电源供应装置制造方法及图纸

本发明专利技术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。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。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。当附图说明图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。根据上述目的，本专利技术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；一变压器，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；第一及第二同步整流晶体管，每个都包括一MOS晶体管。其中上述第二开关器及第一电容串联连接共同构成一串联电路S1；且上述变压器的第一、第二原次侧线圈及第二电容器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。接着，上述第一及第二原次侧线圈分别具有一端连接于接点A，上述第一电感具有一端连接至上述第一及第二原次侧线圈间的接点A；以及一电源供应装置，动作性地连接上述并联电路的一端F，与上述第一电感的另一端，用以提供一电压至上述并联电路的该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。此外，本专利技术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，或通过实施本专利技术而学得。本专利技术的目的及其他优点，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。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为本专利技术的一种电源供应装置的示意图。图5为本专利技术的电源供应装置的工作波形。图6为本专利技术的电源供应装置的工作模型。图7为本专利技术的另一实施例的示意图。图8为本专利技术的另一实施例的示意图。图9A-9H为本专利技术电源供应装置的工作模式。图10为本专利技术的又一实施例的示意图。图11为本专利技术的另一实施例的示意图。图12A-12D为本专利技术的其他实施例的示意图。图13A-13C为本专利技术的其他实施例的示意图。图14为本专利技术的另一实施例的示意图。本专利技术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中的闸极端，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中的闸极端。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，本专利技术的电源供应装置，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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），上述串联电路（Ｓ１）的另一端点（Ｃ）则连接连接于任何一与上述并联电路（Ｐ１）的另一端点（Ｆ）有相对恒电压位元处； 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）；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，与上述第一电感的另一端（Ｇ），用以提供一电压至上述并联电路的该端（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（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）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾剑鸿，应建平，张庆友，
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：71[中国|台湾]