专利名称：产生直流电压的方法、电路装置及开关模式调整监控模块的制作方法
技术领域：
本发明系关于一种自输入电压产生二或更多经调整输出电压之方法，其中-感应能量储存装置的充电及放电循环系藉由主开关装置控制，及-在充电循环期间，该感应能量储存装置系由该输入电压馈入，及输出侧电荷储存装置系由该感应能量储存装置馈入，及在放电循环期间，伴随该输出电压的负载电流系由该电荷储存装置馈入。
背景技术：
开关模式调整装置一般可细分为具脉冲副组件的开关模式调整器装置，降阶式转换器、升阶式转换器及反向转换器，及在该原侧被脉冲的开关模式调整装置，如单端转换器及推挽转换器。一般，在此情况下，至该开关模式调整装置的输入电压可藉由经过感应能量储存装置及在充电/放电循环过程之电流的合适控制而被转换为自该开关模式调整装置的输出电压。输出电压可由藉由可控制主开关装置所进行的该感应能量储存装置的该充电/放电循环的时间序列控制做为测得输出电压的实际值及标称值间的差距之函数而被调整。
由在该输入电压的波动及由在输出侧流出的变动负载电流所产生的波动所引起的在输出电压的实际值及标称值间的差距被连续地补偿，在此情况下，该感应能量储存装置的该充电/放电循环系经由该主开关装置被开启的时间至该主开关装置被关闭的时间之比值而被控制。
为进行此工作，该输出电压的实时实际值与该输出电压的标称值比较，且该主开关装置被开启的时间至该主开关装置被关闭的时间之比值以此比较结果的函数变化。在此情况下，该输出电压的评估及驱动该主开关装置的控制信号之生成于开关模式调整监控装置被进行。
若现在目的为由一输入电压产生具不同标称值的二或更多经调整输出电压，则直到现在，二或更多并联连接的开关模式调整装置或串联调整器一直为需要的以进行此目的。
在此情况下，串联调整器不利地具正比于与至该串联调整器的输入电压及该输出电压间的差的高电力损失，及流经该串联调整器的该负载电流。额外开关模式调整装置皆需要进一步的感应能量储存装置及进一步的开关模式调整监控装置，在一些情况下，此促使更多组件，具相当大的空间要求。在系统板上增加的电路复杂性及空间要求为昂贵的。
在原脉冲开关模式调整器的情况下，变压器的原及次绕组被用做感应能量储存装置。藉由具二或更多次绕组，其具与主绕组不同的圈数比，诸如此类的开关模式调整装置<其一般亦被称为开关模式电力供应>供应二或更多不同的输出电压。在此情况下，正比于输出电压之其一的测量电压被经由如光耦合器传送回到变压器的原侧，测量电压的值以类似上述方式与标称值比较，且该主开关装置被开启及被关闭的时间以比较结果的函数被控制。此进一步输出电压亦经由该伴随的次绕组被调整至某一程度，然而，在自该输出电压之其一馈入的该负载电流的波动亦造成在该输出电压的波动，这些输出电压亦被调整。亦被调整的输出电压系依经调整输出电压的控制响应而定，隔线干扰的干扰位准存在于该开关模式电力供应的输出电压间。
发明内容
所以本发明的一目的为提供一种方法，其允许在开关模式调整装置的协助下自共同输入电压的二或更多相互独立的经调整输出电压的产生，且其中与习知开关模式调整装置相较，昂贵组件的数目、在电路装置系统板的空间要求、及电力损失可被显著减少。本发明的进一步目的为提供一种电路装置及一种开关模式调整监控模块，其每一皆允许此种方法。
对起初所提及形式的方法，根据本发明的此目的可由叙述于权利要求第1项的区别部分之特征达到，达到此目的的电路装置被订定于权利要求第22项，且达到该目的的开关模式调整监控模块被订定于权利要求第42项。在每个情况下，有利发展被包含于个别相依权利要求内。
在自一输入电压产生二或更多经调整输出电压的习知方法的情况下，感应能量储存装置的充电及放电循环亦首先藉由主开关装置以根据本发明方法为基础而被控制，且在充电循环期间，该感应能量储存装置系由该输入电压馈入，及在放电循环期间，输出侧电荷储存装置系由该感应能量储存装置馈入及伴随该输出电压的负载电流系由该电荷储存装置馈入。
然而，若一般仅输出电压之其一直接由至该主开关装置的驱动被调整，且若所有其它输出电压全部藉由他们自己的调整器装置如串联调整器被调整，则根据本发明，该伴随该输出电压的电荷储存装置系交替地由该感应能量储存装置馈入，使得所有输出电压仅由根据本发明该主开关装置的驱动被调整。
为进行此目的，每一电荷储存装置及因而每一输出电压伴随着一部分周期，其皆由该感应能量储存装置的充电循环及放电循环形成，在此部分周期内该主开关装置依据在那时伴随其的输出电压调整要求的功能被驱动。
