本發(fā)明涉及電源技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及的是一種關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù):
隨著電子技術(shù)的發(fā)展,越來(lái)越多的高效率電路實(shí)現(xiàn),如DC轉(zhuǎn)DC電路,大大提高電源產(chǎn)品的效率?,F(xiàn)有的電腦IT產(chǎn)品PC電源,利用獨(dú)立的反激撲拓電路輸出5VSB電壓,5VSB正常工作,電腦開(kāi)機(jī)正常啟動(dòng)。5VSB,為電腦電源的輔助電源,它提供給電腦待機(jī)器件電源的,主要提供給機(jī)箱開(kāi)關(guān),網(wǎng)卡等等需要喚醒電腦開(kāi)機(jī)所需功能的部分供電。它與主+5V電源是有區(qū)別的,首先,電源通電后,就一直有+5VSB電源輸出了,而主+5V電源必須在電腦開(kāi)機(jī)或被喚醒狀態(tài)下,才有輸出。其次,由于喚醒器件耗電小,+5VSB最大提供的電流相比主+5V就小很多。再次,系統(tǒng)關(guān)機(jī)后,主+5V電源被關(guān)掉,而+5VSB依然存在。
5VSB電壓的作用如下:可供外接USB使用(包括:手機(jī)充電,打印機(jī)等),還可利用反激式電路變壓器初級(jí)輔助繞組輸出各高壓IC的VCC供電和主MOS管驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)電壓。電路次級(jí)利用整流輸出各低壓IC的VCC供電,等低壓輔助基準(zhǔn)電壓。電路缺點(diǎn):隨著國(guó)際越來(lái)越重視電源的待機(jī)和EUP節(jié)能指令,此反激撲拓效率最高75%左右,效率低。2.5VSB反激式電路變壓器控制的初,次級(jí)的IC的VCC供電和MOS管驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)電壓,因5VSB輸出使用無(wú)法控制消費(fèi)者使用功率大小,反激式電路整機(jī)占空比無(wú)法隨著整機(jī)電路負(fù)載增加而加強(qiáng),很難達(dá)到整機(jī)IC的VCC供電和MOS管驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)電壓的最佳效果,導(dǎo)致MOS管損耗加大,驅(qū)動(dòng)達(dá)不到最佳狀態(tài)。
因此,現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于,提供一種關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng)和方法,旨在解決現(xiàn)有供電系統(tǒng)效率低,損耗高,供電穩(wěn)定性差的問(wèn)題。
本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
一種關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng),包括第一供電模塊、第二供電模塊和關(guān)斷切換模塊,所述第一供電模塊和第二供電模塊包括共同供電的供電端和單獨(dú)供電的供電端;所述關(guān)斷切換模塊用于根據(jù)電源信號(hào)控制所述第一供電模塊的單獨(dú)供電的供電端給所述第二供電模塊的單獨(dú)供電的供電端提供電能,以及關(guān)斷所述第二供電模塊給所述共同供電的供電端供電。
所述的關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng),其中,所述關(guān)斷切換模塊包括檢測(cè)單元、控制單元和關(guān)斷切換單元;所述檢測(cè)單元檢測(cè)電源控制信號(hào),所述控制單元根據(jù)所述檢測(cè)單元的輸出控制所述關(guān)斷切換單元,以控制所述輸出模塊對(duì)供電端進(jìn)行選擇輸出。
所述的關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng),其中,所述第一供電模塊包括:
用于對(duì)脈寬調(diào)制信號(hào)變壓轉(zhuǎn)換為不同輸出信號(hào)的第一變壓模塊;
用于對(duì)第一變壓模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行整流給第一供電端和第二供電端供電的第一整流模塊;
用于對(duì)第一變壓模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行同步整流的同步整流模塊;
用于對(duì)同步整流后的輸出信號(hào)進(jìn)行諧振濾波給第三供電端供電的第一諧振濾波模塊;
用于對(duì)諧振濾波后的輸出信號(hào)進(jìn)行直流轉(zhuǎn)換給第四供電端供電的直流轉(zhuǎn)換模塊;
所述第二供電模塊包括:
用于對(duì)功率因素校正信號(hào)變壓轉(zhuǎn)換為不同輸出信號(hào)的第二變壓模塊;
