CN1286257C - 电源供应装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电源供应装置,包括交替地导通的第一及第二开关器,使得一交变电流会分别通过第一及第二原次侧线圈,然后分别跨过一变压器的第一及第二副次侧线圈产生一交变电流电压,藉以交替地导通第一及第二同步整流晶体管,使得电流交替地流经上述第一及第二副次侧线圈,以供应电流至上述第二电感;其中上述除了上述第一及第二开关器相当短暂的截止时间外,在导通时间时,上述第一及第二开关器中的任一者会导通,预防上述第一及第二开关器于同一时间上导通,上述导通时间为可变动的,用以使上述第二电感得到的上述输出电压保持固定。
Description
技术领域
本发明有关于一种利用半导体开关元件例如MOSFET,IGBT等(为了便于说明,以MOSFET为例)实现的DC/DC转换装置,特别有关于一种宽电压范围输入的转换装置。可以应用于DC/DC,二次通信电源,网络电源等各类开关电源,并且可以实现较小的输入电流纹波和较小的EMI(电磁干扰),同时能够优化磁性元件,使装置达到较高效率及功率密度。
背景技术
图1表示一谐振重置正向电路(Resonant reset dual switch forward circuit)的DC/DC转换器。这类转换器的工作原理如下:开关器Q101以一定的导通比导通、截止,将输入直流电压Uin切成方波电压,再由变压器T101通过二极管D101传送到输出,由电感L101、电容C102组成的滤波器将方波电压滤成直流电压给负载。这类转换器的输入电流不连续,而且输出电压纹波(ripple,涟波)大,所以要设计很大的输入和输出滤波器,增加了系统的体积和成本;这类转换器的变压器T101是由其激磁电感Lm101与开关器Q101的并联电容C101进行谐振来实现重置。
所以,上述转换器元件的电压应力很高,从而增加了转换器开关损耗;此外,上述转换器通常工作在硬开关状态,EMI较大,难以用在EMI要求较高的场合。
图2表示一采用输出同步整流谐振重置正向电路的DC/DC转换器。当图1中所示的谐振重置正向DC/DC转换器被应用在低压(如12V以下)直流输出时,该变换器会因为二极管D101、D102上损耗太大而效率偏低。此时,转换器输出通常被接成同步整流模式,即分别用第一、第二同步整流器Q102、Q103替换二极管D101、D102,如图2中所示,以提高效率。上述转换器的工作原理如图3所示,上述第一、第二同步整流器Q102、Q103直接由变压器T101的二次侧线圈N102驱动。
如图3中所示,第一同步整流器Q102,在开关器Q101导通期间(t1至t2),它一直导通,同步效果非常理想。然而,对于第二同步整流器Q103,在开关器Q101截止期间,它并没有一直导通,且在t3至t4期间没有导通,同步效果并不非常理想。这在低压输出时,会影响电路整体的效率。针对这个问题,可以用附加驱动电路来克服。但是,当该电路应用于体积较小的DC/DC模组时,附加的驱动电路就显得比较复杂、代价较高。
因此,上述电路虽然电路架构比较简单,但是同步整流效果并不是非常理想,并且输入电流纹波和输出电压波纹都很大,都需要很大的滤波器。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一个新的转换器电路拓扑结构,通过交替地导通的第一及第二开关器,使得交变电流会分别通过第一及第二原次侧,然后分别跨过变压器的第一及第二副次侧线圈产生交变电流电压,藉以交替地导通第一及第二同步整流晶体管,使得一电流交替地流经上述第一及第二副次侧线圈,以供应一电流至上述第二电感,使得上述第二电感得到的上述输出电压保持固定。以达到高效率地转换,实现较高的功率密度。而且本发明的电路中还具有下列优点:第一,输出同步整流器的驱动非常简单而且有效。第二,通过改变升压电路的电感器与半桥电路的变压器的连接点,即改变原次侧线圈N2的大小,就可以调配电感器与变压器的压力,所以在本发明中,可以将各磁性元件的性能设计到最佳状态。第三,开关元件的工作导通比(Duty Cycle)可以大于50%,非常适合宽电压范围输入,并且提高了元件利用率,通态损耗很小。第四,所有开关元件的开关动作都是软开关,开关损耗很小。第五,本发明的输入为连续电流模式(CCM),只要非常小的输入滤波器;与正向电路相比,本发明电路的输出电压纹波很小,只需要很小的输出电感。
根据上述目的,本发明提供一种电源供应装置,包括:
第一、第二电感;
第一及第二电容;
第一及第二开关器,每个都包括一MOS晶体管;
变压器,具有第一、第二原次侧线圈,以及磁性耦合至上述第一及第二原次侧的第一、第二副次侧线圈;
第一及第二同步整流晶体管,每个都包括一MOS晶体管;
上述第一电容及第二开关器串联连接共同构成一第一串联电路;
上述第一、第二原次侧线圈及第二电容器串联连接共同构成一第二串联电路;
上述第一开关器与上述第二串联电路并联连接,共同构成一并联电路;
上述第一串联电路的一端与上述并联电路的一端相连,上述第一串联电路的另一端点则连接于任何一与上述并联电路的另一端点有相对恒电压处;
上述第一及第二原次侧线圈之间具有一连接点,上述第一电感的一端连接至上述第一及第二原次侧线圈之间的接点;以及
一电源,动作性地连接在上述并联电路的另一端与上述第一电感的另一端之间,用以提供一电压至上述并联电路的该另一端与上述第一电感的该另一端之间;
其中在上述第一及第二开关器交替地导通时,一交变电流会分别通过上述第一及第二原次侧线圈,然后产生分别跨过上述第一及第二副次侧线圈的一交变电流电压,藉以交替地导通上述第一及第二同步整流晶体管,使得一电流交替地流经上述第一及第二副次线圈,以供应一电流至上述第二电感。
本发明还提供另一种电源供应装置,包括:
第一、第二、及第三电感;
第一及第二电容;
第一及第二开关器,每个都包括一MOS晶体管;
变压器,具有第一、第二原次侧线圈,以及磁性耦合至上述第一及第二原次侧线圈的第一、第二副次侧线圈;
第一及第二同步整流晶体管,每个都包括一MOS晶体管;
上述第一电容及第二开关器串联连接共同构成一第一串联电路;
上述第一、第二原次侧线圈及第二电容器串联连接共同构成第二一串联电路;
上述第一开关器与上述第二串联电路并联连接,共同构成一并联电路;
上述第一串联电路的一端与上述并联电路的一端连接于一接点,上述第一串联电路的另一端点则连接于任何一与上述并联电路的另一端点有相对恒电压处;
上述第一及第二原次侧线圈之间具有一连接点,上述第一电感的一端连接至上述第一及第二原次侧线圈之间的接点;以及
