專(zhuān)利名稱(chēng)：具有多個(gè)輸出的電源設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的各方面涉及一種具有多個(gè)輸出的電源設(shè)備，更具體地講，涉及 一種能夠使用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)單獨(dú)控制多個(gè)輸出電壓的具有多個(gè)輸出的電源設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常，諸如計(jì)算機(jī)、成像設(shè)備(如打印機(jī)或復(fù)印機(jī))、監(jiān)視器或通信終端 的設(shè)備需要有效的電源系統(tǒng)，該電源系統(tǒng)具有用于提供穩(wěn)定的電源的簡(jiǎn)單結(jié) 構(gòu)和小尺寸。電流源類(lèi)型的電源設(shè)備已被廣泛用作有效的電源系統(tǒng)。
圖1是用于解釋電流源類(lèi)型的電源設(shè)備的基本操作的電路圖。眾所周知， 圖1所示的電路是一種反激式轉(zhuǎn)換器，而且是一種DC/DC轉(zhuǎn)換器。
參照?qǐng)D1，電流源類(lèi)型的電源設(shè)備包括變壓器T,具有預(yù)定的壓數(shù)比； 初級(jí)電路10，連接至變壓器T的初級(jí)線(xiàn)圈(即，連接至輸入側(cè)線(xiàn)圈)；次級(jí) 電路20，連接至變壓器T的次級(jí)線(xiàn)圏(即，連接至輸出側(cè)線(xiàn)圈)。這里，初 級(jí)電路10和次級(jí)電路20可通過(guò)變壓器T彼此隔離(insulate )。
初級(jí)電路10包括串聯(lián)在變壓器T的初級(jí)線(xiàn)圈和接地端之間的控制開(kāi)關(guān) S。這里，控制開(kāi)關(guān)S響應(yīng)于輸出電壓控制器30所施加的控制信號(hào)對(duì)輸入電 壓執(zhí)行切換操作，以控制變壓器T的能量充入(charging)操作或傳送 (transferring )才喿4乍。
次級(jí)電路20包括用于對(duì)從變壓器T傳輸?shù)碾娏鬟M(jìn)行整流的整流器21。 整流器21包括連接至變壓器T的次級(jí)線(xiàn)圈和電容器C的二極管D。這里， 輸出端被設(shè)置在電容器C的兩端。因此，外部負(fù)載可以并聯(lián)到電容器C的兩 端。此外，盡管圖1中未示出，但是次級(jí)電路20還可包括用于濾掉高頻噪聲 和電磁干擾(EMI)的濾波器以及輸出電壓控制電路。
當(dāng)初級(jí)電路10所包括的控制開(kāi)關(guān)S接通時(shí)，在變壓器T的次級(jí)線(xiàn)圈中感應(yīng)出極性與初級(jí)線(xiàn)圈的電壓的極性相反的電壓，從而整流器21的二極管D
處于反向偏壓狀態(tài)。因此，流入次級(jí)電^各20的電流凈皮阻止。同時(shí)，變壓器T
的磁感應(yīng)被充入能量。更具體地講，當(dāng)控制開(kāi)關(guān)s處于"接通"狀態(tài)時(shí)，變
壓器T的電流傳送不發(fā)生，提供給初級(jí)線(xiàn)圏的能量被充入到變壓器T的磁感應(yīng)。
另一方面，當(dāng)控制開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，在變壓器T的次級(jí)線(xiàn)圈中感應(yīng)出極性 與"接通"狀態(tài)下電壓的極性相反的電壓，從而次級(jí)電路20的二極管D處 于"導(dǎo)通"狀態(tài)。因此，充入變壓器T的磁感應(yīng)的電流被傳輸給次級(jí)電路20, 通過(guò)整流器21整流的DC電壓被輸出到輸出端。
次級(jí)電路20的輸出端連接至輸出電壓控制器30。輸出電壓控制器30將 次級(jí)電路的輸出電壓反饋到控制開(kāi)關(guān)S,以向控制開(kāi)關(guān)S提供控制信號(hào)。這 里，控制信號(hào)是用于控制控制開(kāi)關(guān)S的占空比的信號(hào)。因此，通過(guò)控制控制 開(kāi)關(guān)S的操作，能夠控制輸出電壓。
如上所述，當(dāng)在電流源類(lèi)型的電源設(shè)備20中接通包括在初級(jí)電路10中 的控制開(kāi)關(guān)S時(shí)，變壓器T的^t感應(yīng)分量用作升壓感應(yīng)器(boost mductor)， 以充入變壓器T的磁感應(yīng)。相反，在斷開(kāi)控制開(kāi)關(guān)S時(shí)充入的磁感應(yīng)的電流 被傳輸給變壓器T的次級(jí)線(xiàn)圈的同時(shí)，變壓器T的磁感應(yīng)分量用于提供被整 流的DC輸出電壓。
因此，變壓器T用作周期性地提供電流的次級(jí)電路20的電流源。結(jié)果， 圖1所示的采用這種原理的電源設(shè)備是公知的一種電流源類(lèi)型的電源設(shè)備。 除了上述反激式轉(zhuǎn)換器，根據(jù)初級(jí)電路的另外的電路結(jié)構(gòu)，電流源類(lèi)型的電 源設(shè)備可以是各種類(lèi)型。
與其他類(lèi)型的電源設(shè)備相比，電流源類(lèi)型的電源設(shè)備的次級(jí)電路的整流 器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且所包括的部件少。因此，所述次級(jí)電^^可有利于電流源 類(lèi)型的電源設(shè)備使用多輸出結(jié)構(gòu)。更具體地講，對(duì)于多輸出而言，對(duì)應(yīng)于每 個(gè)輸出的次級(jí)電路必須被設(shè)置為次級(jí)電路的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)會(huì)使整個(gè)設(shè)備的尺寸 減小。由于這一優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)引入具有多個(gè)輸出的各種電流源類(lèi)型的電源設(shè)備。
