专利名称：复式dc电源发生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电源发生装置。具体地说，涉及复式DC电源发生装置。
背景技术：
图1是表示普通的复式DC电源发生装置的构成示意图。
DC电源发生装置是由能够产生同样大小电量或是不同大小电量的多种DC电源构成的多个DC电源发生装置构成的。
上述各个DC电源发生装置的输入电源的输入端子通过连接点Q与输入端电容器C1相连接。同时，由上述各个DC电源发生装置产生的DC电源在连接点P逐渐叠加。然后，通过输入端子进行输出。另外，上述各个DC电源发生装置都被设置在上述连接点Q和连接点P之间。
第一DC电源发生装置在上述输入端电容器C1上与转换装置13相连接，在上述转换装置13的输出端与二极管D1和感应器L1的一端相连接。上述二极管D1的另一端与接地端相连接。上述感应器L1的另一端与电流检测装置10相连接。上述电流检测装置10的另一端通过连接点P与输出端电容器C2相连接。上述电容器C2的另一端与接地端相连接。上述连接点P也与输出端子相连接。
另外，上述连接点P与电压检测装置40相连接，它根据上述电压检测装置40的输出信号对转换控制装置15的运行情况进行控制。另外，上述转换控制装置15也可以电输入流检测装置10的检测电流。也就是说，上述转换控制装置15可以根据上述电压检测装置40的检测电压和上述电流检测装置10的检测电流而对上述转换装置13的打开/关闭状态进行控制。同时，上述转换控制装置15与提供基准振荡信号的振荡器50相连接。
第二DC电源发生装置由转换装置23，二极管D2，感应器L2，电流检测装置20，转换控制装置25构成。第三DC电源发生装置由转换装置33，二极管D3，感应器L3，电流检测装置30，以及转换控制装置35构成。另外，上述第二DC电源发生装置和上述第三DC电源发生装置与第一DC电源发生装置的连接状态相同。同时，上述第二DC电源发生装置和上述第三DC电源发生装置内部的转换控制装置虽然在图上没有进行标示。但是，由上述振荡器50产生的基准振荡信号会向上述转换控制装置输入，它可以包含产生相位不同的振荡信号的相位延迟器。
下面，对具有上述结构的传统的复式-DC电源发生装置的工作情况进行详细的说明。
如果将上述转换装置13打开，向输入端电容器C1充电的电流就通过第一DC电流发生装置输入。同时，向感应器L1输入电流进行充电。另外，如果将上述转换装置13关闭，向感应器L1充电的电能就通过二极管D1的通路进行放电。这时，放电信号就产生对上述转换装置13进行定时控制的信号。同时，第一DC电源发生装置就会产生一定大小的第一DC电压。
另外，上述转换装置13的打开/关闭控制情况如下，上述感应器L1的放电信号由电流检测装置10进行检测，然后，将与上述电流检测装置10检测的电流相应大小的电压信号向上述转换控制装置15输入。另外，将由电压检测装置40检测的电压信号也向转换控制装置15输入。上述转换控制装置15将两种信号分别与其各自的基准值相比较。然后，根据比较结果产生与两个信号差值相应的电压。同时，将上述产生的电压与由振荡器50产生的基准振荡信号相比较。然后，输出对转换装置13的打开/关闭情况进行控制的信号。也就是说，上述转换控制装置15对输出电压检测信号和输出电流检测信号进行接收，然后利用振荡器50的信号对转换装置13的打开/关闭时间进行控制，从而可以保证即使在负荷电流和输入电压发生变化时也能够使输出电压维持在稳定的状态。
因此，上述输入端电容器C1在转换装置13关闭期间就对输入电源进行充电，然后，当上述转换装置13打开的时候，就将电能向第一DC电源发生装置供给，以防止电压下降(Drop)，从而可以使电源保持稳定状态。
第二DC电源发生装置和第三DC电源发生装置的工作过程与上述情况相同，首先是第二DC电源发生装置产生第二DC电源，第三DC电源发生装置产生第三DC电源。这时，第二DC电源发生装置和第三DC电源发生装置对振荡器50的振荡波形进行相位延迟，然后，以上这经过相位延迟的信号为基准，对差值信号进行比较，然后输出对转换装置的转换动作进行控制的信号。