电源,动作性地连接在上述并联电路的另一端与上述第一电感的另一端之间,用以提供一电压至上述并联电路的该另一端与上述第一电感的该另一端之间;
其中在上述第一及第二开关器交替地导通时,一交变电流会分别通过上述第一及第二原次侧线圈,然后产生分别跨过上述第一及第二副次侧线圈的一交变电流电压,藉以交替地导通上述第一及第二同步整流晶体管,使得一电流交替地流经上述第一及第二副次线圈,以供应一电流至上述第二及第三电感。
本发明还提供一种电源供应装置,包括:
第一及第二电感;
第一及第二电容;
第一及第二开关器,每个都包括一MOS晶体管;
变压器,具有第一、第二原次侧线圈,以及磁性耦合至上述第一及第二原次侧线圈的第一、第二副次侧线圈;
第一及第二二极管;
上述第一电容及第二开关器串联连接共同构成一第一串联电路;
上述第一、第二原次侧线圈及第二电容器串联连接共同构成一第二串联电路;
上述第一开关器与上述第二串联电路的串联电路并联连接,共同构成一并联电路;
上述第一串联电路的一端与上述并联电路的一端相连,上述第一串联电路的另一端点则连接于任何一与上述并联电路的另一端点有相对恒电压处;
上述第一及第二原次侧线圈之间具有一连接点,上述第一电感的一端连接至上述第一及第二原次侧线圈之间的接点;以及
一电源,动作性地连接上述并联电路的另一端与上述第一电感的另一端之间,用以提供一电压至上述并联电路的该另一端与上述第一电感的该另一端之间;
其中于上述第一及第二开关器交替地导通时,一交变电流会分别通过上述第一及第二原次侧线圈,然后产生分别跨过上述第一及第二副次侧线圈的一交变电流电压,藉以交替地导通上述第一及第二二极管,使得一电流交替地流经上述第一及第二副次线圈,以供应一电流至上述第二电感。
本发明还提供一种电源供应装置,包括:
第一、第二、及第三电感;
第一及第二电容;
第一及第二开关器,每个都包括一MOS晶体管;
变压器,具有第一、第二原次侧线圈,以及磁性耦合至上述第一及第二原次侧线圈的第一、第二副次侧线圈;
第一及第二二极管;
上述第一电容及第二开关器串联连接共同构成一第一串联电路;
上述第一、第二原次侧线圈及第二电容器串联连接共同构成一第二串联电路;
上述第一开关器与上述第二串联电路并联连接,共同构成一并联电路;
上述第一串联电路的一端与上述并联电路的一端相连,上述第一串联电路的另一端点则连接于任何一与上述并联电路的另一端点有相对恒电压处;
上述第一及第二原次侧线圈之间具有一连接点,上述第一电感的一端连接至上述第一及第二原次侧线圈之间的连接点;以及
电源,动作性地连接在上述并联电路的另一端与上述第一电感的另一端之间,用以提供一电压至上述并联电路的该另一端与上述第一电感的该另一端之间;以及
其中在上述第一及第二开关器交替地导通时,一交变电流会分别通过上述第一及第二原次侧线圈,然后产生分别跨过上述第一及第二副次侧线圈的一交变电流电压,藉以交替地导通上述第一及第二二极管,使得一电流交替地流经上述第一及第二副次侧线圈,以供应一电流至上述第二或第三电感。
本发明还一种电源供应装置,包括:
第一及第二电感;
第一及第二电容;
第一及第二开关器,每个都包括一MOS晶体管;
变压器,具有第一、第二原次侧线圈,以及磁性耦合至上述第一及第二原次侧线圈的第一、第二副次侧线圈;
第一、第二、第三及第四二极管;
上述第一电容及第二开关器串联连接共同构成一第一串联电路;
上述第一、第二原次侧线圈及第二电容器串联连接共同构成一第二串联电路;
上述第一开关器与上述第二串联电路并联连接,共同构成一第一并联电路;
上述第一串联电路的一端与上述第一并联电路之间相连,上述第一串联电路的另一端点则连接于任何一与上述第一并联电路的另一端点有相对恒电压处;
上述第一及第二原次侧线圈之间具有一连接点,上述第一电感的一端连接至上述第一及第二原次侧线圈之间的连接点;以及
一电源,动作性地连接在上述第一并联电路的另一端与上述第一电感的另一端之间,用以提供一电压至上述并联电路的该另一端与上述第一电感的该另一端之间;以及
其中在上述第一及第二开关器交替地导通时,一交变电流会分别通过上述第一及第二原次侧线圈,然后产生分别跨过上述第一及第二副次侧线圈的一交变电流电压,藉以交替地导通上述第一、第二、第三及第四二极管,使得一电流交替地流经上述第一及第二副次线圈,以供应一电流至上述第二电感。
本发明还提供一种电源供应装置,包括:
第一、第二电感;
第一及第二电容;
第一及第二开关器,每个都包括一MOS晶体管;
变压器,具有第一、第二原次侧线圈,磁性耦合至上述第一及第二原次侧的第一、第二副次侧线圈,以及磁性耦合至上述第一、第二原次侧线圈及第一、第二副次侧线圈的第五侧线圈;
第一及第二同步整流晶体管,每个都包括一MOS晶体管;
上述第二开关器、第一电容及第五侧线圈串联连接共同构成一第一串联电路;
上述第一、第二原次侧线圈及第二电容器串联连接共同构成一第二串联电路;
上述第一开关器与上述串联电路的串联电路并联连接,共同构成一并联电路;
上述第一及第二原次侧线圈之间具有一连接点,上述第一电感的一端连接至上述第一及第二原次侧线圈之间的连接点;以及
电源,动作性地连接在上述并联电路的另一端与上述第一电感的另一端之间,用以提供一电压至上述并联电路的该另一端与上述第一电感的该另一端之间;
其中于上述第一及第二开关器交替地导通时,一交变电流会分别通过上述第一及第二原次侧线圈,然后产生分别跨过上述第一及第二副次侧线圈的一交变电流电压,藉以交替地导通上述第一及第二同步整流晶体管,使得一电流交替地流经上述第一及第二副次线圈,以供应一电流至上述第二电感;
其中于上述第一开关器截止后,上述第二开关器导通,由上述第一电容提供电压至第五侧线圈,以使上述变压器进行有效磁复位。
此外,本发明的特色及优点将于以下描述中提出,因此,部分将出现于描述中,或通过实施本发明而学得。本发明的目的及其他优点,将通过其描述、权利要求书及附图所示的结构及方法而了解、获得。
附图说明
图1为已知谐振重置正向电路DC-to-DC转换器的示意图。
图2为已知同步谐振重置正向电路DC-to-DC转换器示意图。
图3为上述图2中已知同步谐振重置正向电路DC-to-DC转换器的工作波形。
图4为本发明的一种电源供应装置的示意图。
图5为本发明的电源供应装置的工作波形。
图6为本发明的电源供应装置的工作模型。
图7为本发明的另一实施例的示意图。
图8为本发明的另一实施例的示意图。
图9A-9H为本发明电源供应装置的工作模式。
图10为本发明的又一实施例的示意图。
图1为本发明的另一实施例的示意图。
图12A-12D为本发明的其他实施例的示意图。
图13A-13C为本发明的其他实施例的示意图。
图14为本发明的另一实施例的示意图。
具体实施方式
