多路输出转换器及其控制方法
【技术领域】
[0001]以下描述涉及能够向多个输出单元提供具有不同电平的电压的多路输出转换器，以及控制该多路输出转换器的方法。
【背景技术】
[0002]开关电源装置是用于通过使用脉宽调制(PffM)控制切换直流(DC)电压来产生恒定电压的电源装置。由于开关电源装置通过反馈负载的变化来执行PWM控制，所以虽然负载发生变化，但是开关电源装置仍能产生恒定电压，并且由于开关电源装置使用相对高的频率(数十KHz至数百KHz)执行切换操作，所以能够减小电感部件或电容部件(诸如变压器或电容器等)的尺寸，并且因此开关电源装置目前被用作很多电子产品的电源装置。
[0003]因此，在用于需要多种电力(例如，5V、12V、24V等)的电子产品中的开关电源装置的DC-DC转换器中，应该在多个输出端子中输出多种电力，并且应该根据使用的电子产品，同时提供多种输出电力。
【发明内容】
[0004]技术问题
[0005]本发明涉及提供能够使用时分多路控制方法独立地控制转换器的多个输出端子的多路输出转换器，以及控制该多路输出转换器的方法。
[0006]技术方案
[0007]本发明的一方面提供一种多路输出转换器，所述多路输出转换器包括:电力转换电路和切换控制单元，所述电力转换电路包括:输入单元，该输入单元包括初级开关；变压器单元，该变压器单元被设置为转换经由所述输入单元施加的输入电力的幅值；输出单元，该输出单元包括多个输出端子以便接收经由变压器单元施加的电力；以及次级开关单元，该次级开关单元包括分别被安装在多个输出端子中并且按时分多路控制方法被控制的多个次级开关，所述切换控制单元被设置为将脉宽调制信号发送到初级开关和次级开关，以便按时分多路控制方法控制所述初级开关和所述次级开关。
[0008]所述多路输出转换器可以还包括反馈电路单元，该反馈电路单元被设置为检测多个输出端子的电压，并且将检测到的电压传输到切换控制单元，以便独立地执行对包括在输出单元中的多个输出端子的反馈控制。
[0009]当经由反馈电路单元接收到关于多个输出端子的电压信息时，切换控制单元可以根据电压信息按时分多路控制方法控制初级开关和多个次级开关，并且独立地补偿相对应的输出端子的电力。
[0010]可以提供至少一个初级开关，并且可以提供多个次级开关，并且切换控制单元可以通过在一个取样周期中使初级开关与多个次级开关同步来执行时分多路控制方法。
[0011]切换控制单元可以以频率fs操作初级开关，并且当存在η个次级开关时，以频率fs/n操作每一个开关，并且在一个周期期间控制连接到多个次级开关的多个输出端子的电力。
[0012]当次级开关的数量是η时，切换控制单元可以在时间周期Ts中顺序地控制次级开关，并且在N个时间周期nTs中独立地控制次级开关。
[0013]本发明的另一方面提供一种多路输出转换器，所述多路输出转换器包括:输入单元，该输入单元包括至少一个初级开关；变压器单元，该变压器单元被设置为转换经由输入单元施加的电力的幅值；以及输出单元，该输出单元包括经由变压器单元接收电力的多个独立的输出端子，并且在所述输出端子中输出施加的电力，其中，多个独立的输出端子中的每一个包括被单独驱动的次级开关，并且与初级开关的脉宽调制(PWM)控制同步，并且按时分多路控制方法被控制。
[0014]包括在输出单元中的独立的输出端子可以通过共同共享输入单元来连接，并且接收经由变压器单元转换的电力的输出端子可以通过次级开关的操作来确定。
[0015]所述多路输出转换器可以还包括反馈电路单元，该反馈电路单元被设置为检测多个独立的输出端子中的每一个的电力，以便独立地控制多个输出端子的电力的幅值。
[0016]本发明的又一方面提供一种控制多路输出转换器的方法，所述多路输出转换器包括:输入单元，所述输入单元包括至少一个初级开关；变压器单元，所述变压器单元被设置为转换经由输入单元施加的电力的幅值；多个次级开关，所述多个次级开关接收经由变压器单元施加的电力并且被安装在输出施加的电力的多个输出端子中，所述方法包括以下步骤:通过按时分多路控制方法控制多个次级开关，顺序地构造输出端子和变压器单元的闭合电路；以及当按照时分多路控制方法控制多个次级开关时，通过与初级开关相关联地控制，每一次不同地形成经由多个次级开关施加的电力的幅值。
[0017]有益效果
[0018]根据本发明的这些方面，可以方便、精确且独立地控制设置在多路输出转换器中的多个输出端子。
【附图说明】
[0019]图1是示出根据本发明的示例性实施方式的多路输出转换器的框图；
[0020]图2是示出施加到根据本发明的示例性实施方式的多路输出转换器的脉宽调制信号的示例的图；
[0021]图3是示出根据本发明的示例性实施方式的多路输出转换器的电路图；
[0022]图4a至图4d是示出在图2中示出的多路输出转换器的工作模式的图；以及
[0023]图5是示出根据在图3中示出的多路输出转换器的工作模式的脉宽调制信号、电压信号和电流信号的示例的曲线图。
