多输出 dc/dc 变换器和具有多输出dc/dc 变换器的电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实施方式涉及多输出DC/DC变换器和具有多输出DC/DC变换器的电源。
【背景技术】
[0002]存在对于升高电压以向需要较高电压的电子电路供应能量(即将电压用于与电力系统结合的应用)的需要。另外，根据电子电路可能需要将电压从高电压降低至低电压。为此，已进行了对作为各种升压和降压变换器之一的DC/DC变换器建模及分析的研宄。
[0003]可以将DC/DC变换器分类为隔离型和非隔离型。
[0004]可以通过使用具有磁芯的变压器来使隔离型变换器的输入和输出隔离，从而保证稳定性。可以通过调节匝数比来调节隔离型变换器的升压比和降压比。
[0005]可以将隔离型变换器分类为降压型和降压-升压型。降压型变换器包括正激变换器、半桥变换器和全桥变换器。降压-升压型变换器包括反激变换器。
[0006]特别地，由于甚至用仅一个开关器件来操作反激变换器，所以可以以低成本实现反激变换器。
[0007]图1示出具有DC/DC变换器的常规电源电路。
[0008]电源电路10的DC/DC变换器20可以接收通过整流器(未示出)对AC电力进行完全整流而生成的DC电力作为输入电力Vi。
[0009]可以通过使完全整流后的信号经过滤波器或用于改进功率因数的附加电路来生成DC电力。
[0010]DC/DC变换器20可以包括至少一个开关器件，并且可以根据开关器件的切换方案来确定DC/DC变换器20的二次侧的输出电压以具有期望值。
[0011]控制器30控制开关的通/断操作以从二次侧输出期望的电压Vo。
[0012]控制器30可以包括PWM控制单元和驱动单元。
[0013]一般而言，电源10包括电压-电流感测单元40，其感测二次侧的电流或电压或者感测二次侧的电流和电压两者以将二次侧的电流或电压或者二次侧的电流和电压两者反馈至控制器，从而控制二次侧的输出电压Vo。
[0014]在电流感测的情况下，由于一次侧和二次侧彼此隔离，所以可以使用用于将信号传送为光的光耦合器件来反馈电流。
[0015]作为一个示例，将描述反激变换器用作DC/DC变换器20的情况。
[0016]当开关接通时，反激变换器将能量存储在变压器的一次侧示出的磁化电感器中。当开关断开时，磁化电感器的能量被传递至变压器的二次侧的LED负载。
[0017]当反激变换器的开关断开时，由于漏电感造成的谐振，可能生成高电压火花。
[0018]当高电压火花引起开关的两个端子之间的电压上升而使得开关的两个端子之间的电压超过额定电压时，开关可能毁坏。
[0019]为了解决上述问题，反激变换器包括RCD阻尼电路以消耗漏电感中积累的能量，从而可以限制开关峰值电压。
[0020]图2为示出反激变换器的电路图。图3为示出根据反激变换器的开关的通/断操作开关的两个端子之间的电压的波形图。
[0021]参照图2和图3，更详细地，反激变换器20包括阻尼电路21。
[0022]用于箝位的RCD阻尼电路21包括电阻器R、电容器C和二极管D。
[0023]当反激变换器20的开关S断开时，施加至阻尼电路21的电容器C的两个端子的电压Vc等于通过二次绕组和匝数比而生成的分量Vl与漏电感中积累的分量V2的和，并且输入电压Vi与施加至阻尼电路21的电容器C的两个端子的电压Vc的和被施加至开关Q的两个端子。从而，漏电感中积累的能量被传递至阻尼电路21的电容器C，使得可以通过电阻器R消耗该能量。
[0024]可以通过上述原理来限制施加至开关的两个端子的浪涌电压。
[0025]然而，根据现有技术，由于通过阻尼电路21中的电阻器R消耗漏电感中积累的能量，因而电力电力转换效率劣化。
[0026]另外，由于在电阻器R中消耗阻尼电路21的电容器C中积累的能量，所以电阻器R的损耗与开关的开关频率成比例地提尚。
[0027]到现在为止，主要描述了具有阻尼电路21的降压-升压型反激变换器，然而同样地，上述问题会发生在降压型反激变换器中。
【发明内容】
[0028]本实施方式提供了一种多输出DC/DC变换器和具有该多输出DC/DC变换器的电源，该多输出DC/DC变换器能够通过使用具有浪涌吸收单元的DC/DC变换器来限制开关器件的浪涌电压。