本发明提供一直流转换器,我们称这种电路为一滑动变压器升压半桥DC/DC转换器,即TTBHB(Tapping Transformer Boost Half Bridge)DC/DC转换器。该电路的本质是将升压(Boost)电路与半桥(Half Bridge)电路结合在一起。如图4中所示,本发明的一种电源供应装置,包括第一、第二电感L1、L2;第一及第二电容C1及C2;第一及第二开关器Q1及Q2,每个都包括一MOS晶体管;一变压器T1,具有第一、第二原次侧线圈N1及N2,以及磁性耦合至上述第一及第二原次侧线圈N1及N2的第一、第二副次侧线圈N3及N4;第一及第二同步整流晶体管Q3及Q4,每个都包括一MOS晶体管;以及一电源供应装置Uin,可为一直流电压源,例如一电池装置或是一串级直流电源。
本发明的电路结构的连接方式如下:
首先,上述第二开关器Q2及第一电容C1串联连接共同构成一串联电路S1;且上述变压器的第一、第二原次侧线圈N1、N2及第二电容器C2串联连接共同构成一串联电路S2;
再者,上述S2的串联电路与上述第一开关器Q1并联连接,共同构成一并联电路P1。接着,上述串联电路S1的一端点B连接于上述并联电路P1的一端;上述串联电路S1的另一端点C则连接连接于任一与上述并联电路P1的另一端F有相对恒电压位元处;
然后,上述第一及第二原次侧线圈N1、N2分别具有一端连接于一接点A,上述第一电感L1具有一端连接至上述第一及第二原次侧线圈N1、N2间的接点A;以及一电源供应装置Uin,动作性地连接上述并联电路P1的一端F与上述第一电感L1的另一端G,用以提供一电压至上述并联电路之该端F与上述第一电感的该另一端G之间。
另外,上述第一及第二副次侧线圈N3、N4分别具有一端连接于一接点D2,上述第二电感L2具有一端连接至上述第一及第二副次侧线圈N3、N4间的接点D2,且于一接点E上连接的上述第一或第二同步整流晶体管Q3、Q4,连接上述第一及第二副次侧线圈N3、N4的另一端D1、D3。
在上述第一及第二开关器Q1、Q2接收来自一驱动控制电路CON2的控制信号CS而交替地导通时,一交变电流会分别通过上述第一及第二原次侧线圈N1、N2,然后产生分别跨过上述第一及第二副次侧线圈N3、N4的交变电流电压,藉以交替地导通上述第一及第二同步整流晶体管Q3、Q4,使得一电流交替地流经上述第一及第二副次线圈N3、N4,以供应一电流I(L2)至上述第二电感L2。
其中随着于第一及第二副次侧线圈N3、N4的另一端D1、D3,和上述第二电感L2的另一端D2间得到的一输出电压,上述排列使得上述第二副次侧线圈N4的另一端D3上的电压,会供应到上述第一同步整流晶体管Q3中的栅极端,且上述第一副次侧线圈N3的另一端D1上的电压,会供应至与上述第二同步整流晶体管Q4中的栅极端。
另外,上述第一及第二开关器Q1、Q2除了相当短暂的截止时间外,在导通周期时,上述第一及第二开关器Q1、Q2中的任一者会导通,以预防上述第一及第二开关器Q1、Q2在同一时间上导通;上述导通时间为可调整的,用以使上述第二电感L2得到的上述输出电压保持固定。
此外,本发明的电源供应装置,还包括一输出电容器C5,连接于上述第二电感L2的另一端,用以校平(smooth)上述输出电压;且上述第一及第二开关器Q1、Q2的源漏极上还可分别并联一第三及第四电容C3、C4,其中上述第三及第四电容C3、C4,可以为独立电容,亦可为上述第一及第二开关器Q1、Q2的寄生电容,用以实现第一及第二开关器Q1、Q2的软关断;还有,上述第一及第二开关器Q1、Q2的源漏极上更可分别并联第一、第二二极管DQ1、DQ2,其中上述第一、第二二极管DQ1、DQ2,可以为独立二极管,亦可为上述第一及第二开关器Q1、Q2的寄生二极管,用以实现第一及第二开关器Q1、Q2的软开通;更有,上述第一及第二原次侧线圈N1、N2串联回路中及上述第一及第二副次线圈N3、N4串联回路中还可串联连接第四、第五电感Lg1、Lg2,其中上述第四、第五电感Lg1、Lg2可以为独立电感,也可以为上述变压器T1的寄生电感,用以实现第一开关器Q1的软开通。
本发明的电路的工作原理如图5中所示,上述第一开关器Q1与第二开关器Q2交叉互补导通。将本发明上述电路的工作周期分为八个模式。
首先,同时参考图4和5对上述电路进行静态分析。对于回路Uin-L1-N2-C2-Uin,由于第一电感L1和第二原次侧线圈N2上不能有直流电压分量,所以,上述第二电容C2上的直流电压UC2就等于输入电压Uin。对于回路Uin-L1-N1-Lg1-Q1-Uin,定义上述第一开关器Q1的工作导通比(duty cycle)为D,由于上述第一及第四电感和第一原次侧线圈L1-N1-Lg1上伏秒数要平衡,所以,上述第一开开关器Q1在截止期间的电压,即第一电容C1与第二电容C2上的电压和(UC1+UC2),而上述第二电容C2上的直流电压UC2就等于输入电压Uin。上述第一电容C1上的电压UC1与输入电压Uin的关系就是升压电路中输出电压与输入电压的关系,即:
UC1=Uin(D/(1-D)) 式1
模式一(t1-t2):
如图9A中所示,上述第一开关器Q1导通,上述第二开关器Q2截止,上述输入电源Uin通过回路Uin-L1-N1-Lg1-Q1-Uin给上述第一电感L1储能,同时上述第一电容C1通过回路C2-N2-N1-Lg1-Q1-C2在上述变压器原次侧线圈(N1+N2)上建立电压(电压值等于Uin)以向副次侧线圈N3、N4传输能量。此时,上述第二副次侧线圈N3耦合出正电压,通过回路N3-L2-C5-Q3-N3向负载传输能量。此模式中:
输入上述第一电感L1上的电压为:
V(L1)=Uin×N2/(N1+N2)=Uin×N2/n1 式2
变压器T1第一副次侧线圈N3耦合出的正电压为:
V(N3)=Uin×N3/(N1+N2)=Uin×N3/n1 式3
上述第一同步整流器Q3之驱动电压为:
Vgs(Q3)=Uin×(N3+N4)/(N1+N2)=Uin×n2/n1 式4
其中,n1=N1+N2,n2=N3+N4
模式二(t2-t3):
如图9B中所示,上述第一开关器Q1截止,上述第二开关器Q2截止,系统处在上下桥交换过渡、副次侧线圈N3、N4换流阶段。由于上述第三及第四电容C3和C4的存在,上述第一开关器Q1上的电压Vgs(Q1)缓慢上升,使上述第一开关器Q1上电流与电压相交的时间变短,减少了关断损耗。也就是说,上述第一开关器Q1的截止是软关断。
模式三(t3-t4):
