专利名称：多变换器错相同步高频开关电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高频开关电源，更具体地说，涉及多变换器的错相同步的高频开关电源。
背景技术：
现在有些设备对供电电源要求比较特殊，要求有多路输出，每路需要独立调整等。譬如等离子电视电源，依其功能可大致分为两大部分，一是提供等离子屏PDP所需的驱动电压，一是提供控制回路和信号处理用的工作电压，由于其要求的输出电压的幅值和性能的多异性，使得电源供应器只能采取多变换器集中供电的方式，每个变换器独立控制。其框图如图1。这种方式带来的一个问题是变换器之间不同频率、不同时间的开关噪音通过共地回路阻抗RG相互干扰，并会产生变换器之间的差频干扰，并由此导致变换器工作时发生噪音，电路不稳定，电性能变差，甚至可靠性降低等一系列问题。根据电路知识，干扰源、干扰途径和被干扰对象是分析解决干扰问题的三要素。其中干扰源主要是变换器中功率晶体管的开关噪音，开关的功率越大，噪音越大。干扰途径可归纳为以下三种主要途径，即电容性耦合(电场干扰)，电感性耦合(磁场干扰)，传导性耦合(公共阻抗等干扰)。被干扰对象主要是各个变换器的控制回路，变换器同时工作时，每个变换器的开关噪音均会通过上述三种途径耦合到其它变换器，形成相互间的串扰，其中通过共地回路阻抗RG的传导性耦合干扰危害最大，也最难处理。通常的解诀方法主要是依靠合理布局、加入滤波、减缓开关速度、增加隔离等传统的手段，这些方法实施难度大，对经验与专业知识的认知要求高，成本高，而且无法实现电源结构上的高密度、小型化的要求。针对这个问题，可以采用同步技术，即把若干个或所有的变换器开关频率同步，每个变换器开通时间基本一致，其原理框图如图2。这种方法可以减少开通干扰或者使干扰出现的时刻相对固定，然后针对干扰的特定频率设计滤波电路参数，可以有效的降低整个电源的电磁干扰。但由于各个变换器关断时刻不一致，仍然无法避免关断时刻的干扰和传导性耦合的干扰。而且由于开通时刻同步，能量交换时间集中，电磁干扰能量无法分散，因而无法根本性解决问题。
本实用新型要解决的问题是提供一种能够克服以上不足的多变换器高频开关电源。
发明内容
本实用新型的技术方案是多变换器错相同步高频开关电源，有多个变换器，按脉宽调制PWM方式作开关控制，所述开关控制由同步时钟控制，其特征是所述多个变换器分为A、B组；所述同步时钟输出错开相位的两套同步信号，分别接入所述两组变换器每一个的PWM控制器的同步端；所述错开相位的同步信号在其周期内互补，即两组变换器正常工作时的最大导通时间之和不大于同步信号周期，实现一组变换器导通时另一组为关断。
本实用新型多变换器错相同步高频开关电源由于将多个变换器分成二组，互相错开相位导通，使在周期内一组变换器导通时另一组为关闭，消除了二组变换器之间的串扰。而且由于转换能量在一个周期内被分散，电磁干扰能量同样地也被分散、平均，减少了电磁干扰的强度。
图1是现有技术中的多变换器高频开关电源的电路图。
图2是现有技术中的采用同步技术的多变换器高频开关电源的电路图。
图3是本实用新型实施例的电路图。
图4是本实用新型实施例中两组变换器工作时序图。
图5是表示采用不平衡半桥变换器电路的本实用新型实施例的电路图。
具体实施方式
以下将结合附图详细描述本实用新型的实施例。
图3是本实用新型实施例的电路图。