这样，由上述各个DC电源发生装置产生的第一、第二和第三DC电源对输出端电容器C2进行充电。同时，上述电源会进行叠加。然后，再将其通过电源输出端子进行输出。也就是说，传统的复式DC电源发生装置为了实现高电量输出的效果，就要使用多个DC电源发生装置，然后，各个DC电源发生装置产生的输出电流会在一个连接点P进行叠加，以供系统使用。
另一方面，如上所述，对于传统的复式DC电源发生装置来说，为了减少当各个转换装置在处于打开/关闭状态转换时的突入电流(Inrush current)，就要对各个DC电源发生装置进行控制，以使其各个DC电源发生装置的相位(Phase)互不相同。因此，各个DC电源发生装置的转换控制装置以各个互不相同的相位对转换装置的打开/关闭动作进行控制。也就是说，在以前为了实现高电量输出的效果，就需要在系统中设置多个DC电源发生装置，对各个DC电源发生装置内部的转换装置进行打开/关闭状态控制的转换控制装置都是以特定的打开/关闭频率及周期进行工作的。
但是，传统的DC电源发生装置会出现如下的问题。
对于传统的复式DC电源发生装置来说，为了实现高电量输出的效果，它所设置的多个DC电源发生装置经常一起被驱动。但是，在安装有复式DC电源发生装置的系统中，要对系统进行驱动常常没有必要进行高电量输出。
例如，当系统以最大电量负荷(Max Power Load)工作时，虽然有必要进行高电量输出。但是，当系统以低电量负荷(Low Power Load)或者是以轻负荷电量(Light Load Power)进行工作的时候，如果使上述3个DC电源发生装置全部处于工作状态，这与只驱动一个或者两个DC电源发生装置的情况相比较，就会出现为使各个DC电源发生装置的转换控制装置驱动消耗了电力而使整个系统的电力使用效率降低的问题。对于上述负荷量的大小来说，最大电量负荷表现为负荷量的状态最大，轻负荷电量表现为负荷量的状态最小。同时，低电量负荷的负荷状态是处于上述最大电量负荷状态和轻电量负荷状态中间状态的一种负荷状态。
也就是说，如图2所示的特性图上所显示的一样，至负荷A是表示应当仅驱动1相位工作的一个DC电源发生装置，这样可以使电源的使用效率(如图2所示的a)提高。从负荷A开始到负荷B是表示应当驱动2相位工作的两个DC电源发生装置，这样可以使电源的使用效率(如图2所示的b)提高。另外，B以上的负荷是表示应当驱动3相位工作的3个DC电源发生装置，这样可以使使用效率(如图2所示的c)提高。因此，在实际工作中，就有必要根据负荷量的状态对多个电源发生装置的工作状态进行控制，从而有选择性地使1相位，或者2相位，或者是3相位工作的多个DC电源发生装置进行工作。
但是，传统的复式DC电源发生装置不分输出负荷的具体情况，将所设置有所有DC电源发生装置全部驱动进行工作。因此，就会大大降低电源的使用效率。这是它所存在的问题。
发明内容
因此，本发明的第一个目的是提供一个复式DC电源发生装置，以达到可以根据使用的负荷量而有选择性地使多个DC电源发生装置中的任意一个DC电源发生装置进行工作。
本发明的第二个目的是提供一个复式DC电源发生装置，以到达在使用负荷量轻(light)时，对因驱动所有的DC电源发生装置的转换控制装置而产生的电力损耗(loss)情况进行遏制，从而提高电源的使用效率的效果。
本发明的第三个目的就是要提供一个复式DC电源发生装置，以达到在提高电源使用效率的同时，减少附件的发热，并延长电池的使用时间的效果。
为了实现上述目的，依据本发明的复式DC电源发生装置，包括即对输入电源进行转换，然后产生DC电源的多个DC电源发生装置；对上述多个DC电源发生装置分别产生的输出电源进行检测的多个输出电流检测装置；对上述检测的各个输出电流进行加算的加法运算装置；
将上述加法运算装置的输出值与已经设定的基准负荷电流标准相比较的比较装置；根据上述比较装置的比较结果而对多个DC电源发生装置的工作状态进行启动控制的装置。
