專利名稱：電源電路及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種電源電路及其控制方法。
背景技術(shù)：
請參閱圖1 ，其是 一 種現(xiàn)有技術(shù)電源電路的電路結(jié)構(gòu)
示意圖。該電源電路1包括 一 輸入端1 0 1 、 一整流電路1 1 、 一第 一 濾波電容(未標示)、 一 變壓器1 2 、 一整流二極管13、 一第二濾波電容14、 一負載15、 一脈寬調(diào)變電路(Switch IC)16、 一晶體管17、 一反饋電路18和一輸出端102。
該變壓器12包括一初級線圈121和一次級線圈122。 該輸入端1 0 1通過該整流電路1 1和該第 一 濾波電容4妄地。 該初級線圈1 2 1 —端通過該第 一 濾波電容接地，該初級線 圈1 2 1另 一 端電連接該晶體管1 7的漏極。該次級線圏1 22 一端通過該整流二極管1 3電連接該輸出端1 0 2 ,該次級線 圏122另 一 端"l妄地。該第二濾波電容14和該負載15分別電 連接于該輸出端1 0 2與地之間。
該晶體管1 7的源極通過 一 電阻(未標示)接地，其柵極 電連接該脈寬調(diào)變電^各1 6 。 該反々責(zé)電^各1 8電連接于該脈 寬調(diào)變電路1 6和該輸出端1 0 2之間。該反饋電路1 8根據(jù)該 輸出端102輸出的電壓提供一反饋電壓至該脈寬調(diào)變電 路16。
請 一 并參閱圖2 , 是圖1所示電源電路1 0的電壓電流 波形示意圖。其中，V 1表示該脈寬調(diào)變電路1 6加載于該 晶體管1 7柵極的電壓波形圖，V2表示該整流二極管1 3輸 出的電壓波形圖，II表示該濾波電容1 4向該負載1 5提供 的電流波形圖。外界交流電壓通過該輸入端1 0 1輸入該整流電路1 1 ,經(jīng)該整流電路1 1整流后提供一直流電壓于該
變壓器12的初級線圈12 1。
該脈寬調(diào)變電路1 6加載脈沖電壓V 1于該曰 曰曰體管17的
柵極在該脈沖電壓V 1控制下，該晶體管1 7交替導(dǎo)通與
截止, 該變壓器12的初級線圈121產(chǎn)生變化的電流，該變
壓器12的次級線圈122產(chǎn)生一感應(yīng)電壓，該感應(yīng)電壓經(jīng)該
整流二極管1 3整流后輸出如V2所示的電壓當(dāng)該二極管
13輸出高電平時，該電壓V 2向該第二濾波電容14充電，
該電壓V2同時向該負栽15供電。當(dāng)該二極管13輸出低電
平時， 該第二濾波電容1 4》文電，該第二濾波電容14的放
電電流向該負載15供電。
當(dāng)該二極管1 3輸出低電平的時間11較長時， 該第二
濾波電容1 4放電時間較長，該第二濾波電々 谷14需要不斷
的充、 放電以向該負載1 5供電。因此，該電源電路10的
輸出端1 0 2輸出電流11的波動范圍l交大。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中電源電路輸出電流波動范圍大
的問題，本發(fā)明提供 一 種輸出電流波動范圍小的電源電路。
一種電源電路，其向負載供電，包括一輸入端、一
輸出端、N個變壓單元和一脈寬調(diào)變電路，N為大于l的 自然數(shù)。該輸入端用于接收外部電路輸入的電壓。該N 個變壓單元分別電連接于該輸入端與該輸出端之間。該 脈寬調(diào)變電路分別電連接該N個變壓單元。該脈寬調(diào)變電 路分別提供N個不同相位的控制信號于該N個變壓單元， 每兩個控制信號的相位差為3 60/(N+l)度，該N個變壓單 無分別接收該脈寬調(diào)變電路提供的N個控制信號，并分別 輸出N個不同相位的電壓于該#T出端。
一種電源電路的控制方法，其包括如下步驟產(chǎn)生N個不同相位的控制信號，N為大于1的自然數(shù)，每兩個控 制信號的相位差為360/(N+l)度；分別發(fā)送該N個相位差 為360/(N+l)度的控制信號于N個變壓單元，^使該N個變壓
單元分別輸出不同相位的N個電壓于 一 負載。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電源電路包括N個變壓單元， 該N個變壓單元分別向負載供電。由于分別發(fā)送N個不同相位的控制信號于該N個變壓單元，每兩個控制信號
