一种非隔离变换器的控制电路及非隔离变换器的制作方法

1.本实用新型涉及开关变换器领域，特别涉及一种非隔离变换器的控制电路及非隔离变换器。


背景技术：

2.非隔离变换器目前被广泛地应用于电池供电系统以及分布式供电系统中。为适应市场需求，非隔离变换器的设计已朝着更宽的输入输出电压方向进行发展，目前单一固定的功率电感设计无法使非隔离变换器兼顾到更宽的电压范围，在宽电压范围的上下限电压点时，都会存在电感电流峰值过大、电感易饱和、效率低等问题。
3.因此，为了实现非隔离变换器的超宽压和高效率，需要对其电感感量进行控制，实现在不同工况下感量的自适应变化，以满足非隔离变换器市场需求。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在克服上述现有技术中至少一种缺陷，提供一种非隔离变换器的控制电路及非隔离变换器，通过采样非隔离变换器系统参数来控制辅助绕组回路的偏置电流大小，进一步控制受控功率电感感量变化，从而扩展非隔离变换器的应用电压范围以及提高转换效率。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.第一方面，提供一种非隔离变换器的控制电路，所述非隔离变换器包括主功率电路和受控功率电感，所述主功率电路和所述受控功率电感连接；所述控制电路包括辅助绕组回路和控制器，所述控制器分别与所述主功率电路、所述辅助绕组回路连接；所述控制器根据采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流和一电流阈值控制辅助绕组回路的偏置电流的大小，以控制所述受控功率电感感量的大小。
7.优选地，所述辅助绕组回路包括：辅助供电电源、开关管s1、开关管s2、辅助绕组和二极管d1；所述辅助供电电源分别与开关管s1的漏极、二极管d1 的阴极连接；开关管s1的源极与所述辅助绕组的一端连接，栅极与所述控制器的第一输出端连接；所述辅助绕组的另一端分别与二极管d1的阳极、开关管s2 的漏极连接；开关管s2的栅极与所述控制器的第二输出端连接，源极与所述控制器的第一采集端连接和接地；所述电流阈值根据非隔离变换器的输入电压、输出电压和输出电流中的一种或多种得到；所述控制器根据采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流和一电流阈值控制辅助绕组回路的偏置电流的大小，以控制所述受控功率电感的感量增加或减小，具体包括：在每一个周期开始时，控制开关管 s1和开关管s2导通；将采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流与一电流阈值进行比较，并在所述偏置电流与所述电流阈值相等时，控制开关管s2断开，以通过控制偏置电流的大小来控制受控电感感量的大小。
8.优选地，所述受控功率电感和所述辅助绕组位于同一个磁芯，所述磁芯包括位于磁芯中间的磁芯中柱和位于磁芯两侧的磁芯边柱，所述受控功率电感位于所述磁芯中柱，
所述辅助绕组位于所述磁芯边柱，且两侧磁芯边柱上的辅助绕组按照相反的极性串联。
9.优选地，所述磁芯边柱为由复合材质制成磁性体。
10.优选地，所述主功率电路为升降压电路，所述升降压电路包括输入端、输出端、电源公共地端、电容cin、电容co、开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4；所述输入端用于接输入电压和分别与所述控制器的第二采集端、电容cin的一端、开关管q1的漏极连接；开关管q1的源极分别与开关管q2的漏极、受控功率电感的一端连接；所述受控功率电感的另一端分别与开关管q3 的源极、开关管q4的漏极连接；所述开关管q3的漏极分别与电容co的一端、输出端、所述控制器的第三采集端连接；电容cin的另一端、电容co的另一端、开关管q2的源极、开关管q4的源极均与所述电源公共地端连接；所述控制器根据采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流和一电流阈值控制辅助绕组回路的偏置电流的大小，以控制所述受控功率电感的感量增加或减小，具体包括：在每一个周期开始时，控制开关管s1和开关管s2导通；将采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流与一电流阈值进行比较，并在所述偏置电流与所述电流阈值相等时，控制开关管s2断开，以在输入电压和输出电压向低压方向降低时控制所述受控功率电感感量的减小，或者，以在输入电压和输出电压向高压方向增加时控制所述受控功率电感感量的增大。
