电源供应装置、具有该装置的电源系统及其控制方法制造方法及图纸

技术编号:11685284 阅读:70 留言:0更新日期:2015-07-06 17:16
一种电源供应装置包含至少两电源转换电路以及一控制电路。该些电源转换电路并联连接,并且每一该电源转换电路包含一功率开关与一感性组件。该感性组件连接该功率开关,以形成该些电源转换电路的其中一相,并产生一相输出电流。该控制电路产生对应该些电源转换电路相同数量的多个控制信号,通过相位交错方式,对应控制该些功率开关,使得该些相输出电流迭加所产生一输出电流具有低涟波成份。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关一种,尤指一种具有低输出电流涟波成份的。
技术介绍
因应半导体生产技术日益精进,对于电源稳定性(stability)及精准度(accuracy)要求更加严苛。传统电源供应器为达成低输出涟波(ripple),多采用线性稳压(linear regulator)架构,然而,线性稳压架构在应用上存在着转换效率与保护功能效果不佳的问题。低输出涟波的线性稳压电路架构主要特征在于该电路中利用金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)做为开关组件,并且将该晶体管操作于饱和区。若开关非操作于截止区及奥姆区因此可有效降低输出涟波因子。传统电路架构为降压转换形式,该开关组件浮接于主输出路径上。因此,在驱动开关的上臂驱动(high side driver)采用差动运算放大器(differential operat1n amplifier)做为开关驱动讯号来源,并且以电阻做为输出分压回授至差动运算放大器使输出电压达到稳压的效果。但传统的低输出涟波的线性稳压电路仍存在无法达成有效电路保护及节能的缺点,例如:过电流保护(over current protect1n, OCP)、低输入电压保护(under voltagelockout, UVL0)、输入突波电流保护(inrush current protect1n, ICP)、轻载节能机制…等等。另外,该开关组件长时间处于饱和区操作将造成损耗甚大,不利于长时间操作有安全的疑虑。此外,对于高精密设备、半导体制程设备或超高压设备所需低输出涟波的电源供应装置的应用来说,对于极低的输出涟波要求甚为严苛,以避免过大的输出涟波造成系统的误动作或造成不佳的转换效率。因此,如何设计出一种具有低输出电流涟波的,通过输出控制信号的间隔相差(交错)一固定角度,以实现相位交错控制,并且利用电阻分压负回授控制,可实现输出电压稳压效果,乃为本专利技术所欲行克服并加以解决的一大课题。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供一种电源供应装置,以克服现有技术的问题。该电源供应装置包含至少两电源转换电路以及一控制电路。该些电源转换电路并联连接,并且每一该电源转换电路包含一功率开关与一感性组件。该感性组件连接该功率开关,以形成该些电源转换电路的其中一相,并产生一相输出电流。该控制电路产生对应该些电源转换电路相同数量的多个控制信号,通过相位交错方式,对应控制该些功率开关,使得该些相输出电流迭加所产生一输出电流具有低链波成份。其中该控制电路输出该些控制信号的间隔相差一角度,以对应控制该些功率开关。其中该电源供应装置还包含:一稳压电路,电性连接该输出电流所输出的一输出端,并且包含一第一回授电阻与一第二回授电阻;该稳压电路利用该第一回授电阻与该第二回授电阻的电阻值分压该输出端的一输出电压,该输出电压亦具有低链波成份,以提供该控制电路输出相位偏移的该些控制信号。其中该角度为一个周期的电气角度与该些电源转换电路的数量比值。其中当该电源供应装置为三相架构时,该些电源转换电路的数量为三个,该角度为120度或2 /3弪度。其中该电源供应装置为一降压转换器(buck converter)架构、一升压转换器(buck converter)架构、一邱克转换器(Cuk converter)架构或一齐塔转换器(Zetaconverter)架构。本专利技术的另一目的在于提供一种电源系统,以克服现有技术的问题。该电源供应装置包含一交流电源、一整流电路以及一电源供应装置。该整流电路接收该交流电源,并且对该交流电源整流,以产生一输入直流电压。该电源供应装置包含至少两电源转换电路以及一控制电路。该些电源转换电路并联连接,每一该电源转换电路接收该输入直流电压,并且包含一功率开关与一感性组件。