然而，具有多個(gè)輸出的傳統(tǒng)電流源類(lèi)型的電源設(shè)備使用多個(gè)變壓器，并 且為了控制從每個(gè)次級(jí)電路輸出的電壓而包括會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p耗的多個(gè)調(diào)整器 (regulator)芯片，或者具有每個(gè)次級(jí)電路的輸出電壓反饋電路被連接至初級(jí) 電路的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。結(jié)果，不能有效地應(yīng)用電流源類(lèi)型的電源設(shè)備的上述優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各方面提供一種具有多個(gè)輸出的電源設(shè)備，該設(shè)備能夠在變壓 器的次級(jí)側(cè)具有多個(gè)輸出電路，能夠單獨(dú)控制每個(gè)輸出電路的輸出電壓，通 過(guò)減少功率損失提高效率，并具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另外的方面和/或優(yōu)點(diǎn)將部分地在下面的描述中被闡述，部分地 通過(guò)該描述變得清楚，或者可通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而得知。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種具有多個(gè)輸出、變壓器、根據(jù)傳送給 變壓器的次級(jí)側(cè)的電源產(chǎn)生第 一輸出電壓的第 一輸出電路和產(chǎn)生用于控制提 供給變壓器的初級(jí)側(cè)的電源的第 一控制信號(hào)的第 一輸出控制器的電源設(shè)備， 所述設(shè)備包括第二輸出電路，根據(jù)傳送給變壓器的次級(jí)側(cè)的電源產(chǎn)生第二
輸出電壓；第二輸出控制器，控制第二輸出電壓的輸出，其中，第二輸出電 路包括第二開(kāi)關(guān)，對(duì)第二輸出電路的電流流動(dòng)執(zhí)行切換操作，第二輸出控 制器通過(guò)根據(jù)第一控制信號(hào)斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)或者將第二輸出電壓反饋到第二開(kāi) 關(guān)來(lái)控制第二開(kāi)關(guān)的切換操作。
所述設(shè)備的第二輸出控制器可響應(yīng)于外部施加的第二控制信號(hào)斷開(kāi)第二 開(kāi)關(guān)。
所述第二輸出電路可包括連接至第二開(kāi)關(guān)的電容器，其中，第二開(kāi)關(guān)與 變壓器的次級(jí)側(cè)串聯(lián)，用于輸出第二輸出電壓的一個(gè)或多個(gè)輸出端形成在所 述電容器的一個(gè)或多個(gè)端。
所述第二開(kāi)關(guān)可包括金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET),該 MOSFET的柵極端連接至第二輸出控制器的輸出端。
所述第二開(kāi)關(guān)可包括雙極結(jié)晶體管(BJT)。
第二輸出控制器可包括輸出電壓檢測(cè)器，檢測(cè)第二輸出電壓；誤差檢 測(cè)器，將輸出電壓檢測(cè)器所檢測(cè)的第二輸出電壓與預(yù)定的參考電壓進(jìn)行比較 并根據(jù)比較結(jié)果輸出誤差值；脈沖寬度調(diào)制器，根據(jù)第一控制信號(hào)輸出用于 控制第二開(kāi)關(guān)的切換操作的切換控制信號(hào)。
脈沖寬度調(diào)制器可響應(yīng)于外部施加的第二控制信號(hào)輸出用于控制第二開(kāi) 關(guān)的切換控制信號(hào)。
輸出電壓檢測(cè)器可以是分壓電路。
所述參考電壓由連接在預(yù)定的電壓源和接地端之間的電阻器或齊納二極管產(chǎn)生。
第二輸出控制器還可包括補(bǔ)償電路單元，使用負(fù)反饋提供補(bǔ)償電路，
其中，補(bǔ)償電路單元并聯(lián)到誤差檢測(cè)器的輸出端和被施加第二輸出電壓的誤 差檢測(cè)器的輸入端，并可包括串聯(lián)的電阻器和電容器。
變壓器的初級(jí)電路可包括電流源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單元，該開(kāi)關(guān)電路單元
包括第一開(kāi)關(guān)，響應(yīng)于第一控制信號(hào)執(zhí)行切換操作。
所述電流源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單元可以是反激式電路、有源箝位反激式電 路、半橋反激式電路和串聯(lián)諧振式電路之一。
所述電流源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單元還可包括用于防止變壓器的漏電感的緩 沖電路。
第一輸出電路可包括用于對(duì)從變壓器傳送的電源進(jìn)行整流的整流器。 整流器可以是半波整流電路和全波整流電路之一 。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供了 一種具有變壓器并單獨(dú)控制多個(gè)輸出電 壓的電源設(shè)備，該設(shè)備包括初級(jí)電路，設(shè)置在變壓器的初級(jí)側(cè)，響應(yīng)于第 一控制信號(hào)執(zhí)行能量充入操作和傳送操作之一 ，所述傳送操作將電源傳送給 變壓器的次級(jí)側(cè)；第一輸出電路，設(shè)置在變壓器的次級(jí)側(cè)，根據(jù)傳送給變壓 器的次級(jí)側(cè)的電源產(chǎn)生第一輸出電壓；第二輸出電路，設(shè)置在變壓器的次級(jí) 側(cè)，根據(jù)傳送給變壓器的次級(jí)側(cè)的電源產(chǎn)生第二輸出電壓；第一輸出控制器， 產(chǎn)生第 一控制信號(hào)并將第 一輸出電壓反饋到變壓器的初級(jí)側(cè)以將第 一控制信 號(hào)施加給初級(jí)電路；第二輸出控制器，根據(jù)第一控制信號(hào)控制第二輸出電壓 的輸出。
除了上述示例性實(shí)施例和方面之外，通過(guò)參照附圖并通過(guò)學(xué)習(xí)下面的描 述，另外的方面和實(shí)施例將是清楚的。


通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述，對(duì)本發(fā)明的更好的 理解將變得清楚，所有附圖構(gòu)成本發(fā)明公開(kāi)的一部分。盡管下面所寫(xiě)的和所 示出的公開(kāi)集中于公開(kāi)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但是應(yīng)該清楚地理解，示例 性實(shí)施例僅僅作為示例，本發(fā)明不限于此。本發(fā)明的精神和范圍僅由權(quán)利要 求限定。以下是附圖的簡(jiǎn)要描述，其中