11.优选地，所述输出端还与所述控制器的第四采集端连接。
12.优选地，所述主功率电路为降压电路，所述降压电路包括输入端、输出端、电源公共地端、电容cin、电容co、开关管q1、开关管q2；所述输入端用于接输入电压和分别与所述控制器的第二采集端、电容cin的一端、开关管q1的漏极连接；开关管q1的源极分别与开关管q2的漏极、受控功率电感的一端连接；所述受控功率电感的另一端分别与电容co的一端、输出端连接；电容cin的另一端、电容co的另一端、开关管q2的源极均与所述电源公共地端连接；所述控制器根据采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流和一电流阈值控制辅助绕组回路的偏置电流的大小，以控制所述受控功率电感的感量增加或减小，具体包括：在每一个周期开始时，控制开关管s1和开关管s2导通；将采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流与一电流阈值进行比较，并在所述偏置电流与所述电流阈值相等时，控制开关管s2断开，以在输入电压向高压方向增加时控制所述受控功率电感感量的增大。
13.优选地，所述主功率电路为升压电路，所述升压电路包括输入端、输出端、电源公共地端、电容cin、电容co、开关管q3、开关管q4；所述输入端用于接输入电压和分别与所述控制器的第二采集端、电容cin的一端、受控功率电感的一端连接；所述受控功率电感的另一端分别与开关管q3的源极、开关管q4的漏极连接；开关管q3的漏极分别与电容co的一端和输出端连接；电容cin的另一端、电容co的另一端、开关管q4的源极均与所述电源公共地端连接；所述控制器根据采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流和一电流阈值控制辅助绕组回路的偏置电流的大小，以控制所述受控功率电感的感量增加或减小，具体包括：在每一个周期开始时，控制开关管s1和开关管s2导通；将采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流与一电流阈值进行比较，并在所述偏置电流与所述电流阈值相等时，控制开关管s2断开，以在输入电压向低压方向增加时控制所述受控功率电感感量的增大。
14.第二方面，一种非隔离变换器的控制电路，所述非隔离变换器包括主功率电路和受控功率电感，所述主功率电路和所述受控功率电感连接；所述控制电路包括控制器、辅助供电电源、开关管s1、开关管s2、辅助绕组和二极管d1；所述辅助供电电源分别与开关管s1
的漏极、二极管d1的阴极连接；开关管s1的源极与所述辅助绕组的一端连接，栅极与所述控制器的第一输出端连接；所述辅助绕组的另一端分别与二极管d1的阳极、开关管s2的漏极连接；开关管s2的栅极与所述控制器的第二输出端连接，源极与所述控制器的第一采集端连接和接地；所述电流阈值根据非隔离变换器的输入电压、输出电压和输出电流中的一种或多种得到；在每一个周期开始时，控制器控制开关管s1和开关管s2导通；控制器还将采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流与一电流阈值进行比较，并在所述偏置电流与所述电流阈值相等时，控制开关管s2断开，以通过控制偏置电流的大小来控制受控电感感量的大小。
15.第三方面，提供一种非隔离变换器，包括主功率电路、受控功率电感和如上所述的控制电路；所述主功率电路和所述受控功率电感连接；所述控制电路包括辅助绕组回路和控制器，所述控制器分别与所述主功率电路、所述辅助绕组回路连接；在每一个周期内，所述控制器根据采集到的所述非隔离变换器的系统参数生成电流阈值，将采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流与所述电流阈值进行比较，当所述偏置电流与所述电流阈值相等时，控制所述辅助绕组回路的导通情况，以控制所述受控功率电感感量的大小。
16.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
17.1、本实用新型通过采样非隔离变换器系统参数，包括并不局限于输入电压、输出电压和输出电流来实时控制辅助绕组的偏置电流大小，自适应地动态调节受控功率电感感量大小，从而扩展非隔离变换器的应用电压范围以及提高转换效率；
