器和耦合到子轉(zhuǎn)換器的次級側(cè)輔助變壓器繞組的兩個鉗位電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖。

圖5是根據(jù)又一示例性實(shí)施例的包括兩個子轉(zhuǎn)換器和包括耦合到子轉(zhuǎn)換器的次級側(cè)輔助變壓器繞組的二極管的兩個鉗位電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖。

圖6是根據(jù)又一示例性實(shí)施例的包括兩個子轉(zhuǎn)換器和包括耦合到子轉(zhuǎn)換器的初級側(cè)輔助變壓器繞組的二極管的兩個鉗位電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖。

圖7是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的類似于正向功率轉(zhuǎn)換器6但包括三個子轉(zhuǎn)換器和三個鉗位電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖。

圖8是根據(jù)又一示例性實(shí)施例的包括兩個子轉(zhuǎn)換器和兩個鉗位電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖，其中每個鉗位電路均耦合到子轉(zhuǎn)換器的次級變壓器繞組并且基于初級側(cè)開關(guān)控制信號被控制。

圖9是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的類似于正向功率轉(zhuǎn)換器8但包括三個子轉(zhuǎn)換器和三個鉗位電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖。

圖10是根據(jù)又一示例性實(shí)施例的包括三個子轉(zhuǎn)換器和三個鉗位電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖，其中每個鉗位電路均耦合到子轉(zhuǎn)換器的次級變壓器繞組并且基于兩個初級側(cè)開關(guān)控制信號被控制。

圖11是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的包括三個子轉(zhuǎn)換器和三個鉗位電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖，其中每個鉗位電路耦合到子轉(zhuǎn)換器的次級變壓器繞組并且基于次級側(cè)電壓信號被控制。

圖12是根據(jù)又一示例性實(shí)施例的包括三個子轉(zhuǎn)換器和三個鉗位電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖，其中每個鉗位電路均耦合到子轉(zhuǎn)換器的次級變壓器繞組并且基于兩個次級側(cè)電壓信號被控制。

圖13是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖，其類似于正向功率轉(zhuǎn)換器10，但是鉗位電路耦合到子轉(zhuǎn)換器的次級側(cè)輔助變壓器繞組。

圖14是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖，其類似于正向功率轉(zhuǎn)換器12，但是鉗位電路耦合到子轉(zhuǎn)換器的次級側(cè)輔助變壓器繞組。

圖15是根據(jù)又一示例性實(shí)施例的包括三個子轉(zhuǎn)換器和三個鉗位電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖，其中每個鉗位電路包括耦合到子轉(zhuǎn)換器的次級側(cè)輔助變壓器繞組的兩個開關(guān)裝置。

圖16是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖，其類似于正向功率轉(zhuǎn)換器15，但是基于次級側(cè)電壓信號控制鉗位電路。

圖17是根據(jù)又一示例性實(shí)施例的包括耦合到轉(zhuǎn)換器的參考輸出端子的電感器的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖。

圖18是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的包括具有二極管的整流電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖，其中二極管的陽極耦合在一起。

圖19是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的包括具有同步整流器的整流電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖。

圖20是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的包括兩個鉗位電路和具有單個開關(guān)正向轉(zhuǎn)換器拓?fù)涞膬蓚€子轉(zhuǎn)換器的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖。

圖21是根據(jù)又一示例性實(shí)施例的類似于圖7的正向功率轉(zhuǎn)換器但每個子轉(zhuǎn)換器包括多個開關(guān)電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的電路圖。

圖22A-22E是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的耦合到一個或多個電源的圖21的子轉(zhuǎn)換器的電路圖。

圖23是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的可用于圖21的正向功率轉(zhuǎn)換器中的變壓器的分解等距視圖。

圖24是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的用于三相交錯式正向轉(zhuǎn)換器的變壓器芯的俯視圖。

圖25A和25B示出傳統(tǒng)的兩相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器和根據(jù)又一示例性實(shí)施例的包括兩個鉗位電路的兩相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的初級側(cè)開關(guān)的漏極到源極電壓的波形。

圖26A和26B示出傳統(tǒng)的三相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器和根據(jù)另一示例性實(shí)施例的包括三個鉗位電路并經(jīng)歷高空閑時間諧振頻率的三相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的初級側(cè)開關(guān)的漏極到源極電壓的波形。

圖27A和27B示出傳統(tǒng)的三相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器和根據(jù)又一示例性實(shí)施例的包括三個鉗位電路并且經(jīng)歷低空閑時間諧振頻率的三相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的初級側(cè)開關(guān)的漏極到源極電壓的波形。

在附圖的幾個視圖中，相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部件或特征。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述示例性實(shí)施例。

提供示例性實(shí)施例以使得本公開將是徹底的，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)范圍。諸多具體細(xì)節(jié)被闡述，如具體部件、裝置和方法的例子，以提供對本公開的實(shí)施例的透徹理解。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，不需要采用具體細(xì)節(jié)，示例性實(shí)施例可以以許多不同的形式實(shí)施，并且兩者都不應(yīng)被解釋為限制本公開的范圍。在一些示例性實(shí)施例中，不詳細(xì)描述公知的處理，公知的裝置結(jié)構(gòu)和公知的技術(shù)。

本文所使用的術(shù)語僅用于描述特定示例性實(shí)施例的目的，而不意圖是限制性的。如本文所使用的，除非上下文另有明確說明，否則單數(shù)形式“一”、“一個”和“所述”也可意圖包括復(fù)數(shù)形式。術(shù)語“包括”、“包含”和“具有”是包括性的，并且因此指定所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或它們的組合的存在或添加。本文所描述的方法步驟、處理和操作不應(yīng)被解釋為必須要求它們以所討論或說明的特定順序來執(zhí)行，除非特別地被標(biāo)識為執(zhí)行的順序。還應(yīng)當(dāng)理解，可以采用附加的或替代的步驟。

盡管術(shù)語第一、第二、第三等可在本文中用于描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語可以僅用于將一個元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一個區(qū)域、層或部分區(qū)分開。當(dāng)在本文中使用時，諸如“第一”、“第二”和其他數(shù)字術(shù)語的術(shù)語不暗示序列或順序，除非上下文清楚地指示。因此，在不脫離示例性實(shí)施例的教導(dǎo)的情況下，下面討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或部分。