圖1是用于解釋傳統(tǒng)的電流源類(lèi)型的電源設(shè)備的基本操作的電路圖；圖2是用于解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的具有多個(gè)輸出的電源設(shè)備的
電路圖3是圖2所示的第二輸出控制器的電路圖4是用于解釋根據(jù)本發(fā)明另 一示例性實(shí)施例的具有多個(gè)輸出的電源設(shè) 備的電路圖5是用于解釋根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的具有多個(gè)輸出的電源設(shè) 備的電路圖6是示出可應(yīng)用于圖5所示的具有多個(gè)輸出的電流源類(lèi)型的電源設(shè)備 的另一構(gòu)造的電路圖7是用于解釋根據(jù)本發(fā)明另 一示例性實(shí)施例的具有多個(gè)輸出的電源設(shè) 備的電路圖8是示出可應(yīng)用于圖7所示的具有多個(gè)輸出的電流源類(lèi)型的電源設(shè)備 的另一構(gòu)造的電路圖9是用于解釋根據(jù)本發(fā)明另 一示例性實(shí)施例的具有多個(gè)輸出的電源設(shè) 備的電路圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，其示例在附圖中示出，其中，相同的 標(biāo)號(hào)始終表示相同的部件。以下參照附圖來(lái)描述實(shí)施例以解釋本發(fā)明。
圖2是用于解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的具有多個(gè)輸出的電源設(shè)備的 電路圖。沖艮據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例，所述電源設(shè)備包括兩個(gè)輸出。然而，應(yīng) 該理解，根據(jù)本發(fā)明的各方面，所述電源設(shè)備可被構(gòu)造為輸出N個(gè)輸出電壓， 其中，N是自然數(shù)。當(dāng)輸出的數(shù)量為N時(shí)，變壓器包括N個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈，所述 N個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈中的每個(gè)可被連接至每個(gè)次級(jí)輸出電路。
如圖2所示，具有多個(gè)輸出的電源設(shè)備包括具有初級(jí)線(xiàn)圈Ll和兩個(gè)次級(jí) 線(xiàn)圈(即，第一線(xiàn)圈L2和第二線(xiàn)圈L3)的變壓器T。此外，每個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈 L2和L3與初級(jí)線(xiàn)圈Ll具有預(yù)定的匝數(shù)比。
初級(jí)線(xiàn)圈Ll連接至初級(jí)電路210,次級(jí)側(cè)的第一線(xiàn)圈L2連接至第一輸 出電路220，次級(jí)側(cè)的第二線(xiàn)圖L3連接至第二輸出電路240。這里，初級(jí)電 路210通過(guò)變壓器T與次級(jí)側(cè)的第一輸出電路220和第二輸出電路240隔離。
初級(jí)電路210包括連接至變壓器T的初級(jí)線(xiàn)圈Ll的電源源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單元211。在這種情況下，電流源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單元211響應(yīng)于第一輸
出控制器230施加的第一控制信號(hào)執(zhí)行切換操作，以控制變壓器T的能量充 入操作或傳送操作。第一控制信號(hào)可通過(guò)光電耦合器250被施加給電流源類(lèi) 型的開(kāi)關(guān)電路單元211。光電耦合器250將初級(jí)電路210與次級(jí)側(cè)的第一輸 出電路220隔離，光電耦合器250包括光發(fā)射元件和光接收元件。所述光發(fā) 射元件可以是發(fā)光二極管(LED),所述光接收元件可以是光敏晶體管。
電流源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單元211可包括連接在變壓器T的初級(jí)線(xiàn)圈Ll 和接地端之間的第一開(kāi)關(guān)Sl。當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)S1接通時(shí)，變壓器T的次級(jí)線(xiàn)圈 L2和L3感應(yīng)出極性與初級(jí)線(xiàn)圈Ll的電壓的極性相反的電壓。因此，包括在 第一輸出電路220中的二極管D1處于反向偏壓狀態(tài)，流向第一輸出電路220 的電流;故阻止。
第一輸出控制器230根據(jù)第一輸出電路220產(chǎn)生的第一輸出電壓來(lái)控制 變壓器T的初級(jí)側(cè)中提供的電源。第一輸出控制器230將第一輸出電壓Vo] 反饋到第一開(kāi)關(guān)Sl,以向第一開(kāi)關(guān)Sl施加第一控制信號(hào)。這里，第一控制 信號(hào)可以控制第一開(kāi)關(guān)Sl的占空比。
當(dāng)從第 一輸出控制器230發(fā)送的第一控制信號(hào)對(duì)應(yīng)于第 一開(kāi)關(guān)S1的接通 狀態(tài)時(shí)，第二輸出控制器260產(chǎn)生用于使第二開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)的切換控制信號(hào) Ctrl,以向第二開(kāi)關(guān)S2施加切換控制信號(hào)Ctrl。因此，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)S1接通時(shí)， 流向第二輸出電路240的電流被阻止。
如上所述，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)S1接通時(shí)，流向第一輸出電路220和第二輸出電 路240的電流被阻止，同時(shí)，變壓器T的磁感應(yīng)被充入能量。具體地講，當(dāng) 第一開(kāi)關(guān)Sl處于接通狀態(tài)時(shí)，變壓器T不執(zhí)行電流傳送，變壓器T的磁感 應(yīng)被充入提供給初級(jí)線(xiàn)圈Ll的能量。