18.2、与常规线性电路实现受控直流源，本实用新型采用开关管控制辅助绕组偏置电流可降低损耗。
附图说明
19.图1为第一实施例所述辅助绕组驱动及电路波形。
20.图2为第一实施例所述受控功率电感及辅助绕组的结构示意图。
21.图3为第一实施例所述受控功率电感及辅助绕组的另一结构示意图。
22.图4为第一实施例所述非隔离升降压buck boost感量控制示意图。
23.图5为第一实施例所述buck boost变换器在低压输入输出时电感电流波形。
24.图6为第一实施例所述buck boost变换器在高压输入输出时电感电流波形。
25.图7为第二实施例所述非隔离降压buck感量控制示意图。
26.图8为第二实施例所述buck变换器在高压输入时电感电流波形。
27.图9为第三实施例所述非隔离升压boost感量控制示意图。
28.图10为第三实施例所述boost变换器在低压输入时电感电流波形。
具体实施方式
29.本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些器件会有省略，并不能代表实际电路原理图；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明更可能省略是可以理解的。下面结合附图以及具体实施例对本实用新型进行详细说明。
30.第一实施例
31.在本实施例中，提供一种非隔离变换器的控制电路，所述非隔离变换器包括主功
率电路和受控功率电感，所述主功率电路和所述受控功率电感连接；所述控制电路包括辅助绕组回路和控制器101，所述控制器101分别与所述主功率电路、所述辅助绕组回路连接；所述控制器101根据采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流ibias和一电流阈值控制辅助绕组回路的偏置电流ibias的大小，以控制所述受控功率电感感量的大小；所述电流阈值根据所述非隔离变换器的输入电压vin 或输出电压vo或输出电流io中的一种或多种系统参数得到。
32.具体的，所述非隔离变换器的系统参数包括输入电压vin，还可以包括输出电压vo和输出电流io，具体可以根据主功率电路的不同而采集不同的系统参数。
33.作为辅助绕组回路的一个具体实施方式，所述辅助绕组回路包括：辅助供电电源vaux、开关管s1、开关管s2、辅助绕组和二极管d1；所述辅助供电电源 vaux分别与开关管s1的漏极、二极管d1的阴极连接；开关管s1的源极与所述辅助绕组的一端连接，栅极与所述控制器101的第一输出端连接；所述辅助绕组的另一端分别与二极管d1的阳极、开关管s2的漏极连接；开关管s2的栅极与所述控制器101的第二输出端连接，源极与所述控制器101的第一采集端连接和接地；所述电流阈值根据非隔离变换器的输入电压vin、输出电压vo和输出电流io中的一种或多种得到；所述控制器101根据采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流ibias和一电流阈值控制辅助绕组回路的偏置电流ibias的大小，以控制所述受控功率电感感量的大小，具体包括：在每一个周期开始时，控制开关管 s1和开关管s2导通；将采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流ibias与一电流阈值进行比较，并在所述偏置电流ibias与所述电流阈值相等时，控制开关管s2 断开，以通过控制偏置电流ibias的大小来控制受控电感感量的大小。
34.具体的，本实施例所述辅助绕组回路包括辅助供电电源vaux，开关管s1、开关管s2、辅助绕组、二极管d1。当开关管s1和开关管s2同时开通时，辅助绕组线圈激磁，辅助绕组回路的偏置电流ibias增加，控制器101采样辅助绕组回路的偏置电流ibias，当辅助绕组回路的偏置电流ibias达到根据电流阈值函数 f(vin,vo,io)生成的电流阈值时，开关管s2关断，辅助绕组的偏置电流ibias通过二极管d1进行续流；本实施例通过控制器101对辅助绕组回路的偏置电流 ibias的检测，并根据电流阈值控制偏置电流ibias的大小，可以使辅助绕组电流在一个较小的纹波下保持动态平衡，辅助绕组驱动及电路波形如图1所示。
35.在本实施例中，参考图2，为受控功率电感和辅助绕组位于磁芯的结构示意图；所述受控功率电感和所述辅助绕组位于同一个磁芯，所述磁芯包括位于磁芯中间的磁芯中柱和位于磁芯两侧的磁芯边柱，所述受控功率电感位于所述磁芯中柱，所述辅助绕组位于所述磁芯边柱，且两侧磁芯边柱上的辅助绕组按照相反的极性串联。