所述DC电源发生装置包括对输入电源进行转换的转换装置；对上述转换装置的打开/关闭状态进行控制的转换控制装置。
所述比较装置的输出信号控制所述转换控制装置的启动/停止。
所述比较装置包括第一比较器，用于比较所述加法运算装置的输出值与第一基准负荷电流值；第二比较器，用于比较所述加法运算装置的输出值与第二基准负荷电流值。
其中第一DC电源发生装置保持在启动状态时，第二DC电源发生装置由第一比较器对启动状态进行控制，第三DC电源发生装置由第二比较器对启动状态进行控制。
可以将上述多个DC电源发生装置的输出电压累加后再输出。
如上所述，为了产生一个高的输出电量，依据本发明的复式DC电源发生装置使用了将多个DC电源发生装置的输出电量进行累加的办法。根据系统的负荷情况，对各个DC电源发生装置的启动状态或者停止状态的工作状态进行控制，从而可以有选择性地使其进行工作。
因此，依据本发明的实施例可以提高系统处于轻负荷需要或者处于低电量负荷状态下的电源使用效率，它在这方面会收到非常好的效果。
另外，本发明还可以提高便携式设备的电源的使用效率。因此，它还具有可以延长电池电源的使用时间的效果。
图1是表示传统的复式DC电源发生装置的构成示意图；图2是表示依据传统的复式DC电源发生装置中各个DC电源发生装置的工作状态的电力使用效率波形图；图3是表示依据本发明实施例的复式DC电源发生装置的构成示意图；图4是表示依据本发明实施例的复式DC电源发生装置的详细构成示意图。
符号说明113，123，133转换装置110，120，130电流检测装置115，125，135转换控制装置140电压检测装置150振荡器160加法运算器170a，170b比较器具体实施方式
下面，将参照附图对依据本发明的复式DC电源发生装置的实施例进行详细的说明。
图3是表示依据本发明实施例的复式DC电源发生装置的构成示意图。
依据本发明的复式DC电源发生装置设置有在各自互不相同的相位上工作的多个DC电源发生装置，这样，就可以根据系统的负荷量而对各个相位的DC电源发生装置进行恰当的控制，以使它适时地进行启动(enable)。
如图3所示，为了达到上述控制效果，在依据本发明的实施例中，将输入适配器电源或者是输入电池电源的电源输入端与以第一相位工作的第一DC电源发生装置115，以第二相位工作的第二DC电源发生装置125，以及以第三相位工作的第三DC电源发生装置135并列进行连接。
另外，第一DC电源发生装置115包含对第一输出电流进行检测的检测装置110。同样地，第二DC电源发生装置125也包含对第二输出电流进行检测的检测装置120。第三DC电源发生装置135也包含对第三输出电流进行检测的检测装置130。
因此，各个DC电源发生装置产生的输出电流都要向输出电流加法运算装置160输入，然后，输出电流加法运算装置就会对所有的输出电流进行加法运算。同时，将由上述输出电流加法运算装置160的输出电流向比较器170输入，然后，再将其与基准值相比较。在依据具有上述构成的本发明的实施例中，根据上述比较器170的比较结果对系统的负荷情况进行判断，从而可以对多个DC电源发生装置的启动动作进行控制。
也就是说，系统的输出电流的大小是与系统当前的负荷量成比例的。这是因为如果系统的负荷量越大，则系统的使用电流的值就越高的缘故。因此，如果对当前系统的输出电流进行检测，就可以对当前系统的负荷量进行判断。
因此，比较器170对系统轻负荷状态下的基准值，低负荷状态下的基准值进行设定，然后将其与当前检测到的输出电流相比较。然后，就可以对第二DC电源发生装置和第三DC电源发生装置的启动或者是停止的工作状态进行控制了。
下面，将参照图4对依据本发明的实施例的复式DC电源发生装置的工作情况进行更加详细的说明。
图4是表示依据本发明实施例的复式DC电源发生装置的详细构成示意图。