如图9C中所示,上述第一开关器Q1截止,上述第二开关器Q2截止,上述第三电容C3上的电压上升,被嵌位至UC1,上述第二开关器Q2的并联二极管DQ2导通,这就意味着上述第二开关器Q2可以在零电压下导通。此时,储存在上述第一电感L1中的能量一部分通过回路L1-N1-Lg1-DQ2-C1-C2-Uin-L1给上述第一电容C1充电,另一部分则通过回路L1-N2-C2-Uin-L1向变压器T1副次侧线圈传输。此时,上述第二副次侧线圈N4耦合出正电压,通过回路N4-L2-C5-Q4-Lg2-N4向负载LOAD传输能量。此模式中:
变压器T1原次侧上的电压就为UC1,即:
V(N1+N2)=UC1=D×Uin/(1-D) 式5
输入上述第一电感L1上的电压为:
V(L1)=V(N1+N2)/(N1+N2)=N2(D×Uin)/n1(1-D) 式6
变压器T1第一副次侧线圈N3耦合出的电压为:
V(N4)=N4×(D×Uin)/[(N1+N2)×(1-D)]=N4×D×Uin/[n1(1-D)] 式7
上述第一同步整流器Q3的驱动电压为:
Vgs(Q3)=Uin×D×(N3+N4)/[(N1+N2)×(N3+N4)]=Uin×D×n2/[n1×(1-D)]式8
模式四(t4-t5):
如图9D中所示,上述第一开关器Q1截止,上述第二开关器Q2在零电压下导通,储存在上述第一电感L1中的能量一部分继续通过回路L1-N1-Lg1-Q2-C1-C2-Uin-L1给上述第一电容C1充电。
模式五(t5-t6):
如图9E中所示,上述第一开关器Q1截止,上述第二开关器Q2导通,储存在上述第一电感L1中的能量不足以提供副次侧输出,缺少的一部分则由上述第一电容C1通过回路C1-Q2-Lg1-N1-N2-C2-C1来向副次侧线圈提供。此时,上述第二开关器Q2中的电流已经换向,其并联二极管在零电压下反向恢复,几乎没有反向恢复损耗。
模式六(t6-t7):
如图9F中所示,上述第一开关器Q1截止,上述第二开关器Q2截止,系统处在上下桥交换过渡、副次侧输出换流阶段。由于上述第三及第四电容C3和C4的存在,上述第二开关器Q2上的电压Vgs(Q2)缓慢上升,使上述第二开关器Q2上电流与电压相交的时间变短,减少了关断损耗。也就是说,上述第二开关器Q2的截止是软关断。
模式七(t7-t8):
如图9G中所示,上述第一开关器Q1截止,上述第二开关器Q2截止,由于上述第四、第五电感Lg1、Lg2续流,上述第三电容C3上的能量继续被拉出,直至为零。上述第一开关器Q1的并联二极管导通。这就意味着上述第一开关器Q1可以在零电压下导通。
模式一(t8-t9):
如图9H中所示,上述第一开关器Q1在零电压下导通,上述第二开关器Q2截止。副次侧输出完成换流,电路重新回到模式一。
以上就是一个开关器周期内电路的工作过程。在上述电路中,变压器T1原次侧总匝数(N1+N2)和副次侧总匝数(N3+N4)分别为一n1及n2。从上面分析我们可以获得,输出电压为:
V(C5)=V(N3)×D+V(N4)×(1-D)
=N3×Uin×D/n1+N4×D×Uin(1-D)/n1(1-D)
=D×Uin×(N3+N4)/n1
=D×Uin×n2/n1 式9
可以看出,该电路中,第一开关器的导通率D可以大于50%,并且输入输出电压关系只与变压器T1原次侧的总匝数有关,而与上述第一电感L1与变压器T1的连接位置即上述第一原次侧线圈N1的大小无关。
输入上述第一电感L1上的伏秒数为:
Uin×N2×D/(n1×fs) 式10
可以看出,上述第一电感L1上的压力即其伏秒数,与其和上述变压器T1的连接点,即上述第二原次侧线圈N2的大小有关。也就是说,通过调节上述第一电感L1和变压器T1的连接位置,可以调节上述第一电感L1上的压力即其伏秒数,上述第二原次侧线圈N2越大压力越大,上述第二原次侧线圈N2越小压力越小。
现在参考图6来分析变压器T1的压力。由前面的分析可以看出,变压器T1原次侧的激磁电压与变压器线圈匝数N1和N2都无关,也就是说,变压器T1原次侧的伏秒数与上述第一电感L1和上述变压器T1的连接位置无关。现在,来分析变压器T1激磁电感中的直流偏磁。为方便起见,假设输入电流及输出电流为直流,分别为I(L1)和I(L2),上述第一及第二副次侧线圈N3和N4相等,即N3=N4=n2/2,上述第二电感L2电感量为零,电路转换效率为100%,即:
I(L1)=n2×D×I(L2)/n1 式11
建立变压器T1分析模型如图6中所示:
图6中,Lm1和Lm2为分别对应变压器T1原次侧N1和N2的第一及第二激磁电感(即前述的第一、第二电感L1、L2)。因为上述第一电容及第二电容C1和C2不能有直流电流分量,所以,上述第二激磁电感Lm2中的直流电流分量就等于(N1+N2)中的直流电流分量,即:
I(Lm2)=(n2/2)×(2D-1)×I(L2)/n1
=n2×(2D-1)×I(L2)/2n1 式12
因此,可以推出,上述第一激磁电感Lm1中的直流电流分量就等于上述第二激磁电感Lm2中的直流电流分量与输入电流I(L1)的差值,即:
I(Lm1)=I(Lm1)-I(L1)=n2×(2D-1)×I(L2)/2n1-n2×D×I(L2)/n1
=n2×I(L2)/2n1 式13
所以,变压器T1激磁电感直流偏磁为:
I(Lm1)×N1+I(Lm2)×N2=n2×I(L2)×N1/2n2+n2(2D-1)×I(L2)×N2/2n2
=n2×I(L2)×[(N1+(2D-1)×N2)]
=n2×I(L2)×[n1-2N2(1-D)]/2n1 式14
从上式可以看出,针对不同工作导通比(Duty Cycle)D,通过调节上述第一电感L1和变压器T1的连接位置,即调节上述第二原次侧线圈N2的大小,就可以调节变压器T1上的直流偏磁,使其最小。
根据以上分析可以看出本发明的上述电路具有以下优点:
1.输出同步整流器的驱动非常简单而且有效。
2.在本发明的电路中,通过改变升压电路的电感器与半桥电路的变压器的连接点,即改变N2的大小,就可以方便的调配电感器与变压器的压力。所以,可以将各磁性元件的性能设计到最佳状态。
3.在上述电路中,开关元件的工作导通比(Duty Cycle)可以大于50%,非常适合宽电压范围输入,并且提高了元件利用率,所以通态损耗很小。
4.在上述电路中,所有开关元件的开关动作都是软开关,所以开关损耗很小。
5.在本发明的上述电路中,输入为连续电流模式(CCM),只需要非常小的输入滤波器。
6.与正向电路相比,本发明的电路的输出电压纹波很小,只需要很小的输出电感。
本发明的另一实施例,如图7中所示,将上述第一电感L1与变压器T1的连接点A’上移,采用这样的电路结构,也可以调整输入电感器L1与变压器T1的压力,并且不影响输出特性,其中此实施例的动作方式与上述先前实施例相同,在此不予累述。