的相位差為360/(N+l)度。因此，該分另U加載N個不同相
位的電壓于該負載。由于力。載于該負載的N個電壓相位不
同,該N個電壓對應(yīng)的4氐電平時間互相補充，,人而減小實
際加載于該負載的電壓的低電平時間，進而減小該電源
電路輸出電流的波動范圍。


圖1是 一 種現(xiàn)有技術(shù)電源電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是圖1所示電源電路的電壓電流波形示意圖。
圖3是本發(fā)明電源電路的第一實施方式的電路結(jié)構(gòu)
示意圖
圖4是圖3所示電源電路的電壓電流波形圖。
圖5是本發(fā)明電源電路的第二實施方式的電路結(jié)構(gòu)
示意圖
圖6是圖5所示電源電路的電壓電流波形圖。
體實施方式
請參閱圖3,是本發(fā)明電源電路的第一實施方式的電
路結(jié)構(gòu)示意圖。該電源電路包括一輸入端201、 一整流電
路2 1 、一脈寬調(diào)變電路22、 一第 一 變壓單元23 、 一第二
變壓單元 24、 一濾波電容 25、 一負載 26、 一反饋電路
27和一-輸出端2 0 2。
該整流電路2 1為 一 全橋式整流電路或 一 半橋式整流電路。該脈寬調(diào)變電路2 2分別提供不同相位的控制信號 于該第一、第二變壓單元23、 24。 該第一、第二變壓單 元23 、 24分別接收該脈寬調(diào)變電路22的控制信號，并 根據(jù)該控制信號輸出不同相位的輸出電壓。該反饋電路 2 7根據(jù)該輸出端2 0 2輸出的電壓提供 一 反饋電壓于該脈 寬調(diào)變電路2 2。
該第一變壓單元23包括一第一變壓器230、 一第一 晶體管231 、 一第 一 整流二極管232。該第 一 變壓器230 包括一第一初級線圈233和一第一次級線圈234。
該第二變壓單元24包括一第二變壓器240、 一第二 晶體管241、 一第二整流二極管242。 該第二變壓器240 包括一第二初級線圈243和一第二次級線圈244。
該輸入端 2 01通過該整流電路 2 1 分別電連接該第 一 、第二初級線圈23 3 、 243的 一 端。該第 一 初級線圈23 3 另 一 端電連接該第 一 晶體管2 3 1的漏極。該第 一 晶體管 2 3 1的源極通過 一 電阻(未標示)接地，其柵極電連接該脈 寬調(diào)變電路22。 該第 一 次級線圈234 —端接地，另 一 端 經(jīng)由該第 一 整流二極管 2 3 2的正、負極電連接該輸出端 2 0 2。該濾波電容2 5和該負載2 6分別電連接于該輸出端 2 0 2與；也之間。
該第二初級線圏 243 另 一 端電連接該第二晶體管 24 1的漏極。該第二晶體管24 1的源極通過 一 電阻(未標 示)接地，其柵極電連接該脈寬調(diào)變電路22 。該第二次級 線圈 244 —端接地，另 一 端經(jīng)由該第二整流二極管 242 的正、負極電連接該輸出端202 。 該反饋電路27電連接 于該脈寬調(diào)變電路22與該輸出端202之間。
請一并參閱圖4, 是圖3所示電源電路20的電壓電 流波形圖。其中，VI 、 V2分別表示該脈寬調(diào)變電路22 加載于該第 一 、第二晶體管23 1 、 24 1柵極的電壓波形圖。V3 、 V4分別表示該第 一 、第二整流二極管232、 242輸 出的電壓波形圖。V5表示該濾波電容25兩端的電壓波 形圖。12表示該濾波電容25向該負載26提供的電流波 形圖。外界交流電壓通過該輸入端 2 0 1輸入該整流電路 2 1 ，經(jīng)該整流電路2 1整流后分別提供 一 直流電壓于第一 、 第二初級線圈233、 243。
該脈寬調(diào)變電路22分別力。載脈沖電壓V 1 、 V2于該 第 一 、第二晶體管23 1、 241的柵極，其中，V2較VI有 一 1 2 0度的相位延遲。在該脈沖電壓V 1控制下，該第一 晶體管23 1交替導(dǎo)通與截止，該第 一 初級線圈233產(chǎn)生 變化的電流，該第 一 次級線圈 2 3 4產(chǎn)生 一 感應(yīng)電壓，該 感應(yīng)電壓經(jīng)該第 一 整流二極管2 3 2整流后輸出如V3所示 的電壓，設(shè)電壓 V 3的低電平時間為 12 。 在該脈沖電壓 V2控制下，該第二晶體管24 1交替導(dǎo)通與截止，該第二 初級線圈243產(chǎn)生變化的電流，該第二次級線圈 244產(chǎn) 生——感應(yīng)電壓，該感應(yīng)電壓經(jīng)該第二整流二極管 2 4 2整 流后輸出如V4所示的電壓。其中，V4較V3有一 120 度相位延遲。
