[发明专利]开关电源装置有效
申请号: | 201180066145.6 | 申请日: | 2011-12-07 |
公开(公告)号: | CN103339843A | 公开(公告)日: | 2013-10-02 |
发明(设计)人: | 细谷达也 | 申请(专利权)人: | 株式会社村田制作所 |
主分类号: | H02M3/28 | 分类号: | H02M3/28 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人: | 樊建中 |
地址: | 日本*** | 国省代码: | 日本;JP |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 开关电源 装置 | ||
1.一种开关电源装置,具备:
电磁场耦合电路,具备初级绕组及次级绕组;
初级侧交流电压产生电路,具备与所述初级绕组连接的开关电路,并根据被输入的直流电压产生交流电压,由开关元件、二极管及电容器的并联连接电路构成该开关电路;
次级侧整流电路,将所述交流电压整流为直流电压;
第1谐振电路,被构成在初级侧,包括第1串联谐振电感器及第1串联谐振电容器;
第2谐振电路,被构成在次级侧,包括第2串联谐振电感器及第2串联谐振电容器;和
开关控制电路,通过将所述初级侧交流电压产生电路的开关元件隔着死区时间而交替地接通/断开,由此使大致为矩形波状或者梯形波状的交流电压产生,
在该开关电源装置中,
所述开关控制电路,以比相对于多谐振电路而阻抗成为最小的固有谐振频率还高的开关频率来对所述初级侧交流电压产生电路的开关元件进行开关动作,使得流入所述多谐振电路的电流成为比由所述初级侧交流电压产生电路产生的交流电压延迟的正弦波状的谐振电流波形、且在所述开关元件的接通期间及断开期间这两个期间内经由电磁场耦合电路从初级侧向次级侧输送电力,其中所述多谐振电路成为包括所述电磁场耦合电路在内使所述第1谐振电路和所述第2谐振电路合起来的整体,
所述电磁场耦合电路构成混合了在所述初级绕组与所述次级绕组之间借助互电感的磁场耦合、和借助互电容的电场耦合的电磁场共振电路,
所述第1谐振电路和所述第2谐振电路进行共振,从所述电磁场耦合电路的初级侧向次级侧输送电力。
2.根据权利要求1所述的开关电源装置,其中,
所述开关控制电路使所述初级侧交流电压产生电路的开关频率恒定,并将在所述开关电路中电流导通的期间设为接通期间、将其他期间设为断开期间,通过控制多个开关电路的接通期间比率,由此调整从所述次级侧整流电路得到的输出电力。
3.根据权利要求1所述的开关电源装置,其中,
所述开关控制电路通过使所述初级侧交流电压产生电路的开关频率变化来控制所述开关元件的接通期间比率,由此调整从所述次级侧整流电路得到的输出电力。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的开关电源装置,其中,
所述次级侧整流电路在接通期间或者断开期间中的任一个期间、或者两个期间内,将于所述次级绕组产生的电压作为静电能量而蓄积到所述第2谐振电容器中,将在所述接通期间和断开期间的各自期间内于所述次级绕组产生的电压相加后作为直流电压来输出。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的开关电源装置,其中,
所述第1串联谐振电容器和所述第2串联谐振电容器中的任一个或者两者保持直流电压。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的开关电源装置,其中,
与所述初级绕组或者所述次级绕组并联地配备并联谐振电容器。
7.根据权利要求6所述的开关电源装置,其中,
由所述初级绕组或者所述次级绕组的寄生电容构成了所述并联谐振电容器。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的开关电源装置,其中,
由形成于所述初级绕组与所述次级绕组之间的寄生电容构成了所述互电容。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的开关电源装置,其中,
由所述电磁场耦合电路的漏电感构成了所述第1串联谐振电感器或者所述第2串联谐振电感器。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的开关电源装置,其中,
由等效地形成于所述初级绕组与所述次级绕组之间的励磁电感构成了所述互电感。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的开关电源装置,其中,
所述开关电路是MOSFET。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的开关电源装置,其中,
所述次级侧整流电路所具备的将所述交流电压整流为直流电压的整流元件是MOSFET。
13.根据权利要求12所述的开关电源装置,其中,
在从所述次级侧整流电路的输出部输送电力时,所述次级侧整流电路作为所述初级侧交流电压产生电路而起作用,并且所述初级侧交流电压产生电路作为所述次级侧整流电路而起作用,
所述开关电源装置能够双向地进行电力输送。
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