本发明的另一实施例,如图8中所示,将上述第一电感L1与变压器T1的连接点A”下移,采用这样的电路结构,也可以调整输入电感器L1与变压器T1的压力,并且不影响输出特性,其中此实施例的动作方式与上述先前实施例相同,在此不予累述。
本发明的另一实施例,如图10中所示,将上述实施例中的输出整流方式改为同步倍流整流。这时,电感L2及L3的接点分别移至第一及第二副次侧线圈N3、N4的两端D1、D3,上述第一及第二副次侧线圈N3、N4作为一绕组使用,可以简化变压器结构,其中此实施例的动作方式与上述先前实施例相同,在此不予累述。
本发明的又一实施例,如图11中所示,将上述实施例中的输出整流方式改同步半波整流。这时,只保留第一副次侧线圈N3端点D1的电惑L2,上述第二副次侧线圈N3、N4作为一绕组使用,可以简化变压器结构,其中此实施例的动作方式与上述先前实施例相同,在此不予累述。
本发明的其它实施例,如图12A-12D中所示,将上述实施例中的各种输出同步整流方式改为非同步方式整流,亦即将同步整流器Q3、Q4简化为由二极管取代,其中图12D则保留原有的二极管外,再置换晶体管为二极管,采用这样的电路结构,可以简化电路,降低成本,其中此实施例的动作方式与上述先前实施例相同,在此不予累述。
本发明的其它另一实施例,如图13A-13C中所示,根据不同输出情况,可以运用不同的同步管驱动接法,其中此实施例的动作方式与上述先前实施例相同,在此不予累述。
本发明的其它另一实施例,如图14中所示,其是将上述串联电路S1的端点B与C分别连接于一复位线圈N5的两端点。该复位线圈N5是磁性耦合至上述第一、第二原次侧线圈N1、N2及第一、第二副次侧线圈N3、N4上;上述第二开关器Q2、第一电容C1及第五侧线圈N5串联连接共同构成一串联电路S1;上述第一、第二原次侧线圈N1、N2及第二电容器C2串联连接共同构成一串联电路S2;上述第一开关器Q1与上述S2的串联电路并联连接,共同构成一并联电路P1;上述第一及第二原次侧线圈N1、N2分别具有一端连接于一接点A,上述第一电感L1具有一端连接至上述第一及第二原次侧线圈间的接点A;其中于上述第一及第二开关器Q1、Q2交替地导通时,一交变电流会分别通过上述第一及第二原次侧N1、N2,然后产生分别跨过上述第一及第二副次侧线圈N3、N4的一交变电流电压,藉以交替地导通上述第一及第二同步整流晶体管Q3、Q4,使得一电流交替地流经上述第一及第二副次线圈N3、N4,以供应一电流I(L2)至上述第二电感L2;其中于上述第一开关器Q1截止后,上述第二开关器Q2导通,由上述第一电容C1提供电压至第五侧线圈N5,以使上述变压器T1进行有效磁复位。运用此电路结构,可以达到隔离的效果,简化控制驱动电路,此实施例的动作方式与上述先前实施例相同,在此不予累述。
通过本发明的电源供应装置的结构,藉以改变升压电路的电感器与半桥电路的变压器的连接点,即改变N2的大小,调配电感器与变压器的压力,因此,可以将各磁性元件的性能设计到最佳状态。且电路中开关元件的工作导通比(Duty Cycle)可以大于50%,非常适合宽电压范围输入,并且提高了元件利用率,所以通态损耗很小。另外电路中所有开关元件的开关动作都是软开关,因而开关损耗也会很小。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何熟悉本技术领域者,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,因此本发明的保护范围当由所附的权利要求为准。
Claims (28)
1.一种电源供应装置,包括:
第一、第二电感(L1、L2);
第一及第二电容(C1、C2);
第一及第二开关器(Q1、Q2),每个都包括一MOS晶体管;
变压器(T1),具有第一、第二原次侧线圈(N1、N2),以及磁性耦合至上述第一及第二原次侧的第一、第二副次侧线圈(N3、N4);
第一及第二同步整流晶体管(Q3、Q4),每个都包括一MOS晶体管;
上述第一电容(C1)及第二开关器(Q2)串联连接共同构成一第一串联电路(S1);
上述第一、第二原次侧线圈(N1、N2)及第二电容器(C2)串联连接共同构成一第二串联电路(S2);
上述第一开关器(Q1)与上述第二串联电路(S2)并联连接,共同构成一并联电路(P1);
上述第一串联电路(S1)的一端与上述并联电路(P1)的一端相连,上述第一串联电路(S1)的另一端点(C)则连接于任何一与上述并联电路(P1)的另一端(F)有相对恒电压处;
上述第一及第二原次侧线圈(N1、N2)之间具有一连接点(A),上述第一电感(L1)的一端连接至上述第一及第二原次侧线圈之间的连接点(A);以及
一电源(Uin),动作性地连接在上述并联电路(P1)的另一端(F)与上述第一电感的另一端(G)之间,用以提供一电压至上述并联电路的该另一端(F)与上述第一电感的该另一端(G)之间;
其中在上述第一及第二开关器(Q1、Q2)交替地导通时,一交变电流会分别通过上述第一及第二原次侧线圈(N1、N2),然后产生分别跨过上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)的一交变电流电压,藉以交替地导通上述第一及第二同步整流晶体管(Q3、Q4),使得一电流交替地流经上述第一及第二副次线圈(N3、N4),以供应一电流(I(L2))至上述第二电感(L2)。
2.如权利要求1所述的电源供应装置,其特征在于,上述第一电感(L)1与变压器(T1)的连接点(A)可以在第一、第二原次侧线圈(N1,N2)之间上下移动,藉以调整输入电感器(L1)与变压器(T1)的压力,并且不影响输出特性。
3.如权利要求1所述的电源供应装置,其特征在于,上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)之间具有一连接点(D2),上述第二电感(L2)的一端连接至上述第一及第二副次侧线圈之间的连接点(D2),且上述第一和第二同步整流晶体管(Q3、Q4)串联后分别连接到上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)的另一端;随着于第一及第二副次侧线圈的另一端(D1、D3),和上述第二电感的另一端间得到的输出电压,上述排列使得上述第二副次侧线圈(N4)的另一端上的电压,会供应上述第一同步整流晶体管(Q3)中的一栅极端,且上述第一副次侧线圈(N3)的另一端上的电压,会供应至上述第二同步整流晶体管(Q4)中的一栅极端。
