发明名称 交换电源电路
摘要 作为具备同步整流电路的复合谐振型变频器,为了得到高电力变换效率,及谋求依电路简化的电路规模缩小,及低成本化的两立,在复合谐振型变频器的二次侧具备依电阻元件的线圈电压检测方式的同步整流电路。又,扩大绝缘变频变压器(PIT)的间隙长度俾将结合常数降低至0.8左右,而且使得二次线圈每一匝的感应电平成为2V/T般地设定一次线圈N1,二次线圈N2A,N2B的匝数。由此,使得绝缘变频变压器PIT的磁心的磁通密度成为一定以下,即使在重负载条件下也可将二次侧整流电流作成连续模态。这时候若对于二次侧各整流电流路径插入感应器 Ld,Lo,则被抑压因这些感应器的反电动势而产生在整流电流的反电流,以更减低无效电力。又,藉由感应器Lo,抑制作为重叠于二次侧直流输出电压Eo的高频噪音。
申请公布号 TWI271023 申请公布日期 2007.01.11
申请号 TW093123950 申请日期 2004.08.10
申请人 新力股份有限公司 发明人 安村昌之
分类号 H02M7/21(2006.01) 主分类号 H02M7/21(2006.01)
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种交换电源电路,针对于具备; 具备复数开关元件所形成,断续所输入的直流输入 电压般地进行交换的交换部; 上述复数开关元件交互地导通断开地交换驱动的 一次侧驱动部; 将来自交换部的交换输出从一次侧传输至二次侧 者,卷装有一次线圈与具有中分接头的分接头输出 的二次线圈的绝缘变频变压器,将间隙长作成所定 以上,俾将上述一次线圈与上述二次线圈的结合常 数设定成所定以下的绝缘变频变压器; 至少藉由上述绝缘变频变压器的一次线圈的漏电 感成分,及本身的电容以形成将上述交换部的动作 作成谐振型所用的一次侧谐振电路的一次侧谐振 电容器;以及 具有连接于上述二次线圈的分接头输出的二次侧 平滑电容器,将感于上述绝缘变频变压器的二次线 圈的交变电压进行全波整流而在上述二次侧平滑 电容器充电整流电流,以作为上述二次侧平滑电容 器的两端电压作成得到二次侧直流输出电压的同 步整流电路;其特征为: 上述一次线圈与二次线圈的匝数,是不管上述二次 侧直流输出电压的负载条件的变动,设定成利用上 述全波整流动作上述全波整流动作流在同步整流 电路的二次侧整流电流成为连续模态,同时 上述同步整流电路是具备: 串联连接于利用上述二次线圈的分接头输出所分 出的其中一方的端部与二次侧基准电位之间的第 一场效电晶体; 串联连接于利用上述二次线圈的分接头输出所分 出的另一方的端部与二次侧基准电位之间的第二 场效电晶体; 利用电阻元件检测对应于上述第一场效电晶体须 流动整流电流的半波期间的二次线圈电压,并输出 将上述第一场效电晶体作成导通所用的闸波电压 的第一驱动电路; 利用电阻元件检测对应于上述第二场效电晶体须 流动整流电流的半波期间的二次线圈电压,并输出 将上述第二场效电晶体作成导通所用的闸波电压 的第二驱动电路;以及 分别串联地插入在利用上述二次线圈的分接头输 出所分出的其中一方的端部与上述第一场效电晶 体之间,及利用上述二次线圈的分接头输出所分出 的另一方的端部与上述第二场效电晶体之间的所 需要电感的第一电感元件。 2.如申请专利范围第1项所述的交换电源电路,其中 ,具备串联地插入在上述二次线圈的分接头输出与 上述平滑电容器之间的第二电感元件。 3.如申请专利范围第1项所述的交换电源电路,其中 ,上述第一电感元件是插通上述第一或第二场效电 晶体的汲极电极的引出线的筒形状磁性体所形成 。 4.如申请专利范围第1项所述的交换电源电路,其中 ,上述第一电感元件是将印刷配线基板的配线图案 作成螺旋状所形成。 5.一种交换电源电路,针对于具备; 具备复数开关元件所形成,断续所输入的直流输入 电压般地进行交换的交换部; 上述复数开关元件交互地导通断开地交换驱动的 一次侧驱动部; 将来自交换部的交换输出从一次侧传输至二次侧 者,卷装有一次线圈与具有中分接头的分接头输出 的二次线圈的绝缘变频变压器,将间隙长作成所定 以上,俾将上述一次线圈与上述二次线圈的结合常 数设定成所定以下的绝缘变频变压器; 至少藉由上述绝缘变频变压器的一次线圈的漏电 感成分,及本身的电容以形成将上述交换部的动作 作成谐振型所用的一次侧谐振电路的一次侧谐振 电容器;以及 具有连接于上述二次线圈的分接头输出的二次侧 平滑电容器,将感于上述绝缘变频变压器的二次线 圈的交变电压进行全波整流而在上述二次侧平滑 电容器充电整流电流,以作为上述二次侧平滑电容 器的两端电压作成得到二次侧直流输出电压的同 步整流电路;其特征为: 上述一次线圈与二次线圈的匝数,是不管上述二次 侧直流输出电压的负载条件的变动,设定成利用上 述全波整流动作上述全波整流动作流在同步整流 电路的二次侧整流电流成为连续模态,同时 上述同步整流电流是具备: 串联连接于利用上述二次线圈的分接头输出所分 出的其中一方的端部与二次侧基准电位之间的第 一场效电晶体; 串联连接于利用上述二次线圈的分接头输出所分 出的另一方的端部与二次侧基准电位之间的第二 场效电晶体; 利用电阻元件检测对应于上述第一场效电晶体须 流动整流电流的半波期间的二次线圈电压,并输出 将上述第一场效电晶体作成导通所用的闸波电压 的第一驱动电路; 利用电阻元件检测对应于上述第二场效电晶体须 流动整流电流的半波期间的二次线圈电压,并输出 将上述第二场效电晶体作成导通所用的闸波电压 的第二驱动电路;以及 串联地插入在上述二次线圈部的分接头输出与上 述平滑电容器之间的所需要电感的电感元件。 