用于對(duì)第二變壓模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行整流給第一供電端和第二供電端供電的第二整流模塊;
用于對(duì)第二變壓模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行電壓比較的電壓比較模塊;
用于對(duì)電壓比較之后的輸出信號(hào)進(jìn)行諧振濾波給第五供電端供電的第二諧振濾波模塊;
以及,
用于當(dāng)電源工作時(shí)關(guān)斷第二變壓模塊給第一供電端和第二供電端供電的關(guān)斷切換模塊;
所述第一變壓模塊連接第一整流模塊;所述第一變壓模塊、同步整流模塊、第一諧振濾波模塊和直流轉(zhuǎn)換模塊依次連接;所述第二變壓模塊連接第二整流模塊;所述第二變壓模塊、電壓比較模塊和第二諧振濾波模塊依次連接;所述第二諧振濾波模塊還通過(guò)關(guān)斷切換模塊分別連接第一諧振濾波模塊和直流轉(zhuǎn)換模塊。
所述的關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng),其中,所述第一變壓模塊包括第一變壓器,所述第一變壓器包括第一初級(jí)繞組、第二初級(jí)繞組、第三初級(jí)繞組、第一次級(jí)繞組、第二次級(jí)繞組和第三次級(jí)繞組;所述第一初級(jí)繞組的第一端和第二端連接脈寬調(diào)制信號(hào);所述第二初級(jí)繞組的第一端連接第一整流模塊,第二端接地;所述第二初級(jí)繞組的第二端復(fù)用為所述第三初級(jí)繞組的第一端,所述第三初級(jí)繞組的第二端連接第一整流模塊;
所述第一次級(jí)繞組的第一端連接同步整流模塊,第二端也連接同步整流模塊;所述第一次級(jí)繞組的第一端復(fù)用為第二次級(jí)繞組的第二端,所述第二次級(jí)繞組的第一端連接同步整流模塊;所述第一次級(jí)繞組的第二端復(fù)用為第三次級(jí)繞組的第一端,所述第三次級(jí)繞組的第二端連接同步整流模塊。
所述的關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng),其中,所述第一整流模塊包括:第一二級(jí)管、第二二級(jí)管、第三二級(jí)管、第四二級(jí)管和第一電容;所述第一二級(jí)管的陽(yáng)極連接第二初級(jí)繞組的第一端,所述第一二極管的陰極連接第三二級(jí)管的陽(yáng)極;所述第二二級(jí)管的陽(yáng)極連接第三初級(jí)繞組的第二端,所述第二二級(jí)管的陰極連接第四二級(jí)管的陽(yáng)極;所述第三二級(jí)管的陰極連接第一供電端,所述第四二級(jí)管的陰極連接第二供電端;所述第一二級(jí)管的陰極還通過(guò)第一電容接地,所述第二二級(jí)管的陰極還通過(guò)第一電容接地。
所述的關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng),其中,所述同步整流模塊包括:第一場(chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管;所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接所述第一次級(jí)繞組的第二端,柵極連接第三次級(jí)繞組的第二端,漏極連接第一諧振濾波模塊;所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接所述第一次級(jí)繞組的第一端,柵極連接第二次級(jí)繞組的第一端,漏極連接第一諧振濾波模塊;所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極還連接第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極。
所述的關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng),其中,所述第一諧振濾波模塊包括:第一電感、第二電容和第一電阻;所述第一電感的一端連接同步整流模塊,所述第一電感的另一端連接第三供電端,所述第一電感的另一端還依次通過(guò)第二電容和第一電阻連接第三供電端。
所述的關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng),其中,所述第二變壓模塊包括:第二變壓器,所述第二變壓器包括初級(jí)繞組、初級(jí)輔助繞組和次級(jí)繞組;所述初級(jí)繞組的第一端連接功率因素校正信號(hào),第二端連接脈寬調(diào)制信號(hào);所述初級(jí)輔助繞組的第一端和第二端均連接第二整流模塊;所述次級(jí)繞組的第一端連接電壓比較模塊,第二端連接第二諧振濾波模塊。
所述的關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng),其中,所述電壓比較模塊包括:第五二級(jí)管,所述第五二級(jí)管的陽(yáng)極連接次級(jí)繞組的第一端,陰極連接第二諧振濾波模塊。
