[发明专利]电能转换系统及其对电子装置供电的方法

说明书

技术领域

本发明是关于电源转换系统及其供电方法，且特别是有关于一种可依据电子装置的操作状态改变输出电流的电源转换系统。

背景技术

传统使用二极管或肖特基二极管(Schottky)的整流电路因二极管、肖特基二极管的顺向导通电压大，使得整流电路的损耗成为电源转换器的主要损耗。金属氧化物半导体场效应晶体管具有导通电阻低、开关时间短、输入阻抗高，成为低电压大电流的电源转换器首选的整流元件，根据金属氧化物半导体场效应晶体管的控制特点，因而有同步整流的技术产生。

传统的具备多组输出的电源转换器包含多组同步整流单元，当电子装置启动时，所述的多组同步整流单元同时启动，并输出电力至电子装置。而当电子装置关闭时，多组同步整流单元同时关闭，而停止输出电力至电子装置。前述的同步整流单元的控制方式虽然具备简易控制的特点，然不论电子装置是操作在轻载或非轻载状态，电源转换器输出的电力皆为定值，这使得电源转换器于电子装置轻载操作时的损耗提高。

发明内容

依据本发明提供一种电能转换系统，包含隔离变压器及输出控制装置。隔离变压器包含初级绕组及多个次级绕组，次级绕组分别与初级绕组相耦合，其中次级绕组及初级绕组间具有多个耦合距离。输出控制装置包含控制器及多个输出控制模块，控制器电连接于等输出控制模块，其中每个输出控制模块电连接于其中之一次级绕组，且控制器用以驱动输出控制装置中之一者，以让电能转换系统输出一电力。电能转换系统依据电子装置的需求电力来调整被控制器驱动的输出控制模块的数量，进而改变电能转换系统的漏感，当输出控制模块皆被控制器驱动时，电能转换系统供输出电子装置需求的最大电力。

本发明另提供一种对电子装置供电的方法，其包含如下步骤:提供电能转换系统，电能转换系统包含初级绕组及多个次级绕组，次级绕组及初级绕组间具有多个耦合距离；检测电子装置的需求电流；及调整与初级绕组电磁耦合的次级绕组的数量以改变电能转换系统的漏感，使电能转换系统输出该需求电流。

附图说明

图1绘示本发明第一实施方式的电源转换系统的电路方块图；

图2绘示本发明第一实施方式的电源转换系统的电路图；

图3绘示对应本发明的电源转换系统输出电流与整流开关及输出开关的切换时序图；

图4a绘示电源转换系统在轻载时第一至第四功率开关栅极控制信号极相对应的初级侧电流和电压波形；

图4b绘示本发明的电源转换系统在轻载时第一至第四功率开关栅极控制信号极相对应的初级侧电流和电压波形；

图5a绘示电源转换系统在中载时第一至第四功率开关栅极控制信号极相对应的初级侧电流和电压波形；

图5b绘示本发明的电源转换系统在中载时第一至第四功率开关栅极控制信号极相对应的初级侧电流和电压波形；

图6a绘示电源转换系统在满载时第一至第四功率开关栅极控制信号极相对应的初级侧电流和电压波形；

图6b绘示本发明的电源转换系统在满载时第一至第四功率开关栅极控制信号极相对应的初级侧电流和电压波形；

图7绘示本发明的隔离变压器的剖视图；

图8为本发明的隔离变压器于第一操作状态的漏感及磁通密度分布图；

图9为本发明的隔离变压器在第二操作状态的漏感及磁通密度分布图；

图10为本发明的隔离变压器在第三操作状态的漏感及磁通密度分布图；以及

图11绘示本发明第二实施方式的电源转换系统的电路图。

其中，附图标记：

10 全桥切换模块

20 谐振模块

30 隔离变压器

310初级绕组

320a、320b、320c、320d次级绕组

330绕线架

340磁芯

40 输出控制模块

400a～400d 输出控制模块

410a 第一同步整流单元

410b 第二同步整流单元

410c 第三同步整流单元

410d 第四同步整流单元

420控制器

50 电流感测单元

C电容器

Cb 隔离直流电容器

Co 输出电容器

Ip 初级侧电流

L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8滤波器

Lr 谐振电感器

QA 第一功率开关