在本文中可以使用空間相對術(shù)語，例如“內(nèi)”、“外”、“在…下方”、“在…下面”、“較低的”、“在…上方”、“較高的”等等，便于描述如圖所示的一個元件或特征與另一個元件或特征的關(guān)系?？臻g相對術(shù)語可意圖包括除了圖中所示的方位之外的使用或操作中的裝置的不同方位。例如，如果圖中的裝置翻轉(zhuǎn)，則被描述為在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件將被定向?yàn)樵谄渌蛱卣鳌吧戏健?。因此，示例性術(shù)語“下方”可以包括上方和下方兩個方位。裝置可以另外定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其它取向)，并且本文使用的空間相對描述詞被相應(yīng)地解釋。

根據(jù)本公開的一個方面，提供用于基本上防止諧振電壓在多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器中傳播的方法。該轉(zhuǎn)換器包括至少兩個相對于彼此相移的子轉(zhuǎn)換器，使得一個子轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)通時段與另一個子轉(zhuǎn)換器的空閑時段至少部分互補(bǔ)，反之亦然。該方法包括鉗制跨子轉(zhuǎn)換器之一的變壓器的繞組的電壓，以基本上防止在該子轉(zhuǎn)換器的空閑時段期間諧振電壓在該子轉(zhuǎn)換器中傳播。

另外，該方法還可以包括在前置跨另一個子轉(zhuǎn)換器的變壓器的繞組的電壓，以基本上防止在該子轉(zhuǎn)換器的空閑時段期間諧振電壓在該子轉(zhuǎn)換器中傳播。因此，可以在多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的一個或多個子轉(zhuǎn)換器中基本上防止諧振電壓。

例如，在多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的一個子轉(zhuǎn)換器的空閑時間期間，期望跨其變壓器的初級繞組的電壓基本上等于零，因?yàn)榇藭r該子轉(zhuǎn)換器不導(dǎo)通。然而，在一些情況下，跨初級繞組的電壓可能由于變壓器漏電感、初級側(cè)開關(guān)中的電容等而諧振。因此，跨初級繞組的電壓可能從大約零伏擺動到大約該正向功率轉(zhuǎn)換器的輸入電壓。該諧振電壓可以產(chǎn)生變壓器傳導(dǎo)損耗、在初級側(cè)開關(guān)中增加開關(guān)損耗等。

另外，如果諧振電壓在完全諧振周期之前終止，則可以將附加的DC偏置電壓施加到變壓器。這可能增加變壓器中的通量密度，導(dǎo)致額外的變壓器芯損耗。

然而，如果產(chǎn)生電流路徑以允許空閑的子轉(zhuǎn)換器的變壓器繞組導(dǎo)通，則跨其空閑變壓器的電壓可以被鉗制，并且可以基本上防止施加到該變壓器的DC偏置電壓。因此，可以在該子轉(zhuǎn)換器的空閑時段期間基本上防止可以該變壓器的電壓諧振。因此，跨子轉(zhuǎn)換器的初級側(cè)功率開關(guān)的電壓可以保持相對穩(wěn)定在期望的電平。例如，如果子轉(zhuǎn)換器包括兩個開關(guān)正向轉(zhuǎn)換器拓?fù)?如下面進(jìn)一步解釋的)，則跨這些開關(guān)的電壓可以保持穩(wěn)定在DC輸入電壓的大約一半。

可以基于正向功率轉(zhuǎn)換器中的一個或多個其它子轉(zhuǎn)換器來創(chuàng)建電流路徑。例如，當(dāng)其他子轉(zhuǎn)換器處于導(dǎo)通時段時，可以在空閑的子轉(zhuǎn)換器的繞組和一個或多個其他子轉(zhuǎn)換器的部件之間建立電流路徑。因此，正向功率轉(zhuǎn)換器中的一個或多個導(dǎo)通的子轉(zhuǎn)換器可以幫助鉗制跨空閑的子轉(zhuǎn)換器的變壓器的電壓。

例如，并且如下面進(jìn)一步解釋的，在一個子轉(zhuǎn)換器中的鉗制可以基于正向功率轉(zhuǎn)換器中的其他子轉(zhuǎn)換器的參數(shù)。該參數(shù)可以是例如用于其他子轉(zhuǎn)換器中的初級側(cè)開關(guān)的控制信號、感測的電參數(shù)(例如，電壓、電流等)等。在一些特定例子中，電壓可以是次級變壓器繞組的電壓、整流器電壓等。

本文公開的一個或多個方法可以通過鉗位電路來實(shí)現(xiàn)，該鉗位電路包括例如本文公開的鉗位電路中的任一個和/或另一合適的鉗位電路。如下面進(jìn)一步解釋的，圖1-20示出包括用于產(chǎn)生如本文所述的電流路徑的鉗位電路的各種示例性多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器。

例如，圖1示出根據(jù)本公開的一個示例性實(shí)施例的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器，并且總體上由附圖標(biāo)記100表示。如圖1所示，正向功率轉(zhuǎn)換器100包括子轉(zhuǎn)換器102、104和鉗位電路106、108。子轉(zhuǎn)換器102、104各自包括輸入110、112、輸出114、116和耦合在輸入和輸出之間的變壓器118、120。每個變壓器118、120包括至少一個繞組122、124。如圖1所示，子轉(zhuǎn)換器102的輸出114與子轉(zhuǎn)換器104的輸出116并聯(lián)耦合。如上所述，子轉(zhuǎn)換器102、104相對于彼此相移。鉗位電路106、108每個包括耦合到繞組122、124的開關(guān)裝置126、128。

鉗位電路106、108可以鉗制跨繞組122、124的電壓，以基本上防止在子轉(zhuǎn)換器的空閑時段期間諧振電壓在子轉(zhuǎn)換器102、104中傳播(例如，在初級側(cè)開關(guān)、次級側(cè)開關(guān)、變壓器等中)。例如，子轉(zhuǎn)換器102可以處于其導(dǎo)通時段，并且子轉(zhuǎn)換器104可以處于其空閑時段。鉗位電路108可以產(chǎn)生電流路徑以允許繞組124在子轉(zhuǎn)換器104的空閑時段期間導(dǎo)通，如上所述。

