专利名称：电源电路及其控制方法
技术领域：
本发明涉及 一 种电源电路及其控制方法。
背景技术：
请参阅图1 ，其是 一 种现有技术电源电路的电路结构
示意图。该电源电路1包括 一 输入端1 0 1 、 一整流电路1 1 、 一第 一 滤波电容(未标示)、 一 变压器1 2 、 一整流二极管13、 一第二滤波电容14、 一负载15、 一脉宽调变电路(Switch IC)16、 一晶体管17、 一反馈电路18和一输出端102。
该变压器12包括一初级线圈121和一次级线圈122。 该输入端1 0 1通过该整流电路1 1和该第 一 滤波电容4妄地。 该初级线圈1 2 1 —端通过该第 一 滤波电容接地，该初级线 圈1 2 1另 一 端电连接该晶体管1 7的漏极。该次级线圏1 22 一端通过该整流二极管1 3电连接该输出端1 0 2 ,该次级线 圏122另 一 端"l妄地。该第二滤波电容14和该负载15分别电 连接于该输出端1 0 2与地之间。
该晶体管1 7的源极通过 一 电阻(未标示)接地，其栅极 电连接该脉宽调变电^各1 6 。 该反々责电^各1 8电连接于该脉 宽调变电路1 6和该输出端1 0 2之间。该反馈电路1 8根据该 输出端102输出的电压提供一反馈电压至该脉宽调变电 路16。
请 一 并参阅图2 , 是图1所示电源电路1 0的电压电流 波形示意图。其中，V 1表示该脉宽调变电路1 6加载于该 晶体管1 7栅极的电压波形图，V2表示该整流二极管1 3输 出的电压波形图，II表示该滤波电容1 4向该负载1 5提供 的电流波形图。外界交流电压通过该输入端1 0 1输入该整流电路1 1 ,经该整流电路1 1整流后提供一直流电压于该
变压器12的初级线圈12 1。
该脉宽调变电路1 6加载脉冲电压V 1于该曰 曰曰体管17的
栅极在该脉冲电压V 1控制下，该晶体管1 7交替导通与
截止, 该变压器12的初级线圈121产生变化的电流，该变
压器12的次级线圈122产生一感应电压，该感应电压经该
整流二极管1 3整流后输出如V2所示的电压当该二极管
13输出高电平时，该电压V 2向该第二滤波电容14充电，
该电压V2同时向该负栽15供电。当该二极管13输出低电
平时， 该第二滤波电容1 4》文电，该第二滤波电容14的放
电电流向该负载15供电。
当该二极管1 3输出低电平的时间11较长时， 该第二
滤波电容1 4放电时间较长，该第二滤波电々 谷14需要不断
的充、 放电以向该负载1 5供电。因此，该电源电路10的
输出端1 0 2输出电流11的波动范围l交大。
发明内容
为了解决现有技术中电源电路输出电流波动范围大
的问题，本发明提供 一 种输出电流波动范围小的电源电路。
一种电源电路，其向负载供电，包括一输入端、一
输出端、N个变压单元和一脉宽调变电路，N为大于l的 自然数。该输入端用于接收外部电路输入的电压。该N 个变压单元分别电连接于该输入端与该输出端之间。该 脉宽调变电路分别电连接该N个变压单元。该脉宽调变电 路分别提供N个不同相位的控制信号于该N个变压单元， 每两个控制信号的相位差为3 60/(N+l)度，该N个变压单 无分别接收该脉宽调变电路提供的N个控制信号，并分别 输出N个不同相位的电压于该#T出端。
一种电源电路的控制方法，其包括如下步骤产生N个不同相位的控制信号，N为大于1的自然数，每两个控 制信号的相位差为360/(N+l)度；分别发送该N个相位差 为360/(N+l)度的控制信号于N个变压单元，^使该N个变压
单元分别输出不同相位的N个电压于 一 负载。
与现有技术相比，本发明的电源电路包括N个变压单元， 该N个变压单元分别向负载供电。由于分别发送N个不同相位的控制信号于该N个变压单元，每两个控制信号