复式DC电源发生装置是由能够产生同样大小的DC电源的多个DC电源发生装置构成的。上述各个DC电源发生装置在输入适配器电源或者是电池电源的输入端子上通过连接点Q′与输入端电容器C11相连接。同时，各个DC电源发生装置产生的DC电源对输出端电容器C12进行充电。然后，通过连接点P′向输出端子进行输出。另外，上述各个DC电源发生装置都被设置在了上述连接点Q′和连接点P′之间。
第一DC电源发生装置在上述输入端电容器C11上与转换装置113相连接，在上述转换装置113的输出端与二极管D11的和感应器L11的一端相连接。上述二极管D11的另一端与接地端相连接，上述感应器L11的另一端与电流检测装置110相连接。上述电源检测装置110的另一端通过连接点P′与输出端电容器C12相连接。上述电容器C12的另一端与接地端相连接。上述连接点P′也与电源输出端子相连接。
另外，上述连接点P′与电压检测装置140相连接，然后，根据上述电压检测装置140的输出信号的情况，对转换控制装置115的工作状态进行控制。另外，上述转换控制装置115也输入电源检测装置110的检测电流。也就是说，上述转换控制装置115根据上述电压检测装置140的检测电压和上述电流检测装置110的检测电流的情况，对上述转换装置113的打开/关闭状态进行控制。同时，上述转换控制装置115与提供基准振荡信号的振荡器150相连接。
第二DC电源发生装置在上述输入端电容器C11上与转换装置123相连接，在上述转换装置123的输入端上与二极管D12和感应器L12的一端相连接，上述二极管D12的另一端与接地端相连接，上述感应器L12的另一端与电流检测装置120相连接。上述电流检测装置120的另一端通过连接点P′与输出端电容器C12相连接。
上述电压检测装置140的检测信号可以向转换控制装置125进行入输。另外，上述转换控制装置125也可以输入电流检测装置120的检测电流。也就是说，上述转换控制装置125根据上述电压检测装置140的检测电压和上述电流检测装置120的检测电流的情况，可以对上述转换装置123的打开/关闭工作状态进行控制。同时，上述转换控制装置125与提供基准振荡信号的振荡器150相连接。上述电压检测装置140可以对由复式DC电源发生装置输出的输出电压(连接点P认可的电压)进行检测。
另外，虽然在图上没有进行标示。但是，在上述转换控制装置125的内部包含有将上述振荡器150的基准振荡信号进行相位延迟的相位延迟器。上述第一DC电源发生装置和第二DC电源发生装置，以及第三DC电源发生装置都可以在各自互不相同的相位上进行工作。为此，各个DC电源发生装置以上述一个振荡器150产生的基准振荡信号为基准进行工作。因此，就有必要使上述基准振荡信号在各自互不相同的时段进行相位延迟。
第三DC电源发生装置在上述输入端电容器C11上与转换装置133相连接，在上述转换装置133的输出端上与二极管D13和感应器L13的一端相连接，上述二极管D13的另一端与接地端相连接，上述感应器L13的另一端与电流检测装置130相连接。上述电流检测装置130的另一端通过连接点P′与输出端电容器C12相连接。
上述电压检测装置140的检测信号向转换控制装置135输入。另外，上述转换控制装置135也可以输入电流检测装置130的检测电流。也就是说，上述转换控制装置135根据上述电压检测装置140的检测电压和上述电流检测装置130的检测电流的情况，可以对上述转换装置133的打开/关闭工作状态进行控制。同时，上述转换控制装置135与提供基准振荡信号的振荡器150相连接。另外。在上述转换控制装置135的内部也包含将基准振荡信号进行相位延迟的相位延迟器。
另外，在依据本发明的实施例中，都包含将由第一DC电源发生装置的电流检测装置110检测的第一检测电流和由第二DC电源发生装置的电流检测装置120检测的第二检测电流，以及由第三DC电源发生装置的电流检测装置130检测的第三检测电流全部进行加算的加法运算器160。
另外，在依据本发明的实施例中，还包含将由上述加法运算器160加算的输出电流与已经设定的第4基准电压相比较的第一比较器170a，和将由上述加法运算器160的输出电流与已经设定的第5基准电压相比较的第二比较器170b。
