CN101324796A - 多输出电源设备 - Google Patents

Abstract

一种多输出电源设备，包括：第一电力开关；第一开关控制器，其控制第一电力开关；变压器，其对从第一电力开关供应的电力进行变压；第一到第N输出电路，其连接到变压器的次级侧，其中N是大于1的正整数；第二电力开关，其切换从第一到第N输出电路之一输出的电力；第二开关控制器，其控制第二电力开关；反馈电路，其反馈第一到第N输出电路的输出电压；以及反馈补偿电路，其与第二电力开关互补地执行切换操作，以便补偿反馈电路的电阻。因此，当输出到所述输出电路之一的电力被阻断时，所述多输出电源设备能够稳定地控制输出到其它输出电路的电力。

Description

多输出电源设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年6月15日在韩国知识产权局提交的韩国申请No.2007-59126的权益，其公开内容通过引用而被合并于此。

技术领域

本发明的各方面涉及一种多输出电源设备，并且更具体地涉及一种多输出电源设备，其在供应给多个输出电路的一个输出电路的电力被阻断时稳定地控制输出到所述多个输出电路的其它输出电路的电力。

背景技术

为了从低容量电源设备获得多个输出电压，广泛地使用利用单个变压器的单个转换器来产生所述多个输出电压。由于单个转换器仅使用单个控制器，因此该单个转换器采用观测并控制所述多个输出电压的输出的多输出感测(或反馈)电路。然而，当将反馈电路用于能够切断所述多个输出电压中的一些以便在待机模式期间减少待机功率的使用的电源设备时，不能将未被切断的输出电压的电压控制在期望范围内。

图1是典型的多输出电源设备的框图。参照图1，根据由第一开关控制器12控制的第一电力开关(power switch)10的切换操作，将电力供应给变压器14。变压器14根据其匝数比对所供应的电力进行变压，并且将变压后的电力输出到第一输出电路16和第二输出电路18。如果需要，典型的多输出电源设备可以具有与所示出的第一输出电路16和第二输出电路18相似的另外的输出电路。

第一输出电路16将从变压器14供应的变压后的电力输出到辅负载24，第二输出电路18将变压后的电力输出到第二电力开关20，所述第二电力开关20根据第二电力开关20的控制而将变压后的电力切换到主负载26。从第一和第二输出电路16和18输出的各个变压后的电力通过反馈电路28，并且被反馈作为用于控制第一开关控制器12的信号。

使用变压器14的次级侧的电力切断来在待机模式中或者在待机模式期间限制不必要的负载功耗。在待机模式中，辅负载24的待机模式控制器断开第二电力开关20，以便限制对于主负载26的电力供应。此外，在待机模式中，还通过系统电源序列(power sequence)来使辅负载24的值最小化，并且典型的多输出电源设备与作为感测外部中断的中心元件的待机模式控制器一起操作，以便检测待机模式何时被转换为正常模式。

然而，当使用单个控制器来控制典型的多输出电源设备时，不能观测(或确定)来自该电源设备的多个输出电路中的被切断的输出电路的输出电压，使得其它输出电压的控制中的误差增大。这导致输出电压误差使典型的多输出电源设备的控制特性变差，并且过度增大该电源设备的输出电压以至于损坏负载。

发明内容

本发明的各方面提供了一种多输出电源设备，其在施加到多个输出电路的一个输出电路的电力被阻断时稳定地控制输出到所述多个输出电路的剩余输出电路的电力。

根据本发明的一个方面，一种多输出电源设备包括：第一电力开关，用于执行电源的切换操作；第一开关控制器，用于控制第一电力开关；变压器，用于对从第一电力开关供应的电力进行变压；第一到第N输出电路，其连接到变压器的次级侧，其中N是大于1的正整数；第二电力开关，用于切换从第一到第N输出电路之一输出的电力；第二开关控制器，用于控制第二电力开关；反馈电路，用于反馈第一到第N输出电路的输出电压；以及反馈补偿电路，用于与第二电力开关互补地(complementarily)执行切换操作，以便补偿反馈电路的电阻。

根据本发明的一个方面，所述反馈电路包括用于观测第一到第N输出电路的输出电压的多个电阻器，用并且所述反馈补偿电路可以与所述多个电阻器之一并联连接。

根据本发明的一个方面，所述反馈电路包括参考电阻器，并且所述反馈补偿电路可以与所述参考电阻器并联连接。

根据本发明的一个方面，所述反馈补偿电路可以包括：补偿开关，用于在第二电力开关导通时执行断开切换操作，而在第二电力开关断开时执行导通切换操作；以及补偿电阻器，其串联连接到所述补偿开关。