所述的關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng),其中,所述第二整流模塊包括:第六二級(jí)管、第七二級(jí)管、第八二級(jí)管和第三電容;所述第六二級(jí)管的陽(yáng)極連接初級(jí)輔助繞組的第一端,所述第六二級(jí)管的陰極分別連接第七二級(jí)管的陽(yáng)極和第八二級(jí)管的陽(yáng)極,所述第六二級(jí)管的陰極還通過(guò)第三電容連接初級(jí)輔助繞組的第二端;所述第七二級(jí)管的陰極連接第一供電端,所述第八二級(jí)管的陰極連接第二供電端。
所述的關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng),其中,所述第二諧振濾波模塊包括:第二電感、第四電容和第二電阻;所述第二電感的一端連接電壓比較模塊,另一端連接第五供電端;所述第四電容的一端連接第二變壓器次級(jí)繞組的第二端,另一端連接第五供電端;所述第二電阻的一端連接第二變壓器次級(jí)繞組的第二端,另一端連接第五供電端。
所述的關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng),其中,所述關(guān)斷切換模塊包括:第三場(chǎng)效應(yīng)管、第四場(chǎng)效應(yīng)管、第五場(chǎng)效應(yīng)管和第三電阻;所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的漏極通過(guò)第三電阻連接第五供電端,所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的漏極還連接第四場(chǎng)效應(yīng)管的柵極;所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接電源開(kāi)通信號(hào),所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的源極接地;所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的源極接地,所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的漏極分別連接第五場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和第三供電端;所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接第四供電端,所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接第五供電端。
一種關(guān)斷抽取互感耦合式供電方法,其中,包括:
檢測(cè)電源信號(hào),判斷電源是開(kāi)通還是沒(méi)有開(kāi)通;
如果開(kāi)通,則輸出第一信號(hào)到關(guān)斷切換模塊,導(dǎo)通關(guān)斷切換模塊,將第一供電模塊的單獨(dú)供電的供電端給第二供電模塊的單獨(dú)供電的供電端提供電能,同時(shí),關(guān)斷所述第二供電模塊給所述共同供電的供電端供電;
如果沒(méi)有開(kāi)通,則控制單元輸出第二信號(hào)到關(guān)斷切換模塊,關(guān)閉關(guān)斷切換模塊,第二供電模塊的單獨(dú)供電的供電端自行進(jìn)行供電。
所述一種關(guān)斷抽取互感耦合式供電方法,其中,在檢測(cè)電源信號(hào)之前還包括:當(dāng)電源開(kāi)通后,電源首先會(huì)自行檢測(cè)輸出電源是否正常,如果正常,則向CPU發(fā)出一個(gè)POWER GOOD電源信號(hào);如果不正常,則不發(fā)送電源信號(hào)。
所述一種關(guān)斷抽取互感耦合式供電方法,其中,POWER GOOD電源信號(hào)在開(kāi)機(jī)后100-500ms時(shí)間內(nèi)發(fā)出。
有益效果:
本發(fā)明的關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng)和方法,改進(jìn)了現(xiàn)有反激式電源電路,當(dāng)PC電源開(kāi)機(jī)運(yùn)行時(shí),通過(guò)本發(fā)明的關(guān)斷切換模塊將整機(jī)反激式電路輸出電壓關(guān)斷,同步切換由電路輸出更高效率直流轉(zhuǎn)換模塊的電壓輸出,從而使整機(jī)效率大大提高,可提高整機(jī)效率0.5到1%左右。將反激式電路關(guān)斷,反激式電路變壓器所提供控制的第一供電端和第二供電端的電壓關(guān)斷,將轉(zhuǎn)換由整機(jī)第一變壓模塊初級(jí)輔助繞組耦合輸出從而對(duì)第一供電端和第二供電端供電,大大降低了MOS的損耗和提高了VCC供電穩(wěn)定性,降低了成本,具有很強(qiáng)的市場(chǎng)推廣前景。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明提供的關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng)的電路示意圖。