36.具体的，受控功率电感绕组位于磁芯中柱上，流过偏置电流ibias的辅助绕组位于磁芯边柱上，两侧边柱绕组按照相反的极性串联，以消除偏置电流ibias 纹波引起的感应电压。
37.在一个实施例中，参考图3，为受控功率电感和辅助绕组位于磁芯的另一个结构示意图，所述磁芯边柱为由复合材质制成磁性体。
38.具体的，受控功率电感绕组位于磁芯中柱上，流过偏置电流ibias的辅助绕组位于磁芯边柱的复合材质上，两侧边柱复合材质上的绕组按照相反的极性串联，以消除偏置电流ibias纹波引起的感应电压。
39.作为主功率电路的一个具体实施例，所述主功率电路为升降压电路，所述升降压电路包括输入端、输出端、电源公共地端、电容cin、电容co、开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4；所述输入端用于接输入电压vin和分别与所述控制器101的第二采集端、电容cin的一端、开关管q1的漏极连接；开关管q1的源极分别与开关管q2的漏极、受控功率电感的一端连接；所述受控功率电感的另一端分别与开关管q3的源极、开关管q4的漏极连接；所述开关管 q3的漏极分别与电容co的一端、输出端、所述控制器101的第三采集端连接；电容cin的另一端、电容co的另一端、开关管q2的源极、开关管q4的源极均与所述电源公共地端连接；所述控制器101根据采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流ibias和一电流阈值控制辅助绕组回路的偏置电流ibias的大小，以控制所述受控功率电感的感量增加或减小，具体包括：在每一个周期开始时，控制开关管s1和开关管s2导通；将采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流ibias与一电流阈值进行比较，并在所述偏置电流ibias与所述电流阈值相等时，控制开关管 s2断开，以在输入电压和输出电压向低压方向降低时控制所述受控功率电感感量的减小，或者，以在输入电压和输出电压向高压方向增加时控制所述受控功率电感感量的增大。
40.具体的，所述非隔离变换器的系统参数包括输入电压vin、输出电压vo、输出电流io；所述所述开关管q3的漏极分别与电容co的一端、输出端还与所述控制器101的第四采集端连接，所述控制器101的第四采集端用于采集非隔离变换器的输出电流io；所述控制器101采集所述非隔离变换器的输入电压vin、输出电压vo、输出电流io，并根据采集到的所述非隔离变换器的输入电压vin、输出电压vo、输出电流io生成电流阈值。
41.请参考图4，图4为本实施例非隔离升降压buck boost感量控制示意图。所述主功率电路为升降压电路，也称为buck boost电路，包括接收输入电压 vin的输入端、用于输入滤波的电容cin、用于产生输出电压vo的输出端、用于输出滤波的电容co、电源公共地端gnd、开关组件以及受控功率电感。其中，开关组件由开关管q1、开关管q2、开关管q3和开关管q4组成。
42.本实施例所涉及的buck boost电路在一个工作周期的工作时序分为四个阶段，所述四个阶段依序包括输入阶段t1、输入输出阶段t2、输出阶段t3以及钳位阶段t4。
43.在所述输入阶段t1，开关管q1和开关管q4导通，开关管q2和开关管q3 关断，电感电流斜率为在所述输入输出阶段t2，开关管q1和开关管q3 导通，开关管q2和开关管q4关断，电感电流斜率为在所述输出阶段 t3，开关管q2和开关管q3导通，开关管q1和开关管q4关断，电感电流斜率为在所述钳位阶段t4，开关管q2和开关管q4导通，开关管q1和开关管q3关断，电感电流斜率为0，其中vin表示输入电压，vo表示输出电压，l 表示受控功率电感的感量。
44.一般情况而言，对于非隔离升降压buck boost变换器，一般在低压输入输出时，为了增加变换器输出功率，一般采取降频的措施，在高压输入输出阶段，工作在定频模式，且钳位阶段较长。
45.本实施例所述的一种非隔离变换器的控制电路，在主功率电路的一个工作周期开