4.如权利要求1所述的电源供应装置,其特征在于,除了上述第一及第二开关器(Q1、Q2)的截止时间外,在导通时间时,上述第一及第二开关器(Q1、Q2)中的任一者会导通,预防上述第一及第二开关器(Q1、Q2)在同一时间上导通,上述导通时间为可变动的,用以使上述第二电感(L2)得到的上述输出电压保持固定。
5.如权利要求1所述的电源供应装置,其特征在于,还包括一输出电容器(C5),用以校平上述输出电压,以及第三及第四电容(C3、C4)及第一、第二二极管(DQ1、DQ2),分别跨接于第一及第二开关器(Q1、Q2)的源漏极之上,以及一第四电感(Lg1)串联连接于上述第二串联电路(S2)中,及第五电感(Lg2)与上述的第一及第二副次侧线圈(N3、N4)串联连接,还有上述第一电感(L1)或第二电感(L2)或变压器(T1)采用磁集成技术实现。
6.如权利要求1所述的电源供应装置,其特征在于,上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)之间具有一连接点(D2),上述第二电感(L2)的一端连接于上述第一副次侧线圈的另一端(D1),上述第一和第二同步整流晶体管(Q3、Q4)串联连接后分别连接到上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)的另一端(D1、D2)。
7.一种电源供应装置,包括:
第一、第二、及第三电感(L1、L2、L3);
第一及第二电容(C1、C2);
第一及第二开关器(Q1、Q2),每个都包括一MOS晶体管;
变压器(T1),具有第一、第二原次侧线圈(N1、N2),以及磁性耦合至上述第一及第二原次侧线圈(N1、N2)的第一、第二副次侧线圈(N3、N4);
第一及第二同步整流晶体管(Q3、Q4),每个都包括一MOS晶体管;
上述第一电容(C1)及第二开关器(Q2)串联连接共同构成一第一串联电路(S1);
上述第一、第二原次侧线圈(N1、N2)及第二电容器(C2)串联连接共同构成第二一串联电路(S2);
上述第一开关器(Q1)与上述第二串联电路(S2)并联连接,共同构成一并联电路(P1);
上述第一串联电路(S1)的一端与上述并联电路(P1)的一端连接于一接点(B),上述第一串联电路(S1)的另一端点(C)则连接于任何一与上述并联电路(P1)的另一端(F)有相对恒电压处;
上述第一及第二原次侧线圈(N1、N2)之间具有一连接点(A),上述第一电感(L1)的一端连接至上述第一及第二原次侧线圈之间的连接点(A);以及
电源(Uin),动作性地连接在上述并联电路(P1)的另一端(F)与上述第一电感的另一端(G)之间,用以提供一电压至上述并联电路的该另一端(F)与上述第一电感的该另一端(G)之间;
其中在上述第一及第二开关器(Q1、Q2)交替地导通时,一交变电流会分别通过上述第一及第二原次侧线圈(N1、N2),然后产生分别跨过上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)的一交变电流电压,藉以交替地导通上述第一及第二同步整流晶体管(Q3、Q4),使得一电流交替地流经上述第一及第二副次线圈(N3、N4),以供应一电流至上述第二及第三电感(L2、L3)。
8.如权利要求7所述的电源供应装置,其特征在于,上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)之间具有一连接点(D2),上述第一和第二同步整流晶体管(Q3、Q4)串联连接后分别连接上述第一及第二副次侧线圈的另一端(D1、D3),且上述第一同步整流晶体管(Q3)的栅极端连接至上述第二副次侧线圈(N4)的另一端(D3),而第一副次侧线圈(N3)的另一端(D1),连接第二同步整流晶体管(Q4)的栅极端;另外,上述第二及第三电感(L2、L3)具有一端分别连接至上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)的另一端(D1、D3),且上述第二及第三电感(L2、L3)的另一端相互连接。
9.如权利要求7所述的电源供应装置,其特征在于,除了上述第一及第二开关器(Q1、Q2)的截止时间外,在导通时间时,上述第一及第二开关器(Q1、Q2)中的任一者会导通,预防上述第一及第二开关器(Q1、Q2)在同一时间上导通,上述导通时间为可变动的,用以使上述第二及第三电感(L2、L3)得到的上述输出电压保持固定。
10.如权利要求7所述的电源供应装置,其特征在于,还包括一输出电容器(C5),用以校平上述输出电压,以及一第三及第四电容(C3、C4)及第一、第二二极管(DQ1、DQ2),分别跨接于第一及第二开关器(Q1、Q2)的源漏极之上,以及一第四电感(Lg1)串联连接于上述第二串联电路(S2)中,及第五电感(Lg2)与上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)串联连接,更有上述第一电感(L1)、第二电感(L2)、第三电感(L3)或变压器(T1)采用磁集成技术实现。
11.一种电源供应装置,包括:
第一及第二电感(L1、L2);
第一及第二电容(C1、C2);
第一及第二开关器(Q1、Q2),每个都包括一MOS晶体管;
变压器(T1),具有第一、第二原次侧线圈(N1、N2),以及磁性耦合至上述第一及第二原次侧线圈(N1、N2)的第一、第二副次侧线圈(N3、N4);
第一及第二二极管(Q3、Q4);
上述第一电容(C1)及第二开关器(Q2)串联连接共同构成一第一串联电路(S1);
上述第一、第二原次侧线圈(N1、N2)及第二电容器(C2)串联连接共同构成一第二串联电路(S2);
上述第一开关器(Q1)与上述第二串联电路(S2)的串联电路并联连接,共同构成一并联电路(P1);
上述第一串联电路(S1)的一端与上述并联电路(P1)的一端相连,上述第一串联电路(S1)的另一端点(C)则连接于任何一与上述并联电路(P1)的另一端(F)有相对恒电压处;
上述第一及第二原次侧线圈(N1、N2)之间具有一连接点(A),上述第一电感(L1)的一端连接至上述第一及第二原次侧线圈之间的连接点(A);以及
一电源(Uin),动作性地连接上述并联电路(P1)的另一端(F)与上述第一电感的另一端(G)之间,用以提供一电压至上述并联电路的该另一端(F)与上述第一电感的该另一端(G)之间;
其中于上述第一及第二开关器(Q1、Q2)交替地导通时,一交变电流会分别通过上述第一及第二原次侧线圈(N1、N2),然后产生分别跨过上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)的一交变电流电压,藉以交替地导通上述第一及第二二极管(Q3、Q4),使得一电流交替地流经上述第一及第二副次线圈(N3、N4),以供应一电流至上述第二电感(L2)。