该输出电压使用时分多任务方法被调整，其以基本上与根据习知方法由开关模式调整装置的单一输出电压的调整所需的空间消耗及昂贵组件的数目相同，组件数目显著减少。不论经调整输出电压的数目，在每一情况下，仅一感应能量储存装置及一开关模式调整监控装置为必需的。而且，不需提供进一步下游串联调整器，基于串联调整器电力损失显著少于习知方法的电力损失。
为馈入该电荷储存装置，该电荷储存装置的每一交替地以一种方式连接至该感应能量储存装置使得在该感应能量储存装置的放电循环期间，电荷电流自该感应能量储存装置流至该个别相关电荷储存装置。
在每一情况可控制次开关装置较佳为被提供于在该电荷储存装置及该感应能量储存装置间的电流路径以用于此目的，该放电循环接着以一种简单方式藉由该次开关装置的合适关闭及开启而伴随该电荷储存装置。该次开关装置的结构基本上由相关负载电流所主导。在一般应用中，该次开关装置系为MOSFET晶体管的形式。
测量路径被提供于该电荷储存装置及该开关模式调整监控装置间，该个别相关输出电压的实际值系经由该测量路径被侦测及因而允许该感应能量储存装置的充电及放电循环依个别相对应输出电压的实际值与标称值间的比较之函数而被控制。
在每一情况该电荷储存装置基本上在该部分周期的该放电循环的至少一周期被连接至该感应能量储存装置。然而，较佳为每一电荷储存装置在整个部分周期被连接至该感应能量储存装置，且该主开关装置被设定为在对应于该充电时间的时间为开启的，且被设定为在对应于该放电时间的时间为关闭的，对应于相关输出电压的调整要求。
依据根据本发明方法的一特佳具体实施例，一种整流器装置，其必须在任何情况下被提供用于开关模式调整装置的功能性，以一种方式被排列，其简化该次开关装置的驱动及结构。若二或更多整流器二极管，其每一系伴随着输出臂之其一，被提供，以如取代单一整流器装置，其必须被提供用于自该感应能量储存装置的输出信号之整流功能，则该次开关装置的时间开关正确性的要求为较不严苛的。
此亦允许在每一情况该感应能量储存装置的充电/放电循环之其一与伴随该输出电压之其一的电荷储存装置间的联合，在每一情况具指示标称值，其中所有该次开关装置为开启的，其相对应输出电压具较指示标称值为低的标称值。在此情况下，一整流器装置必须被提供于每一输出路径。
根据进一步结构，在每一情况该次开关装置被排列于每一电荷储存装置及该感应能量储存装置间，一或更多该次开关装置可在每一部分周期以关闭状态被操作。
根据本发明方法可以该开关模式调整器装置的各种结构被实施，若线圈被提供做为该感应能量储存装置，则此与该主开关装置一起及可能地与进一步整流器装置可被构形及操作为降阶式转换器、升阶式转换器或反向转换器。
然而，特别有利的是变压器被提供做为该感应能量储存装置，在此情况下，在充电循环期间，该变压器经由主绕组馈入，及在放电循环期间，经由至少一次绕组放电。
该开关模式调整器装置可接着使用具二或更多输出电压的单端转换器转换器或推挽转换器拓朴被设计及操作。在此情况下，该输出电压可经由一或更多次绕组被分线。根据本发明方法的进一步优点可由此特佳具体实施例明显看出。
例如，根据本发明被设计做为原脉冲的开关模式电力供应的开关模式调整器装置不以与对照习知开关模式电力供应<其具越过在该变压器的循环的固定电压>相同的方式操作。事实上，在每一部分周期，其产生越过圈的电压，其由该实时相关输出电压所主导。根据本发明的原脉冲开关模式电力供应的输出电压的标称值接着被有利地不再固定于越过圈的固定电压的整数倍。事实上，每一输出电压被个别地及与电压比无关地被调节。此允许开关模式电力供应的变压器的标准化，因他们的绕组不再需要被特定地符合该输出电压的标称值。
根据本发明方法原脉冲开关模式调整器装置的进一步原优点为在主开关装置的电力损失被显著减少。在单端转换器的情况下，其中该主开关装置在该感应能量储存装置的一连接，亦即该变压器的主绕组，及地电位间操作，越过该主开关装置的开关接触<如越过穿过功率晶体管的源极-汲极路径>减少的开关电压由至该单端转换器的输入电压及伴随该个别部分周期的输出电压之总和所主导的输出电压。在功率晶体管的电力损失随关闭电压的值增加。藉由单端转换器或推挽转换器自输入电压产生二或更多输出电压之习知方法，该开关电压由该输入电压及乘以变压器的电压比的最大输出电压而得到，然而，因根据本发明伴随仅一或更多部分周期的该最大输出电压少于被变压至在其余部分周期的原侧的该最大输出电压，故在该主开关装置的损失以特别有利的方式被减少。