该感性组件连接该功率开关,以形成该些电源转换电路的其中一相,并产生一相输出电流。该控制电路产生对应该些电源转换电路相同数量的多个控制信号,通过相位交错方式,对应控制该些功率开关,使得该些相输出电流迭加所产生一输出电流具有低链波成份对一负载供电。其中该控制电路输出该些控制信号的间隔相差一角度,以对应控制该些功率开关。其中该电源供应装置还包含:一稳压电路,电性连接该输出电流所输出的一输出端,并且包含一第一回授电阻与一第二回授电阻;该稳压电路利用该第一回授电阻与该第二回授电阻的电阻值分压该输出端的一输出电压,该输出电压亦具有低链波成份,以提供该控制电路输出相位偏移的该些控制信号。其中该角度为一个周期的电气角度与该些电源转换电路的数量比值。其中当该电源供应装置为三相架构时,该些电源转换电路的数量为三个,该角度为120度或2 π/3弪度。其中该电源供应装置为一降压转换器(buck converter)架构、一升压转换器(buck converter)架构、一邱克转换器(Cuk converter)架构或一齐塔转换器(Zetaconverter)架构。本专利技术的再另一目的在于提供一种具有低输出电流涟波的电源供应装置的控制方法,以克服习知技术的问题。该控制方法包含下列步骤:(a)提供至少两电源转换电路;每一该电源转换电路包含一功率开关与一感性组件,其中该感性组件连接该功率开关,以形成该些电源转换电路的其中一相,并产生一相输出电流;(b)提供一控制电路;该控制电路产生对应该些电源转换电路相同数量的多个控制信号;(C)该些控制信号通过相位交错方式,对应控制该些功率开关,使得该些相输出电流迭加所产生一输出电流具有低链波成份。其中该控制电路输出该些控制信号的间隔相差一角度,以对应控制该些功率开关。其中该控制方法还包含下列步骤:(d)提供一稳压电路;该稳压电路电性连接该输出电流所输出的一输出端,并且包含一第一回授电阻与一第二回授电阻;该稳压电路利用该第一回授电阻与该第二回授电阻的电阻值分压该输出端的一输出电压,该输出电压亦具有低涟波成份,以提供该控制电路输出相位偏移的该些控制信号。其中该角度为一个周期的电气角度与该些电源转换电路的数量比值。其中当该电源供应装置为三相架构时,该些电源转换电路的数量为三个,该角度为120度或2 π/3弪度。其中该电源供应装置为一降压转换器(buck converter)架构、一升压转换器(buck converter)架构、一邱克转换器(Cuk converter)架构或一齐塔转换器(Zetaconverter)架构。为了能更进一步了解本专利技术为达成预定目的所采取的技术、手段及功效,请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图,相信本专利技术的目的、特征与特点,当可由此得一深入且具体的了解,然而所附附图仅提供参考与说明用,并非用来对本专利技术加以限制者。【附图说明】图1为本专利技术具有低输出电流涟波的电源供应装置第一实施例的电路图;图2为本专利技术具有低输出电流涟波的电源供应装置第二实施例的电路图;图3为本专利技术具有低输出电流涟波的电源供应装置第三实施例的电路图;图4为本专利技术具有低输出电流涟波的电源供应装置第四实施例的电路图;图5为本专利技术电源供应装置的多相错位控制的波形示意图;图6为本专利技术电源供应装置的多相错位控制的涟波成份比较示意图;图7为本专利技术具有该电源供应装置的电源系统第一实施例的电路方块示意图;图8为本专利技术具有该电源供应装置的电源系统第二实施例的电路方块示意图;图本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种电源供应装置,包含:至少两电源转换电路,该些电源转换电路并联连接,并且每一该电源转换电路包含:一功率开关;及一感性组件,连接该功率开关,以形成该些电源转换电路的其中一相,并产生一相输出电流;及一控制电路,产生对应该些电源转换电路相同数量的多个控制信号,通过相位交错方式,对应控制该些功率开关,使得该些相输出电流迭加所产生一输出电流具有低涟波成份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:詹凯筌
申请(专利权)人:台达电子工业股份有限公司
类型:发明
国别省市:中国台湾;71

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