始，控制器101控制辅助绕组回路的开关管s1和开关管s2导通，控制器 101采样非隔离变换器的输入电压vin、输出电压vo、输出电流io，根据电流阈值函数f(vin,vo,io)生成电流阈值，控制器101采集辅助绕组回路偏置电流ibias，并将辅助绕组回路偏置电流ibias与电流阈值进行比较，当偏置电流ibias与电流阈值相等时，控制辅助绕组回路开关管s2关断，从而控制辅助绕组回路偏置电流ibias大小，进一步控制非隔离变换器受控功率电感的感量增加或减小。具体的，当输入电压vin、输出电压vo向低压方向降低时，电流阈值增加，导致辅助绕组回路偏置电流ibias增加，buck boost受控功率电感感量减小，使受控功率电感输出能量更多，提高buck boost电能变换器在低压输入输出时的带载能力。
46.当输入电压vin、输出电压vo向高压方向增加时，电流阈值减小，从而导致辅助绕组回路偏置电流ibias减小，buck boost受控功率电感感量增加，使受控功率电感峰值电流减小，提高buck boost电能变换器在高压输入输出时的转换效率。
47.图5为本实施例在低压输出输出时电感电流波形，在低压输入输出时，由于输入电压vin和输出电压vo较小，所以电感电流斜率较小，故变换器输出功率也就较小，图5中虚线为现有技术的电感电流波形。本实施例则是在低压输入输出时，通过控制器101控制辅助绕组偏置电流ibias的增加，继而控制buckboost受控功率电感感量减小，从而使受控功率电感的电感电流斜率增大，提高输出功率，如图5中实线所示。
48.图6为本实施例在高压输入输出时电感电流波形，在高压输入输出时，由于输入电压vin和输出电压vo较大，所以电感电流斜率较大，变换器钳位阶段时间较长，图6中虚线为现有技术的电感电流波形。本实施例则是在高压输入输出时，通过控制器101控制辅助绕组偏置电流ibias的减小，继而控制buck boost 受控功率电感感量增加，从而使受控功率电感电感电流斜率减小，提高转换效率，如图6中实线所示。
49.从而，本实施例提供的一种非隔离变换器的控制电路，在buck boost变换器中，可以根据buck boost变换器输入电压vin、输出电压vo以及输出电流io等系统参数，动态调节受控功率电感感量，从而使得buck boost变换器可应用在超宽压场合，并且提高了低压的输出功率以及高压下的效率，使系统全工况性能提升。
50.第二实施例
51.与第一实施例不同的是，在本实施例中，所述主功率电路为降压电路，所述降压电路包括输入端、输出端、电源公共地端、电容cin、电容co、开关管q1、开关管q2；所述输入端用于接输入电压vin和分别与所述控制器101的第二采集端、电容cin的一端、开关管q1的漏极连接；开关管q1的源极分别与开关管q2的漏极、受控功率电感的一端连接；所述受控功率电感的另一端分别与电容co的一端、输出端连接；电容cin的另一端、电容co的另一端、开关管q2 的源极均与所述电源公共地端连接；所述控制器101根据采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流ibias和一电流阈值控制辅助绕组回路的偏置电流ibias的大小，以控制所述受控功率电感的感量增加或减小，具体包括：在每一个周期开始时，控制开关管s1和开关管s2导通；将采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流ibias 与一电流阈值进行比较，并在所述偏置电流ibias与所述电流阈值相等时，控制开关管s2断开，以在输入电压向高压方向增加时控制所述受控功率电感感量的增大。
52.具体的，所述非隔离变换器的系统参数包括输入电压vin；所述控制器101 采集所述非隔离变换器的输入电压vin，并根据根据采集到的所述非隔离变换器的输入电压vin生
成电流阈值。
53.具体的，非隔离变换器的系统参数还包括输出电压vo、输出电流io；控制器101的第三采集端、第四采集端与输出端连接，第三采集端用于采集输出端的输出电压vo，第四采集端还用于采集输出端的输出电流io；在本实施例具体实施过程中，所述控制器101根据采集到的所述非隔离变换器的输入电压vin、输出电压vo和输出电流io生成电流阈值。
54.参阅图7，图7本实施例非隔离降压buck感量控制示意图。所述主功率电路为降压电路，也称为buck电路，包括接收输入电压vin的输入端、用于输入滤波的电容cin、用于产生输出电压vo的输出端、用于输出滤波的电容co、电源公共地端gnd、开关组件以及受控功率电感l。其中，开关组件由开关管 q1、开关管q2。
55.本实施例所涉及的buck电路在一个工作周期的工作时序分为两个阶段，所述两个阶段依序包括电感激磁阶段t1、电感去磁阶段t2。
56.在所述电感激磁阶段t1，开关管q1导通，开关管q2关断，电感电流斜率为在所述电感去磁阶段t2，开关管q2导通，开关管q1关断，电感电流斜率为