该次开关装置被排列于伴随着经调整电压的任何输出分支，若该次开关装置接着以一种方式被控制，这一且仅仅一，次开关装置在任何已知时间为关闭状态，则以此种方式操作的开关模式调整器装置的操作模式的输出电压之标称值可被自由地变化，此允许开关模式调整器装置以高弹性方式被操作。
根据本发明方法的另一较佳具体实施例，没有任何开关装置被提供于伴随该最大输出电压的该个别输出路径，因在几乎所有开关模式调整器拓朴，在任何情况一般为串联二极管形式的整流器装置被提供于半波整流的输出侧及以防止进入该开关模式调整器装置的输出之逆电流，整流器装置被有利地提供于连接至共同次绕组的每一输出路径。在伴随低输出电压的该主开关装置的部分周期，越过该副变压器绕组的圈的电压对应于该低输出电压。在伴随高输出电压的整流器装置被连接以使他们被反向偏压。伴随其它部分周期的输出电压因而自该变压器的次绕组被去耦合，无论该次开关装置的状态。所以此有利地避免至少一次开关装置的需求。而且，至少一些次开关装置的关闭时间可被关于该开关电力损失而最适化。
根据本发明第一具体实施例的方法允许固定频率开关模式调整器装置的操作。
根据本发明方法的一特佳具体实施例，该变压器磁化方法的结束被暂存，且因而部分周期的结束被控制。根据本发明，自该开关模式调整器装置的经调整输出电压由该开关模式调整器装置的准谐振操作被产生。
在根据本发明方法的进一步较佳具体实施例中，所有要被调整的电压被连续监控，且伴随该输出电压的部分周期的序列符合如经改变负载条件及/或预先决定的内部优先权。主开关装置的顺序可接着以特别有利的方式以需求的函数被控制。
根据本发明方法的进一步较佳具体实施例，该经调整电压的至少一的最大电力被限制被限制。根据本发明方法的进一步优点为在特别是原脉冲开关模式电力供应的操作系关于该输出电压中的一仅有时被需要的情况。在电子器具及具待机状态的装置的开关模式电力供应之情况下，需求仅有时发生，电子器具及具待机状态的装置据以一般称的爆冲模式操作的开关模式电力供应，在此情况下，该开关模式电力供应以相当长的时间间隔被短时间地开启。电压降低因而接着在副侧发生，且此促使额外电路复杂性。根据本发明方法允许待机模式以特别简单的方式被执行，此系藉由当该电子器具为在待机模式时，跳过伴随不为必要的输出电压的变压器的那些充电/放电循环。
根据本发明方法可与根据本发明开关模式调整器装置一起被进行以自一输入电压产生二或更多输出电压，根据本发明开关模式调整器装置不仅包括感应能量储存装置、主开关装置<其在关闭状态控制该感应能量储存装置自该输入电压之馈入及在开启状态控制该感应能量储存装置之放电、及二或更多输出侧电荷储存装置<其由该感应能量储存装置馈入且每一伴随输出电压之其一，亦包括至少一次开关装置<其皆排列于输出侧电荷储存装置之其一及该感应能量储存装置之间及交替地连接该输出侧电荷储存装置至该感应能量储存装置>。
根据本发明开关模式调整器装置较佳为具开关模式调整器监控装置，其连接至该主开关装置及该次开关装置，并控制它们。
测量路径被形成于该输出侧电荷储存装置之其一及该开关模式调整监控装置间，且每一传送测量变量，其系正比于该相关输出电压，至该开关模式调整监控装置。
在每一情况下，该开关模式调整监控装置进一步具比较器单元，每一比较器单元伴随着该测量路径之其一以比较经由该测量路径传送的测量变量，与个别相关标称值。
整流器装置被排列于该次开关装置及该感应能量储存装置之间且阻挡经由该感应能量储存装置的该输出侧电荷储存装置的放电。
根据本发明电路装置的第一较佳具体实施例，除了伴随具最大标称值的输出电压的该输出侧电荷储存装置，该次开关装置之其一伴随每隔一电荷储存装置。整流器装置接着伴随每一该电荷储存装置，该次开关装置之其一可被储存已用于该开关模式调整装置的经适当地采用的操作。
在另一具体实施例中，该输出侧电荷储存装置的每一具相关次开关装置。在此情况下，整流器装置的数目可被减少。而且，诸如此类的电路装置显现操作的高变化性。
若该感应能量储存装置为线圈的形式，则根据本发明的该开关模式调整装置可为降阶式转换器、升阶式转换器或反向转换器的形式。
然而，特佳为该感应能量储存装置为变压器的形式其可经由主绕组馈入及经由至少一次绕组放电，且其与该主开关装置一起排列以形成单端转换器或推挽转换器结构。
根据本发明，该开关模式调整装置具同步化该充电/放电循环的周期记数器单元，而且，较佳为具磁化测量路径，其连接个别能量储存装置至该周期记数器单元及经由此该周期记数器单元被控制做为该感应能量储存装置的磁化状态的函数，此外，多任务器单元被提供，其由该周期记数器单元控制且连接该比较器单元的输出之其一至控制放大器/调制单元的输入。
