CN102130587A - 具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明关于一种具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，包含一中心抽头式主变压器、一半导体元件组及一触发控制器。该直流对直流转换装置产生至少两组输出电压，分别为一主输出电压与一辅助输出电压。该辅助输出电压做为一降压式转换器的输入电压，使得该辅助输出电压能以利用该降压式转换器，再转换为更低的可调整直流电压电位。该触发控制器以稳定该主输出电压与该辅助输出电压控制之用。借此，该主变压器提供单组或两组二次侧线圈，将产生较低直流电位的该辅助输出电压做为该降压式转换器的输入电压，以提高该降压式转换器的效率。
Description
技术领域
本发明有关一种直流对直流转换装置，尤指一种具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置。
背景技术
在各式各样电子产品需要多种不同电位的直流电源的趋势下，必须要有一种能够将标准电源电压转换成负载需求电压的有效方法，同时也必须符合用途广泛、高效率以及高可靠度的要求。由于大部分电子产品(如电视机、音响、计算机…等)其内部元件所使用的电源均为直流电，故必须有电源供应器来把交流市电转换成各种不同的直流电压以使电器发挥功能。
请参见图1，是现有电源供应器的电路架构图。该电源供应器基本上包含一EMI滤波器10A、一整流器20A、一功率因数校正器30A、一DC/DC转换器40A以及一降压式转换器70A。该DC/DC转换器40A包含多个功率开关(未图示)及一主变压器(未图示)。该EMI滤波器10A电性连接一交流电源Vs，用以消除通过交流线路的噪声，以防止与该电源供应器连接在同一电力系统的其它装置，所产生的传导性电磁噪声经由电源导线而彼此互相干扰。该整流器20A电性连接该EMI滤波器10A，用以将该EMI滤波器的输出交流电源转换为直流电源。该功率因数校正器30A电性连接该整流器20A，用以改善该电源供应器输入端的功率因数。该DC/DC转换器40A电性连接该功率因数校正器30A，可通过脉冲宽度调变控制器(PWM control)控制该些功率开关，以提供该主变压器一次侧的电压，使得该功率因数校正器30A的输出直流电源经由该主变压器做为一次侧输入与二次侧输出之间能量转换。该降压式转换器70A电性连接该DC/DC转换器40A的一输出端Vo1，以供给更低直流电压电位需求的装置使用。
在现行多组输出电源供应器(例如桌上型电源供应器)通常具有+12伏特、5伏特(待机)、+5伏特与+3.3伏特…等不同直流电压电位的输出电源。在高效率机种的应用中，+12伏特的输出电源是由该主变压器转换而得(如图中标示的主输出端Vo1)；而+5伏特与+3.3伏特(如图中标示的Vb1与Vb2)的输出电源则是再将+12伏特电压直接通过该降压式转换器70A降压得到。然而，由于+5伏特与+3.3伏特的输出电源是由相对高出一倍多的+12伏特，利用该降压式转换器70A降压转换而得。换言之，该降压式转换器70A的输出电压相较于输入电压有如此大的差异，将造成该降压式转换器70A内部磁性元件的铁损与开关切换损失的增加，尤其在更高频操作时，将严重降低该降压式转换器70A的电压转换效率。
因此，如何利用既有的主变压器，设计出一种具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，提供较低直流电位的输出电压做为该降压式转换器的稳定输入电压，提高该降压式转换器的效率，乃为本发明所欲行克服并加以解决的一大课题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，产生至少两组输出电压，分别为一主输出电压与一辅助输出电压，该辅助输出电压小于该主输出电压，并且做为一降压式转换器(buckconverter)的输入电压，使得该辅助输出电压能以利用该降压式转换器再转换为更低的可调整直流电压电位；其特征在于，该具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置包含：
一主变压器，具有一一次侧及一二次侧；该二次侧具有一中间抽头，该主变压器的该二次侧具有一打点端、一非打点端及一中间端；
一半导体元件组，电性连接该主变压器的该二次侧的该打点端与该非打点端；该半导体元件组的一输出端为一参考接地端；另一输出端为一主输出端，提供对该参考接地端间的该主输出电压；该主变压器的该二次侧的该中间端为一辅助输出端，提供对该参考接地端间的该辅助输出电压；及
一触发控制器，电性连接该主输出端与该辅助输出端，产生多个控制信号，控制该半导体元件组的切换频率，以稳定该主输出电压与该辅助输出电压；
借此，该中心抽头式主变压器提供单组二次侧线圈，所产生较低直流电位的该辅助输出电压做为该降压式转换器的输入电压，能以提高该降压式转换器的效率。
所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其中，该半导体元件组包含至少四个半导体元件。
所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其中，该主输出电压为该辅助输出电压的两倍。