圖1的鉗位電路106、108可以分別耦合在變壓器118、120的繞組122、124上。例如，開關(guān)裝置126、128可以耦合在繞組122、124上。

耦合到鉗位電路的繞組可以是初級繞組、次級繞組、輔助繞組等。例如，圖2示出多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器200，其包括兩個子轉(zhuǎn)換器202、204，每個子轉(zhuǎn)換器具有變壓器T1、T2和兩個鉗位電路206、208，每個鉗位電路具有分別耦合在變壓器T1、T2的次級繞組上的開關(guān)裝置210、212。

圖3和圖4示出基本上類似于圖2的功率轉(zhuǎn)換器200但是包括具有耦合在變壓器的輔助繞組上的開關(guān)裝置的鉗位電路的示例性多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器300、400。特別地，正向功率轉(zhuǎn)換器300包括鉗位電路306、308，每個鉗位電路具有分別耦合在初級側(cè)輔助繞組302、304上的開關(guān)裝置310、312，并且正向功率轉(zhuǎn)換器400包括鉗位電路406、408，每個鉗位電路具有分別耦合在次級側(cè)輔助繞組402、404上的開關(guān)裝置410、412。

圖5示出基本上類似于圖4的功率轉(zhuǎn)換器400的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器500。圖5的正向功率轉(zhuǎn)換器500包括具有圖4的變壓器T1、T2的子轉(zhuǎn)換器502、504以及耦合到子轉(zhuǎn)換器502、504的鉗位電路506、508。鉗位電路506、508各自包括分別耦合到次級側(cè)輔助繞組402、404的二極管510、512。因此，在圖5的特定實(shí)施例中，鉗位電路506、508的開關(guān)裝置是二極管。作為選擇，如下文進(jìn)一步解釋的，二極管510、512中的一者或兩者可由另一合適的開關(guān)裝置如開關(guān)(例如，晶體管等)代替。

如圖5所示，整流電路(下面進(jìn)一步解釋)的輔助繞組402、404、二極管510、512和二極管Rect1、Rect2建立電流路徑。因此，在該例子中，輔助繞組402、404和二極管Rect1、Rect2可以分別被認(rèn)為是鉗位電路508、506的部件。

如上所述，電流路徑允許繞組402、404在子轉(zhuǎn)換器的空閑時段期間導(dǎo)通。例如，當(dāng)子轉(zhuǎn)換器502處于其導(dǎo)通時段并且子轉(zhuǎn)換器504處于其空閑時段時，諧振電壓迫使電流流過二極管512、二極管Rect1和輔助繞組404。類似地，當(dāng)子轉(zhuǎn)換器504處于其導(dǎo)通時段，并且子轉(zhuǎn)換器502處于其空閑時段時，諧振電壓迫使電流流過二極管510、二極管Rect2和輔助繞組402。

另外，二極管510、512可以防止在每個子轉(zhuǎn)換器502、504的復(fù)位時段期間其各自的鉗位電路506、508導(dǎo)通。例如，當(dāng)子轉(zhuǎn)換器502的導(dǎo)通時段開始并且子轉(zhuǎn)換器504處于其復(fù)位時段(在轉(zhuǎn)變到其空閑時段之前)時，二極管512被反向偏置。因此，鉗位電路508由于二極管512而被阻止導(dǎo)通。當(dāng)子轉(zhuǎn)換器504從其復(fù)位時段轉(zhuǎn)變到其空閑時段時，諧振電壓開始累積。在某一點(diǎn)上，由于增加的諧振電壓，二極管512變?yōu)檎蚱?，并且因此如上所述允許鉗位電路508導(dǎo)通。因此，空閑子轉(zhuǎn)換器諧振在另一子轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)通時段期間興起的任何嘗試都可以被適當(dāng)?shù)你Q位電路基本上阻止。

圖6示出基本上類似于圖5的功率轉(zhuǎn)換器500但是具有耦合到初級側(cè)輔助繞組的鉗位電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器600。如圖6所示，正向功率轉(zhuǎn)換器600包括子轉(zhuǎn)換器602、604和鉗位電路606、608。子轉(zhuǎn)換器602包括輸入端、圖3的變壓器T1和耦合到變壓器T 1的初級側(cè)功率開關(guān)614、616(統(tǒng)稱為開關(guān)電路)。子轉(zhuǎn)換器604包括輸入、圖3的變壓器T2以及耦合到變壓器T2的初級側(cè)功率開關(guān)618、620(統(tǒng)稱為開關(guān)電路)。鉗位電路606、608分別包括二極管610、612。二極管610、612的功能類似于圖5的二極管510、512，但是位于變壓器T1，T2的初級側(cè)。

鉗位電路606與二極管610、子轉(zhuǎn)換器602的輔助繞組302和子轉(zhuǎn)換器604的功率開關(guān)620建立電流路徑。類似地，鉗位電路608與二極管612、子轉(zhuǎn)換器604的輔助繞組304以及子轉(zhuǎn)換器602的功率開關(guān)616建立電流路徑。因此，在圖6的例子中，輔助繞組302、304和功率開關(guān)620、616可以分別被認(rèn)為是鉗位電路606、608的部件。因此，圖6的鉗位電路的開關(guān)裝置可以是二極管610、612和/或功率開關(guān)616、620。

另外，盡管圖1-6的正向功率轉(zhuǎn)換器包括兩個子轉(zhuǎn)換器，但是應(yīng)當(dāng)理解，本文公開的任何一個正向功率轉(zhuǎn)換器可以包括兩個或更多個子轉(zhuǎn)換器。例如，圖7示出基本上類似于圖6的正向功率轉(zhuǎn)換器600的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器700。然而，正向功率轉(zhuǎn)換器700包括三個子轉(zhuǎn)換器和三個鉗位電路。

如圖7所示，正向功率轉(zhuǎn)換器700包括子轉(zhuǎn)換器702、圖6的子轉(zhuǎn)換器602、604以及分別具有二極管718、720、722的三個鉗位電路704、706、708。二極管718、720、722的功能類似于圖6的二極管610、612。另外，并且類似于子轉(zhuǎn)換器602、604，子轉(zhuǎn)換器702包括輸入、輸出、耦合在輸入和輸出之間的變壓器T3以及耦合到變壓器T3的初級側(cè)功率開關(guān)714、716(統(tǒng)稱為開關(guān)電路)。