根据本发明的该开关模式调整监控装置的驱动单元控制该次开关装置为自该周期记数器单元的输出信号之函数。
该开关模式调整监控装置亦较佳具顺序控制单元，其控制该及该多任务器单元为自该周期记数器单元及自该多任务器单元的输出信号之函数。
根据本发明，在此情况下，该顺序控制的内部规划受至该顺序控制单元的规划输入之影响。该开关模式调整装置接着被简单地及以不同用途的特别多样地方式被构形，或者可符合在操作期间改变的环境条件。
至少自该比较器单元的输出信号转变为控制信号以控制该主开关装置的该控制放大器/调制单元、该多任务器单元、该驱动单元、该顺序控制单元及该比较器单元的子集较佳为被集成于组件壳体。一方面集成允许该开关模式调整装置的紧密结构，在此情况下，集成亦为特别有利的因为以此种方式所集成的开关模式调整装置之普遍性涵盖广范围的应用且原则上满足因大量生产制造成本可被进一步减少的先决条件。
根据本发明，亦较佳为在根据本发明的该开关模式调整装置提供该开关模式调整监控装置，其被提供于单端转换器或推挽转换器的副侧及自来自该开关模式调整装置的输出电压之其一所供应。则此不再需要如将测量路经馈至该转换器的原侧，此节省其它空间消耗及昂贵组件如信号变压器或光耦合器。
结果，为激活诸如此类的开关模式调整装置，亦有利的是提供具开关模式调整装置激活模式的内部控制单元的主开关装置，其由该开关模式调整装置的操作之激活而被完成。
图会参考附图被解释于下文，且相同参考符号可被用于交互相对应组件。在附图中图1显示习知开关模式调整装置之示意电路图，其为单端返驰式转换器之形式，且具三个经调整输出电压，图2显示根据本发明开关模式调整装置之示意电路图，其为单端降阶式转换器之形式，图3显示根据本发明开关模式调整装置之示意电路图，其为单端升阶式转换器之形式，图4显示根据本发明开关模式调整装置的第一示例具体实施例之示意电路图，其为单端返驰式转换器之形式，图5显示根据本发明开关模式调整装置的副示例具体实施例之示意电路图，其为单端返驰式转换器之形式，图6显示根据本发明开关模式调整装置之示意电路图，其为推挽返驰式转换器之形式，
图7显示根据本发明开关模式调整装置之示意电路图，图8显示图7所示的开关模式调整装置之时序图。
具体实施例方式
图1显示一种由一AC输入电压UAC产生三个输出电压U1、U2、U3的习知开关模式调整装置，且该输出电压U1、U2、U3为与该输入AC输入电压UAC DC-隔离的。该输入AC电压UAC被供应至滤波器电路FS的输入。在该滤波器电路FS的输出所产生的电压藉由桥式整流器及电荷储存装置CL被整流。该经整流电压被供应至变压器TR1的主绕组LP的一端。该主绕组LP的另一端系连接至半导体开关的汲极连接，其用作主开关装置SE。该主开关装置SE由开关模式调整监控IC被控制。在关闭状态，该主开关装置SE连接变压器TR1的主绕组LP的第二端至在该开关模式电力供应的原侧的地电位。该变压器TR1具第一次绕组LS1、第二次绕组LS2及第三次绕组LS3。越过次绕组LS1、LS2、LS3的匝数的电压由整流器装置V1、V2、V3及电荷储存装置CS1、CS2、CS3转换为该输出电压U1、U2、U3。正比于输出电压U1的测量变量经由第二变压器TR2馈回至第一变压器TR1的原侧。越过次绕组LS2及LS3的turns的电压依个别次绕组LS2、LS3相关于该主绕组LP的电压比而定。在此实例中，串联调整器R2及R3被提供用于该输出电压U3、U2的调节，该串联调整器R2及R3亦允许该个别输出电压被自输入电压UAC的振幅，及自在第一输出电压U1的波动被去耦合。因该串联调整器R2、R3在自高电压向低电压的方向操作，越过LS3及LS2的循环的电压必须显著高于该输出电压U3及U2，以确保足够的电压余欲。此造成在该串联调整器R2、R3的增加电力损失。
说明于图2的根据本发明的该开关模式调整器具主开关装置SE及感应能量储存装置L，其与开关模式调整器二极管DE一起排列于降阶式调整器拓朴。开关模式调整监控IC控制自该输入电压UE的该感应能量储存装置L之馈入或充电，此输入电压UE施用于该开关模式调整装置的输入。在该感应能量储存装置L经由两个并联连接的输出路径<其伴随着个别输出电压U1、U2>的放电期间电荷储存装置C1、C2系经由整流器二极管V1、V2被充电，该电荷储存装置C1、C2系伴随着该输出电压U1、U2。在本发明示例具体实施例中，一次开关装置S1、S2被提供于每一输出路径。若该输出电压U1、U2为具不同标称值的电压，则依据根据本发明的该开关模式调整装置的另一示例具体实施例，在伴随具较高标称值的输出电压的输出路径上的次开关装置S1或S2可被省略。