所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其中，该触发控制器为一脉冲宽度调变控制器。
所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其中，该些半导体元件为可控半导体元件，其中，该些可控半导体元件为金属氧化层半导体场效晶体管(MOSFET)、双极性接面晶体管(BJT)及绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其中，部分的该些半导体元件为不可控半导体元件，其中，该些不可控半导体元件为二极管(Diode)。
所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其中，该触发控制器利用反馈该主输出电压与一预期输出电压进行比较，以控制该触发控制器输出的该些控制信号的切换频率。
所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其中，该触发控制器利用反馈该辅助输出电压与一预期输出电压进行比较，以控制该触发控制器输出的该些控制信号的切换频率。
所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其中，该直流对直流转换装置还包含对该主输出电压与该辅助输出电压滤波的电感-电容组。
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，产生至少两组输出电压，分别为一主输出电压与一辅助输出电压，该辅助输出电压小于该主输出电压，并且做为一降压式转换器(buckconverter)的输入电压，使得该辅助输出电压能以利用该降压式转换器再转换为更低的可调整直流电压电位；其特征在于，该具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置包含：
一主变压器，具有一一次侧、一第一二次侧及一第二二次侧；该第一二次侧与该第二二次侧分别具有一中间抽头，该主变压器的该第一二次侧与该第二二次侧分别具有一打点端、一非打点端及一中间端；
一半导体元件组，电性连接该主变压器的该第一二次侧的该打点端与该非打点端以及该第二二次侧的该打点端与该非打点端；该半导体元件组的一输出端为一参考接地端；另一输出端为一辅助输出端，提供对该参考接地端间的该辅助输出电压；该主变压器的该第一二次侧的该中间端为一主输出端，提供对该参考接地端间的该主输出电压；及
一触发控制器，电性连接该主输出端与该辅助输出端，产生多个控制信号，控制该半导体元件组的切换频率，以稳定该主输出电压与该辅助输出电压；
借此，该中心抽头式主变压器提供两组二次侧线圈，所产生较低直流电位的该辅助输出电压做为该降压式转换器的输入电压，能以提高该降压式转换器的效率。
所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其中，该半导体元件组包含至少四个半导体元件。
所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其中，该主输出电压为该辅助输出电压的两倍。
所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其中，该触发控制器为一脉冲宽度调变控制器。
所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其中，该些半导体元件为可控半导体元件，其中，该些可控半导体元件为金属氧化层半导体场效晶体管(MOSFET)、双极性接面晶体管(BJT)及绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其中，部分的该些半导体元件为不可控半导体元件，其中，该些不可控半导体元件为二极管(Diode)。
所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其中，该触发控制器利用反馈该主输出电压与一预期输出电压进行比较，以控制该触发控制器输出的该些控制信号的切换频率。
所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其中，该触发控制器利用反馈该辅助输出电压与一预期输出电压进行比较，以控制该触发控制器输出的该些控制信号的切换频率。
所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其中，该直流对直流转换装置还包含对该主输出电压与该辅助输出电压滤波的电感-电容组。
为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
附图说明
图1是现有电源供应器的电路架构图；
图2是本发明的电源供应器的电路架构图；
图3A是本发明的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置第一实施例的电路图；
图3B是本发明第一实施例的电流为正半周期操作的电路连接关系；
图3C是本发明第一实施例的电流为负半周期操作的电路连接关系；
图4A是本发明的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置第二实施例的电路图；