相反，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)時(shí)，變壓器T的次級(jí)線(xiàn)圈感應(yīng)出極性與第一開(kāi) 關(guān)Sl處于接通狀態(tài)時(shí)的電壓的極性相反的電壓。因此，第一輸出電路220的 二極管Dl處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而向變壓器T充入的石茲感應(yīng)電流被傳送給第一 輸出電路220。
第一輸出電路220對(duì)發(fā)送給變壓器T的次級(jí)側(cè)的電源進(jìn)行整流，以產(chǎn)生 第一輸出電壓Vol。為此，第一輸出電路220包括用于對(duì)電源整流的整流器 221。整流器221可包括在變壓器T的次級(jí)側(cè)中與第一線(xiàn)圈L2串if關(guān)的電容器 C1和二極管D1。此外，第一輸出電壓Vol的第一輸出端可被設(shè)置在電容器Cl的兩端。圖2所示的整流器221是半波整流器。然而，應(yīng)該理解，根據(jù)其 他方面的第 一輸出電路220可采用全波整流器。
第二輸出電路240對(duì)從變壓器T傳送的電流整流，以產(chǎn)生第二輸出電壓 Vo2。為此，第二輸出電路140包括第二電容器C2和響應(yīng)于第二輸出控制器 260施加的切換控制信號(hào)Ctrl來(lái)執(zhí)行切換操作的第二開(kāi)關(guān)S2。
如上所述，當(dāng)從第一輸出控制器230發(fā)送的第一控制信號(hào)對(duì)應(yīng)于第一開(kāi) 關(guān)Sl的接通狀態(tài)時(shí)，第二輸出控制器260產(chǎn)生并施加用于斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)S2 的切換控制信號(hào)Ctrl。然而，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)時(shí)(即，當(dāng)從第一輸出控制 器230發(fā)送的第一控制信號(hào)對(duì)應(yīng)于斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)Sl時(shí))，第二輸出控制器260 反饋第二輸出電壓Vo2以產(chǎn)生切換控制信號(hào)Ctrl。當(dāng)?shù)诙敵隹刂破?60向 第二開(kāi)關(guān)S2施加切換控制信號(hào)Ctrl時(shí)，切換控制信號(hào)Ctrl控制第二開(kāi)關(guān)S2, 以使得第二輸出控制器260可單獨(dú)控制第二輸出電壓Vo2。
第二開(kāi)關(guān)S2被實(shí)現(xiàn)為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)或雙 極結(jié)晶體管(BJT )， MOSFET的柵極端連接至第二輸出控制器260的輸出端。 當(dāng)釆用MOSFET時(shí)，第二開(kāi)關(guān)S2通過(guò)柵極端接收切換控制信號(hào)Ctrl并執(zhí)行 切換操作。
如上所述，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)對(duì)應(yīng)于第一開(kāi)關(guān)Sl的接通狀態(tài)時(shí)(即，當(dāng)?shù)?一開(kāi)關(guān)Sl接通時(shí))，提供給初級(jí)線(xiàn)圈LI的能量被充入變壓器T的磁感應(yīng)， 并且在次級(jí)線(xiàn)圈L3中感應(yīng)出極性與初級(jí)線(xiàn)圏的電壓的極性相反的電壓。此 外，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)S1接通時(shí)，第二開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)，從而從變壓器T傳輸?shù)碾娏?被整流以產(chǎn)生第二輸出電壓Vo2。此外，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)Sl斷開(kāi)并且感應(yīng)出極性 與接通狀態(tài)的電壓的極性相反的電壓時(shí)，由通過(guò)對(duì)第二輸出源電壓Vo2執(zhí)行 反饋處理而產(chǎn)生的切換控制信號(hào)Ctrl來(lái)控制第二開(kāi)關(guān)S2。因此，可單獨(dú)控制 第二輸出電壓Vo2。
此外，具有多個(gè)輸出的電源設(shè)備的第二輸出控制器260接收與第二輸出 電壓的電源關(guān)閉對(duì)應(yīng)的第二控制信號(hào)，并可響應(yīng)于該第二控制信號(hào)產(chǎn)生用于 斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)S2的切換控制信號(hào)Ctrl。這里，當(dāng)包括具有多個(gè)輸出的電源設(shè) 備的系統(tǒng)(例如，成像設(shè)備)需要處于休眠模式或待機(jī)模式時(shí)，第二控制信 號(hào)可從用于控制成像設(shè)備的操作的中央處理單元(CPU)輸入。當(dāng)假設(shè)第二 輸出電路240提供主電源而第一輸出電路220提供輔助電源時(shí)，該結(jié)構(gòu)可用 作用于在成像設(shè)備的休眠模式下斷開(kāi)主電源的單元。如上所述，在休眠模式下，通過(guò)斷開(kāi)包括在用于提供主電源的輸出電路中的開(kāi)關(guān)，在用于提供主電 源的輸出電路中不消耗功率。結(jié)果，可減少整個(gè)系統(tǒng)中所消耗的功率。
根據(jù)示例性實(shí)施例，當(dāng)從第一輸出控制器230發(fā)送的第一控制信號(hào)對(duì)應(yīng)