該第 一 整流二極管 2 3 2加載電壓 V 3至該濾波電容 25 , 在該電壓V3的低電平時間t2內(nèi)，該第二整流二極 管24 2力口載電壓 V4至該濾波電容25 ， 因此，實際力口載 于該濾波電容2 5的電壓是V 5 , 則力口載于該濾波電容2 5 的實際電壓 V5的低電平時間為 t3, t3<t2。 該濾波電容 25在該電壓V5作用下不斷充、放電，從而向該負載26 提供如12所示電流。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電源電路2 0包括第一 、 第二變壓單元23 、 24,該脈寬調(diào)變電路22分別提供具有 120度相位差的脈沖電壓于該第 一 、第二變壓單元23、 24 ，該第 一 、第二變壓單元23 、 24分別加載具有120度相位差的電壓于該濾波電容2 5 。
由于在該第 一 變壓單元 23輸出電壓V3的低電平時間t2內(nèi)，該第二變壓單元24 加載電壓 V4于該濾波電容2 5， 因此，實際力口載于該濾 波電容25的電壓V5的低電平時間減小為t3 ， 從而減小 了該濾波電容2 5的放電時間，進而減小了該電源電路2 0 輸出電流的變化范圍。
由于該濾波電容2 5僅在時間13內(nèi)向該負載2 6供電， 該濾波電容2 5的供電時間縮短，從而降低了該濾波電容 25的工作溫度，進而延長了該濾波電容25的壽命。本發(fā) 明的電源電路20的第一、第二變壓器230、 240采用單 向推動，該脈寬調(diào)變電路 2 2輸出電壓的占空比可達到 50%以上而不會損壞該第 一 、第二變壓器 230 、 240。同 時，較釆用雙向推動變壓器(如全波推挽式變壓器)的電源 電路，該電源電路20的第一、第二變壓器230、 240的 工作頻率降低，從而降低該電源電路2 0的,茲損耗。
請參閱圖5 ，是本發(fā)明電源電路的第二實施方式的電 路結(jié)構(gòu)示意圖。該電源電路3 0與第 一 實施方式的電源電 路2 0的區(qū)別在于該電源電路3 0包括N個變壓單元(未 標示)，其中，N為大于2的自然數(shù)。
一脈寬調(diào)變電路3 2分別提供N個不同相位的控制信 號于該N個變壓單元，該N個控制信號中，每二控制信 號的相位差為3 6 0/(N+ 1 )度。該N個變壓單元在該控制信 號控制下分別提供N個電壓于 一 濾波電容3 5 ，設(shè)該N個 電壓分別為Vl Vn,如圖6所示。該N個電壓Vl Vn互 相低電平時間，因此，加載于該濾波電容3 5的實際電壓 如VO所示。該濾波電容3 5在該電壓VO作用下充、放 電，從而向負載3 6提供如13所示電流。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電源電路3 0包括N個變 壓單元，該脈寬調(diào)變電路3 2分別提供N個不同相位的控制信號于該N個變壓單元，該N個變壓單元在該控制信 號控制下分別提供N個不同相位的電壓V 1 Vn于該濾波 電容 35, 其中，二相鄰電壓的相位差為 360/(N+l)度。 該N個電壓VI Vn互相補充低電平時間，當(dāng)N足夠大時， 實際力。載于該濾波電容 3 5 的電壓的低電平時間近似為 0 。 因此，該脈寬調(diào)變電路 3 2輸出電壓的占空比可在 1%~99%范圍內(nèi)變化，而實際力口載于該濾波電容35的電 壓的低電平時間近似為0 。 該電源電路3 0不需該濾波電 容3 5即可實現(xiàn)直流輸出，且輸出電流13變化范圍進一 步減小。
當(dāng)實際加載于該濾波電容3 5的電壓的低電平時間近 似為 0時，僅由該變壓單元向該負載供電，該濾波電容 3 5僅提供輕載濾波的功能，該濾波電容3 5工作溫度降 低。該濾波電容3 5亦可采用低容量的電容。同時，由于 由N個變壓單元向該負載36供電，該電源電i 各30可實 現(xiàn)大電流供電，從而提高輸出功率。
本發(fā)明的特征不僅可應(yīng)用于上述的實施方式，，更可 依需求而作適當(dāng)應(yīng)用上的變更。例如，該電源電^各可包