鉗位電路704、706、708建立電流路徑以允許在其各自的子轉(zhuǎn)換器的空閑時段期間輔助繞組302、304、724導(dǎo)通，如上所述。特別地，鉗位電路704與二極管722、子轉(zhuǎn)換器602的輔助繞組302和子轉(zhuǎn)換器702的功率開關(guān)714建立電流路徑。類似地，鉗位電路706、708使用二極管718、720、子轉(zhuǎn)換器602的功率開關(guān)616、子轉(zhuǎn)換器604的功率開關(guān)620、子轉(zhuǎn)換器604的輔助繞組304以及變壓器T3的輔助繞組724建立類似的電流路徑。因此，并且類似于圖6的鉗位電路606、608，每個鉗位電路通過使用不同的子轉(zhuǎn)換器的部件鉗制跨輔助繞組的電壓。

在一些例子中，子轉(zhuǎn)換器602、604、702可以被相移，使得一個子轉(zhuǎn)換器的空閑時段與僅一個子轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)通時段至少部分一致。在這種情況下，可以如上文相對于兩個子轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)所解釋的那樣控制鉗位電路704、706、708。

然而，如果一個子轉(zhuǎn)換器的空閑時段與多于一個子轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)通時段一致，則可以以“OR”邏輯方式每個子轉(zhuǎn)換器采用一個或多個鉗位電路以覆蓋多于一個導(dǎo)通時段。例如，一個鉗位電路可以耦合在子轉(zhuǎn)換器602和子轉(zhuǎn)換器702之間，并且另一個鉗位電路可以耦合在子轉(zhuǎn)換器602和子轉(zhuǎn)換器604之間。這些鉗位電路可以利用“OR”邏輯功能(例如，或門(OR gate)等)耦合在一起，以確保鉗位電路覆蓋多于一個導(dǎo)通時段。在這樣的例子中，由鉗位電路建立的每個電流路徑可以包括其自己的變壓器繞組、整流器、開關(guān)裝置等。在其他例子中，每個電流路徑可以共享一個變壓器繞組并且具有其自己的整流器、開關(guān)裝置等。作為選擇，一個鉗位電路可以經(jīng)由“OR”邏輯功能耦合在子轉(zhuǎn)換器602和子轉(zhuǎn)換器604、702之間。

在一些示例性實(shí)施例中，可以控制鉗位電路的開關(guān)裝置以建立電流路徑。例如，圖8示出多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器800，其包括變壓器T1、T2的圖2的子轉(zhuǎn)換器202、204和耦合在變壓器T1、T2的次級繞組上的鉗位電路802、804。鉗位電路802、804各自包括開關(guān)裝置806、808和耦合到開關(guān)裝置806、808的二極管810、812。在圖8所示的特定例子中，開關(guān)裝置806、808是MOSFET。

鉗位電路802、804可以通過使用開關(guān)裝置806、808、二極管810、812以及變壓器T1、T2的次級繞組來建立電流路徑。這些電流路徑可以通過控制開關(guān)裝置806、808而斷開。例如，并且如圖8所示，正向功率轉(zhuǎn)換器800包括子轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路818、820和鉗位驅(qū)動電路814、816，用于產(chǎn)生控制信號822、824以控制開關(guān)裝置806、808。在圖8所示的特定例子中，用于開關(guān)裝置806、808的控制信號基于來自子轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路818、820的信號826、828。

為開關(guān)裝置806、808產(chǎn)生的控制信號可以基于相對的子轉(zhuǎn)換器的參數(shù)。例如，并且如圖8所示，由用于控制(耦合到子轉(zhuǎn)換器202的變壓器的)開關(guān)裝置806的鉗位驅(qū)動電路814產(chǎn)生的控制信號基于來自控制子轉(zhuǎn)換器204的功率開關(guān)的子轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路820的信號826。類似地，由用于控制(耦合到子轉(zhuǎn)換器204的變壓器的)開關(guān)裝置808的鉗位驅(qū)動電路816產(chǎn)生的控制信號基于來自控制子轉(zhuǎn)換器202的功率開關(guān)的子轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路818的信號828。

因此，當(dāng)子轉(zhuǎn)換器202處于其導(dǎo)通時段并且子轉(zhuǎn)換器204處于其空閑時段時，子轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路818可以向鉗位驅(qū)動電路816提供指示子轉(zhuǎn)換器202處于其導(dǎo)通時段的信號828。然后，鉗位驅(qū)動電路816可以閉合開關(guān)裝置808以建立用于鉗位電路804的電流路徑，如上所述。

盡管在圖8中未示出，但是附加的隔離部件可以用于在正向功率轉(zhuǎn)換器800中提供期望的隔離。例如，柵極驅(qū)動變壓器、光耦合器和/或其他合適的隔離部件可以用于在變壓器的初級側(cè)和次級側(cè)之間傳遞信號，以控制開關(guān)裝置(例如，一個或兩個開關(guān)裝置806、808、子轉(zhuǎn)換器202、204的一個或多個開關(guān)裝置等)。

圖9示出類似于圖8的正向功率轉(zhuǎn)換器800但包括第三子轉(zhuǎn)換器的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器900。例如，正向功率轉(zhuǎn)換器900包括具有圖8的變壓器T1、T2和鉗位電路802、804的子轉(zhuǎn)換器202、204以及具有變壓器T3和鉗位電路904的子轉(zhuǎn)換器902。類似于鉗位電路802、804，鉗位電路904包括開關(guān)裝置906和耦合到開關(guān)裝置906的二極管908。

鉗位電路802、804的開關(guān)裝置由圖8的鉗位驅(qū)動電路814、816控制，并且鉗位電路904的開關(guān)裝置906由鉗位驅(qū)動電路910控制以建立如上所述的電流路徑。鉗位驅(qū)動電路814、816、910分別耦合到子轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路912、914、916。盡管在圖9中未示出，子轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路912、914、916分別控制子轉(zhuǎn)換器902、202、204中的功率開關(guān)。因此，類似于圖8，對應(yīng)于空閑子轉(zhuǎn)換器的圖9的鉗位驅(qū)動電路可以基于指示另一個子轉(zhuǎn)換器處于其導(dǎo)通時段的控制信號來閉合其開關(guān)裝置以建立電流路徑。