于第一開(kāi)關(guān)Sl的接通狀態(tài)時(shí)，第二輸出控制器260產(chǎn)生用于斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān) S2的切換控制信號(hào)Ctrl。此外，當(dāng)從第一輸出控制器230發(fā)送的第一控制信 號(hào)對(duì)應(yīng)于斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)Sl時(shí)，第二輸出控制器260反饋第二輸出電壓Vo2 以產(chǎn)生用于控制第二開(kāi)關(guān)S2的切換控制信號(hào)Ctrl。然而，應(yīng)該理解，根據(jù)初 級(jí)電路210中所包括的電流源類(lèi)型的電路單元的類(lèi)型，可以改變由第二輸出 控制器260基于從第一輸出控制器230發(fā)送的第一控制信號(hào)產(chǎn)生的切換控制 信號(hào)Ctrl。
更具體地講，當(dāng)根據(jù)從第一輸出控制器230發(fā)送的第一控制信號(hào)使能量 被提供給初級(jí)線(xiàn)圈Ll并且反向偏壓被相應(yīng)地施加給第二開(kāi)關(guān)S2時(shí)，產(chǎn)生切 換控制信號(hào)Ctrl以斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)S2。結(jié)果，提供給初級(jí)線(xiàn)圈Ll的能量根據(jù) 從第一輸出控制器230發(fā)送的第一控制信號(hào)被阻止，偏壓被相應(yīng)地施加給第 二開(kāi)關(guān)S2，第二輸出電壓Vo2被反饋以產(chǎn)生用于控制第二開(kāi)關(guān)S2的切換控 制信號(hào)Ctrl。
根據(jù)本發(fā)明的各方面，第二開(kāi)關(guān)S2可被二極管或與該二極管串聯(lián)的開(kāi)關(guān) 取代，所述二極管與第二電容器C2可對(duì)從變壓器T傳送的電源整流，所述 開(kāi)關(guān)控制第二輸出電壓Vo2。然而，在這種情況下，由于二極管的壓降而發(fā) 生功率損失，并可降低整個(gè)電源電路的效率。此外，由于添加的二極管而導(dǎo) 致成本增加。根據(jù)示例性實(shí)施例，不使用二極管，根據(jù)第二輸出控制器260 的切換控制信號(hào)來(lái)控制第二開(kāi)關(guān)S2的操作(如上所述)。因此，可對(duì)從變壓 器T發(fā)送的電流進(jìn)行整流，并可同時(shí)單獨(dú)控制第二輸出電壓Vo2。因此，減 少了第二輸出電路240的功率損失，提高了效率，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)， 并可減少成本。
圖3是示出圖2所示的第二輸出控制器260的電路圖。參照?qǐng)D3，第二 輸出控制器260包括輸出電壓檢測(cè)器261、誤差檢測(cè)器262、比較電路單元 263和脈沖寬度調(diào)制器(PWM) 264。
輸出電壓檢測(cè)器261檢測(cè)第二輸出電壓Vo2作為預(yù)定的電壓比，以將其 提供給誤差檢測(cè)器262。輸出電壓檢測(cè)器261可包括連接至輸出端的兩個(gè)電 阻器(即，輸出電壓檢測(cè)器261可被構(gòu)造為包括第一電阻器Rl和第二電阻器R2的分壓電^各)。
誤差檢測(cè)器262將從輸出電壓檢測(cè)器261提供的檢測(cè)電壓與預(yù)定的參考 電壓Vref進(jìn)行比較，放大二者之間的誤差值，并輸出該誤差值。誤差檢測(cè)器 262可以是比較器。
預(yù)定的參考電壓Vref (例如，2.5V的電壓)被輸入到誤差檢測(cè)器262的 第 一輸入端。這里，可通過(guò)連接在電壓源Vc與接地端之間的第三電阻器R3 和齊納二極管DZ來(lái)產(chǎn)生參考電壓Vref。此外，從輸出電壓檢測(cè)器261提供 的檢>則電壓被榆八到誤差檢測(cè)器262的第二輸入端。
補(bǔ)償電路單元263提供使用負(fù)反饋的補(bǔ)償電路，以穩(wěn)定第二輸出控制器 260的電路。補(bǔ)償電路單元263并聯(lián)到誤差^^測(cè)器262的輸出端和第二輸入 端，并且可包括串聯(lián)的第四電阻器R4和電容器Cp。
PWM 264基于從第一輸出控制器發(fā)送的第一控制信號(hào)產(chǎn)生用于選擇性 地?cái)嚅_(kāi)第二開(kāi)關(guān)S2的切換控制信號(hào)Ctrl，或者根據(jù)誤差檢測(cè)器262的輸出信 號(hào)產(chǎn)生用于控制第二開(kāi)關(guān)S2接通或斷開(kāi)的切換控制信號(hào)Ctrl。 PWM 264向 第二開(kāi)關(guān)S2施加產(chǎn)生的信號(hào)Ctrl。例如，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)對(duì)應(yīng)于第一開(kāi)關(guān)Sl 的接通狀態(tài)時(shí)，PWM 264產(chǎn)生用于斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)S2的切換控制信號(hào)Ctrl。 或者，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)代表第一開(kāi)關(guān)S1的斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，PWM 264根據(jù)誤差 檢測(cè)器262的輸出信號(hào)產(chǎn)生用于控制第二開(kāi)關(guān)S2的接通或斷開(kāi)狀態(tài)的切換控 制信號(hào)Ctrl。
當(dāng)根據(jù)誤差檢測(cè)器262的輸出信號(hào)產(chǎn)生用于控制第二開(kāi)關(guān)S2的接通或斷 開(kāi)狀態(tài)的切換控制信號(hào)Ctrl時(shí)，根據(jù)從誤差檢測(cè)器262提供的誤差值來(lái)控制 切換控制信號(hào)Ctrl的接通區(qū)間和斷開(kāi)區(qū)間的寬度。如上所述，第二輸出信號(hào) Vo2被反饋，根據(jù)第二輸出電壓Vo2的幅值來(lái)控制流經(jīng)第二開(kāi)關(guān)S2的電流的 接通狀態(tài)。結(jié)果，可控制提供給第二輸出電路端的電流量，并可將第二輸出 電壓Vo2的幅值控制為具有期望的值。
如上所述，當(dāng)具有多個(gè)輸出的電源設(shè)備的第二輸出控制器260接收對(duì)應(yīng) 于第二輸出電壓的斷開(kāi)狀態(tài)的第二控制信號(hào)時(shí)，PWM 264響應(yīng)于第二控制信 號(hào)產(chǎn)生用于斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)S2的切換控制信號(hào)Ctrl。
