开关电源电路制造技术

根据本实施方式的开关电源电路包括具有至少一个开关并且连接至变压器的一侧的开关单元，开关电源电路包括连接至开关单元的输出侧的基于开关单元的输出来控制开关单元的开关控制器，其中，开关控制器包括比较单元和输出波形生成单元。根据本实施方式，通过使用开关来执行整流降低了功耗，并且由于在没有任何控制器的情况下控制开关单元，所以以简单的配置制备了开关电源电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】开关电源电路
本公开内容涉及可以用于电力变换的开关电源电路。
技术介绍
图1是示出了一般的DC-DC转换器的电路图。参照图1，DC-DC转换器包括电源10、变压器20和第一整流器30。电源10可以包括直流电源和至少一个开关。可以通过准时接通/关断开关来将能量通过变压器20传输至第一整流器30。第一整流器30包括第一二极管32和第二二极管34。由于二极管使电流沿一个方向流动，所以如果按照图1所示来设置第一二极管32和第二二极管34，则可以对通过变压器20传输的具有方形波的电压输入进行整流。由于通过第一二极管32和第二二极管34整流的电力通过平滑线圈36和平滑蓄电池38，所以纹波被降低使得可以输出放大的DC功率。输出电压被保持在平滑蓄电池38的两个端子之间。虽然使用二极管的DC-DC转换器的结构简单，但是当高电流流经二极管时，由二极管的电流和电压降之积产生的能耗会增加。
技术实现思路
技术问题本实施方式提供了一种开关电源电路，其通过将多个开关器件而非二极管用于DC-DC转换器的整流器来降低在整流器中引起的功耗。此外，本实施方式提供了一种开关电源电路，其包括：开关控制器，用于在没有任何具体控制器的情况下基于开关电源电路的输出来控制多个开关器件。问题的解决方案根据本实施方式的一种开关电源电路包括具有至少一个开关并且连接至变压器的一侧的开关单元，开关电源电路包括连接至所述开关单元的输出侧的、用于基于开关单元的输出值来控制开关单元的开关控制器，其中，所述开关控制器包括比较单元和输出波形生成单元。本专利技术的有益效果根据本实施方式，可以通过使用开关执行电流整流来降低功耗，并且可以在没有任何具体控制器的情况下控制开关单元，以使得可以使用较简单的配置来实现开关电源电路。附图说明图1是示出了一般的DC-DC转换器的电路图；图2是根据一种实施方式的DC-DC转换器的电路图；图3是示出了当使用图1和图2中描绘的电路时根据流经整流器的电流的功耗的图；图4是示出了流经图1中描绘的第一二极管和第二二极管的电流以及用于开关图2中描绘的FET1和FET2的栅极波形的图；图5是根据另一种实施方式的整流器的电路图；以及图6是示出了根据一种实施方式的图5中描绘的DC-DC转换器的波形的图。具体实施方式下文中，将参照附图详细描述本实施方式。已经参照附图描述了元件的该布置。为方便或清楚起见可以放大附图中所示的每个元件的尺寸。此外，元件的尺寸不完全反映实际尺寸。图2是根据一种实施方式的DC-DC转换器的电路图，图3是示出了当使用图1和图2中描绘的电路时根据流经整流器的电流的功耗的图。参照图1至图3，DC-DC转换器包括电源10、变压器20和第二整流器40。电源10可以包括直流电源和多个开关器件。电源10控制开关器件以将电压VTR施加至变压器20。由于使用变压器20，所以电源10和第二整流器40彼此电分离。通过控制变压器20的绕组比率，可以确定电源与第二整流器40之间的电压放大比率。变压器20将从电源10传输的电力传输至第二整流器40。第二整流器40可以包括第一FET（场效应晶体管）42和第二FET44。通过控制第一FET42和第二FET44的栅极电压，第一FET42和第二FET44可以被短路/断路。通过根据VTR的状态来控制FET142和FET244，可以获得与二极管整流器相同的整流效果。随后将描述控制FET1和FET2的方法。图3是示出了根据流经图1和图3中描绘的电路的电流消耗的功率的图。图的横轴表示流经整流器的电流量，图的纵轴表示当电流流经整流器时所消耗的功率。Pd.loss表示当电流流过二极管时所消耗的功率。在二极管中，无论电流强度如何压降都恒定。因此，功耗随着电流的增加而线性增加。假设图中的压降为0.5V。Ps.loss表示使用FET的开关整流器方案中的功率损耗。由于FET具有预定的导通电阻，所以当大电流流经FET时，功率损耗与电流的平方成比例地增加。然而，由于FET的导通电阻为约若干毫欧姆，所以使用FET的开关整流器方案与使用二极管的整流器方案相比具有可以降低功耗的优点。假设在实施方式的图中FET的导通电阻为3毫欧姆。如实施方式的图所示，当有100A的电流流经时，在二极管的情况下功率损耗为50W，而在FET的情况下功率损耗为30W。因此，应理解的是，当商业上对大电流进行整流时，FET消耗的功率小于二极管消耗的功率。