电能转换系统技术方案

一种电能转换系统，包含隔离变压器、谐振模块、切换模块及输出控制装置，隔离变压器包含初级绕组及多个次级绕组。次级绕组与初级绕组间具有至少一耦合距离，隔离变压器的漏感随着耦合距离增加而增加。谐振模块电连接于初级绕组及切换模块。输出控制装置包含控制器及多个输出控制模块，控制器电连接于输出控制模块，每一输出控制模块电连接于其中的一次级绕组。控制器依据电子装置的操作状态驱使输出控制装置的至少一输出控制模块输出对应其中之一需求电力中的一操作电力。

Electric energy conversion system

The utility model relates to an electric energy conversion system, which comprises an isolation transformer, a resonance module, a switching module and an output control device. At least one coupling distance is provided between the secondary winding and the primary winding. The resonant module is electrically connected with the primary winding and the switching module. The output control device comprises a controller and a plurality of output control modules, wherein the controller is electrically connected with the output control module. According to the operation state of the electronic device, the controller drives at least one output control module of the output control device to output an operation power corresponding to one of the demand power.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电源转换系统，特别是一种可依据电子装置的操作状态改变输出电力的电源转换系统。
技术介绍
传统使用二极管或萧特基二极管(Schottky)的整流电路因二极管、萧特基二极管的顺向导通电压大，使得整流电路的损耗成为电源转换器的主要损耗。金属氧化物半导体场效应晶体管具有导通电阻低、开关时间短、输入阻抗高，成为低电压大电流的电源转换器首选的整流元件，根据金属氧化物半导体场效应晶体管的控制特点，因而有同步整流的技术产生。传统的具备多组输出的电源转换器包含多组同步整流单元，当电子装置启动时，所述的多组同步整流单元同时启动，并输出电力至电子装置。而当电子装置关闭时，多组同步整流单元同时关闭，而停止输出电力至电子装置。前述的同步整流单元的控制方式虽然具备简易控制的特点，然不论电子装置是操作在轻载或非轻载状态，电源转换器输出的电力皆为定值，这使得电源转换器于电子装置轻载操作时的损耗提高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电源转换系统，可以依据电子装置的操作状态改变输出电力。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种电能转换系统，用以提供一电子装置于不同操作状态下的多个需求电力，其中，该电能转换系统包含：一隔离变压器，包含一初级绕组及多个次级绕组，该多个次级绕组与该初级绕组间具有至少一耦合距离，该隔离变压器的一漏感随着该耦合距离增加而增加；一谐振模块，电连接于该初级绕组；一切换模块，电连接于该谐振模块；以及一输出控制装置，包含一控制器及多个输出控制模块，该控制器电连接于该多个输出控制模块，每一输出控制模块电连接于其中的一次级绕组，其中，该控制器依据该电子装置的操作状态驱使该输出控制装置的至少一输出控制模块输出对应其中之一需求电力中的一操作电力。上述的电能转换系统，其中，各该输出控制模块包含一同步整流单元，该控制器电连接于该多个同步整流单元，每一次级绕组至少连接于其中的一同步整流单元，该控制器依据该电子装置的操作状态驱使至少一同步整流单元进行同步整流并输出对应其中之一需求电力中的一操作电力。上述的电能转换系统，其中，各该输出控制模块包含一同步整流单元及一输出开关，每一输出开关分别电连接于其中的一同步整流单元，该控制器依据该电子装置的操作状态驱使该输出控制装置中的至少一输出开关导通并输出对应其中之一需求电力中的一操作电力。上述的电能转换系统，其中，该多个次级绕组分别排列于该初级绕组的两侧，该控制器使电连接于该初级绕组两侧具有相同的该耦合距离的该多个次级绕组的该多个同步整流单元交错进行同步整流。上述的电能转换系统，其中，该控制器驱使该隔离变压器产生相近漏感的该多个同步整流单元交错进行同步整流。上述的电能转换系统，其中，该隔离变压器还包含：一绕线架，该多个次级绕组等间隔设于该绕线架上，该初级绕组缠绕于该绕线架上，并位于各该次级绕组的一侧，使该多个初级绕组与该多个次级绕组呈交错排列；以及一磁芯，套设于该绕线架。上述的电能转换系统，其中，该控制器使该多个同步整流单元按次序进行同步整流，并使进行同步整流的该多个同步整流单元与该绕线架的一中心轴间的间距逐步收敛。上述的电能转换系统，其中，该多个次级绕组与该初级绕组间的耦合距离皆相异。上述的电能转换系统，其中，当该隔离变压器的该漏感逐渐增加，该电能转换系统输出的该操作电力逐渐降低。本专利技术的技术效果在于：本专利技术的电能转换方法透过控制器以控制同步整流单元进行同步整流与否或输出开关的导通或截止，以改变隔离变压器的漏感，并使电源转换系统输出对应于不同需求电力的操作电力。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为本专利技术第一实施方式的电源转换系统的电路框图；图2为本专利技术第一实施方式的电源转换系统的电路图；图3为对应本专利技术的电源转换系统输出电流与整流开关及输出开关的切换时序图；图4a及图4b为本专利技术的电源转换系统在轻载时第一至第四功率开关栅极控制信号极相对应的初级侧电流和电压波形；图5a及图5b为本专利技术的电源转换系统在中载时第一至第四功率开关栅极控制信号极相对应的初级侧电流和电压波形；图6a及图6b为本专利技术的电源转换系统在满载时第一至第四功率开关栅极控制信号极相对应的初级侧电流和电压波形；图7为本专利技术的隔离变压器的剖视图；图8为本专利技术的隔离变压器于第一操作状态的漏感及磁通密度分布图；图9为本专利技术的隔离变压器在第二操作状态的漏感及磁通密度分布图；图10为本专利技术的隔离变压器在第三操作状态的漏感及磁通密度分布图；图11为本专利技术第二实施方式的电源转换系统的电路图。其中，附图标记10全桥切换模块20谐振模块30隔离变压器310初级绕组320a、320b、320c、320d次级绕组330绕线架340磁芯40输出控制模块400a～400d输出控制模块410a第一同步整流单元410b第二同步整流单元410c第三同步整流单元410d第四同步整流单元420控制器C电容器Cb隔离直流电容器Co输出电容器Ip初级侧电流L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8滤波器Lr谐振电感器QA第一功率开关QB第二功率开关QC第三功率开关QD第四功率开关Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8整流开关S1、S2、S3、S4、SR1、SR2、SR3、SR4、SR5、SR6、SR7、SR8栅极SW1、SW2、SW3、SW4输出开关Vi输入电压Vo输出电压Vp初级侧电压VQ4第四功率开关汲源极跨压具体实施方式下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理作具体的描述：请参照图1，其为本专利技术第一实施方式的电源转换系统的电路框图。电源转换系统接收输入电压Vi并产生多组输出电压Vo。在图1中，电源转换系统包含被隔离变压器30划分成初级侧及次级侧。隔离变压器30包含初级绕组310及次级绕组320a-320d。电源转换系统的初级侧包含全桥切换模块10、谐振模块20及初级绕组310，电源转换系统的次级侧包含输出控制装置40及耦合于初级绕组310的次级绕组320a-320d，其中输出控制装置40包含输出控制模块400a～400d，每个输出控制模块400a～400d包含同步整流单元(如图1所示的第一至第四同步整流单元410a～410d)及输出开关SW1～SW4。请参照图2，其为本专利技术第一实施方式的电源转换系统的电路图。全桥切换模块10电连接于输入电压Vi，包含第一功率开关QA、第二功率开关QB、第三功率开关QC及第四功率开关QD；第一至第四功率开关QA～QD分别为金属氧化物半导体场效晶体管。第一功率开关QA与第三功率开关QC的漏极连接输入电压Vi，第一功率开关QA的源极电连接于第二功率开关QB的漏极及谐振模块20，第三功率开关QC的源极电连接于第四功率开关QD的漏极及隔离变压器30的初级绕组310。第二功率开关QB及第四功率开关QD的源极连接输入电压Vi。如图2所示，第一至第四功率开关QA～QD分别并联连接二极管D，其中第一至第四功率开关QA～QD的漏极连接二极管D的阴极，第一至第四功率开关QA～QD的源极连接二极管D的阳极；二极管D可例如为第一至第四功率开关QA～QD的内部的本体二极管。此外，第一至第四功率开关QA～QD的漏极及源极间还并联连接电容器C，电容器C也可以例如是第一至第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电能转换系统，用以提供一电子装置于不同操作状态下的多个需求电力，其特征在于，该电能转换系统包含：一隔离变压器，包含一初级绕组及多个次级绕组，该等次级绕组与该初级绕组间具有至少一耦合距离，该隔离变压器的一漏感随着该耦合距离增加而增加；一谐振模块，电连接于该初级绕组；一切换模块，电连接于该谐振模块；以及一输出控制装置，包含一控制器及多个输出控制模块，该控制器电连接于该多个输出控制模块，每一输出控制模块电连接于其中的一次级绕组，其中，该控制器依据该电子装置的操作状态驱使该输出控制装置的至少一输出控制模块输出对应其中之一需求电力中的一操作电力。