圖4是用于解釋根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的具有多個(gè)輸出的電源設(shè) 備的電路圖。參照?qǐng)D4，電流源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單元611被構(gòu)造為具有有源 箝位反激式電路。圖4所示的電流源類(lèi)型的電源設(shè)備610的電流源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單元611 另外包括用于防止由于變壓器T的漏電感(leakage inductance)而導(dǎo)致的切 換損失的有源緩沖(snubber)電路。具體地講，電流源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單元 611并聯(lián)到變壓器T的初級(jí)線(xiàn)圈的兩端，并且包括串聯(lián)的電容器Cc和第三開(kāi) 關(guān)S3。這里，第三開(kāi)關(guān)S3和第一開(kāi)關(guān)Sl互補(bǔ)，并且具有短的死區(qū)時(shí)間(dead time )。
圖4所示的第二輸出控制器260與參照?qǐng)D2所述的第二輸出控制器260 相同。因此，這里略掉其詳細(xì)描述。
當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)S1接通時(shí)，能量被存儲(chǔ)在變壓器T中。然后，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān) Sl斷開(kāi)時(shí)，存儲(chǔ)在變壓器T中的能量被傳送給次級(jí)電路220和240。變壓器 T的漏電感和存儲(chǔ)在^t感應(yīng)中的能量使第一開(kāi)關(guān)Sl和第三開(kāi)關(guān)S3能夠執(zhí)行 零電壓切換操作。此外，在電流流經(jīng)變壓器T的次級(jí)線(xiàn)圈的同時(shí)，與第三開(kāi) 關(guān)S3串聯(lián)的電容器Cc與變壓器T的漏電感諧振(resonate )。
圖5是用于解釋根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的具有多個(gè)輸出的電源設(shè) 備的電路圖。參照?qǐng)D5,電流源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單元被構(gòu)造為具有半橋反激 式電路。
圖5所示的第二輸出控制器260與參照?qǐng)D2所述的第二輸出控制器260 相同。因此，這里略掉其詳細(xì)描述。
圖5所示的電流源類(lèi)型的電源設(shè)備510的電流源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單元511 包括第一開(kāi)關(guān)Sl和第三開(kāi)關(guān)S3。這里，第一開(kāi)關(guān)Sl與第三開(kāi)關(guān)S3互補(bǔ)， 并且具有短的死區(qū)時(shí)間。當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)S1接通時(shí)，能量被存儲(chǔ)在變壓器T中。 然后，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)Sl斷開(kāi)時(shí)，存儲(chǔ)在變壓器T中的能量被傳送給次級(jí)電路 220和240。
此外，與變壓器T的初級(jí)線(xiàn)圈串聯(lián)的電容器Cb根據(jù)流經(jīng)變壓器T的初 級(jí)線(xiàn)圏的電流的方向存儲(chǔ)或釋放能量，并且在電流流經(jīng)變壓器T的次級(jí)線(xiàn)圈 的同時(shí)與變壓器T的漏電感諧振。
圖6是示出可應(yīng)用于圖5所示的具有多個(gè)輸出的電流源類(lèi)型的電源設(shè)備
的另一構(gòu)造的電路圖。圖6所示的初級(jí)電路510'的電流源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單
元511'與圖5所示的電流源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單元511的操作相同。因而，將 略掉其詳細(xì)描述。
圖7是用于解釋根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的具有多個(gè)輸出的電源設(shè)備的電路圖。在圖7中，示出了串聯(lián)諧振型的電路。
參照?qǐng)D7,初級(jí)電路710的電流源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單元711包括第一開(kāi) 關(guān)S1和第三開(kāi)關(guān)S3。這里，第一開(kāi)關(guān)Sl與第三開(kāi)關(guān)S3互補(bǔ)，并且具有短 的死區(qū)時(shí)間。此外，初級(jí)電路還包括與電容器Ce串聯(lián)的用于防止變壓器T 的漏電感的電感器Lr或另外添加到變壓器T的電感器。
當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)S1處于接通狀態(tài)或斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，電容器Ce和電感器Lr彼此 諧振，能量通過(guò)作為電流源操作的變壓器T被傳送給次級(jí)電路。
圖8是示出可應(yīng)用于圖7所示的具有多個(gè)輸出的電流源類(lèi)型的電源設(shè)備
的另一構(gòu)造的電路圖。圖8所示的初級(jí)電路710'的電流源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單
元711'與圖7所示的電流源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單元711的操作相同。因而，將 略掉其詳細(xì)描述。