在一些實(shí)施例中，可以基于沒有耦合到該開關(guān)裝置的其它子轉(zhuǎn)換器來控制具有三個或更多個子轉(zhuǎn)換器的正向功率轉(zhuǎn)換器中的鉗位電路的開關(guān)裝置。例如，圖10示出類似于圖9的正向功率轉(zhuǎn)換器900的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器1000。然而，每個鉗位驅(qū)動電路814、816、910基于兩個子轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路信號產(chǎn)生控制信號。因此，控制(對應(yīng)于一個子轉(zhuǎn)換器的)一個鉗位電路的開關(guān)裝置的控制信號基于用于控制其它兩個子轉(zhuǎn)換器的功率開關(guān)的信號。

例如，并且如圖9所示，圖10的子轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路912、914、916分別控制子轉(zhuǎn)換器902，202、204的功率開關(guān)。鉗位驅(qū)動電路814基于子轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路912、916產(chǎn)生控制信號以控制耦合到子轉(zhuǎn)換器202的其相應(yīng)開關(guān)裝置。類似地，鉗位驅(qū)動電路816基于子轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路914、912產(chǎn)生控制信號以控制耦合到子轉(zhuǎn)換器204的其相應(yīng)開關(guān)裝置，并且鉗位驅(qū)動電路910基于子轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路914、916產(chǎn)生控制信號以控制耦合到子轉(zhuǎn)換器902的其相應(yīng)開關(guān)裝置。

另外并且/或者可選地，為一個鉗位電路的開關(guān)裝置產(chǎn)生的控制信號可以基于不與該開關(guān)裝置相關(guān)聯(lián)的子轉(zhuǎn)換器的電壓。例如，圖11示出類似于圖9的正向功率轉(zhuǎn)換器900的另一個多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器1100。正向功率轉(zhuǎn)換器1100包括分別耦合在子轉(zhuǎn)換器202、204、902的變壓器T1、T2、T3的次級繞組上的鉗位電路802、804、904。如上所述，每個鉗位電路802、804、904具有開關(guān)裝置和耦合到該開關(guān)裝置的二極管。

正向功率轉(zhuǎn)換器1100還包括分別用于控制鉗位電路802、804、904的開關(guān)裝置的鉗位驅(qū)動電路1102、1104、1106。因此，鉗位驅(qū)動電路1102例如可以閉合鉗位電路802的開關(guān)裝置，以如上所述建立用于該鉗位電路的電流路徑。

如圖11所示，每個鉗位驅(qū)動電路1102、1104、1106從不與該鉗位驅(qū)動電路相關(guān)聯(lián)的子轉(zhuǎn)換器接收電壓。電壓可以例如由任何合適的電壓感測裝置來感測。

例如，鉗位驅(qū)動電路1102從子轉(zhuǎn)換器902的變壓器T3的次級側(cè)接收電壓(由信號1108表示)，鉗位驅(qū)動電路1104從子轉(zhuǎn)換器202的變壓器T1的次級側(cè)接收電壓(由信號1110表示)，并且鉗位驅(qū)動電路1106從子轉(zhuǎn)換器204的變壓器T2的次級側(cè)接收電壓(由信號1112表示)。因?yàn)殡妷菏菑淖儔浩鞯拇渭墏?cè)獲得的，所以提供給鉗位驅(qū)動電路1102、1104、1106的電壓信號不必通過隔離部件。

圖12示出多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器1200，其類似于圖11的正向功率轉(zhuǎn)換器1100，但是其中每個鉗位驅(qū)動電路1102、1104、1106從與該鉗位驅(qū)動電路不相關(guān)聯(lián)的兩個子轉(zhuǎn)換器接收電壓輸入。例如，并且如圖12所示，鉗位驅(qū)動電路1106接收來自子轉(zhuǎn)換器202的變壓器T1的次級側(cè)的電壓(由信號1202表示)和來自子轉(zhuǎn)換器204的變壓器T2的次級側(cè)的電壓(由信號1204表示)。鉗位驅(qū)動電路1102、1104從其不相關(guān)聯(lián)的子轉(zhuǎn)換器接收類似的電壓輸入。

盡管圖8-12的正向功率轉(zhuǎn)換器示出耦合到次級變壓器繞組的鉗位電路，但是應(yīng)當(dāng)理解，圖8-12的鉗位電路中的一個或多個可以耦合到包括例如輔助繞組的另一個合適的變壓器繞組。例如，圖13和圖14示出多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器1300、1400，其類似于圖10的正向功率轉(zhuǎn)換器1000和圖11的正向功率轉(zhuǎn)換器1100，但其鉗位電路耦合在次級側(cè)輔助繞組上而不是次級變壓器繞組上。

圖15示出類似于圖13的正向功率轉(zhuǎn)換器1300但具有不同的鉗位電路配置的另一個多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器1500。例如，正向功率轉(zhuǎn)換器1500包括鉗位電路1502、1504、1506，每個鉗位電路包括耦合在一起的兩個開關(guān)裝置。該開關(guān)裝置與其相關(guān)聯(lián)的變壓器的次級側(cè)輔助繞組串聯(lián)耦合。例如，鉗位電路1502包括與變壓器T1的次級側(cè)輔助繞組串聯(lián)耦合的開關(guān)裝置1508、1510，以建立如上所述的電流路徑。在圖15的特定例子中，開關(guān)裝置1508、1510是MOSFET，MOSFET的漏極端子耦合到變壓器T1的次級側(cè)輔助繞組的相對端，并且MOSFET的源極端子耦合在一起。

正向功率轉(zhuǎn)換器1500包括分別用于控制鉗位電路1502、1504、1506的開關(guān)裝置的鉗位驅(qū)動電路1512、1514、1516，如上所述。因此，鉗位驅(qū)動電路1512例如可以控制開關(guān)裝置1508、1510中的一個或兩個，以如上所述建立鉗位電路1502的電流路徑。