的相位差为360/(N+l)度。因此，该分另U加载N个不同相
位的电压于该负载。由于力。载于该负载的N个电压相位不
同,该N个电压对应的4氐电平时间互相补充，,人而减小实
际加载于该负载的电压的低电平时间，进而减小该电源
电路输出电流的波动范围。
图1是 一 种现有技术电源电路的电路结构示意图
图2是图1所示电源电路的电压电流波形示意图。
图3是本发明电源电路的第一实施方式的电路结构
示意图
图4是图3所示电源电路的电压电流波形图。
图5是本发明电源电路的第二实施方式的电路结构
示意图
图6是图5所示电源电路的电压电流波形图。
体实施方式
请参阅图3,是本发明电源电路的第一实施方式的电
路结构示意图。该电源电路包括一输入端201、 一整流电
路2 1 、一脉宽调变电路22、 一第 一 变压单元23 、 一第二
变压单元 24、 一滤波电容 25、 一负载 26、 一反馈电路
27和一-输出端2 0 2。
该整流电路2 1为 一 全桥式整流电路或 一 半桥式整流电路。该脉宽调变电路2 2分别提供不同相位的控制信号 于该第一、第二变压单元23、 24。 该第一、第二变压单 元23 、 24分别接收该脉宽调变电路22的控制信号，并 根据该控制信号输出不同相位的输出电压。该反馈电路 2 7根据该输出端2 0 2输出的电压提供 一 反馈电压于该脉 宽调变电路2 2。
该第一变压单元23包括一第一变压器230、 一第一 晶体管231 、 一第 一 整流二极管232。该第 一 变压器230 包括一第一初级线圈233和一第一次级线圈234。
该第二变压单元24包括一第二变压器240、 一第二 晶体管241、 一第二整流二极管242。 该第二变压器240 包括一第二初级线圈243和一第二次级线圈244。
该输入端 2 01通过该整流电路 2 1 分别电连接该第 一 、第二初级线圈23 3 、 243的 一 端。该第 一 初级线圈23 3 另 一 端电连接该第 一 晶体管2 3 1的漏极。该第 一 晶体管 2 3 1的源极通过 一 电阻(未标示)接地，其栅极电连接该脉 宽调变电路22。 该第 一 次级线圈234 —端接地，另 一 端 经由该第 一 整流二极管 2 3 2的正、负极电连接该输出端 2 0 2。该滤波电容2 5和该负载2 6分别电连接于该输出端 2 0 2与；也之间。
该第二初级线圏 243 另 一 端电连接该第二晶体管 24 1的漏极。该第二晶体管24 1的源极通过 一 电阻(未标 示)接地，其栅极电连接该脉宽调变电路22 。该第二次级 线圈 244 —端接地，另 一 端经由该第二整流二极管 242 的正、负极电连接该输出端202 。 该反馈电路27电连接 于该脉宽调变电路22与该输出端202之间。
请一并参阅图4, 是图3所示电源电路20的电压电 流波形图。其中，VI 、 V2分别表示该脉宽调变电路22 加载于该第 一 、第二晶体管23 1 、 24 1栅极的电压波形图。V3 、 V4分别表示该第 一 、第二整流二极管232、 242输 出的电压波形图。V5表示该滤波电容25两端的电压波 形图。12表示该滤波电容25向该负载26提供的电流波 形图。外界交流电压通过该输入端 2 0 1输入该整流电路 2 1 ，经该整流电路2 1整流后分别提供 一 直流电压于第一 、 第二初级线圈233、 243。
该脉宽调变电路22分别力。载脉冲电压V 1 、 V2于该 第 一 、第二晶体管23 1、 241的栅极，其中，V2较VI有 一 1 2 0度的相位延迟。在该脉冲电压V 1控制下，该第一 晶体管23 1交替导通与截止，该第 一 初级线圈233产生 变化的电流，该第 一 次级线圈 2 3 4产生 一 感应电压，该 感应电压经该第 一 整流二极管2 3 2整流后输出如V3所示 的电压，设电压 V 3的低电平时间为 12 。 在该脉沖电压 V2控制下，该第二晶体管24 1交替导通与截止，该第二 初级线圈243产生变化的电流，该第二次级线圈 244产 生——感应电压，该感应电压经该第二整流二极管 2 4 2整 流后输出如V4所示的电压。其中，V4较V3有一 120 度相位延迟。