图4B是本发明第二实施例的电流为正半周期操作的电路连接关系；及
图4C是本发明第二实施例的电流为负半周期操作的电路连接关系。
其中，附图标记：
现有技术
Vs 交流电源 70A 降压式转换器
10A EMI滤波器 Vo1 主输出端
20A 整流器 Vb1 第一输出电压
30A 功率因数校正器 Vb2 第二输出电压
40A DC/DC转换器
本发明
Vs 交流电源 606 触发控制器
10 EMI滤波器 70 降压式转换器
20 整流器 Vo1 主输出端
30 功率因数校正器 Vo2 辅助输出端
60 DC/DC转换装置 S1 第一控制信号
500 主变压器 S2 第二控制信号
600 半导体元件组 S3 第三控制信号
601 第一半导体元件 S4 第四控制信号
602 第二半导体元件 Vb1 第一输出电压
603 第三半导体元件 Vb2 第二输出电压
604 第四半导体元件
具体实施方式
有关本发明的技术内容及详细说明，配合图式说明如下：
请参见图2，是本发明的电源供应器的电路架构图。该电源供应器的组成与前述的现有电源供应器相似。该电源供应器包含一EMI滤波器10、一整流器20、一功率因数校正器30、一DC/DC转换装置60以及一降压式转换器70。该DC/DC转换装置60包含多个功率开关(未图示)、一主变压器500、一半导体元件组600以及一触发控制器606。其中，该些功率开关所使用的数量根据该DC/DC转换装置60的拓朴(topology)架构所决定。该电源供应器的电气连接关以及该些单元所提供的功能，与现有的电源供应器相同，在此不再赘述。然而，本发明的该电源供应器与现有的电源供应器最大的差异在于该主变压器500为中心抽头式变压器(center-tapped transformer)500。并且，改变该中心抽头式主变压器500二次侧线圈的组数，可提供不同实施态样的多组输出直流对直流转换装置。至于上述的电气动作，将在后文详细说明。
请参见图3A为本发明的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置第一实施例的电路图。该具有稳压控制的多输出DC/DC转换装置60，用以产生至少两组输出电压，分别为一主输出电压与一辅助输出电压，该辅助输出电压小于该主输出电压，并且用以做为一降压式转换器(buck converter)的输入电压，使得该辅助输出电压能以利用该降压式转换器，再转换为更低的可调整直流电压电位。该具有稳压控制的多输出DC/DC转换装置60包含一主变压器500、一半导体元件组600及一触发控制器606。
该主变压器500具有一一次侧(未标示)及一二次侧(未标示)。该二次侧具有一中间抽头，该主变压器500的该一次侧具有一打点端(未标示)及一非打点端(未标示)，并且，该主变压器500的该二次侧具有一打点端(未标示)、一非打点端(未标示)及一中间端(未标示)。
该半导体元件组600电性连接该主变压器500的该二次侧的该打点端与该非打点端。该半导体元件组600的一输出端为一参考接地端(未标示)；另一输出端为一主输出端Vo1，提供对该参考接地端间的该主输出电压。该主变压器500的该二次侧的该中间端为一辅助输出端Vo2，提供对该参考接地端间的该辅助输出电压。
该半导体元件组600包含至少四个半导体元件，该四个半导体元件分别为一第一半导体元件601、一第二半导体元件602、一第三半导体元件603及一第四半导体元件604。该些半导体元件601～604分别具有至少一第一端(未标式)与一第二端(未标式)。如图3A所示，该主变压器500的该二次侧的该打点端电性连接该第一半导体元件601的该第二端；并且，该主变压器500的该二次侧的该非打点端电性连接该第四半导体元件604的该第一端。
在本实施例中，该第一半导体元件601、该第二半导体元件602、该第三半导体元件603及该第四半导体元件604皆以可控的半导体元件-金属氧化层半导体场效晶体管(MOSFET)予以说明。
此外，该第一半导体元件601的该第二端电性连接该第三半导体元件603的该第一端，以形成串联连接；并且，该第二半导体元件602的该第二端电性连接该第四半导体元件604的该第一端，以形成串联连接。该第一半导体元件601的该第一端与该第二半导体元件602的该第一端电性连接，以形成该半导体元件组600的该主输出端Vo1；并且，该第三半导体元件603的该第二端电性连接该第四半导体元件604的该第二端，以形成该参考接地端。
该触发控制器606电性连接该主输出端Vo1与该辅助输出端Vo2，产生多个控制信号S1～S4，控制该半导体元件组600的切换责任周期，用以稳定该主输出电压与该辅助输出电压。至于该触发控制器606的控制动作，将在后文详细说明。
请参见图3B为本发明第一实施例的电流为正半周期操作的电路连接关系。该主变压器500接收前级所处理过的一一次侧电流，该一次侧电流为一近似弦波电流，因此后文中称为近似弦波电流(quasi-sinusoidal current)。当该近似弦波电流为正半周期操作时，该近似弦波电流流入该主变压器500的该一次侧的该打点端，此时，该主变压器500的该二次侧的该打点端会流出一二次侧电流。在此正半周期的操作状态下，该半导体元件组600的该第一半导体元件601与该第四半导体元件604为顺向偏压(forward bias)，然而，该第二半导体元件602与该第三半导体元件603为逆向偏压(reverse bias)。因此，当该二次侧电流经由该主变压器500的该二次侧的该打点端流出该主变压器500时，该第一半导体元件601与该第四半导体元件604为顺向导通，然而，该第二半导体元件602与该第三半导体元件603为逆向截止。因此，如图3B所示的箭头方向即表示，当该近似弦波电流提供正半周期操作时，电流流经该主变压器500与该半导体元件组600的路径与方向。此外，该DC/DC转换装置60还包含提供输出滤波用的电感-电容组(未标示)。