[0029]另外，本实施方式提供了一种多输出DC/DC变换器和具有该多输出DC/DC变换器的电源，该多输出DC/DC变换器包括能量转换单元，该能量转换单元用于转换在存储浪涌吸收单元中的能量以提供多个输出，从而改进电力效率。
[0030]根据一个实施方式，提供了一种多输出DC/DC变换器:变换器，其包括变压器和第一浪涌吸收单元，其中，所述变压器包括设置到一次侧的第一开关并且向二次侧输出第一电压，以及所述第一浪涌吸收单元连接至所述变压器的一次侧并且吸收由所述变压器的漏电感在所述第一开关处形成的浪涌电压；以及第一能量转换单元，用于接收从所述第一浪涌吸收单元供应的输出能量并且输出第二电压。
[0031 ] 该变换器为反激变换器和正激变换器之一。
[0032]第一能量转换单元为反激变换器、LLC谐振变换器(包括两个电感器和一个电容器)和全桥变换器之一。
[0033]第一浪涌吸收单元包括第一二极管和连接至变压器的一次侧的第一电容器，以及第一能量转换单元以第一电容器的两个端子之间的电压作为输入电压。
[0034]该变换器为反激变换器，并且变压器的二次侧连接有第二二极管和第二电容器。
[0035]该变换器为第一反激变换器并且第一能量转换单元为第二反激变换器，其中，第一反激变换器的第一电压为nl*Vi/ (1-Dl)并且第二反激变换器的输出为n2*Vc/ (1-D2)，nl为第一反激变换器的变压器的匝数比，Vi为输入电力，Dl为用于驱动第一开关的第一PWM信号的占空比，以及n2为第二反激变换器的变压器的匝数比，Vc为第一电容器的两个端子之间的电压，并且D2为用于驱动第二反激变换器的第二开关的第二 PWM信号的占空比。
[0036]第一 PWM信号等于第二 PWM信号。
[0037]第一开关和第二开关为N沟道增强型MOSFET。
[0038]第一能量转换单元包括第二浪涌吸收单元。
[0039]多输出DC/DC变换器还包括连接至第二浪涌吸收单元的第二能量转换单元，用于输出基于在第二浪涌吸收单元中存储的能量的第三电压作为输入电力。
[0040]根据另一实施方式，提供一种电源，该电源包括:变换器，其包括变压器和浪涌吸收单元，其中，所述变压器包括设置到一次侧的开关并且向二次侧输出第一电压，以及所述浪涌吸收单元连接至所述变压器的一次侧并且吸收由所述变压器的漏电感在所述开关处形成的浪涌电压，以及能量转换单元，用于接收从所述浪涌吸收单元供应的输出能量并且输出第二电压；整流器，用于对AC电力整流以向多输出DC/DC变换器提供DC电力；感测单元，用于感测所述多输出DC/DC变换器的输出；以及PWM控制单元和驱动控制单元，用于控制所述第一电压和所述第二电压。
[0041]感测单元包括第一感测单元和第二感测单元，PWM控制单元包括第一 PWM控制单元和第二 PWM控制单元，驱动控制单元包括第一驱动控制单元和第二驱动控制单元。第一感测单元、第一 PWM控制单元和第一驱动控制单元控制所述变换器，以及第二感测单元、第二 PWM控制单元和第二驱动控制单元控制所述能量转换单元。
[0042]本实施方式提供了一种多输出DC/DC变换器和具有该多输出DC/DC变换器的电源，该多输出DC/DC变换器包括浪涌电压吸收单元和能量转换单元以在稳定范围内操作开关器件，并且所述多输出DC/DC变换器能够通过使用浪涌电压的能量作为另一变换器的能源来改进电力效率。
【附图说明】
[0043]图1为示出具有DC/DC变换器的常规电源电路的电路图。
[0044]图2为示出反激变换器的电路图。
[0045]图3为示出根据反激变换器的开关的通/断操作在开关的两个端子之间的电压的波形图。
[0046]图4为示出根据实施方式的多输出DC/DC变换器的电路图。
[0047]图5为示出根据第一实施方式的包括反激变换器的多输出DC/DC变换器的电路图。
[0048]图6为示出根据第一实施方式的根据开关的操作施加至开关的两个端子的电压的波形图。
[0049]图7为示出根据第二实施方式的多输出DC/DC变换器的电路图。
[0050]图8为示出根据第三实施方式的多输出DC/DC变换器的电路图。
[0051]图9为示出根据第