该第 一 整流二极管 2 3 2加载电压 V 3至该滤波电容 25 , 在该电压V3的低电平时间t2内，该第二整流二极 管24 2力口载电压 V4至该滤波电容25 ， 因此，实际力口载 于该滤波电容2 5的电压是V 5 , 则力口载于该滤波电容2 5 的实际电压 V5的低电平时间为 t3, t3<t2。 该滤波电容 25在该电压V5作用下不断充、放电，从而向该负载26 提供如12所示电流。
与现有技术相比，本发明的电源电路2 0包括第一 、 第二变压单元23 、 24,该脉宽调变电路22分别提供具有 120度相位差的脉沖电压于该第 一 、第二变压单元23、 24 ，该第 一 、第二变压单元23 、 24分别加载具有120度相位差的电压于该滤波电容2 5 。
由于在该第 一 变压单元 23输出电压V3的低电平时间t2内，该第二变压单元24 加载电压 V4于该滤波电容2 5， 因此，实际力口载于该滤 波电容25的电压V5的低电平时间减小为t3 ， 从而减小 了该滤波电容2 5的放电时间，进而减小了该电源电路2 0 输出电流的变化范围。
由于该滤波电容2 5仅在时间13内向该负载2 6供电， 该滤波电容2 5的供电时间缩短，从而降低了该滤波电容 25的工作温度，进而延长了该滤波电容25的寿命。本发 明的电源电路20的第一、第二变压器230、 240采用单 向推动，该脉宽调变电路 2 2输出电压的占空比可达到 50%以上而不会损坏该第 一 、第二变压器 230 、 240。同 时，较釆用双向推动变压器(如全波推挽式变压器)的电源 电路，该电源电路20的第一、第二变压器230、 240的 工作频率降低，从而降低该电源电路2 0的,兹损耗。
请参阅图5 ，是本发明电源电路的第二实施方式的电 路结构示意图。该电源电路3 0与第 一 实施方式的电源电 路2 0的区别在于该电源电路3 0包括N个变压单元(未 标示)，其中，N为大于2的自然数。
一脉宽调变电路3 2分别提供N个不同相位的控制信 号于该N个变压单元，该N个控制信号中，每二控制信 号的相位差为3 6 0/(N+ 1 )度。该N个变压单元在该控制信 号控制下分别提供N个电压于 一 滤波电容3 5 ，设该N个 电压分别为Vl Vn,如图6所示。该N个电压Vl Vn互 相低电平时间，因此，加载于该滤波电容3 5的实际电压 如VO所示。该滤波电容3 5在该电压VO作用下充、放 电，从而向负载3 6提供如13所示电流。
与现有技术相比，本发明的电源电路3 0包括N个变 压单元，该脉宽调变电路3 2分别提供N个不同相位的控制信号于该N个变压单元，该N个变压单元在该控制信 号控制下分别提供N个不同相位的电压V 1 Vn于该滤波 电容 35, 其中，二相邻电压的相位差为 360/(N+l)度。 该N个电压VI Vn互相补充低电平时间，当N足够大时， 实际力。载于该滤波电容 3 5 的电压的低电平时间近似为 0 。 因此，该脉宽调变电路 3 2输出电压的占空比可在 1%~99%范围内变化，而实际力口载于该滤波电容35的电 压的低电平时间近似为0 。 该电源电路3 0不需该滤波电 容3 5即可实现直流输出，且输出电流13变化范围进一 步减小。