请参见图3C为本发明第一实施例的电流为负半周期操作的电路连接关系。该主变压器500接收前级处理过的一一次侧电流(该一次侧电流为一近似弦波电流)。当该近似弦波电流为负半周期操作时，该近似弦波电流流出该主变压器500的该一次侧的该打点端，此时，该主变压器500的该二次侧的该打点端会流入该二次侧电流。在此负半周期的操作状态下，该半导体元件组600的该第二半导体元件602与该第三半导体元件603为顺向偏压，然而，该第一半导体元件601与该第四半导体元件604为逆向偏压。因此，当该二次侧电流经由该主变压器500的该二次侧的该打点端流入该主变压器500时，该第二半导体元件602与该第三半导体元件603为顺向导通，然而，该第一半导体元件601与该第四半导体元件604为逆向截止。因此，如图3C所示的箭头方向即表示，当该近似弦波电流提供负半周期操作时，电流流经该主变压器500与该半导体元件组600的路径与方向。此外，该DC/DC转换装置60还包含提供输出滤波用的电感-电容组(未标示)。
故此，通过该中心抽头式主变压器500提供单组二次侧线圈，可形成多组输出的该DC/DC转换装置60：
1.该主输出端Vo1输出该主输出电压的大小，是利用单组二次侧线圈串联迭加所产生；
2.该辅助输出端Vo2输出该辅助输出电压的大小，是利用单组二次侧中心抽头所产生。惟上述该DC/DC转换装置60不限制最多仅为两组输出。
明显地，该DC/DC转换装置60的该主输出端Vo1所输出该主输出电压为该辅助输出端Vo2所输出该辅助输出电压的两倍。再通过该主输出电压与该辅助输出电压的反馈稳压控制，可提供稳定的该主输出电压与该辅助输出电压。
为了允许输入电压或负载在一范围内的变动，输出电压(即该主输出电压与该辅助输出电压)能被稳定在预期的电压电位，使其稳定地提供负载所需的直流电压，可用下列所述的方式实现：
本发明可利用一比较器(未图示)对该主输出电压与一第一参考电压(未图标)做比较(其中，该第一参考电压即为该DC/DC转换装置60应该输出的准确电压值，假设为+12伏特)。再者，该主输出电压与该第一参考电压的误差值(即电压差)反馈至该触发控制器606(在本实施例中，可为一脉冲宽度调变控制器)。当该主输出电压大于该第一参考电压，则该比较器输出会降低为低电位，使得该触发控制器606在该近似弦波电流为正半周期操作时，会使输出该第一控制信号S1与该第四控制信号S4(即对应该第一半导体元件601与该第四半导体元件604的栅-源极电压Vgs驱动信号)的切换频率变高；同样地，在该近似弦波电流为负半周期操作时，会输出该第二控制信号S2与该第三控制信号S3(即对应该第二半导体元件602与该第三半导体元件603的栅-源极电压Vgs驱动信号)的切换频率变高，如此便可将原先因为输出负载变轻而伴随上升的该主输出电压降低，达到稳定该主输出电压在+12伏特。除外，由于该主输出电压与该辅助输出电压为正比关系(在本实施例中，该主输出电压为该辅助输出电压的两倍)，故此，该辅助输出电压会因为该主输出电压追随该第一参考电压的修正，也会达到稳定在+6伏特。
同理，可利用一比较器(未图示)对该辅助输出电压与一第二参考电压(未图标)做比较(其中，该第二参考电压即为该DC/DC转换装置60应该输出的准确电压值，假设为+6伏特)。并将该辅助输出电压与该第二参考电压的误差值(即电压差)反馈至该触发控制器606(在本实施例中，可为一脉冲宽度调变控制器)。当该辅助输出电压小于该第二参考电压，则该比较器输出为高电位，使得该触发控制器606在该近似弦波电流为正半周期操作时，会使输出该第一控制信号S1与该第四控制信号S4(即对应该第一半导体元件601与该第四半导体元件604的栅-源极电压Vgs驱动信号)的切换频率变低；同样地，在该近似弦波电流为负半周期操作时，会输出该第二控制信号S2与该第三控制信号S3(即对应该第二半导体元件602与该第三半导体元件603的栅-源极电压Vgs驱动信号)的切换频率变低，如此便可将原先因为输出负载变重而伴随降低的该辅助输出电压上升，达到稳定该辅助输出电压在+6伏特。除外，由于该主输出电压与该辅助输出电压为正比关系(在本实施例中，该主输出电压为该辅助输出电压的两倍)，故此，该主输出电压会因为该辅助输出电压追随该第二参考电压的修正，也会达到稳定在+12伏特。
惟，前述能以稳压功能实施态样不被限制本发明，凡是能以提供稳压功能类似变化的实施例皆包含于本发明的范畴中。