圖9是用于解釋根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的具有多個(gè)輸出的電源設(shè) 備的電路圖。參照?qǐng)D9,第一輸出電路920包括執(zhí)行全波整流操作的全波整 流器921。
圖9所示的電流源類(lèi)型的電源設(shè)備910的電流源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單元911 可以是圖2以及圖4至圖8所示的類(lèi)型之一。
第一輸出電路920包括用于對(duì)從變壓器T傳送的電流執(zhí)行全波整流操作 的兩個(gè)電流路徑。二極管D1和D1'被分別提供給兩個(gè)路徑。因此，根據(jù)電流 源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單元911執(zhí)行的切換操作，兩個(gè)路徑之一被重復(fù)接通，以 使得兩個(gè)路徑交替執(zhí)行整流操作。結(jié)果，輸出全波整流的第一輸出電壓Vol'。
根據(jù)本發(fā)明的各方面，提供了一種具有多個(gè)輸出的電源設(shè)備，該設(shè)備通 過(guò)使用具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的第二至第N輸出控制器可單獨(dú)控制次級(jí)側(cè)的多個(gè)輸出 電路。在根據(jù)本發(fā)明各方面的構(gòu)造中，與傳統(tǒng)的電流源類(lèi)型的電源設(shè)備相比， 具有多個(gè)輸出的電源設(shè)備的尺寸可被減小。因此，如上述示例性實(shí)施例所示 出的，電路的大小被顯著減小，并且實(shí)現(xiàn)了輸出電壓的單獨(dú)控制。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的各方面，多個(gè)輸出電路被設(shè)置到變壓器T的次 級(jí)側(cè)，每個(gè)輸出電路的輸出電壓被單獨(dú)控制。此外，功率損失減小，效率提 高，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的構(gòu)造，并可實(shí)現(xiàn)多個(gè)輸出的輸出電壓的穩(wěn)定控制。
根據(jù)上述實(shí)施例，作為示例描述了兩個(gè)次級(jí)輸出電路包括在電源設(shè)備中 的情況。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，根據(jù)本發(fā)明的精神和范圍， 可以實(shí)現(xiàn)可被單獨(dú)控制的任何數(shù)量的次級(jí)多輸出電路。盡管示出并描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理 解，隨著技術(shù)的發(fā)展，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以進(jìn)行各種修改 和改變，等同物可以替換本發(fā)明的元件。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下， 可以進(jìn)行多種修改、置換、添加和子組合，以將本發(fā)明的教導(dǎo)應(yīng)用于特定情 形。例如，多于兩個(gè)的次級(jí)輸出電路可以包括在電源設(shè)備中，第一輸出控制 器和第二輸出控制器可以組合為一個(gè)輸出控制器。因此，本發(fā)明不限于所公
開(kāi)的各種示例性實(shí)施例，而是包括落入權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1、一種具有多個(gè)輸出、變壓器、根據(jù)傳送給變壓器的次級(jí)側(cè)的電源產(chǎn)生第一輸出電壓的第一輸出電路和產(chǎn)生用于控制提供給變壓器的初級(jí)側(cè)的電源的第一控制信號(hào)的第一輸出控制器的電源設(shè)備，所述設(shè)備包括第二輸出電路，根據(jù)傳送給變壓器的次級(jí)側(cè)的電源產(chǎn)生第二輸出電壓；第二輸出控制器，控制第二輸出電壓的輸出，其中，第二輸出電路包括第二開(kāi)關(guān)，對(duì)第二輸出電路的電流流動(dòng)執(zhí)行切換操作，第二輸出控制器通過(guò)根據(jù)第一輸出控制器產(chǎn)生的第一控制信號(hào)斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)或者將第二輸出電壓反饋到第二開(kāi)關(guān)來(lái)控制第二開(kāi)關(guān)的切換操作。
2、 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，第二輸出控制器根據(jù)外部施加的第 二控制信號(hào)斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)。
3、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中第二輸出電路包括連接至第二開(kāi)關(guān)的電容器， 第二開(kāi)關(guān)與變壓器的次級(jí)側(cè)串聯(lián)，用于輸出第二輸出電壓的一個(gè)或多個(gè)輸出端被設(shè)置在所述電容器的一個(gè) 或多個(gè)端。
4、 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，第二開(kāi)關(guān)包括金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng) 效應(yīng)晶體管，所述金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極端連接至第二輸出 控制器的輸出端。
5、 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，第二開(kāi)關(guān)包括雙極結(jié)晶體管。
6、 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，第二輸出控制器包括 輸出電壓檢測(cè)器，檢測(cè)第二輸出電壓；誤差檢測(cè)器，將輸出電壓檢測(cè)器所檢測(cè)的第二輸出電壓與預(yù)定的參考電 壓進(jìn)行比較，并根據(jù)第二輸出電壓與所述預(yù)定的參考電壓的比較結(jié)果輸出誤差值。