该开关模式调整监控IC系连接至输出路径且能够以合适方式控制该主开关装置SE及该次开关装置S1、S2，该输出电压U1、U2的实际电压被连续与伴随它们在该开关模式调整监控IC的标称值比较。做为实例，该第一次开关装置S1现在在该部分周期为关闭的。该感应能量储存装置L的充电及放电的时间经由该主开关装置SE被开启及关闭的时间被控制，以调整该输出电压U1。该第一次开关装置S1亦在该感应能量储存装置L的二或更多充电/放电循环维持是关闭的。该次开关装置S1接着被开启，且该第二次开关装置S2为关闭的。叙述于上用于该输出电压U1的步骤被重复用于该输出电压U2。
该感应能量储存装置L的磁化方法之结束可藉由该开关模式调整监控IC经由电阻器RT在磁化测量路径上被侦测，此磁化测量路径连接该感应能量储存装置L至该开关模式调整监控IC。若该次开关装置S1、S2被严格地交替开关，则单一整流器二极管V1或V2可取代两个整流器二极管V1、V2而被排列于两个输出路径共享的路径上。在此情况下，输出路径的数目未被局限于两个，而是可依负载条件延伸。
说明于图3的根据本发明电路装置与说明于图2的根据本发明电路装置之不同为该主开关装置SE及该感应能量储存装置L的排列以形成升阶式转换器拓朴。在此情况下，根据本发明，具仅一二极管装置DE及两个次开关装置S1、S2的结构及具两个整流器装置V1、V2及仅一次开关装置S1或S2的结构为可能。
图4显示以单端转换器形式的开关模式调整装置，该感应能量储存装置系由变压器TR1形成，该主开关装置SE系与变压器TR1的主绕组LP串联排列。在最简单的情况下，该变压器TR1的次绕组LS在一端连接至单端返驰氏转换器副侧的参考地电位。该次绕组的另一端系以与两个先前实例相同方式连接至开关模式调整装置的输出路径。如图4所示的开关模式调整装置系基于所有次开关装置S1、S2被严格交替地关闭。该开关模式调整监控IC可被排列于副侧或原侧，在副侧的排列为较有力的因仅一控制信号必须被提供至该主开关装置SE的原侧。
被说明于图5的开关模式调整装置与图4所示的开关模式调整装置之不同为个别整流器装置V1、V2被提供于每一输出路径，则在伴随标称值为最高的输出电压的输出路径上的次开关装置不再为必须的。在所说明实例中，该输出电压U1的标称值高于该输出电压U2的标称值，低于该输出电压U1的越过该变压器TR1的次绕组LS的循环的电压发生于伴随该输出电压U2的部分周期，整流器装置V1被反向偏压，所以此亦阻碍该输出电压U1在该输出电压U2的的任何反应，...使用较低的标称值而不需开启伴随在该输出电压U1的该输出路径的次开关装置。
图6显示根据本发明开关模式调整装置之示意电路图，其为推挽转换器之形式。在推挽转换器的情况下，该变压器TR1被对称地操作，与在单端转换器的变压器相反。该变压器TR1基本上以不需任何直流电被操作，且可被设计的更为紧密。因不需任何直流电的该变压器TR1之操作系依据在相同时间该主开关装置SE1、SE2被开启而定，此增加驱动该主开关装置SE1、SE2的复杂性。
图7显示根据本发明开关模式调整装置，其功能地对应于说明于图1的习知开关模式调整装置且其原则上系得自说明于图5的开关模式调整装置。
该输出电压U1、U3及U4系依据根据本发明方法被调整，该输出电压U2为不具决定性的输出电压且具大的经订定公差，此经由圈数比连结至该输出电压U1，且仅以之调整。相反的，根据本发明，该输出电压U3及U4被独立地调整，故如图1所示不需串联调整器R2、R3。
在主开关装置SE的汲极电压的波形被说明于图8，其具关于部分周期TP1、TP3、TP4<其伴随个别经调整输出电压U1、U3、U4>的场效晶体管，此图明显地显示根据本发明开关模式调整装置于该场效晶体管损失的开关电力显著少于在习知开关模式调整装置。开关电力损失系正比于汲极电压UD，其在开关时越过经过该场效晶体管的源极-汲极路径而降低。该汲极电压UD系依据输入该AC输入电压UAC的最大值及越过该主绕组LP的圈数的实际值而定。在习知开关模式调整装置，越过该主绕组LP的圈数的电压常依据电压比及来自该开关模式调整装置的最高输出电压U1而定。相反地，根据本发明，越过该主绕组LP的圈数的电压系依据该输出电压U1、U3、U4而定，其被同时调整。若该输出电压U3、U4的标称值显著低于该最高输出电压U1，则在该主开关装置SE的开关电力损失显著为少，且该场效晶体管较缓慢地降级。而且，图8显示原电流Ipri、副电流Isec及越过在第一次绕组LS1的线圈ULS1的电压之波形。