圖2為本發(fā)明提供的關(guān)斷抽取互感耦合式供電方法的方法流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng)和方法,為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確,以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
請(qǐng)參閱圖1,圖1為本發(fā)明提供的關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng)的示意圖。本發(fā)明所述的關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng),包括第一供電模塊、第二供電模塊和關(guān)斷切換模塊,所述第一供電模塊和第二供電模塊包括共同供電的供電端和單獨(dú)供電的供電端;所述關(guān)斷切換模塊用于根據(jù)電源信號(hào)控制所述第一供電模塊的單獨(dú)供電的供電端給所述第二供電模塊的單獨(dú)供電的供電端提供電能,以及關(guān)斷所述第二供電模塊給所述共同供電的供電端供電。
具體來(lái)說(shuō),所述第一供電模塊包括第一變壓模塊110、同步整流模塊130、第一諧振濾波模塊140及直流轉(zhuǎn)換模塊150。所述第二供電模塊包括:第二變壓模塊160、第二整流模塊170、電壓比較模塊180和第二諧振濾波模塊190。所述第一供電模塊和第二供電模塊共同供電的供電端包括第一供電端VCC1和第二供電端VCC2。所述第一供電模塊的單獨(dú)供電端包括第三供電端VOUT和第四供電端5VOUT;所述第二供電模塊的單獨(dú)供電端包括第五供電端5VSB。當(dāng)電源開(kāi)啟時(shí),會(huì)給一個(gè)電源信號(hào)到關(guān)斷切換模塊200,然后關(guān)斷切換模塊200會(huì)讓第一供電模塊的不僅給第四供電端供電,還將第四供電端的輸出電壓直接給第五供電端供電;同時(shí),這會(huì)導(dǎo)致第二供電模塊停止給第一供電端VCC1和第二供電端VCC2供電,由于關(guān)斷切換模塊切換關(guān)斷第二供電模塊,同步切換由第一供電模塊的電壓輸出,從而使整機(jī)效率大大提高。其中,電源信號(hào)實(shí)際為電源PG信號(hào)。
請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1,圖1為本發(fā)明提供的關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng)的示意圖。所述關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng),包括:
用于對(duì)脈寬調(diào)制信號(hào)(PWM信號(hào), Pulse Width Modulation,脈沖寬度調(diào)制)變壓轉(zhuǎn)換為不同輸出信號(hào)的第一變壓模塊110;用于對(duì)第一變壓模塊110的輸出信號(hào)進(jìn)行整流給第一供電端VCC1和第二供電端VCC2供電的第一整流模塊120;用于對(duì)第一變壓模塊110的輸出信號(hào)進(jìn)行同步整流的同步整流模塊130;用于對(duì)同步整流后的輸出信號(hào)進(jìn)行諧振濾波給第三供電端VOUT供電的第一諧振濾波模塊140;用于對(duì)諧振濾波后的輸出信號(hào)進(jìn)行直流轉(zhuǎn)換給第四供電端5VOUT供電的直流轉(zhuǎn)換模塊150;用于對(duì)功率因素校正信號(hào)(PFC信號(hào),在PC電腦中一般為380V)變壓轉(zhuǎn)換為不同輸出信號(hào)的第二變壓模塊160;用于對(duì)第二變壓模塊160的輸出信號(hào)進(jìn)行整流給第一供電端VCC1和第二供電端VCC2供電的第二整流模塊170;用于對(duì)第二變壓模塊160的輸出信號(hào)進(jìn)行電壓比較的電壓比較模塊180;用于對(duì)電壓比較之后的輸出信號(hào)進(jìn)行諧振濾波給第五供電端5VSB供電的第二諧振濾波模塊190;用于當(dāng)電源工作時(shí)關(guān)斷第二變壓模塊160給第一供電端VCC1和第二供電端VCC2供電并切換直流轉(zhuǎn)換模塊150給第五供電端5VSB供電的關(guān)斷切換模塊200;
所述第一變壓模塊110連接第一整流模塊120,也就是第一變壓模塊110通過(guò)第一整流模塊120分別連接第一供電端VCC1和第二供電端VCC2;所述第一變壓模塊110、同步整流模塊130、第一諧振濾波模塊140和直流轉(zhuǎn)換模塊150依次連接,其中第一諧振濾波模塊140分別連接第三供電端VOUT和直流轉(zhuǎn)換模塊150;所述直流轉(zhuǎn)換模塊150連接第四供電端5VOUT。所述第二變壓模塊160連接第二整流模塊170,也就是說(shuō),所述第二變壓模塊160通過(guò)第二整流模塊170分別連接第一供電端VCC1和第二供電端VCC2;所述第二變壓模塊160、電壓比較模塊180和第二諧振濾波模塊190依次連接;所述第二諧振濾波模塊190還通過(guò)關(guān)斷切換模塊200分別連接第一諧振濾波模塊140和直流轉(zhuǎn)換模塊150。其中,所述第五供電端5VSB分別連接第二諧振濾波模塊190和關(guān)斷切換模塊200。