括N個反饋電路，每 一 反饋電路反饋 一 變壓單元輸出的 電壓于該脈寬調(diào)變電路，并不限于上述實施方式所述。
10
權(quán)利要求
1. 一種電源電路，其包括一輸入端、一輸出端、N個變壓單元和一脈寬調(diào)變電路，N為大于1的自然數(shù)，該輸入端用于接收外部電路輸入的電壓，該N個變壓單元，分別電連接于該輸入端與該輸出端之間，該脈寬調(diào)變電路分別電連接該N個變壓單元，其特征在于該脈寬調(diào)變電路分別提供N個不同相位的控制信號至該N個變壓單元，每兩個控制信號的相位差為360/(N+1)度，該N個變壓單元分別接收該脈寬調(diào)變電路提供的N個控制信號，并分別輸出N個不同相位的電壓于該輸出端。
2 .如權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于該電源電路還包括 一 整流電路，該N個變壓單元分別接收該整流電路輸出的直流電壓。
3 .如權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于二該電源電路還包括 一 濾波電容，該N個變壓單元輸出的1 N個電壓經(jīng)由該濾波電容濾波后/人該輸出端#r出。
4 .如權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于每變壓單元包括 一 變壓器、 一 晶體管和一 二極管，該變壓器包括 一 初級線圈和 一 次級線圈，該初級線圈一端接收外界輸入電壓，另 一 端電連4妄該晶體管漏極，該曰曰體管源極接地，棚-才及電連接該脈寬調(diào)變電3各，該次級線圏一端接地，另 一 端經(jīng)由該二極管電連接該l命出端。
5 .如權(quán)利要求4所述的電源電路，其特征在于每一變壓單元還包括 一 電阻，該晶體管的源才及經(jīng)由該電阻接地
6 .如權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于該電源電路還包括 一 反饋電路，該反饋電路電連接于該數(shù)出端與該脈寬調(diào)變電路之間，用于反饋該電源電^各輸出的電壓至該脈寬調(diào)變電路。
7 .如權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于該電 源電路還包括N個反饋電路，該N個反饋電路分別反饋該 N個變壓單元輸出的電壓于該脈寬調(diào)變電路。
8.如權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于N等 于2 ， 該脈寬調(diào)變電路分別提供二相位差為1 2 0度的控制 信號于該二個變壓單元。
9 . 一種電源電路的控制方法，其包括如下步驟a.產(chǎn)生N個不同相位的控制信號，N為大于1的自然 數(shù)，每兩個控制信號的相位差為3 6 0/(N+l)度；b .分別發(fā)送該N個控制信號至N個變壓單元，使該N 個變壓單元分別輸出不同相位的N個電壓于一負載。
10 .如權(quán)利要求9所述的電源電路控制方法，其特征 在于該N個變壓單元輸出的不同相位的N個電壓中，每 兩個電壓的相位差為3 60/(N+l)度，該不同相位的N個電 壓經(jīng)濾波后向該負載供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電源電路及其控制方法。該電源電路包括一輸入端、一輸出端、N個變壓單元和一脈寬調(diào)變電路，N為大于1的自然數(shù)。該輸入端用于接收外部電路輸入的電壓。該N個變壓單元分別電連接于該輸入端與該輸出端之間。該脈寬調(diào)變電路分別電連接該N個變壓單元。該脈寬調(diào)變電路分別提供N個不同相位的控制信號于該N個變壓單元，每兩個控制信號的相位差為360/(N+1)度，該N個變壓單元分別接收該脈寬調(diào)變電路提供的N個控制信號，并分別輸出N個不同相位的電壓于該輸出端。
文檔編號H02M7/5395GK101431300SQ20071012428
公開日2009年5月13日 申請日期2007年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月7日
發(fā)明者林靜忠 申請人:群康科技(深圳)有限公司;群創(chuàng)光電股份有限公司