另外，并且如圖15所示，每個鉗位驅(qū)動電路1512、1514、1516基于來自兩個子轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路的信號產(chǎn)生控制信號以控制每個鉗位電路1502、1504、1506的開關(guān)裝置，如上面關(guān)于圖10和圖13所述。作為選擇，應(yīng)當(dāng)理解，鉗位驅(qū)動電路1512、1514、1516中的一個或多個可以基于一個子轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路信號產(chǎn)生控制信號以控制每個鉗位電路1502、1504、1506的開關(guān)裝置，如上面關(guān)于圖9所述。

圖16示出多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器1600，其類似于圖15的正向功率轉(zhuǎn)換器1500，但是其中每個鉗位電路1502、1504、1506的開關(guān)裝置基于來自一個與該鉗位驅(qū)動電路不相關(guān)聯(lián)的子轉(zhuǎn)換器的電壓來控制，如關(guān)于圖11和圖14所述。例如，正向功率轉(zhuǎn)換器1600包括分別用于控制鉗位電路1502、1504、1506的開關(guān)裝置的鉗位驅(qū)動電路1602、1604、1606。如圖16所示，基于從子轉(zhuǎn)換器902的變壓器T3的次級側(cè)接收的電壓(例如，感測電壓等)來控制鉗位電路1502的開關(guān)裝置1508、1510。另一個鉗位電路1504、1506被類似地控制，如上所述。

作為選擇，應(yīng)當(dāng)理解，鉗位驅(qū)動電路1602、1604、1606中的一個或多個可基于關(guān)于圖12所述的來自兩個子轉(zhuǎn)換器的電壓來產(chǎn)生控制信號，以控制每個鉗位電路1502、1504、1506的開關(guān)裝置。

圖8-16的鉗位驅(qū)動電路可包括驅(qū)動邏輯，以導(dǎo)出用于控制鉗位電路的開關(guān)裝置的控制信號。該驅(qū)動邏輯可以結(jié)合每個子轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器時序要求來優(yōu)化開關(guān)裝置的控制。

盡管圖2-16將每個子轉(zhuǎn)換器示出為包括兩個開關(guān)正向轉(zhuǎn)換器拓?fù)?，但是?yīng)當(dāng)理解，可以采用包括例如單個開關(guān)正向轉(zhuǎn)換器等的任何其它合適的正向轉(zhuǎn)換器拓?fù)?。例如，圖20示出多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器2000，其類似于圖2的正向功率轉(zhuǎn)換器200，但包括兩個子轉(zhuǎn)換器，每個子轉(zhuǎn)換器具有單個開關(guān)正向轉(zhuǎn)換器拓?fù)洹?/p>

另外，盡管圖1-16和20示出每個子轉(zhuǎn)換器包括一個開關(guān)電路，但是應(yīng)當(dāng)理解，一個或多個子轉(zhuǎn)換器可以包括多個開關(guān)電路。例如，圖21示出多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器2100，其基本上類似于圖7的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器700，但是每個子轉(zhuǎn)換器包括兩個開關(guān)電路。

具體地，并且如圖21所示，交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器2100包括三個子轉(zhuǎn)換器2102、2104、2106，每個子轉(zhuǎn)換器包括兩個開關(guān)電路和具有多個初級繞組的變壓器T1、T2、T3。每個開關(guān)電路具有兩個開關(guān)正向轉(zhuǎn)換器拓?fù)洹?/p>

子轉(zhuǎn)換器2102包括耦合到變壓器T1的初級繞組2110的開關(guān)電路2108和耦合到變壓器T1的初級繞組2114的開關(guān)電路2112。同樣地，子轉(zhuǎn)換器2104包括耦合到變壓器T2的初級繞組2118的開關(guān)電路2116和耦合到變壓器T2的初級繞組2122的開關(guān)電路2120。子轉(zhuǎn)換器2106包括耦合到變壓器T3的初級繞組2126的開關(guān)電路2124和耦合到變壓器T3的初級繞組2130的開關(guān)電路2128。

如圖21所示，正向功率轉(zhuǎn)換器2100還包括基本上類似于圖7的鉗位電路704、706、708的三個鉗位電路2132、2134、2136。例如，鉗位電路2132、2134、2136每個使用一個變壓器T1、T2、T3的輔助繞組、二極管和開關(guān)電路之一的初級側(cè)功率開關(guān)，以如本文所述起作用。

本文所公開的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器可以包括耦合到每個子轉(zhuǎn)換器的輸出的電感器。例如，并且如圖2-21所示，每個多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器包括耦合在輸出電容器Co(例如，代表負(fù)載)和每個子轉(zhuǎn)換器的輸出之間的電感器Lo。

如圖2-21所示，每個子轉(zhuǎn)換器的共同(collective)輸出并聯(lián)耦合在一起，以形成具有正輸出端子和參考輸出端子的正向功率轉(zhuǎn)換器的輸出級。例如，圖2-16和18-21的電感器Lo耦合到正輸出端子。另外并且/或者可選地，這些電感器Lo中的任何一個可以耦合到參考輸出端子。例如，圖17示出多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器1700，其類似于圖2的正向功率轉(zhuǎn)換器200，但是其中電感器Lo耦合到參考輸出端子。具體地，子轉(zhuǎn)換器202、204包括正輸出端子1702和參考輸出端子1704。如圖17所示，電感器Lo耦合到參考輸出端子1704。

本文所公開的電感器Lo可以是一個電感器，如果電感器在基本上相同的時間段期間導(dǎo)通，則可以多于一個電感器，如果電感器磁和/或電耦合在一起，則可以多于一個電感器等。電感器Lo可以包括電感器本身的電感、其他部件(例如，導(dǎo)線等)的寄生電感等。

另外，該多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器可以包括耦合到子轉(zhuǎn)換器的輸出的整流電路。例如，并且如圖2-18、20和21所示，本文公開的整流電路可以包括兩個或更多個正向整流器(例如，圖2-6、8、17、18和20的整流器Rect1、Rect2、圖7、9-16和21的整流器Rect1、Rect2、Rect3等)和續(xù)流(freewheeling)整流器(例如，圖2-6、8、17、18和20的整流器Rect3、圖7、9-16和21的整流器Rect4等)。