借此，可利用反馈所侦测的该主输出电压或该辅助输出电压，达成可对该些可控的半导体元件(在本实施例为金属氧化层半导体场效晶体管(MOSFET))，进行栅-源极电压Vgs驱动信号的切换频率控制。此外，在本实施例中，该第一半导体元件601与该第二半导体元件602亦可为不可控的半导体元件，如二极管(diode)，惟，该第三半导体元件603与该第四半导体元件604必须为可控的半导体元件，如金属氧化层半导体场效晶体管(MOSFET)、双极性接面晶体管(BJT)及绝缘栅双极晶体管(IGBT)。也就是说，在本实施例中，该第一半导体元件601、该第二半导体元件602、该第三半导体元件603与该第四半导体元件604可皆为可控的半导体元件。或者，该第一半导体元件601与该第二半导体元件602为不可控的半导体元件，而该第三半导体元件603与该第四半导体元件604为可控的半导体元件。
请参见图4A为本发明的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置第二实施例的电路图。该具有稳压控制的多输出DC/DC转换装置60，用以产生至少两组输出电压，分别为一主输出电压与一辅助输出电压，该辅助输出电压小于该主输出电压，并且用以做为一降压式转换器(buck converter)的输入电压，使得该辅助输出电压能以利用该降压式转换器再转换为更低的可调整直流电压电位。该具有稳压控制的多输出DC/DC转换装置60包含一主变压器500、一半导体元件组600及一触发控制器606。
该主变压器500具有一一次侧(未标示)、一第一二次侧(未标示)及一第二二次侧(未标示)。该第一二次侧与该第二二次侧分别具有一中间抽头，该主变压器500的该一次侧具有一打点端(未标示)及一非打点端(未标示)，并且，该主变压器500的该第一二次侧与该第二二次侧分别具有一打点端(未标示)、一非打点端(未标示)及一中间端(未标示)。
该半导体元件组600电性连接该主变压器500的该第一二次侧的该打点端与该非打点端以及该第二二次侧的该打点端与该非打点端。该半导体元件组600的一输出端为一参考接地端(未标示)；另一输出端为一辅助输出端Vo2，提供对该参考接地端间的该辅助输出电压。该主变压器500的该第一二次侧的该中间端为一主输出端Vo1，提供对该参考接地端间的该主输出电压。
该半导体元件组600包含至少四个半导体元件，该四个半导体元件分别为一第一半导体元件601、一第二半导体元件602、一第三半导体元件603及一第四半导体元件604。该些半导体元件601～604分别具有至少一第一端(未标式)与一第二端(未标式)。如图4A所示，该主变压器500的该第一二次侧的该打点端电性连接该第二半导体元件602的该第一端，该主变压器500的该第一二次侧的该非打点端电性连接该第一半导体元件601的该第一端，该主变压器500的该第二二次侧的该打点端电性连接该第四半导体元件604的该第一端；并且，该主变压器500的该第二二次侧的该非打点端电性连接该第三半导体元件603的该第一端。
在本实施例中，该第一半导体元件601、该第二半导体元件602、该第三半导体元件603及该第四半导体元件604皆以可控的半导体元件一金属氧化层半导体场效晶体管(MOSFET)予以说明。
此外，该第一半导体元件601的该第二端电性连接该第二半导体元件602的该第二端，并电性连接该主变压器500的该第二二次侧的该中间端，以形成该半导体元件组600的该辅助输出端Vo2。并且，该第三半导体元件603的该第二端电性连接该第四半导体元件604的该第二端，以形成该参考接地端。
该触发控制器606电性连接该主输出端Vo1与该辅助输出端Vo2，产生多个控制信号，控制该半导体元件组600的切换频率，用以稳定该主输出电压与该辅助输出电压。至于该触发控制器606的控制动作，将在后文详细说明。
请参见图4B为本发明第二实施例的电流为正半周期操作的电路连接关系。该主变压器500接收前级处理过的一一次侧电流(该一次侧电流为一近似弦波电流)。当该近似弦波电流为正半周期操作时，该近似弦波电流流出该主变压器500的该一次侧的该非打点端，此时，该主变压器500的该第一二次侧的该非打点端与该第二二次侧的该非打点端会流入一二次侧电流。在此正半周期的操作状态下，该半导体元件组600的该第一半导体元件601与该第三半导体元件603为顺向偏压(forward bias)，然而，该第二半导体元件602与该第四半导体元件604为逆向偏压(reverse bias)。因此，当该二次侧电流经由该主变压器500的该第一二次侧及该第二二次侧的该些非打点端流入该主变压器10时，该第一半导体元件601与该第三半导体元件603为顺向导通，然而，该第二半导体元件602与该第四半导体元件604为逆向截止。因此，如图4B所示的箭头方向即表示，当该近似弦波电流提供正半周期操作时，电流流经该主变压器500与该半导体元件组600的路径与方向。此外，该DC/DC转换装置60还包含提供输出滤波用的电感-电容组(未标示)。
请参见图4C为本发明第二实施例的电流为负半周期操作的电路连接关系。该主变压器500接收前级处理过的一一次侧电流(该一次侧电流为一近似弦波电流)。当该近似弦波电流为负半周期操作时，该近似弦波电流流出该主变压器500的该一次侧的该打点端，此时，该主变压器500的该第一二次侧的该打点端与该第二二次侧的该打点端会流入一二次侧电流。在此负半周期的操作状态下，该半导体元件组600的该第二半导体元件602与该第四半导体元件604为顺向偏压，然而，该第一半导体元件601与该第三半导体元件603为逆向偏压。因此，当该二次侧电流经由该主变压器500的该第一二次侧及该第二二次侧的该些打点端流入该主变压器500时，该第二半导体元件602与该第四半导体元件604为顺向导通，然而，该第一半导体元件601与该第三半导体元件603为逆向截止。因此，如图4C所示的箭头方向即表示，当该近似弦波电流提供负半周期操作时，电流流经该主变压器500与该半导体元件组600的路径与方向。此外，该DC/DC转换装置60还包含提供输出滤波用的电感-电容组(未标示)。