具體來(lái)說(shuō),現(xiàn)有技術(shù)中,電腦電源一般是采用第二整流模塊170、第二變壓模塊160及和第二諧振濾波模塊190組成的反激式電路來(lái)進(jìn)行供電。第一供電端VCC1主要用于給PC產(chǎn)品的主IC和其他模塊IC供電,而第二供電端VCC2主要是給MOS管提供驅(qū)動(dòng)輔助電壓。該反激式電路通過(guò)第二整流模塊170整流,效率最高只有75%左右。而且VCC1和VCC2供電是隨著USB電路(也就是第五供電端5VSB)控制,不會(huì)隨著整機(jī)主輸出電路同步控制,VCC1和VCC2供電很難達(dá)到電路供電的最佳效果。本發(fā)明在此基礎(chǔ)上增加了第一變壓模塊110、第一整流模塊120、同步整流模塊130、第一諧振濾波模塊140、直流轉(zhuǎn)換模塊150及關(guān)斷切換模塊200等,當(dāng)PC電源開(kāi)機(jī)時(shí),關(guān)斷切換模塊200將整機(jī)反激式電路輸出5VSB電壓關(guān)斷,也就是將第二變壓模塊160給第一供電端VCC1和第二供電端VCC2供電關(guān)斷,同時(shí)切換直流轉(zhuǎn)換模塊150直接給第五供電端5VSB供電。關(guān)于直流轉(zhuǎn)換模塊150,也就是DC轉(zhuǎn)DC乃現(xiàn)有技術(shù),此處不做過(guò)多描述,現(xiàn)有DC/DC的效率可達(dá)95%以上。其中,直流轉(zhuǎn)換模塊150輸出的是5V電壓,這樣由電路輸出更高效率5V電壓轉(zhuǎn)換成第五供電端5VSB的電壓輸出,因5V電壓效率比5VSB電壓效率更高,從而使整機(jī)效率大大提高,可提高整機(jī)效率0.5到1%左右。同時(shí),由第一變壓模塊110的輔助繞組給第一供電端VCC1和第二供電端VCC2供電,因輔助繞組可通過(guò)圈數(shù)調(diào)節(jié)電壓,電壓隨著整機(jī)的占空比大小變化,可以大大提高和提供最佳的輔助VCC1和VCC2,MOS驅(qū)動(dòng)輔助電壓VCC2可調(diào)節(jié)到MOS驅(qū)動(dòng)的最佳效果,電壓隨著整機(jī)同步控制,從而大大降低了MOS的損耗和提高了VCC供電穩(wěn)定性。
優(yōu)選地,請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1,所述第一變壓模塊110包括第一變壓器T1,所述第一變壓器T1包括第一初級(jí)繞組N1、第二初級(jí)繞組N6、第三初級(jí)繞組N5、第一次級(jí)繞組N2、第二次級(jí)繞組N3和第三次級(jí)繞組N4;所述第一初級(jí)繞組N1的第一端和第二端連接脈寬調(diào)制信號(hào)(也就是PWM信號(hào),在PC開(kāi)機(jī)之后便有);所述第二初級(jí)繞組N6的第一端連接第一整流模塊120(如圖1,也就是具體連接第一二級(jí)管D1的陽(yáng)極),第二端接地;所述第二初級(jí)繞組N6的第二端復(fù)用為所述第三初級(jí)繞組N5的第一端,所述第三初級(jí)繞組N5的第二端連接第一整流模塊120(具體連接第二二級(jí)管D2的陽(yáng)極);
所述第一次級(jí)繞組N2的第一端連接同步整流模塊130(具體連接第二場(chǎng)效應(yīng)管PM2的源極),第二端也連接同步整流模塊130(具體連接第一場(chǎng)效應(yīng)管PM1的源極);所述第一次級(jí)繞組N2的第一端復(fù)用為第二次級(jí)繞組N3的第二端,所述第二次級(jí)繞組N3的第一端連接同步整流模塊130(具體連接第二場(chǎng)效應(yīng)管PM2的柵極);所述第一次級(jí)繞組N2的第二端復(fù)用為第三次級(jí)繞組N4的第一端,所述第三次級(jí)繞組N4的第二端連接同步整流模塊130(具體連接第一場(chǎng)效應(yīng)管PM1的柵極)。
進(jìn)一步地,請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1,所述第一整流模塊120包括:第一二級(jí)管D1、第二二級(jí)管D2、第三二級(jí)管D3、第四二級(jí)管D4和第一電容C2;所述第一二級(jí)管D1的陽(yáng)極連接第二初級(jí)繞組N6的第一端,所述第一二極管D1的陰極連接第三二級(jí)管D3的陽(yáng)極;所述第二二級(jí)管D2的陽(yáng)極連接第三初級(jí)繞組N5的第二端,所述第二二級(jí)管D2的陰極連接第四二級(jí)管D4的陽(yáng)極;所述第三二級(jí)管D3的陰極連接第一供電端VCC1,所述第四二級(jí)管D4的陰極連接第二供電端VCC2;所述第一二級(jí)管D1的陰極還通過(guò)第一電容C2接地,所述第二二級(jí)管D2的陰極還通過(guò)第一電容C2接地。