12.如权利要求11所述的电源供应装置,其特征在于,上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)之间具有一连接点(D2),上述第二电感(L2)的一端连接至上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)之间的连接点(D2),上述第一和第二二极管(Q3、Q4)串联连接后分别连接上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)的另一端(D1、D2)。
13.如权利要求11所述的电源供应装置,其特征在于,上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)之间具有一连接点(D2),且上述第二电感(L2)的一端连接至上述第一副次侧线圈(N3)的另一端(D1),上述第一和第二二极管(Q3、Q4)串联连接后分别连接上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)的另一端(D1、D3)。
14.如权利要求11所述的电源供应装置,其特征在于,除了上述第一及第二开关器(Q1、Q2)的截止时间外,在导通时间时,上述第一及第二开关器(Q1、Q2)中的任一者会导通,预防上述第一及第二开关器(Q1、Q2)在同一时间上导通,上述导通时间为可变动的,用以使上述第二电感(L2)得到的上述输出电压保持固定。
15.如权利要求11的所述的电源供应装置,其特征在于,还包括一输出电容器(C5),用以校平上述输出电压,以及第三及第四电容(C3、C4)及第五、第六二极管(DQ1、DQ2),分别跨接于第一及第二开关器(Q1、Q2)的源漏极之上,以及第四电感(Lg1)串联连接于上述第二串联电路(S2)中,及第五电感(Lg2)与上述的第一及第二副次侧线圈(N3、N4)串联连接,还有上述第一电感(L1)、第二电感(L2)或变压器(T1)采用磁集成技术实现。
16.一种电源供应装置,包括:
第一、第二、及第三电感(L1、L2、L3);
第一及第二电容(C1、C2);
第一及第二开关器(Q1、Q2),每个都包括一MOS晶体管;
变压器(T1),具有第一、第二原次侧线圈(N1、N2),以及磁性耦合至上述第一及第二原次侧线圈(N1、N2)的第一、第二副次侧线圈(N3、N4);
第一及第二二极管(Q3、Q4);
上述第一电容(C1)及第二开关器(Q2)串联连接共同构成一第一串联电路(S1);
上述第一、第二原次侧线圈(N1、N2)及第二电容器(C2)串联连接共同构成一第二串联电路(S2);
上述第一开关器(Q1)与上述第二串联电路(S2)并联连接,共同构成一并联电路(P1);
上述第一串联电路(S1)的一端与上述并联电路(P1)的一端相连,上述第一串联电路(S1)的另一端点(C)则连接于任何一与上述并联电路(P1)的另一端(F)有相对恒电压处;
上述第一及第二原次侧线圈(N1、N2)之间具有一连接点(A),上述第一电感(L1)的一端连接至上述第一及第二原次侧线圈之间的连接点(A);以及
电源(Uin),动作性地连接在上述并联电路(P1)的另一端(F)与上述第一电感的另一端(G)之间,用以提供一电压至上述并联电路的该另一端(F)与上述第一电感的该另一端(G)之间;以及
其中在上述第一及第二开关器交替地导通时,一交变电流会分别通过上述第一及第二原次侧线圈(N1、N2),然后产生分别跨过上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)的一交变电流电压,藉以交替地导通上述第一及第二二极管(Q3、Q4),使得一电流交替地流经上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4),以供应一电流至上述第二或第三电感(L2、L3)。
17.如权利要求16所述的电源供应装置,其特征在于,上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)之间具有一连接点,上述第二及第三电感的一端分别连接至上述第一副次侧线圈的另一端,上述第一和第二二极管串联连接后连接上述第一及第二副次侧线圈的另一端。
18.如权利要求16所述的电源供应装置,其特征在于,除了上述第一及第二开关器(Q1、Q2)的截止时间外,在导通时间时,上述第一及第二开关器(Q1、Q2)中的任一者会导通,预防上述第一及第二开关器(Q1、Q2)在同一时间上导通,上述导通时间为可变动的,用以使上述第二及第三电感得到的上述输出电压保持固定。
19.如权利要求16所述的电源供应装置,其特征于,还包括一输出电容器(C5),用以校平上述输出电压,以及第三及第四电容(C3、C4)及第五、第六二极管(DQ1、DQ2),分别跨接于第一及第二开关器(Q1、Q2)的源漏极之上,以及第四电感(Lg1)串联连接于上述第二串联电路(S2)中,及第五电感(Lg2)与上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)串联连接,还有上述第一电感(L1)、第二电感(L2)、第三电感(L3)或变压器(T1)采用磁集成技术实现。
20.一种电源供应装置,包括:
第一及第二电感(L1、L2);
第一及第二电容(C1、C2);
第一及第二开关器(Q1、Q2),每个都包括一MOS晶体管;
变压器(T1),具有第一、第二原次侧线圈(N1、N2),以及磁性耦合至上述第一及第二原次侧线圈(N1、N2)的第一、第二副次侧线圈(N3、N4);
第一、第二、第三及第四二极管(Q3-Q6);
上述第一电容(C1)及第二开关器(Q2)串联连接共同构成一第一串联电路(S1);
上述第一、第二原次侧线圈(N1、N2)及第二电容器(C2)串联连接共同构成一第二串联电路(S2);
上述第一开关器(Q1)与上述第二串联电路(S2)并联连接,共同构成一第一并联电路(P1);
上述第一串联电路(S1)的一端与上述第一并联电路(P1)之间相连,上述第一串联电路(S1)的另一端点(C)则连接于任何一与上述第一并联电路(P1)的另一端(F)有相对恒电压处;
上述第一及第二原次侧线圈(N1、N2)之间具有一连接点(A),上述第一电感(L1)的一端连接至上述第一及第二原次侧线圈之间的连接点(A);以及
一电源(Uin),动作性地连接在上述第一并联电路(P1)的另一端(F)与上述第一电感的另一端(G)之间,用以提供一电压至上述并联电路的该另一端(F)与上述第一电感的该另一端(G)之间;以及