参考符号清单U1、U2、 输出电压UAC输入AC电压UE 输入电压FS 滤波器电路BR 桥式整流器CL 输入端电荷储存装置TR1变压器TR2变压器L 感应能量储存装置LP 主绕组LS 次绕组LS1第一次绕组LS2第二次绕组SE、SE1、SE2 主开关装置V1、V2、.. 输出侧整流器装置C1、C2、.. 输出侧电荷储存装置R2、R3、.. 串联调整器S1、S2、.. 输出侧开关装置IC 开关模式调整监控装置M1、M2、.. 测量路径KE 比较器单元Z 周期计算器单元MA 磁化测量路径RE 控制放大器/调制单元ME 多任务器单元AE 驱动单元LE 顺序控制单元DE、DE1、DE2 开关模式调整二极管RT 电阻器AT 驱动器单元
权利要求
1.一种自一输入电压<UE>产生二或更多经调整输出电压<U1、U2、..>的方法，其中-感应能量储存装置<L>的充电及放电循环系藉由一主开关装置<SE>控制，及-在充电循环期间，该感应能量储存装置<L>系由该输入电压<UE>馈入，及输出侧电荷储存装置<C1、C2、..>系由该感应能量储存装置<L>馈入，及在放电循环期间，伴随该输出电压<U1、U2、..>的负载电流<I1、I2、..>系由该电荷储存装置<C1、C2、..>馈入，其中至少两个电荷储存装置<C1、C2、..>系交替地由该感应能量储存装置<L>馈入。
2.根据权利要求第1项的方法，其中该电荷储存装置<C1、C2、..>系交替地连接至该感应能量储存装置<L>，且连接至该感应能量储存装置<L>的该电荷储存装置<C1、C2、..>系由该感应能量储存装置<L>馈入。
3.根据权利要求第1或2项的方法，其中该主开关装置<SE>系由开关模式调整监控装置<IC>所控制。
4.根据权利要求第1至3项中任一项的方法，其中可控制次开关装置<S1、S2、..>被提供于至少在该电荷储存装置<C1、C2、..>之其一及该感应能量储存装置<L>之间，且该放电循环以一种该次开关装置<S1、S2、..>的合适关闭及开启而伴随该电荷储存装置<C1、C2、..>。
5.根据权利要求第1至4项中任一项的方法，其中测量路径<M1、M2、..>皆被提供于至少该电荷储存装置<C1、C2、..>及该开关模式调整监控装置<IC>间，经由此测量路径<M1、M2、..>该个别相关输出电压<U1、U2、..>的实际值系被侦测，及该感应能量储存装置<L>的充电及放电循环依据个别相对应输出电压<U1、U2、..>的实际值与标称值间的比较之函数而被控制。
6.根据权利要求第5项的方法，其中对该感应能量储存装置<L>的一完整充电/放电循环的期间该电荷储存装置<C1、C2、..>之其一皆连接至该感应能量储存装置<L>，充电时间与放电时间之必需比值系藉由该开关模式调整监控装置<IC>及开启时间，其对应于该充电时间被决定，且该主开关装置<SE>的关闭时间，其对应于该放电时间，被适当地设定。
7.根据权利要求第1至6项中任一项的方法，其中整流器装置<V1、V2、..>皆被提供于该电荷储存装置<C1、C2、..>及该感应能量储存装置<L>之间。
8.根据权利要求第4至7项中任一项的方法，其中在每一情况该感应能量储存装置<L>的充电/放电循环之其一藉由一电荷储存装置<C1、C2、..>由开启所有该次开关装置<S1、S2、..>而伴随该输出电压<U1、U2、..>之其一，在每一情况伴随指示标称值，其相对应输出电压<U1、U2、..>具较该指示标称值为大的标称值。
9.根据权利要求第8项的方法，其中该次开关装置<S1、S2、..>被个别地提供于该感应能量储存装置<L>及每一该电荷储存装置<C1、C2、..>之间，其个别相关的输出电压<U1、U2、..>具较最大指示标称值为小的标称值。
10.根据权利要求第4至7项中任一项的方法，其中一种个别次开关装置<S1、S2、..>被提供于每一该电荷储存装置<C1、C2、..>及该感应能量储存装置<L>之间，且在任何已知时间，该次开关装置<S1、S2、..>之其一的最大值系操作于关闭状态。
11.根据权利要求第1至10项中任一项的方法，其中线圈被提供做为该感应能量储存装置<L>。
12.根据权利要求第11项的方法，其中一种开关模式调整装置，其包括至少线圈<L>及该主开关装置<SE>，可为降阶式转换器装置、升阶式转换器装置或反向转换器装置的形式被操作。
13.根据权利要求第1至10项中任一项的方法，其中该感应能量储存装置<L>系为变压器<TR1>的形式，在该感应能量储存装置的充电循环期间，该变压器<TR1>经由主绕组<LP>馈入，及在放电循环期间，经由该变压器<TR1>的至少一次绕组<LS1、LS2、..>放电。