根据本发明的一个方面，一种多输出电源设备包括：第一电力开关，用于执行电源的切换操作；第一开关控制器，用于控制第一电力开关；变压器，用于对从第一电力开关供应的电力进行变压；第一到第N输出电路，连接到变压器的次级侧，其中N是大于1的正整数；第二电力开关，用于切换从第一到第N输出电路之一输出的电力；第二开关控制器，用于控制第二电力开关；反馈电路，用于反馈第一到第N输出电路的输出电压，该反馈电路包含参考电阻器和与第一到第N输出电路相对应的多个电阻器；以及反馈补偿电路，用于执行相对于第二电力开关的相反的切换操作，以便补偿反馈电路的电阻。

根据本发明的一个方面，一种多输出电源设备包括：第一输出电路，用于使用输入电压输出第一输出电压；第二输出电路，用于使用输入电压输出第二输出电压；电力开关，用于控制第二输出电压向负载的供应；反馈电路，用于使用从第一输出电路接收的第一输出电压和从电力开关选择性地接收的第二输出电压来输出被用来控制输入电压的供应的信号；以及反馈补偿电路，用于在没有从电力开关接收到第二输出电压时补偿反馈电路的电阻。

本发明的其它方面和/或优点将部分地在以下描述中阐述，并且部分地将从该描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践获知。

附图说明

根据结合附图进行的对所述各方面的以下描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得清楚并且更容易被理解，在附图中：

图1是典型的多输出电源设备的框图；

图2是根据本发明一个方面的多输出电源设备的框图；

图3是根据本发明一个方面的包括图2所示的反馈补偿电路的多输出电源设备的电路图；以及

图4是根据本发明另一方面的包括图2所示的反馈补偿电路的多输出电源设备的电路图。

具体实施方式

现在，将对本发明的各方面进行详细介绍，其示例在附图中示出，其中，相同的参考标号自始至终指代相同的元件。下面通过参照附图描述这些方面，以便说明本发明。

图2是根据本发明一个方面的多输出电源设备的框图。参照图2，多输出电源设备包括：第一电力开关10，其切换电力的供应；第一开关控制器12，其控制第一电力开关10；变压器14，其对从第一电力开关10供应的电力进行变压；第一输出电路16和第二输出电路18，其连接到变压器14的次级侧；第二电力开关20，其切换从第二输出电路18输出的电力的供应；第二开关控制器22，其控制第二电力开关20；以及反馈电路28，其反馈第一和第二输出电路16和18的输出电压。在本实施例的各方面中，尽管多输出电源设备被示出为具有第一和第二输出电路16和18，但是本发明的各方面不限于此。也就是说，多输出电源设备可以包括多个输出电路(即，N个输出电路，其中N是大于1的自然数)。多输出电源设备的上述组件与图1所示的典型的多输出电源设备的那些组件相同，因而省略对其的详细说明。

与图1所示的典型的多输出电源设备不同，根据本发明一个方面的多输出电源设备还包括用于补偿反馈电路28的电阻的反馈补偿电路100。因此，反馈补偿电路100和第二电力开关20互补地执行切换操作，如下面进一步描述的那样。

图3是根据本发明一个方面的包括图2所示的反馈补偿电路100的多输出电源设备的电路图。参照图3，反馈补偿电路100A与被用来观测(或检测)第一输出电路16的输出电压V₀₁的电阻器R₀₁并联连接。电阻器R₀₁被包括在反馈电路28中。

反馈补偿电路100A包括补偿电阻器R_comp102和补偿开关104，使得补偿电阻器R_comp串联连接到补偿开关104。如果第二电力开关20导通，则补偿开关104执行断开切换操作，而如果第二电力开关20断开，则补偿开关104执行导通切换操作。

当采用图3的多输出电源设备的系统处于正常操作模式下时，第二电力开关20保持导通状态，并且补偿开关104执行断开切换操作。因此，反馈补偿电路100A不操作。如果该系统处于待机模式下，则第二电力开关20被转换为断开状态，并且补偿开关104执行导通切换操作。因此，观测电阻器R₀₁和补偿电阻器R_comp彼此并联连接，从而补偿了用于观测第一输出电路16的输出电压V₀₁的阻抗(或电阻)，然后，始终如一地保持多输出电源设备的输出电压。因此，可以补偿由于来自第一输出电路16的输出电压V₀₁的错误反馈引起的、通过反馈电路28观测到的电压误差，其中所述来自第一输出电路16的输出电压V₀₁的错误反馈是由第二输出电路18的断开导致的。也就是说，可以补偿由于来自未被断开的输出电路的输出电压的错误反馈引起的、通过反馈电路观测到的电压误差，其中所述来自未被断开的输出电路的输出电压的错误反馈是由被断开的输出电路导致的。在各个方面中，在待机模式下，可以断开所述输出电路中的一个或多个输出电路。