图4是示出了流过图1中描绘的第一二极管32和第二二极管34的电流以及用于开关图2中描绘的FET142和FET244的栅极波形的图。参照图4，由于VTR是变压器20的输出，所以对于可以称为续流间隔的间隔t0-t1、t2-t3、t4-t5，不通过电源10的开关操作传输功率。因为由于器件特性二极管仅允许电流沿一个方向流动，所以可以根据VTR的方向确定电流是流经第一二极管32还是第二二极管34。在本实施方式中，对于间隔t1-t2可以通过第二二极管34传输能量，而对于间隔t3-t4可以通过第一二极管32传输能量。在使用FET的情况下，当栅极电压高时，FET导通。在本实施方式中，对于间隔t1-t2，FET2导通，以使得FET2可以传输功率，而对于间隔t3-t4，FET1导通，以使得FET1可以传输功率。在续流间隔期间，允许FET1和FET2导通或关断，并且可以根据控制方法自由地确定续流间隔。通过控制FET1和FET2的栅极电压，可以实现小功耗的DC-DC转换器。图5是根据另一种实施方式的整流器的电路图。为说明目的将根据另一种实施方式的整流器称为第三整流器100。参照图5，可以将第三整流器100连接至将功率传输至电源10的变压器20。第三整流器100可以包括开关单元105和与开关单元105连接的开关控制器200，其中开关单元105包括多个开关。在本实施方式中，开关单元105可以包括一个或更多个开关，并且开关包括多个FET。开关控制器200包括第一开关110和第二开关120。可以根据栅极电压来接通/关断第一开关110和第二开关120。可以通过开关控制器200来控制栅极电压。当第一开关110关断时，可以将施加至第一开关110的电压称为Vds_FET1。当第二开关120关断时，可以将施加至第二开关120的电压称为Vds_FET2。可以控制第一开关110和第二开关120，使得第一开关110和第二开关120能够响应于通过变压器20传输的电压VTR的定时而接通/关断，从而第三整流器100可以输出整流的DC功率。开关控制器200可以包括可以与开关单元105的输出端子连接的电阻单元204、与电阻单元204连接的比较单元202、用于基于比较单元202的输出生成时钟值的时钟生成单元206、以及可以通过时钟生成单元206的输出生成栅极波形的波形生成单元208。将波形生成单元208的输出作为栅极电压值输入至开关单元105的开关的栅极，使得可以控制开关单元105。电阻单元204可以包括一个电阻器或更多个电阻器。电阻单元204可以包括与第一开关110并联连接的第一电阻器230和第二电阻器235，以及与第二开关120并联连接的第三电阻器240和第四电阻器245。在本实施方式中，可以假设第一电阻器230至第四电阻器245的电阻值为Ra、Rb、Rc以及Rd。将施加至第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源电路，包括具有至少一个开关并且连接至变压器的一侧的开关单元，所述开关电源电路包括：开关控制器，连接至所述开关单元的输出，以基于所述开关单元的输出值来控制所述开关单元，其中，所述开关控制器包括比较单元和输出波形生成单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.15 KR 10-2011-00928671.一种开关电源电路，包括：变压器；开关单元，包括第一开关和第二开关；以及开关控制器，包括比较单元、时钟生成单元和输出波形生成单元并且被配置成控制所述开关单元，其中所述第一开关被配置成在所述变压器的输出的一端与地之间进行开关，并且所述第二开关被配置成在所述变压器的所述输出的相对端与地之间进行开关，其中所述比较单元被配置成向所述时钟生成单元输出比较器信号，并且包括第一比较器和第二比较器，所述第一比较器具有连接至所述第一开关的输出端子和第一参考电压的输入端子，所述第二比较器具有连接至所述第二开关的输出端子和第二参考电压的输入端子，其中所述时钟生成单元包括或非门，所述或非门用于接收作为其输入的所述比较单元的比较器信号，并且所述时钟生成单元被配置成向所述输出波形生成单元输出时钟信号，其中所述输出波形生成单元包括D触发器，其中所述或非门的时钟信号被输入至所述D触发器的时钟输入端子，其中所述D触发器的反相输出被连接至所述D触发器的输入端子，其中所述D触发器的非反相输出控制所述第一开关，并且所述D触发器的所述反相输出控制所述第二开关，其中当所述非反相输出为逻辑高时，所述第一开关被短路，并且当所述反相输出为逻辑高时，所述第二开关被短路，其中所述第一开关在第三间隔和第四间隔期间被短路，并且在第一间隔、第二间隔和第五间隔期间被断路，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：金宜钟，
申请(专利权)人：LG伊诺特有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR