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开关电源

基本信息

  • 申请号 CN00810161.2 
  • 公开号 CN1360749A 
  • 申请日 2000/05/11 
  • 公开日 2002/07/24 
  • 申请人 索尼公司  
  • 优先权日期  
  • 发明人 安村昌之  
  • 主分类号  
  • 申请人地址 日本东京都 
  • 分类号  
  • 专利代理机构 北京市柳沈律师事务所 
  • 当前专利状态 发明专利申请公布 
  • 代理人 邵亚丽 
  • 有效性 发明公开 
  • 法律状态
  •  

摘要

一种电源,使用具有所需耐压特性的开关元件来获得所需转换输出。
该电源包括转换器变压器,含有彼此松散耦合的初级线圈和次级线圈,以及从初级线圈的一端到转换器变压器的一端相邻地绕制了预定匝数的辅助线圈。
输入电压平滑电容器在其一侧通过正向二极管与转换器变压器的初级线圈的一端相连接。
开关元件与初级线圈的另一端相连接。
控制电路控制开关元件,以便次级线圈的输出电压具有预定电压值(或在预定电压范围之内)。
第二电容器通过正向二极管跨接在辅助线圈的两相对端之间,以提升施加给转换器变压器的电压。
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权利要求书


1.一种电源,包括: 转换器变压器,含有彼此松散耦合的初级线圈和次级线圈,以及从所述 初级线圈的一端到所述转换器变压器的端部相邻地绕制了预定匝数的辅助线 圈; 输入电压平滑电容器,在它的一侧上通过正向二极管与所述转换器变压 器的所述初级线圈的一端相连接; 开关元件,与所述转换器变压器的所述初级线圈的另一端相连接; 控制装置,用于控制所述开关元件进行开关,以便所述次级线圈的输出 电压具有预定电压值;和 第二电容器,通过所述正向二极管跨接在所述辅助线圈的两相对端之间, 以提升施加在所述转换器变压器上的电压。

2.根据权利要求1所述的电源,其中,所述转换器变压器包括: EE状铁氧体铁芯,含有一对比两对外部磁腿短的中间磁腿,以便在所述 这对中间磁腿之间形成空隙,所述初级线圈被绕制在所述中间磁腿之一上, 所述次级线圈被绕制在所述中间磁腿的另一条上,以便在所述初级与次级线 圈之间形成所述松散耦合。

3.根据权利要求1所述的电源,还包括共振电容器,与所述转换器变压 器的所述次级线圈并联,以形成电压共振电路,其中,利用所述次级线圈的 中央抽头,通过全波整流获得DC输出电压。

4.根据权利要求1所述的电源,还包括共振电容器,与所述次级线圈串 联,以形成电流共振电路,其中,通过电压倍增整流装置获得DC输出电压。

5.根据权利要求1所述的电源,其中,共振电容器与所述转换器变压器 的所述次级线圈并联,以形成电压共振电路,并且,通过利用桥式整流的全 波整流获得DC输出电压。

6.根据权利要求1所述的电源,其中,一对共振电容器与所述转换器变 压器的所述次级线圈串联,以形成电流共振电路,并且,通过四端电压整流 装置获得DC输出电压。

7.根据权利要求1所述的电源,其中,所述控制装置被构造成自激振荡 开关频率控制装置,使控制变压器的电磁感应随所述次级线圈的输出电压而 改变,以控制振荡频率。

8.根据权利要求1所述的电源,其中,所述控制装置被构造成他激振荡 开关频率控制装置,用于检测所述次级线圈的输出电压,并利用所检测的值 控制振荡电路的振荡频率。
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说明书

                          技术领域 本发明涉及适合于用在,例如,电视接收器上的开关电源。
更具体地说, 本发明涉及利用简单结构就可以实现有效电能转换的共振型开关电源。
                          背景技术 用在电视机和计算机监视器等上的开关电源通常具有用正弦波指定操作 的“软开关”,或用矩形波指定操作的“硬开关”的特征。
就转换效率、噪 声水平、成本等来说,软开关电源被认为更为优良。
大屏幕电视通常需要能 够用100V的AC输入电压和160W的最大负载功率进行操作的开关电源。
例如,Masayuki Yasumura等人在1986年6月4日IEEE(电气电子工程师 学会)消费品电子技术国际会议(IEEE International Conference on Consumer Electronics,June 4,1986)上发表的题为“新磁通控制SMPS和多扫描偏转系 统(A New Magnetic Flux Control SMPS and the Mutiscan Deflection System)” 的文章中描述了现有技术的软开关电源。
在那篇文章中所述的开关电源包含4 个基本部件:电能调节变压器(Power Regulating Transformer,PRT)、电能隔离 变压器(Power Isolation Transformer,PIT)、转换器驱动变压器(Converter Drive Transformer,CDT)、和共振开关元件。
PRT的特性可以通过基于被测输出电 压的反馈信号来控制,以便调节开关元件的开关频率,它又反过来使输出电 压得以修改。
这样,输出电压维持在所需范围内。
目前的自激振荡型开关电源往往存在如下缺点:存在着把高压施加到开 关晶体管上的可能性,这要求开关晶体管具有抵抗,例如,1800V的耐高压 特性。
因此,这种特性限制了提高器件的开关频率的能力,因为,当开关频 率升高到超过某一水平时,电能转换效率会因功率损耗的增加而受到损坏。
在为了减轻这个问题而设计的基它结构中,已经使用了具有较低耐压特 性,例如,抵抗1500V的通用开关晶体管。
但是,这些结构是以增加复杂性 和尺寸为代价的,它通常需要4个大开关晶体管和诸如光电耦合器之类的隔 离信号传输装置,以便保持初级侧和次级侧彼此隔离。
因此,存在着对能够使用耐压相对低的晶体管并且具有简单结构的开关 电源的需要。
                          发明内容 因此,本发明的一个目的是提供一种使用具有所需耐压特性的开关元件, 并且实现所需AC/DC转换输出的开关电源。
本发明的另一个目的是提供一种具有简单结构的开关电源。
根据本发明,提供了包括转换器变压器的开关电源,该转换器变压器含 有彼此松散耦合的初级线圈和次级线圈,以及从初级线圈的一端到转换器变 压器的一端相邻地绕制了预定匝数的辅助线圈。
输入电压平滑电容器在其一 侧通过正向二极管与转换器变压器的初级线圈的一端相连接。
开关元件与初 级线圈的另一端相连接。
控制装置控制开关元件进行开关,以便次级线圈的 输出电压具有预定电压值(或在预定电压范围之内)。
第二电容器通过正向二极 管跨接在辅助线圈的两相对端之间,以提升施加在转换器变压器上的电压。
转换器变压器可以由EE状铁氧体铁芯组成,EE状铁氧体铁芯含有一对 比两对外部磁腿(magnetic leg)短的中间磁腿,以便在这对中间磁腿之间形成 空隙。
初级线圈被绕制在中间磁腿之一上,次级线圈被绕制在中间磁腿的另 一条上。
以便在所述初级线圈与次级线圈之间形成松散耦合。
控制装置可以被构造成自激振荡开关频率控制装置,利用次级线圈的输 出电压改变控制变压器的电磁感应,以控制振荡频率。
或者,控制装置可以 被构造成他激(separately excited)振荡开关频率控制装置,用于检测次级线圈 的输出电压,并且利用检测的值控制振荡电路的振荡频率。
优点是,对于本发明的电源,开关频率可以通过他激振荡来控制,要施 加在初级线圈上的电压可以得到提升,并且要施加在开关元件上的电压可以 任意设定。
因此,利用具有所需耐压特性的开关元件可以获得所需输出,并 且可以使用具有优良性能的器件来实现有效的电能转换。
并且,可以减少部 件数量来缩小电路板面积,从而使整个设备达到最小。
通过结合其中将相同部件或元件用相同标号表示的附图,对本发明进行 如下描述,本发明的上面和其它目的、特征和优点将更加清楚。
                          附图说明 图1是根据本发明的电源的实施例的电路图; 图2是可以用在本发明的实施例中的绝缘转换器变压器的透视图; 图3是可以用在本发明的实施例中的正交控制变压器的透视图; 图4是显示本发明的电源中开关频率与次级侧DC输出电压之间的相互 关系的图形; 图5是根据本发明的电源的另一个实施例的电路图; 图6A至6C是显示根据本发明的电源的交流输出电路部分的电路图;和 图7是现有技术开关电源的电路图。
                 实现本发明的最佳模式 参照图1,图1示意性地显示了根据本发明的电源的第一实施例。
简短 地说,电源100是AC/DC转换器,它包括正交控制变压器(或“电能调节变 压器”)PRT,含有受来自控制电路3的反馈信号控制的次级线圈电感;绝缘 转换器变压器(或“电能隔离变压器”)PIT;和晶体管Q1,起开关元件的作用, 以便在元件Q1、PIT、和PRT之间形成自振荡反馈环路。
控制电路3检测端点Eo与Eo′之间的电源输出电压,并且根据所检测的 输出电压控制反馈环路的振荡频率,从而使输出电压维持在所需范围之内。
正如下面要说明的,电源100的重要方面是二极管D1、电容器C1、和变压 器PIT的提升线圈T3的构造,和使负载功率得以增加,其中二极管D1、电 容器C1、和变压器PIT的提升线圈T3一起使与其它可能情况相比耐压电压 更低和性能更优良的开关晶体管得以使用。
现在给出电源100的更详细说明。
交流电电源A1的相反两端通过电阻 Ri等连接到二极管桥式电路Di的AC输入端,其中电阻Ri用于限制刚连接 上电源100时产生的涌入电流。
二极管桥式电路Di的负电极侧的整流输出端 接地,并且,二极管桥式电路Di的正电极侧的整流输出端通过平滑电容器Ci 接地。
因此,AC电源A1由二极管桥式电路Di来全波整流,并且,整流电 压由电容器Ci来平滑。
在电容器Ci的正电极侧上形成与电源A1的AC输入 电压VAC相对应的DC电压Ei。
绝缘转换器变压器PIT的功能是在提供初级侧和次级侧之间的DC隔离 的同时,把功率从初级侧(含有线圈T1和T3)传输到次级侧(线圈T2)。
初级线 圈T1有N1匝,并且绕制从初级线圈T1的一端延伸到变压器的顶端的导线, 以形成具有N3匝的提升线圈T3(也被称为辅助线圈)。
也可以认为初级侧是 单中央抽头初级线圈(包括线圈T1和T3),二极管D1的阴极连接到把线圈T1 与提升线圈T3分开的中央抽头上。
图2描绘了绝缘转换器变压器PIT的优选结构。
PIT含有EE状铁芯105, 它包括一对由铁氧体材料制成,并且这样组合成以致于它们的磁腿彼此相对 的E状铁芯101和102。
利用在初级侧与次级侧之间其绕制部分是分裂的分 裂式绕线管把N1匝的初级线圈T1和2*N2匝的次级线圈T2(此处,N1并非 非要与N2不同不可)彼此分开地绕制在EE状铁芯105的中央磁腿上。
提升 线圈T3(N3匝)从初级线圈T1的一端开始沿着E状铁芯101的中央磁腿相邻 地绕行。
在EE状铁芯105的中央磁腿之间形成空隙G。
可以把E状铁芯101 的中央磁腿做得比两个外部磁腿短一些,形成空隙G。
因此,可以获得耦合 系数比传统绝缘转换器变压器的耦合系数低的松散耦合,这样,出现饱和状 态的可能性就更小。
在这种情况下的耦合系数k是,例如,k≈0.85。
返回到图1,电容器Ci的正电极侧通过正向“提升”二极管D1与绝缘 转换器变压器PIT的初级线圈T1的一端相连接。
因为二极管D1与提升线圈 T3和电容器C1结合在一起起到提升PIT初级侧的电压的作用,所以称它为 提升二极管。
“提升”二极管C1的一端通过正交控制变压器PRT的受控线 圈Ta与提升线圈T3的另一端相连接。
应该注意到,正交控制变压器PRT还 拥有受控线圈Tb和控制线圈Tc,并且,受控线圈Ta和Tb的电磁感应值随 施加给如上所述的控制线圈Tc的控制信号而改变。
初级线圈T1的另一端通过npn双极结型晶体管(BJT)Q1的集电极-发射 极接地,并且与晶体管Q1的集电极-发射极并联地配备了共振电容器CR1。
阻尼二极管D11配备在晶体管Q1的基极与发射极之间,晶体管Q1的基极通 过“起动”电阻RS1与电容器Ci的正电极侧相连接。
晶体管Q1的基极通过 阻尼电阻R11、共振电容器C11和正交控制变压器PRT的受控线圈Tb接地。
开关转换器电路由如上所述的各个部件构成。
因此,如果把AC电源A1 供应给开关转换器电路,那么,响应于来自RS1的起动电流,起动由晶体管 Q1、电阻R11、共振电容器C11和变压器PRT的受控线圈Tb组成的自激振 荡电路,以起动晶体管Q1的开关驱动。
然后,在晶体管Q1断开的时段内, 由正交控制变压器PRT的受控线圈Ta和绝缘转换器变压器PIT的提升线圈 T3和初级线圈T1的漏电感、共振电容器CR1等组成的共振电路,形成正弦 波脉冲形式的共振电流。
据此,在如上所述的提升电容器C1中生成对应于匝数为N1的初级线圈 T1与匝数为N3的提升线圈T3之间的匝数比的电压。
换言之,如果二极管 D1的电压降用VF表示,并且晶体管Q1的集电极与发射极之间的电压降用 VCE(SAT)表示,那么,在电容器C1的另一端上的电势VB由下式给出:     VB=[Ei-VF-VCE(SAT)]×[(N1+N3)/N1]       ≈Ei[1+(N3/N1)] 并且把对应于电势VB的共振电流供应给初级线圈T1。
然后,根据流过初级线圈T1的共振电流,在次级线圈T2中感应出任意 大小的电压。
次级线圈T2的匝数是2*N2,并且在次级线圈T2上均分其匝数 的位置上配备了一个中央抽头。
用于共振的电容器C3配备在次级线圈T2的 两相对端之间,电压共振电路由次级线圈T2的漏电感和电容器C3构成。
在绝缘转换器变压器PIT的次级线圈T2的两相对端上一对抽头通过正向 二极管D3和D4相互连接,并且它们的接点通过平滑电容器C4在次级侧接 地。
在接点上配备了输出端1。
因此,从输出端1提取出次级线圈T2的两相 对端之间的输出的、通过全波整流获得的任意DC输出电压Eo。
一对中间抽头配备在次级线圈T2的两个任意位置上,这两个任意位置相 对于如上所述的中央抽头是彼此对称的。
中间抽头通过正向二极管D5和D6 相互连接,并且它们的接点通过平滑电容器C5在次级侧接地。
并且,在接点 上配备了另一个输出端2。
因此,从输出端2提取出次级线圈T2的任意中间 抽头的输出的、通过全波整流获得的任意DC输出电压Eo′。
正交绝缘转换器变压器PRT的功能是把开关元件Q1的开关输出传输到 它的次级侧,并且对它的次级侧输出进行恒压控制。
如图3所示,变压器PRT 包括,例如,三维铁芯200,三维铁芯200是这样构成的,使每一个都含有4 条磁腿的2个双通道状铁芯201和202在它的磁腿末端上相互链接。
初级线 圈N1(与图1的受控线圈Ta相对应)和次级线圈N2(与图1的受控线圈Tb相 对应)沿着相同绕制方向绕制在三维铁芯200的其中2条预定磁腿上,而控制 线圈Nc(Tc)是这样绕制在三维铁芯200的其中2条预定磁腿上,使得它的绕 制方向与初级线圈N1和次级线圈N2的绕制方向正交。
结果是,正交绝缘转 换器变压器PRT被构造成饱和电抗器。
在这种情况中,双通道状铁芯201和 202的相对腿的相对面链接在一起,并且没有在它们之间形成的空隙。
返回到图1,DC输出电压Eo和Eo′由控制电路3检测,并且把来自控制 电路3的控制信号供应给正交控制变压器PRT的控制线圈Tc。
因此,受控线 圈Ta和Tb的电磁感应值根据来自控制电路3的控制信号来控制。
然后,如 果输出端1或2的DC输出电压Eo和Eo′发生变化(或如果电压差Eo-Eo′发生 变化),那么,受控线圈Ta和Tb的电磁感应值也发生变化,并且,沿着消除 变化的方向控制如上所述的晶体管Q1的导通角和自激振荡电路的振荡频率。
这样,使分别要从输出端1和2提取的DC输出电压Eo和Eo′稳定化。
(请注 意,可以认为电源100的DC输出电压是Eo与Eo′之差。
) 在电源100中,根据初级线圈T1的匝数N1与提升线圈T3的匝数N3 之间比值,可以任意地设定施加给开关晶体管Q1的电压。
因此,如果耐压 特性为,例如,1,500V的通用型晶体管用作晶体管Q1,那么,如果选择提升 线圈T3的匝数N3,以便满足0.5N1 N3 N1,那么,总可以把施加给晶体管 Q1的电压控制在1,500V或更低上。
这就可以使具有优良性能的通用晶体管 得以使用。
图4还显示了电源10的工作原理。
图中描绘了开关频率fs与次级侧DC 输出电压(即Eo-Eo′)之间的示范性相互关系。
(实际上,实曲线所描绘的示范 性相互关系更接近地对应于可在上述待审专利申请中所述的电源中实现的性 能,这个电源不包括本发明的提升部件C1、D1、和T3。
通过使用这样的提 升部件,甚至更好的性能也是可以实现的。
)在图4中,横轴表示开关频率, 和纵轴表示次级侧DC输出电压Eout=(Eo-Eo′)的电平。
虚线75的共振曲线 显示了在图7示意性地显示的现有技术电源电路中的特性。
从图4可以看出, 例如,为了随着负载的变化而使次级侧DC输出电压Eout保持恒压,以便使 它可以在Eout=135V上,有必要把开关频率fs控制在从75KHz到225KHz 之间150KHz的范围内。
但是,在按原来那样使用图7所示的电源电路的结 构的情况下,对于它的耐压特性来说,开关元件Q1的开关频率在接近50KHz 的地方存在极限。
反之,借助于图1所示的电路,从图4中的实线共振曲线 78可以看出,可以把开关频率控制在从100KHz到175KHz之间75KHz的 范围内,并且,这个控制范围大约是利用图7的设备所获得的控制范围的一 半。
在电源100中,如果AC电源A1的AC输入电压VAC出现了上升或负 载功率出现了下降,那么,进行控制(通过控制电路3),以便通过正交控制变 压器PRT的作用可以使晶体管Q1的开关频率上升,并且进行另一种控制, 以便可以使晶体管Q1的导通角减小。
因此,在AC电压最低和负载最高的同 时,当开关频率最低时,施加给晶体管Q1和共振电容器CR1的电压共振脉 冲电压Vcp表现为最高峰值。
电压共振脉冲电压Vcp由下式给出:               Vcp=VB[1+(π/2)×(Ton/Toff)] 因此,如果提升线圈T3的匝数N3和次级线圈T2的匝数N2满足N3= N2时,那么,例如,当AC输入电压VAC是80V,电势VB是220V时,晶 体管Q1的接通时间Ton是3×Toff,并且电压共振脉冲电压Vcp是1,250V。
并且,当VAC=120V时,VB=330V,并且Ton=Toff。
因此,Vcp=860V。
在电源100中,与不包括提升电路,即电容器C1、二极管D1、线圈T3(和 电阻Rs1)的情况相比,视在(apparent)AC输入电压加倍了,并且实现了最大 负载功率的增大。
因此,例如,在最大负载功率是160W或更大的情况下, 电源也是有效的。
并且,在这种情况中,也可以使晶体管Q1所需的耐压特 性是1,500V或更小,使晶体管Q1的通用器件得以使用,并且通过使用性能 优良的器件,可以实现有效的电能转换。
例如,尽管AC输入电压发生变化, 但仍然保持90%或更高的效率。
并且,在由绝缘转换器变压器PIT的次级线圈T2的电路通过电压共振获 得DC输出电压的情况下,如果把绝缘转换器变压器PIT的EE状铁氧体铁芯 的中间磁腿做得比其它外侧磁腿短,在它们之间形成空隙,以便在初级线圈 与次级线圈之间提供松散耦合(例如,耦合系数k≈0.85),那么,绝缘转换器 变压器PIT就不太可能经历饱和状态,并且进行稳定性提高了的转换。
于是,在上述电源中,通过:1)把输入平滑电容器的正极通过二极管连 接到转换器变压器的初级线圈的一端上;2)从初级线圈的一端开始相邻地绕 制预定线圈;和3)然后,在如此绕制的线圈的两相对端之间配备电容器,以 提升要施加给初级线圈的电压,可以调整提升线圈的匝数,以任意设定施加 给开关元件的电压。
因此,利用具有所需耐压特性的开关元件可以获得所需 电压输出,并且,性能优良的器件可以用于实现有效的电能转换。
并且,可 以减少部件数量来缩小电路板面积,从而使整个设备达到最小。
优点是,电路100消除了现有技术的开关电源所存在的上述问题。
也就 是说,自激振荡型的传统电源设备的缺点在于,存在着把高压施加到开关晶 体管上的可能性,并且,由于需要具有耐高压特性的器件,因此,造成了对 提高开关频率的限制,并且,电能转换效率因功率损耗的增加而受到损坏。
此外,例如,他激振荡型的设备的缺点在于,尽管开关元件的耐压问题已经 消除了,但是需要更大量的部件,对于把这样的电路部件安放在上面的电路 板来说,意味着需要更大的面积,这使整个设备变得更大。
另一方面,借助 于本发明的电源设备,可以轻而易举地消除这些问题。
图5显示了根据本发明的电源300的可替换实施例。
电源300与图1所 示的电源设备100的不同之处在于,以达林顿(Darlington)连接方式连接的一 对晶体管Qm1和Qm2用作开关元件,来取代如上所述的晶体管Q1。
应该注 意到,为了避免累赘,在这里省略了对共同部分的重复描述。
在电源300中,如上所述的绝缘转换器变压器PIT的初级线圈的低端通 过以达林顿连接方式连接的晶体管Qm2的集电极-发射极接地,并且共振电 容器CR1与阻尼二极管Dm1一起,与晶体管Qm2的集电极-发射极并联。
晶 体管Qm1的集电极连接到晶体管Qm2的集电极,而晶体管Qm1的发射极连 接到晶体管Qm2的基极。
此外,电阻Rm1和Rm2分别连接到晶体管Qm1 和Qm2的基极和发射极,而晶体管Qm1的基极通过阻尼二极管Dm2连接到 晶体管Qm2的发射极。
把来自控制电路3的控制信号供应给振荡和驱动电路4,并把来自振荡 和驱动电路4的驱动信号供应给晶体管Qm1的基极。
应该注意到,在这种情 况中,在控制电路3与振荡和驱动电路4之间需要诸如光电耦合器之类的隔 离信号传输装置。
并且,如上所述的平滑电容器Ci的正电极侧的电压通过起 动电阻Rms供应给振荡和驱动电路4。
因此,振荡和驱动电路4根据例如来 自如上所述的控制电路3的控制信号,形成以频率和脉冲宽度调制的驱动信 号。
把驱动信号供应给以达林顿连接方式连接的晶体管Qm1和Qm2的晶体 管Qm1的基极。
于是,在图5所示的电源设备中,通过把输入平滑电容器的正极通过二 极管连接到转换器变压器的初级线圈的一端上和从初级线圈的一端开始相邻 地(contiguously)绕制预定线圈,然后,在如此绕制的线圈的两相对端之间配 备电容器,以提升要施加给初级线圈的电压,也可以调整提升线圈的匝数, 以任意设定施加给开关元件的电压,并且,利用具有所需耐压特性的开关元 件也可以获得所需输出,并且,性能优良的器件也可以用于实现有效的电能 转换。
此外,通过施加给变压器PIT的提升电压,也可以提高负载功率。
并 且,可以减少部件数量来缩小电路板面积,从而使整个设备达到最小。
应该注意到,对于用在上面参照图1和5所述的电源设备中的开关元件 而言,作为使用用于开关的单npn双极晶体管或以如上所述的达林顿连接方 式连接的晶体管(Darlington BJT)的替代,也可以使用MOSFET(金属氧化物半 导体场效应晶体管)、IGBT(insulated gate bipolar transistor,绝缘选通双极晶体 管)或SIT(electrostatic induction thyristor,静电感应闸流管)等。
并且,在图5所示的电源设备中,从绝缘转换器变压器PIT中提取dc输 出电压是由电压倍增整流系统完成的,在电压倍增整流系统中使用了由次级 线圈和共振电容器串联而成的电流共振电路。
具体地说,在这种情况中,配 备了从次级侧的接地端到输出端21正向串联的二极管D21和D22。
绝缘转换 器变压器PIT的次级线圈Tm2的一端在次级侧接地,而次级线圈Tm2的另 一端则通过电容器C21连接到二极管D21与D22之间的接点上。
并且,电容 器C22与二极管D21与D22的串联电路串联。
并且,次级线圈Tm3的中央抽头在次级侧接地,并且,在次级线圈Tm3 的两相对端上的抽头通过正向二极管D23和D24相互连接。
它们之间的接点 通过用于平滑的电容器C23在次级侧接地,并且从接点中引出另一个输出端 22。
因此,从次级线圈Tm2的电流共振电路中可以获得倍增电压的DC输出 电压。
并且,次级线圈Tm3的任意中间抽头的输出都是经过全波整流的,并 且提取出所需dc输出电压。
并且,在电源设备中,利用具有所需耐压特性的 开关元件可以获得所需输出,并且,性能优良的器件也可以用于实现有效的 电能转换。
并且,可以减少部件数量来缩小电路板面积,从而使整个设备达 到最小。
图6A显示了借助于共振电容器与次级线圈并联的电压共振电路,通过 利用桥式整流的全波整流,从绝缘转换器变压器PIT中提取出DC输出电压 的电路。
(请注意,图6A或6B所示的电路可以分别用于取代图1和5的电 源100或300中的输出电路。
)在所示的电路中,共振电容器Cm3连接在绝 缘转换器变压器PIT的次级线圈Tm4的两相对端之间,并且连接到二极管桥 式电路Dm的AC输入端。
二极管桥式电路Dm的负电极侧的整流输出端在 次级侧接地,而正电极侧的另一整流输出端通过用于平滑的电容器Cm4在次 级侧接地。
并且,在二极管桥式电路Dm的正电极侧的后一整流输出端上配 备输出端23。
因此,借助于由次级线圈Tm4构成的电压共振电路,通过利用桥式整流 的全波整流,可以获得DC输出电压。
并且,在图6A所示的电路中,利用具 有所需耐压特性的开关元件也可以获得所需输出,并且,性能优良的器件也 可以用于实现有效的电能转换。
并且,可以减少部件数量来缩小电路板面积, 从而使整个设备达到最小。
图6B显示了通过在其中使用了由两个共振电容器与次级线圈串联而成 的电流共振电路的四端电压整流系统,从绝缘转换器变压器PIT中提取出DC 输出电压的另一种电路。
具体地说,在图6B所示的电路中,配备了从次级侧 的接地端到输出端31正向串联的二极管D31、D32、D33和D34。
绝缘转换 器变压器PIT的次级线圈Tm5的一端连接到二极管D32和D33的接点上, 而次级线圈Tm5的另一端则通过电容器C31和C32分别连接到二极管D31 和D32的接点和二极管D33和D34的接点上。
并且,电容器C33与二极管D31和D32的串联电路并联,并且,另一个 电容器C34与二极管D33和D34的串联电路并联。
因此,从次级线圈Tm5 的电流共振电路中可以获得四个电压的DC输出电压。
在图6B所示的电路中, 利用具有所需耐压特性的开关元件也可以获得所需输出,并且,性能优良的 开关器件(晶体管)也可以用于实现有效的电能转换。
并且,可以减少部件数量 来缩小电路板面积,从而使整个设备达到最小。
虽然结合本发明的优选实施例已经对本发明作了如上描述,但应该明白, 这些实施例只是示范性的,本领域的普通技术人员可以对所公开的实施例作 许多修改,而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
                        工业可应用性 如上所述,根据本发明的电源包括转换器变压器,它含有彼此松散耦合 的初级线圈和次级线圈,以及从初级线圈的一端到转换器变压器的一端相邻 地绕制了预定匝数的辅助线圈。
输入电压平滑电容器在其一侧通过正向二极 管与转换器变压器的初级线圈的一端相连接。
开关元件与初级线圈的另一端 相连接。
控制电路控制开关元件,以便次级线圈的输出电压具有预定电压值 (或在预定电压范围之内)。
第二电容器通过正向二极管跨接在辅助线圈的两相 对端之间,以提升施加给转换器变压器的电压。
因此,对于根据本发明的电 源,利用具有所需耐压特性的开关元件可以获得所需转换输出。
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