电源设备的制造方法_2

文档序号:8447086阅读:来源:国知局
和第四开关器件Q4的端子都并联连接到电力输入端子Vin ;变压器101和102,具有连接在第一节点N1 (第一开关器件Q1和第二开关器件Q2之间的连接点)和第二节点N2(第三开关器件Q3和第四开关器件Q4之间的连接点)之间的初级侧绕组101和与初级侧绕组101磁耦合的至少一个或多个次级侧绕组102 ;电感器器件L。,连接到变压器101和102的次级侧绕组102 ;以及电容器器件C。。
[0041]另外,电源设备可包括第五开关器件Q5和第六开关器件Q6,第五开关器件Q5和第六开关器件Q6用于允许或切断变压器102的次级侧绕组102中的电流iQ5和iQ6的流动。
[0042]次级侧绕组102可包括彼此并联连接的第一次级侧绕组Nsl和第二次级侧绕组Ns2。第五开关器件Q5可允许或切断第一次级侧绕组Nsl中的电流的流动。第六开关器件Q6可允许或切断第二次级侧绕组Ns2中的电流的流动。
[0043]同时,变压器101和102的匝数比可以是Np:Nsl = n:l和Np:Ns2 = η: 1,初级侧绕组101可用如图1中所示的漏电感Llkg和磁化电感Lm组件来表示。同时,第一开关器件%至第四开关器件Q4可分别包括二极管D1至D4和寄生电容组件C1至C4。
[0044]下文中,包括电力输入端子Vin、第一开关器件%至第四开关器件04、变压器101和102的初级侧绕组101中的至少一个的构造将被定义为相移全桥转换器的初级侧电路单元110。另外,包括变压器101和102的次级侧绕组102、第五开关器件Q5、第六开关器件Q6、电感器器件L。和电容器C。中的至少一个的构造将被定义为相移全桥转换器的次级侧电路单元120。
[0045]另外,在初级侧电路单元110中包括的第一开关器件Q1至第四开关器件Q4将被定义为初级侧开关器件。另外,在次级侧电路单元120中包括的第五开关器件Q5和第六开关器件Q6将被定义为次级侧开关器件。
[0046]第一控制器230和第二控制器240可基于初级侧开关器件的导通操作时段来控制次级侧开关器件。
[0047]例如,第一控制器230和第二控制器240可将初级侧电路单元110被供电的时间段和次级侧开关器件中的一个被导通的时间段同步。详细地,第一控制器230和第二控制器240可在初级侧电路单元110被供电时导通次级侧开关器件中的一个。
[0048]这里,初级侧电路单元110被供电的时间段指示能量从初级侧电路单元110传输到次级侧电路单元120的时间段。例如,初级侧电路单元110被供电的时间段可指示第一开关器件Q1和第四开关器件Q4被同时导通的时间段以及第二开关器件Q2和第三开关器件Q3被同时导通的时间段。
[0049]另夕卜,第一控制器230和第二控制器240可将初级侧电路单元110续流(freewheeled)的时间段和多个次级侧开关器件截止的时间段同步。详细地,第一控制器230和第二控制器240可在初级侧电路单元110续流时将多个次级侧开关器件截止。
[0050]这里,初级侧电路单元110续流的时间段指示除了初级侧电路单元110被供电的时间段之外的时间段。例如,初级侧电路单元110续流的时间段可指示第一开关器件Q1和第四开关器件Q4不被同时导通的时间段以及第二开关器件Q2和第三开关器件Q3不被同时导通的时间段。
[0051]图2A和图2B是示出相移全桥转换器的开关控制波形的示例的示图。
[0052]图2A示出相移全桥转换器的初级侧开关器件的控制波形。
[0053]图2B示出相移全桥转换器的次级侧开关器件的控制波形。
[0054]参照图2A,在相移全桥转换器的初级侧电路单元中,第一开关器件Q1和第二开关器件Q2可交替导通。另外,第三开关器件93和第四开关器件94可交替导通。在这种情况下,第一开关器件Q1导通的时间和第四开关器件Q4导通的时间被经过相移。另外,第二开关器件Q2导通的时间和第三开关器件Q3导通的时间被经过相移。
[0055]如此,相移全桥转换器的初级侧电路单元的初级侧开关器件可使用相移控制信号执行零电压开关操作。
[0056]参照图2B,在第一开关器件Q1或第四开关器件Q4导通的时间段期间,第五开关器件Q5可导通。另外,在第二开关器件Q2或第三开关器件Q3导通的时间段期间,第六开关器件Qe可导通。
[0057]同时,可通过除了图2A和图2B中示出的方法之外的各种方法控制相移全桥转换器。
[0058]参照图1,备用电源单元200可包括:第一反激式转换器210,将输入电力Vin转换成具有预设幅值的操作电力Vcxp,以将操作电力Vcxp提供到第一控制器230 ;第二反激式转换器220,将输入电力转换成具有预设幅值的电力。第二反激式转换器可将所述电力提供到第二控制器240和备用输出端子290。
[0059]同时,第一反激式转换器210可包括如图1中所示的开关器件Q7、变压器Na和Nbi和二极管Da。另外,第二反激式转换器220可包括如图1中所示的开关器件Q7、变压器Na和
Nb2和二极管Dc。
[0060]例如,当主电源单元100不操作时,备用电源单元200可将输入电力Vin转换成具有预设幅值的操作电力\cp,以将操作电力Vcxp提供到第一控制器230,并且可将输入电力Vin转换成具有预设幅值的电力,以将该电力提供到第二控制器240和备用输出端子290。
[0061]同时,备用电源单元200可包括与主电源单元100的变压器101和102耦合的辅助绕组Naux,并且当主电源单元100操作时,可将施加到辅助绕组Naux的操作电力Vaux提供到第一控制器230。这里,第一控制器230可控制主电源单元100的初级侧电路单元的操作。
[0062]另外,备用电源单元200可通过电力传输单元300接收主电力,以将主电力提供到第二控制器240和备用输出端子290。这里,第二控制器240可控制主电源单元100的次级侧电路单元的操作。
[0063]同时,电力传输单元300可将主电力提供到备用电源单元200。
[0064]例如,电力传输单兀300可包括传输二极管Dm,传输二极管Dm具有连接到主输出端子190的阳极和连接到备用输出端子290的阴极。传输二极管Dm可因来自主电源单元100的主电力而导通,并且可将备用电力提供到备用电源单元200。
[0065]在备用电源单元200的第一反激式转换器210和第二反激式转换器220向第一控制器230、第二控制器240和备用输出端子290供电的情况下,由于反激式转换器的固有特性(例如,高电压应力、硬开关和缓冲器损耗),导致效率会不可避免地降低。
[0066]然而,在根据本公开的示例性实施例的电源设备中,当主电源单元100操作时,可由主电源单元100向第一控制器230、第二控制器240和备用输出端子290供电。根据本公开的示例性实施例的主电源单元100可由相移全桥转换器配置,因此,可提供由于零电压开关而导致的相对闻的效率,从而提闻整个系统的效率。
[0067]图3是示出当主电源单元100不操作时通向第一控制器、第二控制器和备用输出端子的供电路径的示图。
[0068]参照图3,当主电源单元100不操作时,备用电源单元200可使用第一转换器210将输入电力Vin转换成具有预设幅值的操作电力Vrap,并且将操作电力提供到第一控制器230。
[0069]另外,当主电源单元100不操作时,备用电源单元200可使用第二转换器220将输入电力Vin转换成具有预设幅值的电力,并且将该电力提供到第二控制器240和备用输出端子 290。
[0070]在备用电源单元200的第一反激式转换器210
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