故此，通过该中心抽头式主变压器500提供两组二次侧线圈，可形成多组输出的该DC/DC转换装置60：
1.该主输出端Vo1输出该主输出电压的大小，是利用两组二次侧线圈串联迭加所产生；
2.该辅助输出端Vo2输出该辅助输出电压的大小，是利用两组二次侧中心抽头所产生。惟上述该DC/DC转换装置60不限制最多仅为两组输出。
明显地，该DC/DC转换装置60的该主输出端Vo1所输出该主输出电压为该辅助输出端Vo2所输出该辅助输出电压的两倍。再通过该主输出电压与该辅助输出电压的反馈稳压控制，可提供稳定的该主输出电压与该辅助输出电压。
为了允许输入电压或负载在一范围内的变动，输出电压(即该主输出电压与该辅助输出电压)能被稳定在预期的电压电位，使其稳定地提供负载所需的直流电压，可用下列所述的方式实现：
本发明可利用一比较器(未图示)对该主输出电压与一第一参考电压(未图标)做比较(其中，该第一参考电压即为该DC/DC转换装置60应该输出的准确电压值，假设为+12伏特)。再者，该主输出电压与该第一参考电压的误差值(即电压差)反馈至该触发控制器606(在本实施例中，可为一脉冲宽度调变控制器)。当该主输出电压大于该第一参考电压，则该比较器输出为低电位，使得该触发控制器606在该近似弦波电流为正半周期操作时，会输出该第一控制信号S1与该第三控制信号S3(即对应该第一半导体元件601与该第三半导体元件603的栅-源极电压Vgs驱动信号)的切换频率变高；同样地，在该近似弦波电流为负半周期操作时，会输出该第二控制信号S2与该第三控制信号S3(即对应该第二半导体元件602与该第三半导体元件603的栅-源极电压Vgs驱动信号)的切换频率变高，如此便可将原先因为输入电压变高而伴随上升的该主输出电压降低，达到稳定该主输出电压在+12伏特。除外，由于该主输出电压与该辅助输出电压为正比关系(在本实施例中，该主输出电压为该辅助输出电压的两倍)，故此，该辅助输出电压会因为该主输出电压追随该第一参考电压的修正，也会达到稳定在+6伏特。
同理，本发明可利用一比较器(未图示)对该辅助输出电压与一第二参考电压(未图标)做比较(其中，该第二参考电压即为该DC/DC转换装置60应该输出的准确电压值，假设为+6伏特)。再者，该辅助输出电压与该第二参考电压的误差值(即电压差)反馈至该触发控制器606(在本实施例中，可为一脉冲宽度调变控制器)。当该辅助输出电压小于该第二参考电压，则该比较器输出会增加，使得该触发控制器606在该近似弦波电流为正半周期操作时，会输出该第一控制信号S1与该第四控制信号S4(即对应该第一半导体元件601与该第四半导体元件604的栅-源极电压Vgs驱动信号)的切换频率变低；同样地，在该近似弦波电流为负半周期操作时，会输出该第二控制信号S2与该第三控制信号S3(即对应该第二半导体元件602与该第三半导体元件603的栅-源极电压Vgs驱动信号)的切换频率变低，如此便可将原先因为输入电压变低而伴随降低的该辅助输出电压上升，达到稳定该辅助输出电压在+6伏特。除外，由于该主输出电压与该辅助输出电压为正比关系(在本实施例中，该主输出电压为该辅助输出电压的两倍)，故此，该主输出电压会因为该辅助输出电压追随该第二参考电压的修正，也会达到稳定在12伏特。
惟，前述能以稳压功能实施态样不被限制本发明，凡是能以提供稳压功能类似变化的实施例皆包含于本发明的范畴中。
借此，可利用反馈所侦测的该主输出电压或该辅助输出电压，达成可对该些可控的半导体元件，在本实施例为金属氧化层半导体场效晶体管(MOSFET)，进行栅-源极电压Vgs驱动信号的切换频率控制。此外，在本实施例中，该第一半导体元件601与该第二半导体元件602亦可为不可控的半导体元件，如二极管(Diode)，惟，该第三半导体元件603与该第四半导体元件604必须为可控的半导体元件，如金属氧化层半导体场效晶体管(MOSFET)、双极性接面晶体管(BJT)及绝缘栅双极晶体管(IGBT)。也就是说，在本实施例中，该第一半导体元件601、该第二半导体元件602、该第三半导体元件603与该第四半导体元件604可皆为可控的半导体元件。或者，该第一半导体元件601与该第二半导体元件602为不可控的半导体元件，而该第三半导体元件603与该第四半导体元件604为可控的半导体元件。
该辅助输出电压可做为该降压式转换器的输入电压，使得该辅助输出电压能以利用该降压式转换器70再转换为更低的可调整直流电压电位，如一第一输出电压Vb1与一第二输出电压Vb2(参见图2)。该第一输出电压Vb1与该第二输出电压Vb2可分别为常用的直流电压+5伏特与+3.3伏特(但不以此为限)。在本实施例中，并非以较高电压直流电位的该主输出电压(+12伏特)做为该降压式转换器70的输入，而是，利用该较低电压直流电位的该辅助输出电压(+6伏特)做为该降压式转换器70的输入。如此，可通过提供接近该降压式转换器70的输出电压的直流电压电位，做为该降压式转换器70的输入电压，能以提高该降压式转换器70的效率。
综上所述，本发明具有以下的优点：