根据上述第一比较器170a的比较值，可以对第二DC电源发生装置的转换控制装置125的启动或者停止工作状态进行控制。根据上述第二比较器170b的比较值，可以对第三DC电源发生装置的转换控制装置135的启动或者停止工作状态进行控制。上述转换控制装置125，135具有初始状态下的停止工作状态。
如上所述，具有上述构成的依据本发明的复式DC电源发生装置的工作情况如下。
如果将转换装置113打开，那么向输入端电容器C11进行充电的电流就会向第一DC电源发生装置输入。同时，向感应器L11进行输电充电。另外，如果将上述转换装置113关闭，通过二极管D11的通路向感应器L11进行充电的电能就会进行放电。这时，放电信号就会产生对上述转换装置113进行适时控制的信号。同时，最终就会产生由第一DC电源发生装置输出一定大小的DC电压。
另外，对上述转换装置113的打开/关闭工作状态的控制过程如下。即，电流检测装置110对上述感应器L11的放电信号进行检测，然后，将与由上述电源检测装置110检测的电流相应大小的电压信号向转换控制装置115进行输入。另外，将由电压检测装置140检测的输出电压信号也向转换控制装置115进行输入。上述转换控制装置将电源检测信号和输出电压检测信号分别与其各自已经设定的基准值相比较，并根据比较的结果输出相应的差值信号，从而对系统进行控制。另外，将与上述两个差值信号相应的电压值与由振荡器150产生的基准振荡信号相比较，然后，输出对转换装置113的打开/关闭工作状态进行控制的控制信号。也就是说，上述转换控制装置115接收输出电压检测信号和电流检测信号，并利用由振荡器150产生的信号对转换装置113的打开/关闭时间进行控制，从而可以保证即使是在负荷电流和输入电压发生改变的情况下，也能够使输出电压始终保持一定的大小。也就是说，对上述转换控制装置的工作状态控制来说，它与普通的复式DC电流发生装置的情况相同或者是类似。
另外，第二DC电源发生装置通过与上述第一DC电源发生装置相同的工作过程而产生第二DC电源，第三DC电源发生装置也是通过与上述第一DC电源发生装置相同的工作过程而产生第三DC电源。在这里，第二DC电源发生装置和第三DC电源发生装置将由振荡器150产生的振荡波形进行相位延迟。然后，以上述经过相位延迟的信号为基准，对差值信号进行比较。然后，输出对转换装置的转换动作进行控制的信号。这样，由各个DC电源发生装置产生的第一、第二和第三DC电源就对输出端电容器C12进行充电。同时，将上述各个电源进行累加，然后再通过输出端子进行输出。
另一方面，在依据本发明的实施例中，上述第一、第二和第三DC电源发生装置常常不是同时进行工作的。在上述的说明过程中，都是以第一、第二和第三DC电源发生装置全部处于工作状态下的情况为准进行说明的。但是，实际上，可以根据实际的负荷量而有选择性地使第一、第二和第三DC电源发生装置中的个别电源发生装置进行工作。
下面，将对在依据本发明的实施例中，对系统的负荷情况进行判断，然后根据判断的负荷量对多个DC电源发生装置的工作状态进行控制的过程进行详细的说明。
不论系统的负荷量的情况如何，第一DC电源发生装置始终处于工作状态下。因此，对于第一DC电源发生装置来说，如果输入电源，则根据在上述说明过程中所提到的工作过程产生一定大小的DC电压。
另一方面，对于加法运算器160来说，由第一DC电源发生装置的电流检测装置110检测的输出电流的值和由第二DC电源发生装置的电流检测装置130检测的输出电流的值，以及由第三DC电源发生装置的电流检测装置130检测的输出电流的值全部经过加法运算器160进行加算，然后，对总的输出电流的值进行检测。因此，当仅使上述第一DC电源发生装置处于工作状态时，上述加法运算器160的输出电流值就是由第一DC电源发生装置检测的输出电流的值。