当实际加载于该滤波电容3 5的电压的低电平时间近 似为 0时，仅由该变压单元向该负载供电，该滤波电容 3 5仅提供轻载滤波的功能，该滤波电容3 5工作温度降 低。该滤波电容3 5亦可采用低容量的电容。同时，由于 由N个变压单元向该负载36供电，该电源电i 各30可实 现大电流供电，从而提高输出功率。
本发明的特征不仅可应用于上述的实施方式，，更可 依需求而作适当应用上的变更。例如，该电源电^各可包
括N个反馈电路，每 一 反馈电路反馈 一 变压单元输出的 电压于该脉宽调变电路，并不限于上述实施方式所述。
10
权利要求
1. 一种电源电路，其包括一输入端、一输出端、N个变压单元和一脉宽调变电路，N为大于1的自然数，该输入端用于接收外部电路输入的电压，该N个变压单元，分别电连接于该输入端与该输出端之间，该脉宽调变电路分别电连接该N个变压单元，其特征在于该脉宽调变电路分别提供N个不同相位的控制信号至该N个变压单元，每两个控制信号的相位差为360/(N+1)度，该N个变压单元分别接收该脉宽调变电路提供的N个控制信号，并分别输出N个不同相位的电压于该输出端。
2 .如权利要求1所述的电源电路，其特征在于该电源电路还包括 一 整流电路，该N个变压单元分别接收该整流电路输出的直流电压。
3 .如权利要求1所述的电源电路，其特征在于二该电源电路还包括 一 滤波电容，该N个变压单元输出的1 N个电压经由该滤波电容滤波后/人该输出端#r出。
4 .如权利要求1所述的电源电路，其特征在于每变压单元包括 一 变压器、 一 晶体管和一 二极管，该变压器包括 一 初级线圈和 一 次级线圈，该初级线圈一端接收外界输入电压，另 一 端电连4妄该晶体管漏极，该曰曰体管源极接地，棚-才及电连接该脉宽调变电3各，该次级线圏一端接地，另 一 端经由该二极管电连接该l命出端。
5 .如权利要求4所述的电源电路，其特征在于每一变压单元还包括 一 电阻，该晶体管的源才及经由该电阻接地
6 .如权利要求1所述的电源电路，其特征在于该电源电路还包括 一 反馈电路，该反馈电路电连接于该数出端与该脉宽调变电路之间，用于反馈该电源电^各输出的电压至该脉宽调变电路。
7 .如权利要求1所述的电源电路，其特征在于该电 源电路还包括N个反馈电路，该N个反馈电路分别反馈该 N个变压单元输出的电压于该脉宽调变电路。
8.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于N等 于2 ， 该脉宽调变电路分别提供二相位差为1 2 0度的控制 信号于该二个变压单元。
9 . 一种电源电路的控制方法，其包括如下步骤a.产生N个不同相位的控制信号，N为大于1的自然 数，每两个控制信号的相位差为3 6 0/(N+l)度；b .分别发送该N个控制信号至N个变压单元，使该N 个变压单元分别输出不同相位的N个电压于一负载。
10 .如权利要求9所述的电源电路控制方法，其特征 在于该N个变压单元输出的不同相位的N个电压中，每 两个电压的相位差为3 60/(N+l)度，该不同相位的N个电 压经滤波后向该负载供电。
全文摘要
本发明涉及一种电源电路及其控制方法。该电源电路包括一输入端、一输出端、N个变压单元和一脉宽调变电路，N为大于1的自然数。该输入端用于接收外部电路输入的电压。该N个变压单元分别电连接于该输入端与该输出端之间。该脉宽调变电路分别电连接该N个变压单元。该脉宽调变电路分别提供N个不同相位的控制信号于该N个变压单元，每两个控制信号的相位差为360/(N+1)度，该N个变压单元分别接收该脉宽调变电路提供的N个控制信号，并分别输出N个不同相位的电压于该输出端。
文档编号H02M7/5395GK101431300SQ20071012428
公开日2009年5月13日 申请日期2007年11月7日 优先权日2007年11月7日
发明者林静忠 申请人:群康科技(深圳)有限公司;群创光电股份有限公司