如圖2-17、20和21所示，每個正向整流器以共同的陰極配置耦合在一起。也就是說，圖2-17、20和21的正向整流器的陰極耦合在一起。作為選擇，本文所公開的正向整流器的陽極可耦合在一起以形成共陽極配置。例如，圖18示出多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器1800，其類似于圖2的正向功率轉(zhuǎn)換器200，但是其中正向整流器Rect1、Rect2的陽極耦合在一起。

另外并且/或者替代地，本文所公開的整流電路可以包括其它合適的整流器，例如包括一個或多個同步整流器。例如，圖19示出多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器1900，其類似于圖2的正向功率轉(zhuǎn)換器200，但是包括同步整流器sync rect1、sync rect2、sync rect3。

此外，本文所公開的開關(guān)裝置可以是斷開電路的任何合適的部件。例如，開關(guān)裝置可以是二極管(例如，如圖5所示)，諸如晶體管(例如，MOSFET等)的開關(guān)等。

本文公開的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器可以由一個或多個電源供電。例如，電源可以包括單個前端整流器、多級前端整流器、功率因數(shù)校正(PFC)轉(zhuǎn)換器等。電源可以提供230VAC、380VAC、480VAC、660VAC、690VAC和/或其他合適的電壓。電源可以是單相源或多相源，例如三相源等。

例如，圖22A-22E示出耦合到一個或多個電源的圖21的正向功率轉(zhuǎn)換器2100的子轉(zhuǎn)換器2102、2104、2106。特別地，圖22A示出圖21的開關(guān)電路2108、2112、2116、2120、2124、2128，其每一個分別由其自身的電源2202、2204、2206、2208、2210、2212供電。因此，每個開關(guān)電路由不同的電源供電。

圖22B和22C示出由一個電源2214供電的開關(guān)電路2108、2112(例如，子轉(zhuǎn)換器2102)、由一個電源2216供電的開關(guān)電路2116、2120(例如，子轉(zhuǎn)換器2104)以及由一個電源2218供電的開關(guān)電路2124、2128(例如，子轉(zhuǎn)換器2106)。如圖22B所示，每個子轉(zhuǎn)換器的開關(guān)電路與其特定的電源串聯(lián)耦合。作為選擇，并且如圖22C所示，每個子轉(zhuǎn)換器的開關(guān)電路可以與其特定的電源并聯(lián)耦合。

圖22D和22E示出圖21的開關(guān)電路2108、2112、2116、2120、2124、2128都由一個電源2220供電。圖22D的開關(guān)電路與電源2220串聯(lián)耦合，而圖22E的開關(guān)電路與電源2220并聯(lián)耦合。

本文所公開的變壓器可以包括任何合適的初級繞組配置、次級繞組配置和/或芯配置。例如，圖23示出變壓器2300，其包括兩組初級繞組2302、2304、四組次級繞組2306、2308、2310、2312、位于兩組初級繞組2302、2304之間的輔助繞組2314和兩個“E”形芯部2316、2318。根據(jù)期望的輸出，次級繞組2306、2308、2310、2312可以串聯(lián)耦合，并聯(lián)耦合和/或兩者的組合耦合。圖23的變壓器2300可以經(jīng)歷良好的磁耦合并且由于多個初級和次級繞組配置而減少漏電感。

圖23的初級繞組可以是雙股初級繞組(如圖所示)和/或如果需要可以是另一種合適的初級繞組配置。圖23的次級繞組可以由線導(dǎo)體(如圖所示)銅板(例如，用于高電流應(yīng)用)和/或如果需要由另一種合適的次級繞組配置來形成。

變壓器2300可以用作圖21的變壓器T1、T2、T3中的任何一個。例如，一組初級繞組(例如，繞組2302)可以耦合到圖21的一個開關(guān)電路(例如，電路2108)，并且另一組初級繞組(例如，繞組2304)可以耦合到圖21的另一個開關(guān)電路(例如，電路2112)。輔助繞組2314可以是圖21的鉗位電路之一(例如，鉗位電路704)的一部分。次級繞組2306、2308、2310、2312可以共同地代表圖21的變壓器T 1、T2、T3的次級繞組。

在這樣的例子中，由于在開關(guān)電路之間共享公共變壓器2300，耦合到所述組的初級繞組2302、2304的開關(guān)電路經(jīng)歷良好的功率共享(例如，平衡)。另外，與不包括這種特征的其它變壓器配置相比，變壓器2300實(shí)現(xiàn)了節(jié)省電源中空間的緊湊和高功率密度設(shè)計。

此外，每個變壓器的繞組(例如，圖2-6、8、17、18和20的變壓器T1、T2、圖7、9-16和21的變壓器T1、T2和T3等)可以放置在一個變壓器芯配置上。例如，圖24示出用于諸如圖7/9-16和21的正向轉(zhuǎn)換器的三相交錯式正向轉(zhuǎn)換器的示例性變壓器芯2400。如所示出的，變壓器芯2400包括三個“E”形芯部和“I”形芯部。每個變壓器(例如，圖7、9-16和21的變壓器T1、T2、T3)的繞組可以放置在其自己的“E”形芯部上。因此，變壓器T1、T2、T3可以共享變壓器芯2400。

例如，一個變壓器的繞組可以圍繞一個“E”形芯部的中間支柱纏繞，而另一個變壓器的繞組可以圍繞另一個“E”形芯部的中間支柱纏繞。在其他例子中，變壓器芯可以包括兩個“E”形芯部和一個“I”形芯部，用于兩相交錯式正向轉(zhuǎn)換器，如圖2-6、8、17、18和20的正向轉(zhuǎn)換器。這種變壓器芯設(shè)計與圖23的變壓器芯相比增加了功率密度。

另外，盡管本文公開的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器各自包括具有相同拓?fù)涞淖愚D(zhuǎn)換器和具有相同配置的鉗位電路，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以針對每個多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器采用不同的子轉(zhuǎn)換器拓?fù)浜?或不同的鉗位電路配置。例如，這些多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器中的任一個可以包括具有一個拓?fù)涞淖愚D(zhuǎn)換器、具有不同拓?fù)涞牧硪粋€子轉(zhuǎn)換器、具有一個配置的鉗位電路和/或具有不同配置的另一個鉗位電路。