将由上述加法运算器160检测的输出电流的值与由第一比较器170a检测的基准电压4相比较，将上述基准电压4设定为与图2所示的A负荷电流相应的基准电压。因此，将由上述第一比较器170a检测的输出电流的值与基准电压4相比较，根据比较的结果，如果加法运算器160的输出电流值比基准电压4大，则就会输出使第二DC电源发生装置进行启动的信号。上述第一比较器170a的输出信号会将第二DC电源发生装置的转换控制装置125转换为启动状态。因此，在以后的过程中，第一，2DC电源发生装置就会经过同样的工作过程。
另外，上述加法运算器160的输出电流值也会向第二比较器170b进行输入。上述第二比较器170b将加法运算器的输出电流值与基准电压5相比较。将上述基准电压5设定为与图2所示的B负荷电流相应的基准值。当加法运算器的输出电流值比基准电压5大时，上述第二比较器170b就会输出较高的信号。然后，由上述第二比较器170b输出的高信号会将第三DC电源发生装置的转换控制装置135的工作状态转换为启动状态。因此，在以后的过程中，第一、第二和第三DC电源发生装置也会经过同样的工作过程。
如上所述，依据本发明的复式DC电源发生装置具有以下特征即它由多个DC电源发生装置构成。各个DC电源发生装置的输出电流可以通过设置在各个DC电源发生装置内部的电流检测装置进行检测。同时，将检测后的输出电流全部进行累加，然后确认总的输出电流的值。根据上述总的输出电流的值的情况，对系统当前的负荷量进行检测。另外，对于依据本发明的复式DC电源发生装置来说，在多个DC电源发生装置中，可以对与负荷量相应的DC电源发生装置的工作状态进行控制。
通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。
因此，本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利范围来确定其技术性范围。
权利要求
1.一种复式DC电源发生装置，其特征在于，包括对输入电源进行转换并产生DC电源的多个DC电源发生装置；对所述DC电源发生装置产生的输出电流进行检测的电流检测装置；对所检测的各个输出电流进行累加的加法运算装置；将上述加法运算装置的输出值与预定的基准负荷电流标准相比较的比较装置；根据上述比较装置的比较结果而对多个DC电源发生装置的工作状态进行启动控制的装置。
2.如权利要求1所述的复式DC电源发生装置，其特征在于，所述DC电源发生装置包括对输入电源进行转换的转换装置；对所述转换装置的打开/关闭状态进行控制的转换控制装置。
3.如权利要求2所述的复式DC电源发生装置，其特征在于，所述转换控制装置的启动/停止是通过所述比较装置的输出信号控制进行控制的。
4.如权利要求1所述的复式DC电源发生装置，其特征在于，所述比较装置包括第一比较器，用于比较所述加法运算装置的输出值与第一基准负荷电流值；第二比较器，用于比较所述加法运算装置的输出值与第二基准负荷电流值。
5.如权利要求4所述的复式DC电源发生装置，其特征在于，第一DC电源发生装置保持在启动状态时，第二DC电源发生装置由第一比较器对其启动状态进行控制，第三DC电源发生装置由第二比较器对其启动状态进行控制。
6.如权利要求1所述的复式DC电源发生装置，其特征在于，可以将上述多个DC电源发生装置的输出电压累加后再输出。
全文摘要
本发明涉及一种由多个DC电源发生装置构成且能产生高输出电量的复式DC电源发生装置。该复式DC电源发生装置的各个DC电源发生装置的输出电流是通过分别设置在其内部的电流检测装置进行检测的。同时，将检测的输出电流相加，然后确认总的输出电流的值。根据上述总的输出电流的值，可检测系统当前的负荷量。在多个DC电源发生装置中，可以对与负荷量相应的DC电源发生装置的工作状态进行控制。因此，本发明的复式DC电源发生装置可根据系统的负荷而对各DC电源发生装置进行控制，使其处于工作状态或者处于停止状态，从而可大大提高电源的使用效率。
文档编号H02M3/02GK1870405SQ20051004018
公开日2006年11月29日 申请日期2005年5月24日 优先权日2005年5月24日
发明者黄范荣 申请人:乐金电子(昆山)电脑有限公司