其中在上述第一及第二开关器(Q1、Q2)交替地导通时,一交变电流会分别通过上述第一及第二原次侧线圈(N1、N2),然后产生分别跨过上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)的一交变电流电压,藉以交替地导通上述第一、第二、第三及第四二极管(Q3-Q6),使得一电流交替地流经上述第一及第二副次线圈(N3、N4),以供应一电流至上述第二电感(L2)。
21.如权利要求20所述的电源供应装置,其特征在于,
上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)之间具有一连接点(D2);
上述第一及第二二极管(Q3、Q4)串联连接,构成一第三串联电路;
上述第三及第四二极管(Q5、Q6)串联连接,构成一第四串联电路;
上述第一及第二二极管(Q3、Q4)构成的第三串联电路与上述第三及第四二极管(Q5、Q6)的第四串联电路,并联连接成一第二并联电路;
上述第一副次侧线圈(N3)的另一端(D1)连接上述第一及第二二极管之间的串接点,且上述第二副次侧线圈(N4)的另一端(D3)连接上述第三及第四二极管之间的串接点(Z);另外
上述第二电感(L2)的一端连接至上述第二并联电路的一端(W)。
22.如权利要求20所述的电源供应装置,其特征在于,除了上述第一及第二开关器(Q1、Q2)的截止时间外,在导通时间时,上述第一及第二开关器(Q1、Q2)中的任一者会导通,预防上述第一及第二开关器(Q1、Q2)在同一时间上导通,上述导通时间为可变动的,用以使上述第二电感(L2)得到的上述输出电压保持固定。
23.如权利要求20所述的电源供应装置,其特征在于,还包括一输出电容器(C5),用以校平上述输出电压,以及一第三及第四电容(C3、C4)及第五、第六二极管(DQ1、DQ2),分别跨接于第一及第二开关器(Q1、Q2)的源漏极之上,以及第四电感(Lg1)串联连接于上述第二串联电路(S2)中,及一第五电感(Lg2)与上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)串联连接,还有上述第一电感(L1)、第二电感(L2)或变压器(T1)采用磁集成技术实现。
24.一种电源供应装置,包括:
第一、第二电感(L1、L2);
第一及第二电容(C1、C2);
第一及第二开关器(Q1、Q2),每个都包括一MOS晶体管;
变压器(T1),具有第一、第二原次侧线圈(N1、N2),磁性耦合至上述第一及第二原次侧的第一、第二副次侧线圈(N3、N4),以及磁性耦合至上述第一、第二原次侧线圈(N1、N2)及第一、第二副次侧线圈(N3、N4)的第五侧线圈(N5);
第一及第二同步整流晶体管(Q3、Q4),每个都包括一MOS晶体管;
上述第二开关器(Q2)、第一电容(C1)及第五侧线圈(N5)串联连接共同构成一第一串联电路(S1);
上述第一、第二原次侧线圈(N1、N2)及第二电容器(C2)串联连接共同构成一第二串联电路(S2);
上述第一开关器(Q1)与上述第二串联电路(S2)并联连接,共同构成一并联电路(P1);
上述第一及第二原次侧线圈(N1、N2)之间具有一连接点(A),上述第一电感(L1)的一端连接至上述第一及第二原次侧线圈之间的连接点(A);以及
电源(Uin),动作性地连接在上述并联电路(P1)的另一端(F)与上述第一电感的另一端(G)之间,用以提供一电压至上述并联电路的该另一端(F)与上述第一电感的该另一端(G)之间;
其中于上述第一及第二开关器(Q1、Q2)交替地导通时,一交变电流会分别通过上述第一及第二原次侧线圈(N1、N2),然后产生分别跨过上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)的一交变电流电压,藉以交替地导通上述第一及第二同步整流晶体管(Q3、Q4),使得一电流交替地流经上述第一及第二副次线圈(N3、N4),以供应一电流(I(L2))至上述第二电感(L2);
其中于上述第一开关器(Q1)截止后,上述第二开关器(Q2)导通,由上述第一电容(C1)提供电压至第五侧线圈(N5),以使上述变压器(T1)进行有效磁复位。
25.如权利要求24所述的电源供应装置,其特征在于,上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)之间具有一连接点(D2),上述第二电感(L2)的一端连接至上述第一及第二副次侧线圈这间的连接点(D2),上述第一和第二同步整流晶体管(Q3、Q4)串联连接后分别连接上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)的另一端;随着于第一及第二副次侧线圈的另一端(D1、D3),和上述第二电感的另一端间得到的输出电压,上述排列使得上述第二副次侧线圈(N4)的另一端上的电压,会供应上述第一同步整流晶体管(Q3)中的栅极端,且上述第一副次侧线圈(N3)的另一端上的电压,会供应至上述第二同步整流晶体管(Q4)中的一栅极端。
26.如权利要求24所述的电源供应装置,其特征在于,除了上述第一及第二开关器(Q1、Q2)的截止时间外,在导通时间时,上述第一及第二开关器(Q1、Q2)中的任一者会导通,预防上述第一及第二开关器(Q1、Q2)在同一时间上导通,上述导通时间为可变动的,用以使上述第二电感(L2)得到的上述输出电压保持固定。
27.如权利要求24所述的电源供应装置,其特征在于,还包括一输出电容器(C5),用以校平上述输出电压,以及第三及第四电容(C3、C4)及第一、第二二极管(DQ1、DQ2),分别跨接于第一及第二开关器(Q1、Q2)的源漏极之上,以及一第四电感(Lg1)串联连接于上述第二串联电路(S2)中,及第五电感(Lg2)与上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)串联连接,还有上述第一电感(L1)、第二电感(L2)或变压器(T1)采用磁集成技术实现。
28.如权利要求24所述的电源供应装置,其特征在于,上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)之间具有一连接点(D2),上述第二电感(L2)的一端连接于上述第一副次侧线圈的另一端(D1),上述第一和第二同步整流晶体管(Q3、Q4)串联连接后分别连接上述第一及第二副次侧线圈(N3、N4)的另一端(D1、D2)。
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