7、 如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，第二輸出控制器還包括脈沖寬度調(diào)制器，根據(jù)第 一控制信號(hào)輸出用于控制第二開(kāi)關(guān)的切換控制 信號(hào)。
8、 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，脈沖寬度調(diào)制器響應(yīng)于外部施加的第二控制信號(hào)輸出用于斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)的切換控制信號(hào)。
9、 如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，第二輸出控制器還包括脈沖寬度調(diào)制器，根據(jù)誤差檢測(cè)器輸出的誤差值輸出用于控制第二開(kāi)關(guān) 的切換控制信號(hào)。
10、 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，脈沖寬度調(diào)制器根據(jù)第一控制信 號(hào)和誤差檢測(cè)器輸出的誤差值輸出用于接通第二開(kāi)關(guān)的切換控制信號(hào)。
11、 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)對(duì)應(yīng)于提供給變 壓器的初級(jí)側(cè)的電源的接通狀態(tài)時(shí)，脈沖寬度調(diào)制器輸出用于斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān) 的切換控制信號(hào)。
12、 如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，輸出電壓檢測(cè)器是分壓電路。
13、 如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述參考電壓由連接在預(yù)定的電 壓源和接地端之間的電阻器或齊納二極管產(chǎn)生。
14、 如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，第二輸出控制器還包括補(bǔ)償電 路單元，使用負(fù)反饋提供補(bǔ)償電路，補(bǔ)償電路單元并聯(lián)到誤差檢測(cè)器的輸出 端和被施加第二輸出電壓的誤差檢測(cè)器的輸入端。
15、 如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，補(bǔ)償電路單元包括串聯(lián)的電阻器 和電容器。
16、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，變壓器的初級(jí)電路包括電流源類(lèi) 型的開(kāi)關(guān)電路單元，該開(kāi)關(guān)電路單元包括第一開(kāi)關(guān)，響應(yīng)于用于控制變壓 器的能量充入操作和/或傳送操作的第 一控制信號(hào)執(zhí)行切換操作。
17、 如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述電流源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單元 是反激式電路、有源箝位反激式電路、半橋反激式電路和串聯(lián)諧振式電路之
18、 如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述電流源類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電路單元 還包括用于防止變壓器的漏電感的緩沖電路。
19、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，第一輸出電路包括用于對(duì)從變壓 器傳送的電源進(jìn)行整流的整流器。
20、 如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，整流器是半波整流電路和全波整 流電路之一。
21、 一種具有變壓器并單獨(dú)控制多個(gè)輸出電壓的電源設(shè)備，該設(shè)備包括 初級(jí)電路，設(shè)置在變壓器的初級(jí)側(cè)，響應(yīng)于第一控制信號(hào)執(zhí)行能量充入操作和傳送操作之一，所述傳送操作將電源傳送給變壓器的次級(jí)側(cè)；第一輸出電路，設(shè)置在變壓器的次級(jí)側(cè)，根據(jù)傳送給變壓器的次級(jí)側(cè)的電源產(chǎn)生第一輸出電壓；第二輸出電路，設(shè)置在變壓器的次級(jí)側(cè)，根據(jù)傳送給變壓器的次級(jí)側(cè)的 電源產(chǎn)生第二輸出電壓；第 一輸出控制器，產(chǎn)生第 一控制信號(hào)并將第 一輸出電壓反饋到變壓器的 初級(jí)側(cè)以將第一控制信號(hào)施加給初級(jí)電路；第二輸出控制器，根據(jù)第一控制信號(hào)控制第二輸出電壓的輸出。
全文摘要
一種具有多個(gè)輸出、變壓器、根據(jù)傳送給變壓器的次級(jí)側(cè)的電源產(chǎn)生第一輸出電壓的第一輸出電路和產(chǎn)生用于控制提供給變壓器的初級(jí)側(cè)的電源的第一控制信號(hào)的第一輸出控制器的電源設(shè)備，所述設(shè)備包括第二輸出電路，根據(jù)傳送給變壓器的次級(jí)側(cè)的電源產(chǎn)生第二輸出電壓；第二輸出控制器，控制第二輸出電壓的輸出，其中，第二輸出電路包括第二開(kāi)關(guān)，對(duì)第二輸出電路的電流流動(dòng)執(zhí)行切換操作，第二輸出控制器通過(guò)根據(jù)第一控制信號(hào)斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)或者將第二輸出電壓反饋到第二開(kāi)關(guān)來(lái)控制第二開(kāi)關(guān)的切換操作。
文檔編號(hào)H02M3/24GK101299575SQ20081007410
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2008年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日
發(fā)明者權(quán)重基, 金振河 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社