[发明专利]多输出开关电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有多个输出的多输出开关电源装置。

背景技术

图1是表示现有的共振型多输出开关电源装置的构成的电路图。在该多输 出开关电源装置的变压器T1的一次侧，全波整流电路2对来自工业电源1的 交流电源进行整流。平滑电容器C3连接于全波整流电路2的输出端子之间， 并且使全波整流电路2的输出平滑。第一开关元件Q1和第二开关元件Q2串 联连接在平滑电容器C3的两端之间，而且施加平滑电容器C3的两端电压作 为直流输入电压Vin。控制电路10控制第一开关元件Q1和第二开关元件Q2 的接通和断开。电压共振电容器Crv与第二开关元件Q2并联连接。

串联共振电路与电压共振电容器Crv的两端连接，该串联共振电路由变压 器T1的一次绕组P1(匝数N1)、电抗器(reactor)Lr1和电流共振传感器Cri 串联连接而构成。另外，电抗器Lr1例如由变压器T1构成，在变压器T1的 一次和二次之间产生漏电感(leakage inductance)。

另外，在变压器T1的二次侧，设置有：第一整流平滑电路，其与第一二 次绕组S1(匝数N2)连接，该第一二次绕组S1卷绕成相对于变压器T1的一 次绕组P1的电压产生反相的电压；以及第二整流平滑电路，其与第二二次绕 组S2(匝数N3)连接，该第二二次绕组S2卷绕成相对于变压器T1的一次绕 组P1的电压产生反相的电压。

第一整流平滑电路由二极管D1和平滑电容器C1构成，并对在变压器T1 的第一二次绕组S1中感应出的电压进行整流平滑，然后从第一输出端子作为 第一输出电压Vo1输出。第二整流平滑电路由二极管D2和平滑电容器C2构 成，并对在变压器T1的第二二次绕组S2中感应出的电压进行整流平滑，然 后从第二输出端子作为第二输出电压Vo2输出。

另外，该多输出开关电源装置具有用于将与第一输出电压Vo1对应的信号 反馈到一次侧的反馈电路5。反馈电路5的输入侧与第一输出端子连接。该反 馈电路5对平滑电容器C1的两端电压与预定的基准电压进行比较，将误差电 压作为电压误差信号反馈到一次侧的控制电路10。

控制电路10根据从反馈电路5反馈的电压误差信号使第一开关元件Q1 和第二开关元件Q2交替地接通/断开以进行PWM控制，并控制成第一输出电 压Vo1恒定。在该情况下，在第一开关元件Q1和第二开关元件Q2的各栅极， 施加具有数百纳秒(nS)程度的死时间(dead time)的电压来作为控制信号。 由此，第一开关元件Q1和第二开关元件Q2在各接通期间不重复的情况下交 替地接通/断开。

接下来，参照图2所示的波形图对这样构成的现有的多输出开关电源装置 的动作进行说明。

在图2中，Vds(Q2)表示第二开关元件Q2的漏极-源极间的电压，Id(Q1) 表示流过第一开关元件Q1的漏极的电流，Id(Q2)表示流过第二开关元件 Q2的漏极的电流，I(Cri)表示流过电流共振电容器Cri的电流，V(Cri)表 示电流共振电容器Cri的两端电压，If(D1)表示流过二极管D1的电流，If (D2)表示流过二极管D2的电流。

收到了从第一整流平滑电路经反馈电路5反馈到一次侧的电压误差信号 的控制电路10对第一开关元件Q1进行PWM控制，由此来进行第一输出电 压Vo1的控制。在该情况下，第一开关元件Q1和第二开关元件Q2如上所述 根据来自控制电路10的控制信号以数百纳秒程度的死时间交替地接通和断 开。

首先，在第一开关元件Q1的接通期间(例如，时刻t11～t12)内，能量 经变压器T1的一次绕组P1的励磁电感(inductance)和电抗器Lr1(变压器 T1的一次-二次之间的漏电感)蓄积在电流共振电容器Cri中。

接着，在第二开关元件Q2的接通期间内(例如，时刻t12～t14)内，依 靠蓄积在电流共振电容器Cri中的能量，流过基于电抗器Lr1和电流共振电容 器Cri的共振电流，能量被输送到二次侧。另外，一次绕组P1的励磁电感的 励磁能量被复位(reset)。