在图3所示的方面中，如果用于观测第一输出电路16的输出电压V₀₁的电阻器R₀₁、用于观测第二输出电路18的输出电压V₀₂的电阻器R₀₂以及用于反馈电路28的参考电压V_ref的参考电阻器R_ref的值具有由等式1表示的值，则通过等式2来确定补偿电阻器R_comp的值。

[等式1]

$R_{01}=\frac{(V_{01}-V_{\mathrm{ref}})R_{\mathrm{ref}}}{{\mathrm{XV}}_{\mathrm{ref}}},$ $R_{02}=\frac{(V_{02}-V_{\mathrm{ref}})R_{\mathrm{ref}}}{(1-X)V_{\mathrm{ref}}}$

这里，X表示反馈加权因子，V_ref是反馈电路28的参考电压的值。

[等式2]

$R_{\mathrm{comp}}=\frac{(V_{01}-V_{\mathrm{ref}})R_{01}}{R_{01}{I}_{\mathrm{ref}}-V_{01}+V_{\mathrm{ref}}}$

图4是根据本发明一个方面的包括图2所示的反馈补偿电路100的多输出电源设备的电路图。参照图4，包括补偿电阻器R_comp112和补偿开关114的反馈补偿电路100B与反馈电路28的参考电阻器R_ref并联连接。补偿电阻器R_comp112串联连接到补偿开关114，所述补偿开关114在第二电力开关20导通时执行断开切换操作，而在第二电力开关20断开时执行导通切换操作。

如果采用所述多输出电源设备的系统处于正常操作模式下，则第二电力开关20处于导通状态，并且补偿开关114执行断开切换操作，因而补偿电路114不操作。如果该系统处于待机模式下，则第二电力开关20被转换为断开状态，并且补偿开关114执行导通切换操作。因此，参考电阻器R_ref和补偿电阻器R_comp彼此并联连接，因此补偿了对于来自第一输出电路16的输出电压V₀₁的参考阻抗(或电阻)，从而始终如一地保持多输出电源设备的输出电压。

如果用于观测第一输出电路16的输出电压的电阻器R₀₁具有由等式1表示的值，则通过等式3来确定补偿电阻器R_comp的值。

[等式3]

$R_{\mathrm{comp}}=\frac{R_{01}{R}_{\mathrm{ref}}}{(\frac{V_{01}}{V_{\mathrm{ref}}}-1)R_{\mathrm{ref}}-R_{01}}$

上述的多输出电源设备用于包括打印机、扫描仪和多功能外设的成像装置。在其它方面中，在其子组件中使用不同电压的其它设备可以使用上述的多输出电源设备。

根据本发明一个方面的多输出电源设备可以补偿当输出到多个输出电路中的一个输出电路的电力被阻断时通过反馈电路观测到的电压误差，因而稳定地控制输出到所述多个输出电路中的其它输出电路的电力。

在图3和图4中，参考电阻器Rref连接在观测电阻器R₀₁、R₀₂和地之间。因此，在图3中，反馈补偿电路100A与反馈电路28的观测电阻器R₀₁并联连接。另一方面，在图4中，反馈补偿电路100B与反馈电路28的参考电阻器R_ref并联连接。

尽管已经示出和描述了本发明的一些方面，但是本领域技术人员将认识到：在不背离本发明的原理和精神的情况下，可以在这些方面中做出改变，本发明的范围在权利要求书及其等同物中限定。

Claims (20)

1.一种多输出电源设备，包括：

第一电力开关，用于执行电源的切换操作；

第一开关控制器，用于控制所述第一电力开关；

变压器，用于对从所述第一电力开关供应的电力进行变压；

第一到第N输出电路，其连接到变压器的次级侧，其中N是大于1的正整数；

第二电力开关，用于切换从所述第一到第N输出电路之一输出的电力；

第二开关控制器，用于控制所述第二电力开关；

反馈电路，用于反馈所述第一到第N输出电路的输出电压；以及

反馈补偿电路，用于与所述第二电力开关互补地执行切换操作，以便补偿反馈电路的电阻。

2.如权利要求1所述的多输出电源设备，其中，所述反馈补偿电路并联连接到多个电阻器中的一个或多个电阻器或者参考电阻器。

3.如权利要求2所述的多输出电源设备，其中，所述用于与第二电力开关互补地执行切换操作的反馈补偿电路包括：

补偿开关，用于在所述第二电力开关导通时执行断开切换操作，而在所述第二电力开关断开时执行导通切换操作；以及

补偿电阻器，其串联连接到所述补偿开关。

4.如权利要求3所述的多输出电源设备，其中，如果采用所述多输出电源设备的系统处于正常操作模式下，则所述补偿开关执行断开切换操作，如果所述系统处于待机模式下，则所述补偿开关执行导通切换操作。