57.一般情况而言，对于非隔离降压buck变换器，在高压输入时，占空比减小，电感电流峰值增加，即输入电压vin越高，电感峰值电流越大，存在磁芯饱和的风险。
58.本实施例所述的一种非隔离变换器的控制电路，在buck电路的每一个工作周期开始时，控制器101控制开关管s1和开关管s2处于导通状态，然后通过控制器101采样非隔离变换器的输入电压vin、输出电压vo、输出电流io，根据生成电流阈值函数f(vin,vo,io)生成电流阈值，控制器101采集辅助绕组回路偏置电流ibias，并将辅助绕组回路偏置电流ibias与电流阈值进行比较，当偏置电流ibias与电流阈值相等时，控制辅助绕组回路开关管s2关断，从而控制辅助绕组回路偏置电流ibias大小，进一步控制非隔离变换器受控功率电感的感量。当输入电压vin向高压方向扩展时，电流阈值函数f(vin,vo,io)减小，导致辅助绕组回路偏置电流ibias减小，buck受控功率电感感量增加，使辅助绕组的偏置电流ibias在一个较小的纹波下保持动态平衡，使受控功率电感峰值电流降低，从而在满足宽压应用的前提下，实现高效变换。
59.图8为本实施例在高压输入时电感电流波形，在高压输入时，电感电流峰值较大，图8中虚线为现有技术的电感电流波形。本实施例则是在高压输入时，通过控制器101控制辅助绕组偏置电流ibias的减小，继而控制buck boost受控功率电感感量增加，从而使受控功率电感电感电流斜率减小，提高转换效率，如图8中实线所示。
60.第三实施例
61.与第一实施例不同的是，在本实施例中，所述主功率电路为升压电路，所述升压电路包括输入端、输出端、电源公共地端、电容cin、电容co、开关管q3、开关管q4；所述输入端用于接输入电压和分别与所述控制器的第二采集端、电容cin的一端、受控功率电感的一端连接；所述受控功率电感的另一端分别与开关管q3的源极、开关管q4的漏极连接；开关管q3的漏极分别与电容co的一端和输出端连接；电容cin的另一端、电容co的另一端、开关管q4的源极均与所述电源公共地端连接；所述控制器101根据采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流和一电流阈值控制辅助绕组回路的偏置电流ibias的大小，以控制所述受控功率电
感的感量增加或减小，具体包括：在每一个周期开始时，控制开关管 s1和开关管s2导通；将采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流ibias与一电流阈值进行比较，并在所述偏置电流ibias与所述电流阈值相等时，控制开关管s2 断开，以在输入电压向低压方向增加时控制所述受控功率电感感量的增大。
62.具体的，所述非隔离变换器的系统参数包括输入电压vin；所述控制器101 采集所述非隔离变换器的输入电压vin，并根据根据采集到的所述非隔离变换器的输入电压vin生成电流阈值。
63.具体的，非隔离变换器的系统参数还包括输出电压vo、输出电流io；控制器101的第三采集端、第四采集端与输出端连接，第三采集端用于采集输出端的输出电压vo，第四采集端还用于采集输出端的输出电流io；在本实施例具体实施过程中，所述控制器101根据采集到的所述非隔离变换器的输入电压vin、输出电压vo和输出电流io生成电流阈值。
64.参阅图9，图9为本实施例所述非隔离升压boost感量控制示意图。所述主功率电路为升压电路，也称为boost电路，包括接收输入电压vin的输入端、用于输入滤波的电容cin、用于产生输出电压vo的输出端、用于输出滤波的输出电容co、电源公共地gnd、开关组件以及受控功率电感l。其中，开关组件由开关管q3、开关管q4。
65.本实施例所涉及的boost电路在一个工作周期的工作时序分为两个阶段，所述两个阶段依序包括电感激磁阶段t1、电感去磁阶段t2。
66.在所述电感激磁阶段t1，开关管q4导通，开关管q3关断，电感电流斜率为在所述电感去磁阶段t2，开关管q3导通，开关管q4关断，电感电流斜率为
67.一般情况而言，对于非隔离升压boost变换器，在低压输入时，占空比增加，电感电流峰值增加，即输入电压vin越低，电感峰值电流越大，存在磁芯饱和的风险。