本發(fā)明通過(guò)在第一變壓器T1的輸入側(cè)設(shè)置兩個(gè)輔助繞組N5和N6來(lái)對(duì)第一供電端VCC1和第二供電端VCC2供電,當(dāng)PC電源產(chǎn)品開(kāi)機(jī)時(shí),關(guān)斷切換模塊關(guān)斷第二變壓模塊的供電,T1變壓器通過(guò)耦合輔助繞組N5.N6整流輸出提供產(chǎn)品的主IC和其他模塊IC供電VCC1及MOS驅(qū)動(dòng)輔助電壓VCC2,因輔助繞組可通過(guò)圈數(shù)調(diào)節(jié)電壓,電壓隨著整機(jī)的占空比大小變化,可以大大提高和提供最佳的輔助VCC1和VCC2,MOS驅(qū)動(dòng)輔助電壓VCC2可調(diào)節(jié)到MOS驅(qū)動(dòng)的最佳效果,電壓隨著整機(jī)同步控制,從而大大降低了MOS的損耗和VCC供電穩(wěn)定性?,F(xiàn)有技術(shù)中均是采用IC來(lái)實(shí)現(xiàn)供電,效率低,成本高。本發(fā)明采用第一變壓器的輔助繞組來(lái)供電,效率高,成本非常便宜,且現(xiàn)有技術(shù)中還未有采用本發(fā)明這樣的方式來(lái)供電,此處也是本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)所在之一。
優(yōu)選地,所述同步整流模塊130包括:第一場(chǎng)效應(yīng)管PM1和第二場(chǎng)效應(yīng)管PM2;所述第一場(chǎng)效應(yīng)管PM1的源極連接所述第一次級(jí)繞組N2的第二端,柵極連接第三次級(jí)繞組N4的第二端,漏極連接第一諧振濾波模塊140;所述第二場(chǎng)效應(yīng)管PM2的源極連接所述第一次級(jí)繞組N2的第一端,柵極連接第二次級(jí)繞組N3的第一端,漏極連接第一諧振濾波模塊140;所述第一場(chǎng)效應(yīng)管PM1的漏極還連接第二場(chǎng)效應(yīng)管PM2的漏極。
本發(fā)明采用2個(gè)MOS管來(lái)實(shí)現(xiàn)同步整流,通過(guò)第一變壓器T1連接兩個(gè)MOS管來(lái)同步整流,通過(guò)輔助繞組N3.N4分別驅(qū)動(dòng)PM1和PM2,此變壓器設(shè)計(jì)輔助繞組可以快速的導(dǎo)通同步整流PM1和PM2,可以降低同步整流MOS在死區(qū)時(shí)間內(nèi)二極管的導(dǎo)通時(shí)間,從而大大的提高了整機(jī)輸出效率。而現(xiàn)有技術(shù)中一般通過(guò)IC來(lái)進(jìn)行同步整流,成本高,效率低,且死區(qū)時(shí)間長(zhǎng)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí),所述第一場(chǎng)效應(yīng)管PM1和第二場(chǎng)效應(yīng)管PM2可為NMOS管或PMOS管,根據(jù)其工作原理,還可采用其他功率管代替,譬如三極管等。
優(yōu)選地,所述第一諧振濾波模塊140包括:第一電感L1、第二電容C和第一電阻R;所述第一電感L1的一端連接同步整流模塊130,所述第一電感L1的另一端連接第三供電端VOUT(在實(shí)際應(yīng)用時(shí),第三供電端輸出的是12V直流電壓),所述第一電感L1的另一端還依次通過(guò)第二電容C和第一電阻R連接第三供電端VOUT。
請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1,優(yōu)選地,所述第二變壓模塊160包括:第二變壓器T2,所述第二變壓器T2包括初級(jí)繞組、初級(jí)輔助繞組和次級(jí)繞組;所述初級(jí)繞組的第一端連接功率因素校正信號(hào)(圖1所示的AK信號(hào),實(shí)際為380V),第二端連接脈寬調(diào)制信號(hào)(PWM信號(hào));所述初級(jí)輔助繞組的第一端和第二端均連接第二整流模塊170;所述次級(jí)繞組的第一端連接電壓比較模塊180,第二端連接第二諧振濾波模塊190。
優(yōu)選地,所述電壓比較模塊180包括:第五二級(jí)管D5,所述第五二級(jí)管D5的陽(yáng)極連接次級(jí)繞組的第一端,陰極連接第二諧振濾波模塊190。
優(yōu)選地,所述第二整流模塊170包括:第六二級(jí)管D6、第七二級(jí)管D7、第八二級(jí)管D8和第三電容C3;所述第六二級(jí)管D6的陽(yáng)極連接初級(jí)輔助繞組的第一端,所述第六二級(jí)管D6的陰極分別連接第七二級(jí)管D7的陽(yáng)極和第八二級(jí)管D8的陽(yáng)極,所述第六二級(jí)管D6的陰極還通過(guò)第三電容C3連接初級(jí)輔助繞組的第二端;所述第七二級(jí)管D7的陰極連接第一供電端VCC1,所述第八二級(jí)管D8的陰極連接第二供電端VCC2。
具體來(lái)說(shuō),這部分是現(xiàn)有的反激式電路,通過(guò)第二變壓器T2對(duì)功率因素校正信號(hào)和PWM信號(hào)進(jìn)行反激,通過(guò)整流模塊整流之后對(duì)第一供電端VCC1和第二供電端VCC2供電。
優(yōu)選地,所述第二諧振濾波模190塊包括:第二電感L2、第四電容C1和第二電阻R1;所述第二電感L2的一端連接電壓比較模塊180(也就是第五二級(jí)管D5的陰極),另一端連接第五供電端5VSB;所述第四電容C1的一端連接第二變壓器T2次級(jí)繞組的第二端,另一端連接第五供電端5VSB;所述第二電阻R1的一端連接第二變壓器T2次級(jí)繞組的第二端,另一端連接第五供電端5VSB。