5.如权利要求1所述的多输出电源设备，其中，所述反馈电路包括参考电阻器，并且所述反馈补偿电路与该参考电阻器并联连接。

6.如权利要求5所述的多输出电源设备，其中，所述用于与第二电力开关互补地执行切换操作的反馈补偿电路包括：

补偿开关，用于在所述第二电力开关导通时执行断开切换操作，而在所述第二电力开关断开时执行导通切换操作；以及

补偿电阻器，其串联连接到所述补偿开关。

7.如权利要求6所述的多输出电源设备，其中，如果采用所述多输出电源设备的系统处于正常操作模式下，则所述补偿开关执行断开切换操作，如果所述系统处于待机模式下，则所述补偿开关执行导通切换操作。

8.如权利要求1所述的多输出电源设备，其中，所述多输出电源设备用于成像装置。

9.如权利要求3所述的多输出电源设备，其中，通过下式确定所述补偿电阻器R_comp的值：

$R_{\mathrm{comp}}=\frac{(V_{01}-V_{\mathrm{ref}})R_{01}}{R_{01}{I}_{\mathrm{ref}}-V_{01}+V_{\mathrm{ref}}}$

其中，R₀₁是与所述反馈补偿电路并联连接的一个电阻器的值，V₀₁是与所述一个电阻器相对应的输出电路的输出电压，R_ref和V_ref分别是所述反馈电路的参考电阻器和对应的参考电压的值。

10.如权利要求6所述的多输出电源设备，其中，通过下式确定补偿电阻器R_comp的值：

$R_{\mathrm{comp}}=\frac{R_{01}{R}_{\mathrm{ref}}}{(\frac{V_{01}}{V_{\mathrm{ref}}}-1)R_{\mathrm{ref}}-R_{01}}$

其中，R₀₁是用于观测所述第一到第N输出电路之一的输出电压的电阻器的值，V₀₁是与具有值R₀₁的电阻器相对应的输出电压，R_ref和V_ref分别是所述反馈电路的参考电阻器和对应的参考电压的值。

11.如权利要求1所述的多输出电源设备，其中，所述反馈电路还包括参考电阻器和与所述第一到第N输出电路相对应的多个电阻器。

12.如权利要求11所述的多输出电源设备，其中，所述反馈补偿电路并联连接到所述多个电阻器中的一个或多个电阻器或者所述参考电阻器。

13.如权利要求11所述的多输出电源设备，其中，所述反馈补偿电路包括：

补偿开关；以及

补偿电阻器，串联连接到所述补偿开关。

14.如权利要求13所述的多输出电源设备，其中，所述补偿电阻器并联连接到所述多个电阻器中的一个或多个电阻器或者所述参考电阻器。

15.如权利要求13所述的多输出电源设备，其中，当所述补偿开关断开时，第二电力开关导通，反之亦然。

16.一种多输出电源设备包括：

第一输出电路，用于使用输入电压输出第一输出电压；

第二输出电路，用于使用所述输入电压输出第二输出电压；

电力开关，用于控制所述第二输出电压向负载的供应；

反馈电路，用于使用从所述第一输出电路接收的所述第一输出电压和从所述电力开关选择性地接收的所述第二输出电压来输出被用来控制所述输入电压的供应的信号；以及

反馈补偿电路，用于在没有从所述电力开关接收到所述第二输出电压时补偿所述反馈电路的电阻。

17.如权利要求16所述的多输出电源设备，其中，所述反馈电路包括参考电阻器和与所述第一输出电路相对应的电阻器。

18.如权利要求17所述的多输出电源设备，其中，所述反馈补偿电路并联连接到与所述第一输出电路相对应的所述电阻器或者所述参考电阻器。

19.如权利要求18所述的多输出电源设备，其中，所述反馈补偿电路包括：

补偿开关；以及

补偿电阻器，串联连接到所述补偿开关，并且该补偿电阻器并联连接到与所述第一输出电路相对应的所述电阻器或者所述参考电阻器。

20.如权利要求16所述的多输出电源设备，其中，所述反馈补偿电路包括：

补偿开关；以及

补偿电阻器，串联连接到所述补偿开关。

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