68.本实施例所述的一种非隔离变换器的控制电路，在buck电路的每一个工作周期开始时，控制器101控制开关管s1和开关管s2处于导通状态，然后通过控制器101采样变换器的输入电压vin、输出电压vo、输出电流io，根据生成电流阈值函数f(vin,vo,io)生成电流阈值，控制器101采集，并将辅助绕组回路偏置电流ibias与电流阈值进行比较，当偏置电流ibias与电流阈值相等时，控制辅助绕组回路开关管s2关断，从而控制辅助绕组回路偏置电流ibias大小，进一步控制非隔离变换器受控功率电感的感量。具体的，当输入电压vin向低压方向扩展时，电流阈值减小，导致辅助绕组回路偏置电流ibias减小，boost受控功率电感感量增加，使受控功率电感峰值电流降低，从而在满足宽压应用的前提下，实现高效变换。
69.图10为本实施例在低压输入时电感电流波形，在低压输入时，电感电流峰值较大，图10中虚线为现有技术的电感电流波形。本实施例则是在低压输入时，通过控制器101控制辅助绕组偏置电流ibias的减小，继而控制boost受控功率电感感量增加，从而使受控功率电感电感电流斜率减小，提高转换效率，如图 10中实线所示。
70.第四实施例
71.在本实施例中，一种非隔离变换器的控制电路，所述非隔离变换器包括主功率电路和受控功率电感，所述主功率电路和所述受控功率电感连接；所述控制电路包括控制器、辅助供电电源、开关管s1、开关管s2、辅助绕组和二极管d1；所述辅助供电电源分别与开关
管s1的漏极、二极管d1的阴极连接；开关管s1 的源极与所述辅助绕组的一端连接，栅极与所述控制器的第一输出端连接；所述辅助绕组的另一端分别与二极管d1的阳极、开关管s2的漏极连接；开关管s2 的栅极与所述控制器的第二输出端连接，源极与所述控制器的第一采集端连接和接地；所述电流阈值根据非隔离变换器的输入电压vin、输出电压vo和输出电流io中的一种或多种得到；在每一个周期开始时，控制器控制开关管s1和开关管s2导通；控制器还将采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流ibias与一电流阈值进行比较，并在所述偏置电流ibias与所述电流阈值相等时，控制开关管s2 断开，以通过控制偏置电流ibias的大小来控制受控电感感量的大小。
72.具体的，所述主功率电路可以为升降压电路，也可以为降压电压，还可以为升压电路，再此不做限定。本实施例所述辅助绕组回路包括辅助供电电源vaux，开关管s1、开关管s2、辅助绕组、续流二极管d1。当开关管s1和开关管s2 同时开通时，辅助绕组线圈激磁，辅助绕组回路的偏置电流ibias增加，控制器 101采样辅助绕组回路的偏置电流ibias，当辅助绕组回路的偏置电流ibias达到根据电流阈值函数f(vin,vo,io)生成的电流阈值时，开关管s2关断，辅助绕组的偏置电流ibias通过续流二极管进行续流，通过控制器101对辅助绕组回路的偏置电流ibias的检测与控制偏置电流ibias的大小，可以使辅助绕组电流在一个较小的纹波下保持动态平衡，辅助绕组驱动及电路波形如图1所示。
73.第五实施例
74.在本实施例中，提供一种非隔离变换器，包括主功率电路、受控功率电感和如上任一实施例所述的控制电路；所述主功率电路和所述受控功率电感连接；所述控制电路包括辅助绕组回路和控制器101，所述控制器101分别与所述主功率电路、所述辅助绕组回路连接；所述控制器101根据采集到的所述辅助绕组回路的偏置电流ibias和一电流阈值控制辅助绕组回路的偏置电流ibias的大小，以控制所述受控功率电感感量的大小
75.具体的，所述主功率电路可以为升降压电路，也可以为降压电压，还可以为升压电路，再此不做限定。本实施例所述辅助绕组回路包括辅助供电电源vaux，开关管s1、开关管s2、辅助绕组、续流二极管d1。当开关管s1和开关管s2 同时开通时，辅助绕组线圈激磁，辅助绕组回路的偏置电流ibias增加，控制器 101采样辅助绕组回路的偏置电流ibias，当辅助绕组回路的偏置电流ibias达到根据电流阈值函数f(vin,vo,io)生成的电流阈值时，开关管s2关断，辅助绕组的偏置电流ibias通过续流二极管进行续流，通过控制器101对辅助绕组回路的偏置电流ibias的检测与控制偏置电流ibias的大小，可以使辅助绕组电流在一个较小的纹波下保持动态平衡，辅助绕组驱动及电路波形如图1所示。
76.需要说明的是，以上仅是本实用新型的优选实施例，应当指出的是，上述优选实施例不应视为对本实用新型的限制，还应认识到，本实用新型可应用于其它更为广泛的范围中。按照本实用新型的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，这些修改、替换或变更均落在本实用新型权利保护范围之内。