14.根据权利要求第13项的方法，其中一种开关模式调整装置，其由至少该变压器<TR1>及该主开关装置<SE>所形成，系为单端转换器或推挽转换器的形式被操作。
15.根据权利要求第12至14项中任一项的方法，其中该开关模式调整装置系以固定频率操作。
16.根据权利要求第1至14项中任一项的方法，其中该感应能量储存装置<L>的磁化方法的结束被辨识，且该感应能量储存装置的充电/放电循环以该磁化方法的结束之函数被控制。
17.根据权利要求第1至16项中任一项的方法，其中至少一要被调整的该输出电压<U1、U2、..>被连续监控，且伴随该输出电压<U1、U2、..>及由一充电循环及一放电循环形成的部分周期之序列皆系符合于关于该经监控输出电压<U1、U2、..>及该个别相关标称值间的差距之快速调整的监控之结果。
18.根据权利要求第17项的方法，其中伴随该输出电压<U1、U2、..>的该部分周期的序列系符合要被监控的该输出电压或电压<U1、U2、..>的经改变负载条件。
19.根据权利要求第1至18项中任一项的方法，其中伴随该输出电压<U1、U2、..>的该部分周期的序列系符合预先决定的该输出电压<U1、U2、..>的内部优先配给。
20.根据权利要求第1至19项中任一项的方法，其中至少一该负载电流<I1、I2、..>系受限于该部分周期的序列之变化。
21.根据权利要求第1至20项中任一项的方法，其中在藉由该输出电压<U1、U2、..>操作的电子装置的部分模式期间，伴随一输出电压<U1、U2、..>的至少一该部分周期，其不为该电子装置的部分操作所必需，被跳过。
22.一种自一输入电压<UE>产生二或更多输出电压<U1、U2、..>的开关模式调整装置，其包括-一种感应能量储存装置<L>，-一种主开关装置<SE>，其在关闭状态时控制该感应能量储存装置<L>来自该输入电压<UE>的馈入及其在开启状态时控制该感应能量储存装置<L>的放电，及-二或更多输出侧电荷储存装置<C1、C2、..>，其由该感应能量储存装置<L>馈入且每一伴随该输出电压<U1、U2、..>之其一，其特征在于至少一次开关装置<S1、S2、..>，其被排列于在该输出侧电荷储存装置<C1、C2、..>之其一及该感应能量储存装置<L>之间且交替地连接该输出侧电荷储存装置<C1、C2、..>至该感应能量储存装置<L>。
23.根据权利要求第22项的开关模式调整装置，其特征在于一种开关模式调整监控装置<IC>，其系连接至该主开关装置<SE>及连接至该次开关装置<S1、S2、..>，及控制该主开关装置<SE>及该次开关装置<S1、S2、..>。
24.根据权利要求第23项的开关模式调整装置，其特征在于至少一测量路径<M1、M2、..>，其皆系连接该输出侧电荷储存装置<C1、C2、..>之其一至该开关模式调整监控装置<IC>间，及传送测量变量，其系正比于该个别相关输出电压<U1、U2、..>，至该开关模式调整监控装置<IC>。
25.根据权利要求第24项的开关模式调整装置，其特征在于至少一比较器单元<KE>，其每一伴随着该测量路径<M1、M2、..>之其一及比较经由该测量路径<M1、M2、..>传送的测量变量与个别相关标称值。
26.根据权利要求第22至25项中任一项的开关模式调整装置，其特征在于一或更多整流器装置<V1、V2、..>，其被分别地排列于该次开关装置<S1、S2、..>之其一及该感应能量储存装置<L>之间且阻挡经由该感应能量储存装置<L>的该输出侧电荷储存装置<C1、C2、..>的放电。
27.根据权利要求第26项的开关模式调整装置，其中除了伴随具该最大标称值的该输出电压<U1、U2、..>的该输出侧电荷储存装置<C1>，每隔一电荷储存装置<C2、C3、..>伴随该次开关装置<S1、S2、..>之其一。
28.根据权利要求第26项的开关模式调整装置，其中该输出侧电荷储存装置<C1、C2、..>的每一系伴随该次开关装置<S1、S2、..>之其一。
29.根据权利要求第22至28项中任一项的开关模式调整装置，其中该感应能量储存装置为线圈<L>的形式。
30.根据权利要求第22至29项中任一项的开关模式调整装置，其中该线圈<L>及该主开关装置<SE>被排列以形成降阶式转换器结构、升阶式转换器结构、或反向转换器结构。
31.根据权利要求第22至28项中任一项的开关模式调整装置，其中该感应能量储存装置系为变压器<TR1>的形式其可经由主绕组<LP>馈入及经由至少一次绕组<LS1、LS2、..>放电。