本文公開的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器可用于各種應(yīng)用中。例如，該正向功率轉(zhuǎn)換器可以用在可變輸出電壓電源、恒流電源等中。另外，該正向功率轉(zhuǎn)換器可以用作計算應(yīng)用(例如，服務(wù)器等)的電源(或至少一部分)、電信、自動化應(yīng)用、成像裝置(例如，磁共振成像(MRI)裝置等)、激光裝置、醫(yī)療/牙科裝置、半導(dǎo)體測試裝置等。

通過采用本文公開的鉗位電路，可以在多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的子轉(zhuǎn)換器的空閑時段期間基本上防止諧振電壓在子轉(zhuǎn)換器中傳播。例如，圖25-27示出具有和沒有諧振電壓的正向功率轉(zhuǎn)換器的初級側(cè)開關(guān)的漏極到源極電壓(Vds)的各種波形。圖25中針對每個子轉(zhuǎn)換器關(guān)于其電壓Vds波形標(biāo)識出一個開關(guān)周期的導(dǎo)通時段、復(fù)位時段和空閑時段。為了清楚起見，在圖26和27中，針對其中一個子轉(zhuǎn)換器關(guān)于其電壓Vds波形標(biāo)識出導(dǎo)通時段、復(fù)位時段和空閑時段。

圖25A示出傳統(tǒng)的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的一個子轉(zhuǎn)換器中的初級側(cè)開關(guān)的電壓Vds(由線2502表示)和另一個子轉(zhuǎn)換器中的初級側(cè)開關(guān)的電壓Vds(由線2504表示)。相比之下，圖25B示出具有如本文公開的鉗位電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的一個子轉(zhuǎn)換器(例如，圖2的子轉(zhuǎn)換器202)中的初級側(cè)開關(guān)的電壓Vds(由線2506表示)和另一個子轉(zhuǎn)換器(例如，圖2的子轉(zhuǎn)換器204)中的初級側(cè)開關(guān)的電壓Vds(由線2508表示)。如圖25B所示，子轉(zhuǎn)換器之一的導(dǎo)通時段與另一個子轉(zhuǎn)換器的空閑時段至少部分互補(bǔ)。

如圖25A所示，在每個子轉(zhuǎn)換器的空閑時段期間，諧振電壓傳播通過初級側(cè)開關(guān)，使得初級側(cè)開關(guān)的電壓Vds在大約零伏和大約400伏(例如，輸入電壓)之間擺動。相比之下，通過使用本文公開的鉗位電路，基本上防止諧振電壓傳播通過初級側(cè)開關(guān)。因此，如圖25B所示，在每個子轉(zhuǎn)換器的空閑時段期間，初級側(cè)開關(guān)的電壓Vds保持穩(wěn)定在大約200伏(例如，由于具有鉗位電路的兩開關(guān)正向轉(zhuǎn)換器拓?fù)涠蠹s為輸入電壓的一半)。

圖26A和26B示出與圖25A和25B類似的波形，但是該波形是包括三個子轉(zhuǎn)換器的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的波形。特別地，圖26A示出傳統(tǒng)的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的三個子轉(zhuǎn)換器中的初級側(cè)開關(guān)的電壓Vds(由線2602、2604、2606表示)。如圖26A所示，由于例如與圖25中所示的子轉(zhuǎn)換器相比，由較低的變壓器漏電感和/或較低的開關(guān)電容引起的較高空閑時間諧振頻率，電壓Vds在大約零伏和大約400伏之間多次擺動。

相比之下，圖26B示出具有如本文公開的鉗位電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的三個子轉(zhuǎn)換器中的初級側(cè)開關(guān)的電壓Vds(由線2608、2610、2612表示)。類似于圖25B的電壓波形，圖26B的電壓波形的電壓Vds在每個子轉(zhuǎn)換器的空閑時段期間保持穩(wěn)定在大約200伏。

圖27A和27B示出與26A和26B類似的波形，但是該波形是具有三個子轉(zhuǎn)換器的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的波形，這三個子轉(zhuǎn)換器經(jīng)歷由較高的變壓器漏電感和/或較高的開關(guān)電容引起的較低的空閑時間諧振頻率。特別地，圖27A示出傳統(tǒng)的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的三個子轉(zhuǎn)換器中的初級側(cè)開關(guān)的電壓Vds(由線2702、2704、2706表示)，圖27B示出包括如本文公開的鉗位電路的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器的三個子轉(zhuǎn)換器中的初級側(cè)開關(guān)的電壓Vds(由線2708、2710、2712表示)。如圖27B所示，在每個子轉(zhuǎn)換器的空閑時段期間，電壓Vds保持穩(wěn)定在大約200伏。

另外，通過采用本文公開的鉗位電路，與傳統(tǒng)的多相交錯式正向功率轉(zhuǎn)換器相比，可以減少由空閑時間諧振引起的變壓器AC激勵。結(jié)果，可以基本上消除由于空閑時間諧振引起的芯損耗，可以基本上消除由空閑時間諧振引起的初級側(cè)開關(guān)和次級側(cè)開關(guān)的開關(guān)損耗等。因此，相對于其他傳統(tǒng)正向功率轉(zhuǎn)換器，包括該鉗位電路的正向功率轉(zhuǎn)換器的效率增加。這種增加的效率允許正向功率轉(zhuǎn)換器滿足用于各種不同額定負(fù)載的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。此外，包括該鉗位電路的正向功率轉(zhuǎn)換器包括其他益處，例如，消除(例如，在輸入和輸出兩者上的)紋波電壓和紋波電流，減少所需的濾波，軟開關(guān)(例如，零電壓開關(guān)和/或零電流開關(guān))等。

出于說明和描述的目的提供了對實(shí)施例的前述描述。該描述并不意圖是窮盡的或限制本公開。即使沒有具體示出或描述，特定實(shí)施例的各個元件或特征通常也不限于該特定實(shí)施例，而是在可應(yīng)用的情況下是可互換的并且可以用在所選實(shí)施例中。這些元件或特征還可以以許多方式變化。這樣的變化不被認(rèn)為是偏離本公開，并且所有這樣的修改都旨在被包括在本公開的范圍內(nèi)。