【具体实施方式】
[0024]接下来，下文将参照附图更详细地描述根据本发明的实施方式的多路输出转换器以及控制该多路输出转换器的方法。当在每一个附图的元件中添加附图标记时，如果可能，即使相同的元件在其它附图中示出，针对相同的元件也使用相同的附图标记。
[0025]图1是示出根据本发明的示例性实施方式的多路输出转换器的框图，并且图2是示出施加到根据本发明的示例性实施方式的多路输出转换器的脉宽调制信号的示例的图。
[0026]多路输出转换器I可以包括电力转换电路100和控制电路200。
[0027]电力转换电路100可以包括输入单元10、变压器单元20、次级开关单元30和输出单元40。
[0028]输入单元10可以包括初级开关SP1，并且初级开关SP1的数量可以是至少一个。输入单元10可以经由输入的直流电力来接收电力，接收来自控制电路200的脉宽调制(PffM)信号，并且根据该PWM信号将输入的直流电力传输到变压器单元20。
[0029]变压器单元20可以通过转换(增大或减小电压)输入的电力来输出转换的电力，并且包括具有η:1的匝数比的初级线圈和次级线圈。
[0030]次级开关单元30可以包括多个次级开关SS1、SS2、……、SSn以便切换经由变压器单元20施加的输入电力并将其传输到输出单元40。次级开关单元30的多个次级开关SSpSS2,……、SSn可以根据经由控制电路200施加的控制信号按时分多路控制方法被接通或断开。
[0031]输出单元40可以包括多个输出端子(次级输出1、次级输出2、……、次级输出η)，并且所述多个输出端子可以分别连接到包括在次级开关单元30中的多个次级开关SS1、SS2,……、SSn,并且按时分多路控制方法接收输出电压。
[0032]控制电路200可以包括反馈电路单元230和切换控制单元260。
[0033]反馈电路单元230可以检测从电力转换电路100的多个输出端子输出的电压，并且将它们提供到切换控制单元260。反馈电路单元230可以按时分多路控制方法控制从多个输出端子输出的电压，并且将它们中的每一个传输到切换控制单元260以具有时间差，并且恒定地保持包括在输出单元40中的多个输出端子(次级输出1、次级输出2、……、次级输出η)中的每一个的输出电压。
[0034]切换控制单元260可以将切换信号发送到电源转换电路100的输入单元10和次级开关单元30，并且控制输入单元10和次级开关单元30中的每一个的切换操作。
[0035]切换控制单元260可以按时分多路控制方法来控制输入单元10和次级开关单元30。根据时分多路控制方法，切换控制单元260可以以频率fs对包括在输入单元10中的初级开关SPdAR PffM控制，并且以频率fs/n对包括在次级开关单元30中的η个开关中的每一个开关执行PWM控制。根据时分多路控制方法，可以在N个时间周期nTs期间控制连接到次级开关单元30的每一个输出端子上的电压，并且可以在一个切换周期Ts期间独立地控制包括在输出单元40中的多个输出端子中的每一个。另外，可以在一个单独的切换周期期间通过与初级开关PffM控制同步来顺序接通包括在次级开关单元30中的每一个开关。因此，可以在一个取样周期内单独地控制输出单元40的每一个输出端子。
[0036]参照图2，当次级开关单元30中包括η个开关时，切换控制单元260可以在N个时间周期nTs期间对初级开关SPdAR PffM控制，并且通过在一个取样周期Ts中顺序地接通包括在次级开关单元30中的次级开关SSpSS2、……、SSn*的每一个来在N个时间周期nTs期间控制包括在次级开关单元30中的所有次级开关SSpSS2、……、SSn。因此，可以单独地控制连接到包括在次级开关单元30中的次级开关SSpSS2、……、SSn*的每一个的所有输出端子(次级输出1、次级输出2、......、次级输出η)。
[0037]图3是示出根据本发明的示例性实施方式的多路输出转换器的电路图，图4a至图4d是示出在图2中示出的多路输出转换器的工作模式的图，以及图5是示出根据在图3中示出的多路输出转换器的工作模式的脉宽调制信号、电压信号和电流信号的示例的曲线图。
[0038]图3是示出在图1中示出的多路输出转换器的输出单元被设置为双端型的示例的电路图，并且本发明的实施方式不限于具有双端型的多路输出转换器。
[0039]多路输出转换器I可以包括电力转换电路10a和控制电路200a。
[0040]电力转换电路10a可以包括输入单元10a、变压器单元20a、次级开关单元30a和输出单元40a。
[0041]输入单元1a可以包括初级开关SP1和初级开关SP 2，并且初级开关SPjP初级开关SP2可以包括两个开关SP JP SP 2。输入单元1a可以经由输入的直流电力来接收电力，并且通过接收来自控制电路200a的PffM信号来切换施加的输入的直流电力，并将其传输到变压器单元20a。
[0042]变压器单元20a通过将