32.根据权利要求第31项的开关模式调整装置，其中该变压器<TR>及该主开关装置<SE>被排列以形成单端或推挽转换器结构。
33.根据权利要求第22至32项中任一项的开关模式调整装置，其中该开关模式调整监控装置<IC>具同步化该充电/放电循环的周期记数器单元<Z>。
34.根据权利要求第33项的开关模式调整装置，其特征在于一种磁化测量路径<MA>，其连接该感应能量储存装置<L>至该周期记数器单元<Z>及以该感应能量储存装置<L>的磁化状态的函数控制该周期记数器单元<Z>。
35.根据权利要求第33至34项中任一项的开关模式调整装置，其中该开关模式调整监控装置<IC>具多任务器单元<ME>，其由该周期记数器单元<Z>控制且交替地连接该比较器单元<KE>的输出之其一至控制放大器/调制单元<RE>的输入。
36.根据权利要求第33至35项中任一项的开关模式调整装置，其中该开关模式调整监控装置<IC>具驱动单元<AE>，其由该周期记数器单元<Z>控制且控制该次开关装置<S1、S2、..>。
37.根据权利要求第36项的开关模式调整装置，其中该开关模式调整监控装置<IC>具顺序控制单元<LE>，其以该周期记数器单元<Z>及内部规划的输出信号之函数控制该驱动单元<AE>及该多任务器单元<ME>。
38.根据权利要求第37项的开关模式调整装置，其中该顺序控制单元<LE>的内部规划受至该顺序控制单元<LE>的规划输入之影响。
39.根据权利要求第37或38项中任一项的开关模式调整装置，其中至少自该比较器单元<KE>的输出信号转变为控制该主开关装置<SE>的控制信号之该控制放大器/调制单元<RE>、该多任务器单元<ME>、该驱动单元<AE>、该顺序控制单元<LE>、该周期记数器单元<Z>及该比较器单元<KE>的子集系被集成于一组件壳体。
40.根据权利要求第22至39项中任一项的开关模式调整装置，其中一种供应连接被提供于该开关模式调整监控装置<IC>及至少一该输出侧电荷储存装置<C1、C2、..>之间以自至少一输出电压<U1、U2、..>，其个别相关于该输出侧电荷储存装置<C1、C2、..>之其一，传输电力，此为该开关模式调整监控装置<IC>的操作所必需。
41.根据权利要求第22或40项中任一项的开关模式调整装置，其中该主开关装置<SE>具开关模式调整装置的激活模式的内部控制单元，其由该开关模式调整装置<IC>的操作之激活而被完成。
42.一种开关模式调整监控模块，其包括-一种控制放大器/调制单元<RE>其以测量信号的函数控制控制信号的频率及/或脉冲宽度，及-一种驱动器单元<AT>，其调节该控制信号，其特征在于-一种多任务器单元<ME>，其交替地连接该控制放大器/调制单元<RE>的输入与侦测该测量信号的该比较器单元<KE>的二或更多输出之其一，-一种驱动单元<AT>以控制该次开关装置<S1、S2、..>，-一种该周期记数器单元<Z>及-一种顺序控制单元<LE>，其由该周期记数器单元<Z>控制，以某种方式控制该多任务器单元<ME>及该驱动单元<AE>，及允许二或更多输出电压<U1、U2、..>的调节，其可由该比较器单元<KE>侦测，并系来自藉由该开关模式调整装置的该主开关装置<SE>，其由该控制信号控制，及该次开关装置<S1、S2、..>的开关模式调整装置。
43.根据权利要求第42项的开关模式调整监控模块，其中该周期记数器单元<Z>可经由一种磁化测量路径<MA>被控制。
44.根据权利要求第42或43项其中一项的开关模式调整监控模块，其中该顺序控制单元<LE>可由该开关模式调整监控模块的输入被规划。
全文摘要
在一种开关模式调整装置，其包括至少一主开关装置<SE>及感应能量储存装置<L、TR1>，该感应能量储存装置<L>的充电及放电循环系藉由该主开关装置<SE>控制，及藉由使用时分多任务方法的次开关装置<S1、S2、…>伴随来自该开关模式调整装置的二或更多输出电压<U1、U2、…>。该输出电压<U1、U2、…>可彼此独立地被调节。在该主开关装置<SE>的开关损失及串联调整器所造成的电力损失被避免。该开关模式调整装置为可结构变化的及允许具待机操作模式的电子装置的简单开关模式电力供应。
文档编号H02M3/335GK1525632SQ200310120689
公开日2004年9月1日 申请日期2003年12月18日 优先权日2002年12月18日
发明者P·普雷勒, P 普雷勒 申请人:因芬尼昂技术股份公司