对于一个由同步时钟同步控制的多个变换器的高频开关电源，根据本实施例方案，把所有或主要的若干个变换器按相互间串扰的敏感性分成A、B两组，然后利用同步时钟输出的两个在一个周期内相位错开的信号分别控制所述两组变换器，使这两组变换器在一个同步周期内交替工作，其中每一组中的变换器之间共一个同步时钟时序。即两组交换器由一个周期内相位互补的两个同步脉冲分别同步，实现A组变换器工作在开启时，B组变换器工作在控制回路的关断期，同样地，B组变换器工作时，A组变换器关断。两组变换器的每一组数目可以是任意的组合，A组变换器可以是一个，B组变换器也可以是一个。这样A组变换器的开关噪音通过共地回路串到B组变换器时，B组变换器是停止状态，A组变换器的开关噪音影响不了B组变换器的工作。反过来，B组变换器的开关噪音也影响不了A组变换器的工作。这种方式解决了A、B两组变换器之间的串扰，简化了电路结构布局和布线的要求，增强了电路工作的稳定性。而且因为能量转换在一个周期内被分散，电磁干扰能量同样地也被分散平均，减少了电磁干扰的强度。
两组变换器的工作时序如图4。图4中在正常工作时A组变换器的最大导通时间QAON与B组变换器的最大导通时间QBON之和不能超过同步时钟周期T，QAON与QBON之比可以根据电路情况设定，通常取两者相等，均为同步时钟周期的一半。
图3中的变换器可以是正激、反激或不平衡半桥式电路中的一种，变换器采用脉冲宽度调制PWM控制电路。错相同步时钟可以由简单的逻辑电路或某一变换器的脉冲宽度调制电路实现。
图5表示了采用不平衡半桥变换器电路的本实用新型实施例的电路图。其中一个组里的变换器采用不平衡半桥电路，不平衡半桥电路的上晶体管Q1的开通与本组的同步时钟同步，但下晶体管Q2的开通却和另一组的开通相重合。虽然这样，但Q2的开通却不会对另一组的变换器产生干扰，这是由于不平衡半桥电路下晶体管Q2开通时，不从输入端取能量，流过共地回路阻抗RG的电流为零，因此下晶体管Q2开通、关断不会在共地回路上产生干扰，从而消除了不平衡半桥电路对另一组变换器的串扰。
由于PWM控制芯片的多样性，同步的方式也各不相同，错相同步时钟电路输出的脉冲宽度和幅值应是可以调整的，连接到PWM控制芯片的同步端也可以各不相同。
权利要求1.多变换器错相同步高频开关电源，有多个变换器，按脉宽调制方式作开关控制，所述开关控制由同步时钟控制，其特征是所述多变换器分为A、B组；所述同步时钟输出错开相位的两套同步信号，分别接入所述两组变换器每一个的脉宽调制控制器的同步端；所述错开相位的同步信号在其周期内互补，即两组变换器在正常工作时最大导通时间之和不大于同步信号周期，实现一组变换器导通时另一组为关断。
2.根据权利要求1所述的多变换器错相同步高频开关电源，其特征是所述变换器的构成为正激、反激、或不平衡半桥式电路中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的多变换器错相同步高频开关电源，其特征是所述两组变换器的最大导通时间之比可设定，通常设为1，即两组变换器的最大导通时间相等，为同步信号周期的一半。
专利摘要一种多变换器错相同步高频开关电源，有多个变换器，按脉宽调制方式作开关控制，所述开关控制由同步时钟控制，其特征是所述多变换器分为A、B组；所述同步时钟输出错开相位的两套同步信号，分别接入所述两组变换器每一个的脉宽调制控制器的同步端；所述错开相位的同步信号在其周期内互补，即两组变换器在正常工作时的最大导通时间之和不大于同步信号周期，实现一组变换器导通时另一组为关断。本实用新型多变换器错相同步高频开关电源由于将多个变换器分成二组，互相错开相位导通，使在周期内一组变换器导通时另一组为关闭，消除了二组变换器之间的串扰。而且由于转换能量在一个周期内被分散，电磁干扰能量同样地也被分散、平均，减少了电磁干扰的强度。
文档编号H02M3/04GK2694605SQ200420049668
公开日2005年4月20日 申请日期2004年4月28日 优先权日2004年4月28日
发明者张志 申请人:深圳市麦格米特电气技术有限公司