1、该触发控制器606可在该近似弦波电流为正半周期与负半周期操作时，根据该主输出电压或该辅助输出电压与准确输出电压的误差值，产生多个可调整切换频率的控制信号，用以控制该半导体元件组600的导通与截止，达成稳定该主输出电压与该辅助输出电压。
2、该DC/DC转换装置60产生电压电位较低的该辅助输出电压，通过提供接近该降压式转换器70的输出电压的直流电压电位，做为该降压式转换器70的输入电压，能以提高该降压式转换器70的效率。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (18)
1.一种具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，产生至少两组输出电压，分别为一主输出电压与一辅助输出电压，该辅助输出电压小于该主输出电压，并且做为一降压式转换器的输入电压，使得该辅助输出电压能以利用该降压式转换器再转换为更低的可调整直流电压电位；其特征在于，该具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置包含：
一主变压器，具有一一次侧及一二次侧；该二次侧具有一中间抽头，该主变压器的该二次侧具有一打点端、一非打点端及一中间端；
一半导体元件组，电性连接该主变压器的该二次侧的该打点端与该非打点端；该半导体元件组的一输出端为一参考接地端；另一输出端为一主输出端，提供对该参考接地端间的该主输出电压；该主变压器的该二次侧的该中间端为一辅助输出端，提供对该参考接地端间的该辅助输出电压；及
一触发控制器，电性连接该主输出端与该辅助输出端，产生多个控制信号，控制该半导体元件组的切换频率，以稳定该主输出电压与该辅助输出电压；
借此，该中心抽头式主变压器提供单组二次侧线圈，所产生较低直流电位的该辅助输出电压做为该降压式转换器的输入电压，能以提高该降压式转换器的效率。
2.根据权利要求1所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其特征在于，该半导体元件组包含至少四个半导体元件。
3.根据权利要求1所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其特征在于，该主输出电压为该辅助输出电压的两倍。
4.根据权利要求1所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其特征在于，该触发控制器为一脉冲宽度调变控制器。
5.根据权利要求2所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其特征在于，该些半导体元件为可控半导体元件，其中，该些可控半导体元件为金属氧化层半导体场效晶体管、双极性接面晶体管及绝缘栅双极晶体管。
6.根据权利要求2所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其特征在于，部分的该些半导体元件为不可控半导体元件，其中，该些不可控半导体元件为二极管。
7.根据权利要求1所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其特征在于，该触发控制器利用反馈该主输出电压与一预期输出电压进行比较，以控制该触发控制器输出的该些控制信号的切换频率。
8.根据权利要求1所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其特征在于，该触发控制器利用反馈该辅助输出电压与一预期输出电压进行比较，以控制该触发控制器输出的该些控制信号的切换频率。
9.根据权利要求1所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其特征在于，该直流对直流转换装置还包含对该主输出电压与该辅助输出电压滤波的电感-电容组。
10.一种具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，产生至少两组输出电压，分别为一主输出电压与一辅助输出电压，该辅助输出电压小于该主输出电压，并且做为一降压式转换器的输入电压，使得该辅助输出电压能以利用该降压式转换器再转换为更低的可调整直流电压电位；其特征在于，该具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置包含：
一主变压器，具有一一次侧、一第一二次侧及一第二二次侧；该第一二次侧与该第二二次侧分别具有一中间抽头，该主变压器的该第一二次侧与该第二二次侧分别具有一打点端、一非打点端及一中间端；
一半导体元件组，电性连接该主变压器的该第一二次侧的该打点端与该非打点端以及该第二二次侧的该打点端与该非打点端；该半导体元件组的一输出端为一参考接地端；另一输出端为一辅助输出端，提供对该参考接地端间的该辅助输出电压；该主变压器的该第一二次侧的该中间端为一主输出端，提供对该参考接地端间的该主输出电压；及
一触发控制器，电性连接该主输出端与该辅助输出端，产生多个控制信号，控制该半导体元件组的切换频率，以稳定该主输出电压与该辅助输出电压；
借此，该中心抽头式主变压器提供两组二次侧线圈，所产生较低直流电位的该辅助输出电压做为该降压式转换器的输入电压，能以提高该降压式转换器的效率。