優(yōu)選地,所述關(guān)斷切換模塊200包括:第三場(chǎng)效應(yīng)管PM3、第四場(chǎng)效應(yīng)管PM4、第五場(chǎng)效應(yīng)管PM5和第三電阻R2;所述第三場(chǎng)效應(yīng)管PM3的漏極通過(guò)第三電阻R3連接第五供電端5VSB,所述第三場(chǎng)效應(yīng)管PM3的漏極還連接第四場(chǎng)效應(yīng)管PM4的柵極;所述第三場(chǎng)效應(yīng)管PM3的柵極連接電源開(kāi)通信號(hào)(PGGOOD),所述第三場(chǎng)效應(yīng)管PM3的源極接地;所述第四場(chǎng)效應(yīng)管PM4的源極接地,所述第四場(chǎng)效應(yīng)管PM4的漏極分別連接第五場(chǎng)效應(yīng)管PM5的柵極和第三供電端VOUT;所述第五場(chǎng)效應(yīng)管PM5的源極連接第四供電端5VOUT,所述第五場(chǎng)效應(yīng)管PM5的漏極連接第五供電端5VSB。
具體來(lái)說(shuō),電源開(kāi)通信號(hào)PGGOOD為PG ( POWER GOOD ) 信號(hào)。從電源開(kāi)通那一瞬間起,到電源輸出穩(wěn)定電壓需要一定的時(shí)間,+5V的爬升時(shí)間通常為2ms~20ms。當(dāng)電源開(kāi)通后,電源首先會(huì)自行檢查輸出電壓是否正常,如果正常,即向CPU發(fā)出一個(gè)POWER GOOD 信號(hào),意即“我準(zhǔn)備好了,您可以開(kāi)始工作了”。為了保證相互間的銜接,CPU廠商推出CPU時(shí),就PG信號(hào)作出了規(guī)定,要求電源發(fā)出PG信號(hào)的時(shí)間是在開(kāi)機(jī)后的100~500ms時(shí)間內(nèi),如果CPU在這個(gè)范圍內(nèi)得不到PG信號(hào),就意味著開(kāi)機(jī)失敗。
也就是說(shuō),當(dāng)PC電源產(chǎn)品開(kāi)機(jī)時(shí),產(chǎn)品輸出啟動(dòng),產(chǎn)品輸出一個(gè)高電位(5V)PGGOOD信號(hào)給第三場(chǎng)效應(yīng)管PM3,從而控制PM3快速導(dǎo)通,進(jìn)而導(dǎo)致PM4管因PM3導(dǎo)通控制PM4管G極為低電位截止,PM5管因PM4管截止,而第三電壓端VOUT輸出電壓給PM5管G極驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通,這樣,直流轉(zhuǎn)換模塊150轉(zhuǎn)換出的5V電壓導(dǎo)通到第五電壓端提供USB電壓。在實(shí)際應(yīng)用時(shí),設(shè)計(jì)5V輸出電壓高于第五電壓端的USB電壓(譬如直流轉(zhuǎn)換模塊150得到的電壓為5.1V,而T2的USB電路得到的電壓為5.0V),這樣會(huì)導(dǎo)致第五二級(jí)管D5的單向?qū)щ娯?fù)極電壓高,導(dǎo)致D5截止,從而關(guān)斷整個(gè)USB電路(也就是變壓器T2給第五電壓端供電的電路),USB電路關(guān)斷導(dǎo)致T2輔助繞組無(wú)輸出,T2提供的第一供電端VCC1和第二供電端VCC2的電壓截止。由于直流轉(zhuǎn)換模塊150的DC-DC效率可達(dá)95%左右,利用電路關(guān)斷耦合輸出第五電壓端的USB電壓(注:T2電路提供的USB效率75%左右),從而提高了整機(jī)輸出效率。
當(dāng)電源沒(méi)有開(kāi)通時(shí),這是PGGOOD是低電平信號(hào),那么原理如上,但結(jié)果相反,沒(méi)有產(chǎn)生關(guān)斷和切換,第五二級(jí)管D5導(dǎo)通,由第二變壓器T2的USB電路給第五電壓端供電。這是在PC沒(méi)有開(kāi)機(jī)時(shí)也能給USB進(jìn)行充電。此乃現(xiàn)有PC的常見(jiàn)功能。此時(shí),第二變壓器T2的輔助繞組提供VCC1和VCC2的供電。第七二級(jí)管D7的陽(yáng)極和第八二級(jí)管D8的陽(yáng)極均連接USBVCC端進(jìn)行供電。
同時(shí),由于當(dāng)關(guān)斷切換模塊200關(guān)斷T2的輸出USB電路,第一變壓器T1通過(guò)耦合輔助繞組N5和N6整流輸出提供產(chǎn)品的主IC和其他模塊IC供電VCC1及MOS驅(qū)動(dòng)輔助電壓VCC2,因輔助繞組可通過(guò)圈數(shù)調(diào)節(jié)電壓,電壓隨著整機(jī)的占空比大小變化,可以大大提高和提供最佳的輔助VCC1和VCC2電壓,MOS驅(qū)動(dòng)輔助電壓VCC2可調(diào)節(jié)到MOS驅(qū)動(dòng)的最佳效果,電壓隨著整機(jī)同步控制,從而大大降低了MOS的損耗,也提高了VCC供電穩(wěn)定性。
優(yōu)選地,第一變壓器T1為正激撲拓主變壓器,第一變壓器通過(guò)變壓器耦合輔助繞組N3和N4作同步整流MOS管PM1和PM2驅(qū)動(dòng),通過(guò)輔助繞組N3和N4分別驅(qū)動(dòng)PM1和PM2,此變壓器設(shè)計(jì)輔助繞組可以快速的導(dǎo)通同步整流PM1和PM2,可以降低同步整流MOS在死區(qū)時(shí)間內(nèi)二極管的導(dǎo)通時(shí)間,從而大大的提高了整機(jī)輸出效率。