【技术特征摘要】
1.一种电能转换系统，用以提供一电子装置于不同操作状态下的多个需求电力，其特征在于，该电能转换系统包含：一隔离变压器，包含一初级绕组及多个次级绕组，该等次级绕组与该初级绕组间具有至少一耦合距离，该隔离变压器的一漏感随着该耦合距离增加而增加；一谐振模块，电连接于该初级绕组；一切换模块，电连接于该谐振模块；以及一输出控制装置，包含一控制器及多个输出控制模块，该控制器电连接于该多个输出控制模块，每一输出控制模块电连接于其中的一次级绕组，其中，该控制器依据该电子装置的操作状态驱使该输出控制装置的至少一输出控制模块输出对应其中之一需求电力中的一操作电力。2.如权利要求1所述的电能转换系统，其特征在于，各该输出控制模块包含一同步整流单元，该控制器电连接于该多个同步整流单元，每一次级绕组至少连接于其中的一同步整流单元，该控制器依据该电子装置的操作状态驱使至少一同步整流单元进行同步整流并输出对应其中之一需求电力中的一操作电力。3.如权利要求1所述的电能转换系统，其特征在于，各该输出控制模块包含一同步整流单元及一输出开关，每一输出开关分别电连接于其中的一同步整流单元，该控制器依据该电子装置的操作状态驱使该输出控制装置中...

【专利技术属性】
技术研发人员：萧永鸿，徐皓德，胡志宽，萧正昌，
申请(专利权)人：群光电能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71