11.根据权利要求10所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其特征在于，该半导体元件组包含至少四个半导体元件。
12.根据权利要求10所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其特征在于，该主输出电压为该辅助输出电压的两倍。
13.根据权利要求10所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其特征在于，该触发控制器为一脉冲宽度调变控制器。
14.根据权利要求11所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其特征在于，该些半导体元件为可控半导体元件，其中，该些可控半导体元件为金属氧化层半导体场效晶体管、双极性接面晶体管及绝缘栅双极晶体管。
15.根据权利要求11所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其特征在于，部分的该些半导体元件为不可控半导体元件，其中，该些不可控半导体元件为二极管。
16.根据权利要求10所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其特征在于，该触发控制器利用反馈该主输出电压与一预期输出电压进行比较，以控制该触发控制器输出的该些控制信号的切换频率。
17.根据权利要求10所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其特征在于，该触发控制器利用反馈该辅助输出电压与一预期输出电压进行比较，以控制该触发控制器输出的该些控制信号的切换频率。
18.根据权利要求10所述的具有稳压控制的多输出直流对直流转换装置，其特征在于，该直流对直流转换装置还包含对该主输出电压与该辅助输出电压滤波的电感-电容组。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105656314A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-06-08 | 深圳市陆巡天下科技有限公司 | 一种新型开关电源辅路拓扑 |
| CN106160261A (zh) * | 2015-05-15 | 2016-11-23 | 立锜科技股份有限公司 | 谐振式无线电源接收电路及控制电路与无线电源转换方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01318549A (ja) * | 1988-06-16 | 1989-12-25 | Oki Electric Ind Co Ltd | 多出力型スイッチングレギュレータ |
| CN1212497A (zh) * | 1997-09-23 | 1999-03-31 | 朗迅科技公司 | 具有多输出电压能力的功率变换器及其运行方法 |
| CN1229303A (zh) * | 1998-08-20 | 1999-09-22 | 深圳市华为电气股份有限公司 | 高效率多路输出电源 |
| CN101399498A (zh) * | 2007-09-26 | 2009-04-01 | 华为技术有限公司 | 直流转换电源装置及改进直流转换电源装置的方法 |
-
2010
- 2010-01-13 CN CN2010100011402A patent/CN102130587A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01318549A (ja) * | 1988-06-16 | 1989-12-25 | Oki Electric Ind Co Ltd | 多出力型スイッチングレギュレータ |
| CN1212497A (zh) * | 1997-09-23 | 1999-03-31 | 朗迅科技公司 | 具有多输出电压能力的功率变换器及其运行方法 |
| CN1229303A (zh) * | 1998-08-20 | 1999-09-22 | 深圳市华为电气股份有限公司 | 高效率多路输出电源 |
| CN101399498A (zh) * | 2007-09-26 | 2009-04-01 | 华为技术有限公司 | 直流转换电源装置及改进直流转换电源装置的方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106160261A (zh) * | 2015-05-15 | 2016-11-23 | 立锜科技股份有限公司 | 谐振式无线电源接收电路及控制电路与无线电源转换方法 |
| CN106160261B (zh) * | 2015-05-15 | 2018-08-28 | 立锜科技股份有限公司 | 谐振式无线电源接收电路及控制电路与无线电源转换方法 |
| CN105656314A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-06-08 | 深圳市陆巡天下科技有限公司 | 一种新型开关电源辅路拓扑 |
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