电源装置和控制电源装置的方法
【专利说明】 电源装置和控制电源装置的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年10月31日提交的韩国专利申请序列号10-2013-0131195题为 “Power Supply Apparatus and Method of Controlling the Same” 的外国优先权权益，通过引用将其全部内容结合到本申请中。
技术领域
[0003]本发明涉及用于供应电力至PC的服务器的电源装置以及控制电源装置的方法，更具体地，涉及能够在轻负载条件下提高效率的电源装置及其控制方法。
【背景技术】
[0004]通常，具有输出电感器的转换器通常用于需要高输出电流的服务器电源和PC电源。然而，这样的转换器具有以下问题，在轻负载条件下，由于输出电感器导致在初级侧的开关中或者在次级侧的同步整流器中的关断损耗的部分以及发生在次级侧的缓冲器损耗的部分变大，从而降低效率。换言之，如从图1中所示的特性波形中可以看出，根据现有的转换器，当开关关断时，由于在轻负载条件下的输出电感器导致流入初级侧的开关中的电流和流入次级侧的开关(同步整流器)中的电流增大，使得关断损耗和缓冲器损耗变大。因此，降低了效率。
[0005]【现有技术文献】
[0006]【专利文献】
[0007](专利文献I)日本专利特开第2012-249415号
[0008](专利文献2)美国专利申请公开第2007/0297199号
【发明内容】
[0009]本发明的目标是提供一种在轻负载条件下能够提高效率的电源装置以及控制电源装置的方法。
[0010]根据本发明的示例性实施方式，提供一种电源装置，包括:DC/AC转换单元，将从DC电压源供应的DC电压转换成AC电压；变压器，接收由DC/AC转换单元转换的AC电压以根据其初级绕组和次级绕组之间的匝数比生成具有不同幅度的AC电压；AC/DC转换单元，将变压器的次级绕组处的AC电压转换成DC电压；以及损耗补偿单元，布置在变压器的次级侧输出级中的电感器前面并且补偿由于在轻负载条件下的电感器导致的电力损耗。
[0011]损耗补偿单元可以是由串联连接的电容器及半导体开关元件组成的电路。
[0012]半导体开关元件可以是M0SFET。
[0013]根据外部控制单元的控制指令，损耗补偿单元的半导体开关元件在大于轻负载的负载条件下可被关断，并且在轻负载的条件下可被闭合。
[0014]根据本发明的另一个示例性实施方式，提供一种控制电源装置的方法，其中，电源装置包括DC/AC转换单元、变压器、AC/DC转换单元以及损耗补偿单元，该方法包括:(a)通过AC/DC转换单元的输出级将电流供应至负载；(b)检测负载两端的电压以确定负载是否是轻负载；(c)如果确定负载大于轻负载，在关断损耗补偿单元的半导体开关元件的情况下，将电力供应至负载；以及(d)如果确定负载时轻负载，在损耗补偿元件的半导体开关闭合的情况下，将电力供应至负载。
[0015]该方法还包括，如果在确定环节(C)中确定负载大于轻负载，则将关断损耗补偿单元的半导体开关元件的控制指令从外部控制单元传输至损耗补偿单元的半导体开关元件。
[0016]该方法还包括，如果在确定环节(d)中确定负载是轻负载，则将闭合损耗补偿单元的半导体开关元件的控制指令从外部控制单元传输至损耗补偿单元的半导体开关元件。
【附图说明】
[0017]图1是示出了在重负载条件下常规的转换器的不同的操作模式中流入初级侧和次级侧的开关的电流特性的曲线图；
[0018]图2是根据本发明的示例性实施方式的电源装置的电路图；
[0019]图3A是根据操作在重负载条件下的示例性实施方式的电源装置的电路图；
[0020]图3B是根据操作在轻负载条件下的示例性实施方式的电源装置的电路图；
[0021]图4是示出了在轻负载条件下在电源装置的不同操作模式中流入初级侧和次级侧的开关中的电流特性的曲线图；以及
[0022]图5是示出了控制根据本发明的示例性实施方式的电源装置的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023]在本说明书和权利要求中使用的术语和措辞不应解释为通常或者词典的含义，而是基于发明人为了以最佳方式描述他们自己的发明而可以适当定义术语的概念的原则被解释为符合本发明的技术构思的含义和概念。
[0024]贯穿本说明书，除非另有明确说明，否则，“包括”任何组件将理解为旨在包括其他元件而不是排除任何其他元件。在本说明书中使用的术语“部分”、“模块”、“设备”等意指处理至少一个功能或操作的单元，并且可通过硬件或软件或者硬件和软件的组合来实施。
[0025]在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。
[0026]图2是根据本发明的示例性实施方式的电源装置的电路图。
[0027]参照图2，根据本发明的示例性实施方式的电源装置包括:DC/AC转换单元110、AC/DC转换单元120、变压器130、以及损耗补偿单元140。
[0028]DC/AC转换单元110将DC电压源Vs供应的DC电压转换成AC电压。如示出的，DC/AC转换单元110可被配置为其中两个MOSFET Ql和Q2彼此串联连接，电容器和电感器彼此串联连接在两个MOSFET Ql和Q2之间的共同连接节点处的非对称半桥结构。
[0029]变压器130在其初级绕组Np处接收由DC/AC转换单元110转换的AC电压以便根据其初级绕组和次级绕组之间的匝数比在次级绕组处产生具有与初级绕组处的输入电压的幅度不同的幅度的AC电压。
[0030]AC/DC转换单元120将变压器130的次级绕组Ns处的AC电压转换成DC电压。
[0031]损耗补偿单元140被布置在变压器130的次级输出级的电感器Lo之前并且用来补偿在轻负载条件下由电感器Lo引起的电力损耗。损耗补偿单元140可以由彼此串联连接的电容器Ctjl和半导体开关元件Qa组成。半导体开关元件Qa可以是M0SFET。
[0032]在下文中，将描述根据示例性实施方式配置的电源装置的控制方法和操作。
[0033]图5是示出了控制根据本发明的示例性实施方式的电源装置的方法的步骤的流程图。
[0034]参照图5，根据本发明的示例性实施方式，控制包括DC/AC转换单元110、变压器130、AC/DC转换单元120以及损耗补偿单元140的电源装置的方法，包括:通过AC/DC转换单元120的