在實(shí)際應(yīng)用時(shí),所述第三場(chǎng)效應(yīng)管PM3、第四場(chǎng)效應(yīng)管PM4和第五場(chǎng)效應(yīng)管PM5,可為NMOS管或PMOS管,根據(jù)本發(fā)明電路的工作原理,還可以采用其它功率管或等效電路代替,譬如三極管。
優(yōu)選地,所述的關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng),所述關(guān)斷切換模塊包括檢測(cè)單元、控制單元和關(guān)斷切換單元;所述檢測(cè)單元檢測(cè)電源控制信號(hào),所述控制單元根據(jù)所述檢測(cè)單元的輸出控制所述關(guān)斷切換單元,以控制所述輸出模塊對(duì)供電端進(jìn)行選擇輸出。具體來(lái)說(shuō),所述檢測(cè)單元對(duì)應(yīng)上述的第三場(chǎng)效應(yīng)管PM3,控制單元對(duì)應(yīng)第四場(chǎng)效應(yīng)管PM4,而關(guān)斷切換單元對(duì)應(yīng)第五場(chǎng)效應(yīng)管PM5。其中,電源控制信號(hào)也就是指PG信號(hào),在電源開(kāi)啟時(shí),會(huì)給一個(gè)高電平的PG信號(hào)到檢測(cè)單元,也就是第三場(chǎng)效應(yīng)管PM3;而電源關(guān)閉時(shí),則給的是低電平信號(hào)。優(yōu)選地,上述三個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管是關(guān)斷切換模塊的應(yīng)用實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)關(guān)斷切換模塊的三個(gè)單元的功能和上述應(yīng)用實(shí)施例,可進(jìn)行各種電路變換,這些均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
請(qǐng)參閱圖2,圖2為本發(fā)明提供的關(guān)斷抽取互感耦合式供電方法的方法流程圖?;谏鲜鲫P(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng),本發(fā)明還提供了一種關(guān)斷抽取互感耦合式供電方法,其中,包括以下步驟:
S100、檢測(cè)電源信號(hào),判斷電源是開(kāi)通還是沒(méi)有開(kāi)通;
S200、如果開(kāi)通,則輸出第一信號(hào)到關(guān)斷切換模塊,導(dǎo)通關(guān)斷切換模塊,將第一供電模塊的單獨(dú)供電的供電端給第二供電模塊的單獨(dú)供電的供電端提供電能,同時(shí),關(guān)斷所述第二供電模塊給所述共同供電的供電端供電;
S300、如果沒(méi)有開(kāi)通,則控制單元輸出第二信號(hào)到關(guān)斷切換模塊,關(guān)閉關(guān)斷切換模塊,第二供電模塊的單獨(dú)供電的供電端自行進(jìn)行供電。
優(yōu)選地,在檢測(cè)電源信號(hào)之前還包括:當(dāng)電源開(kāi)通后,電源首先會(huì)自行檢測(cè)輸出電源是否正常,如果正常,則向CPU發(fā)出一個(gè)POWER GOOD電源信號(hào)(對(duì)應(yīng)為高電平);如果不正常,則不發(fā)送電源信號(hào)(對(duì)應(yīng)為低電平)。
優(yōu)選地,POWER GOOD電源信號(hào)在開(kāi)機(jī)后100-500ms時(shí)間內(nèi)發(fā)出。
綜上所述,本發(fā)明提供的關(guān)斷抽取互感耦合式供電系統(tǒng)和方法,改進(jìn)了現(xiàn)有反激式電源電路,當(dāng)PC電源開(kāi)機(jī)運(yùn)行時(shí),通過(guò)本發(fā)明的關(guān)斷切換模塊將整機(jī)反激式電路輸出電壓關(guān)斷,同步切換由電路輸出更高效率直流轉(zhuǎn)換模塊的電壓輸出,從而使整機(jī)效率大大提高,可提高整機(jī)效率0.5到1%左右。將反激式電路關(guān)斷,反激式電路變壓器所提供控制的第一供電端和第二供電端的電壓關(guān)斷,將轉(zhuǎn)換由整機(jī)第一變壓模塊初級(jí)輔助繞組耦合輸出從而對(duì)第一供電端和第二供電端供電,大大降低了MOS的損耗和提高了VCC供電穩(wěn)定性,大大降低了成本,將現(xiàn)有的PC電源電路效率繼續(xù)向上提高,具有很強(qiáng)的市場(chǎng)推廣前景。
應(yīng)當(dāng)理解的是,本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例,對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換,所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。