6.如申请专利范围第5项所述的交换电源电路,其中 ,又具备按照上述二次侧直流输出电压的电平,可 变控制上述交换部的交换频率,进行有关于上述二 次侧直流输出电压的定电压控制的定电压控制部 。 7.如申请专利范围第1项或第5项所述的交换电源电 路,又具备藉由形成上述交换部的复数开关元件中 并联地连接于至少其中一方的开关元件的部分谐 振电容器的电容,及上述绝缘变频变压器的一次线 圈的漏电感成分所形成,而在上述其中一方的开关 元件的断开期间进行部分电压谐振动作的一次侧 部分谐振电路。 8.如申请专利范围第5项所述的交换电源电路,其中 ,上述电感元件是具有利用扁线圆筒状地被纵卷的 线卷的线圈的平板状陶铁瓷体铁心与插入于上述 圆筒状线圈的筒型金属系粉末所构成,且具有所需 要的饱和磁通密度与所需要电感的抗流圈。 9.如申请专利范围第5项所述的交换电源电路,其中 ,上述电感元件是以所定匝数卷装依Mn-Zn系陶铁瓷 体材的EE型铁心的磁脚所成的线圈,且具有所需要 的饱和磁通密度,同时作成具有所需要电感。 10.如申请专利范围第9项所述的交换电源电路,其 中,作为上述抗流圈的线圈,卷装平行地排列复数 李兹线并作成带状的李兹线带。 11.如申请专利范围第9项所述的交换电源电路,其 中,作为上述抗流圈的线圈卷装扁编织复数李兹线 的扁编织线。 图式简单说明: 第1图是表示作为本发明的第一实施形态的交换电 源电路的构成例的电路图。 第2图是表示作为实施形态的绝缘变频变压器的构 造例的图式。 第3图是例示插入在作为实施形态的交换电源电路 的二次侧整流电流路径的感应器的构造的图式。 第4A图是表示插入于作为实施形态的交换电源电 路的二次侧整流电流路径的感应器的构造的其他 例子的图式。 第4B图是表示插入于作为实施形态的交换电源电 路的二次侧整流电流路径的感应器的构造的另一 例子的图式。 第5图是表示图示于第1图的电源电路的重负载时 的动作的波形图。 第6图是表示图示于第1图的电源电路的轻负载时 的动作的波形图。 第7图是表示对于图示于第1图的电源电路的负载 变动的交换频率,一次侧串联谐振电流电平,AC→DC 电力变换效率的特性的图式。 第8图是表示作为本发明的第二实施形态的交换电 源电路的构成例的电路图。 第9图是表示图示于第8图的电源电路的重负载时 的动作的波形图。 第10图是表示作为本发明的第三实施形态的交换 电源电路的构成例的电路图。 第11图是表示图示于第10图的电源电路的重负载时 的动作的波形图。 第12图是表示作为本发明的第四实施形态的交换 电源电路的构成例的电路图。 第13图是表示图示于第12图的电源电路的重负载时 的动作的波形图。 第14图是表示图示于第12图的电源电路的轻负载时 的动作的波形图。 第15图是表示作为本发明的第五实施形态的交换 电源电路的构成例的电路图。 第16图是表示具备于第五实施形态的交换电源电 路的二次侧的抗流圈的构造的分解立体图。 第17图是表示于第五实施形态的交换电源电路的 重负载时的动作的波形图。 第18图是表示用以说明有关于作为第五实施形态 的交换电源电路的对于负载变动的电力变换特性 的图式。 第19图是表示用以说明有关于具备于本发明的第 六实施形态的交换电源电路的二次侧的抗流圈的 构成的图式。 第20图是表示用以说明有关于具备于本发明的第 六实施形态的交换电源电路的二次侧的抗流圈的 构成的图式。 第21图是表示具备于第六实施形态的交换电源电 路的二次侧的抗流圈的剖视图。 第22图是表示用以说明有关于作为第六实施形态 的交换电源电路的对于负载变动的电力变换特性 的图式。 第23图是表示用以说明有关于具备于第六实施形 态的交换电源电路的二次侧的抗流圈的构成的变 形例的图式。 第24图是表示用以说明有关于具备于第六实施形 态的交换电源电路的二次侧的抗流圈的构成的变 形例的图式。 第25图是表示作为具备于第六实施形态的交换电 源电路的二次侧的变形例的抗流圈的构造的剖视 图。 第26图是表示作为具备于第六实施形态的交换电 源电路的二次侧的其他变形例的抗流圈的构成的 剖视图。 第27图是表示作为习知的电源电路的构成的电路 图。 第28图是表示习知电源电路的重负载时的动作的 波形图。 第29图是表示作为习知的电源电路具备线圈电压 检测方式的同步整流电路时的二次侧构成的电路 图。 第30图是表示采用图示于第29图的二次侧构成情形 的重负载时的动作的波形图。 第31图是表示采用图示于第29图的二次侧构成情形 的轻负载时的动作的波形图。 第32图是表示依整流电流检测方式的同步整流电 路的基本构成例的电路图。 第33图是表示图示于第32图的同步整流电路的动作 的波形图。
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