專利名稱：多輸出開關(guān)電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有多個輸出的多輸出開關(guān)電源裝置。
背景技術(shù)：
圖1是表示相關(guān)聯(lián)的多輸出開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。在該多輸出
開關(guān)電源裝置中，輸入電壓Vin由將商用電源的交流電壓整流濾波后的直流電 壓形成，在輸入電壓Vin之間串聯(lián)連接了變壓器Tl的一次線圈Pl以及例如由 MOSFET構(gòu)成的開關(guān)元件Ql。控制電路11控制開關(guān)元件Ql的接通/關(guān)斷。
另外，在變壓器Tl的二次側(cè)，設(shè)置有與對于變壓器Tl的一次線圈Pl 的電壓產(chǎn)生反相電壓而纏繞的二次線圈Sl連接的整流濾波電路。整流濾波電 路由二極管Dl和濾波電容器Cl構(gòu)成，整流并濾波在變壓器Tl的二次線圏 Sl中感生出的電壓，從第一輸出端子作為第一輸出電壓Vol輸出。
取出第一輸出電壓Vol的變換器作為反激(flyback)變換器一般被公知， 在開關(guān)元件Ql接通的期間在變壓器Tl的一次線圈Pl上積蓄勵磁能，在開關(guān) 元件Q2關(guān)斷后，通過二極管Dl向輸出放出能量。反饋電路10向一次側(cè)的控 制電路11反饋第一輸出電壓Vol和基準電壓的誤差信號，控制電路11根據(jù)誤 差信號調(diào)整開關(guān)元件Ql的接通幅度，將第一輸出電壓Vol控制為預(yù)定值。
第二輸出電壓Vo2、第三輸出電壓Vo3通過與反激變換器的第一輸出端 子連接的、例如降壓斬波器等DC/DC變換器21、 22取出。
通過該多輸出開關(guān)電源裝置，能夠全部高精度地取出3個輸出電壓Vo1、 Vo2、 Vo3，但是為了取出第二輸出電壓Vo2、第三輸出電壓Vo3， DC/DC變 換器21、 22分別需要開關(guān)元件、扼流圈、控制IC這樣的部件，使得成本及安 裝面積增大。并且，因為通過開關(guān)元件對大電流流過的路徑進行開關(guān)，所以除 了產(chǎn)生過大的開關(guān)損失之外，還無法避免噪聲的產(chǎn)生。另外，在為了防止電路 間的干擾需要使各輸出之間絕緣的情況下等，不能采用該電路結(jié)構(gòu)。
圖2是表示相關(guān)聯(lián)的多輸出開關(guān)電源裝置的另一例的結(jié)構(gòu)的電路圖。在該多輸出開關(guān)電源裝置中，通過由變壓器Tl、開關(guān)元件Ql、整流濾波電路 Dl、 Cl、反饋電路10-1、控制電路11-1構(gòu)成的第一變換器；由變壓器T2、 開關(guān)元件Q2、整流濾波電路D2、 C2、反饋電路10-2、控制電路ll-2構(gòu)成的 第二變換器；以及由變壓器T3、開關(guān)元件Q3、整流濾波電路D3、 C3、反々赍 電路10-3、控制電路11-3構(gòu)成的第三變換器來構(gòu)成。即，對每個輸出使用反 激變換器構(gòu)成。通過該電路結(jié)構(gòu)，可以使各輸出之間絕緣。
但是，根據(jù)圖2表示的多輸出開關(guān)電源裝置，和圖l表示的多輸出開關(guān) 電源裝置相同，每個輸出需要開關(guān)元件、變壓器、控制IC，并且對每個輸出 需要確保各變壓器的一次二次之間的絕緣距離。因此，與圖l表示的多輸出開 關(guān)電源裝置相比更需要安裝空間。
另外，作為關(guān)聯(lián)技術(shù)，例如已知在日本國專利公開公報特開2003—259644 號公報中記載的技術(shù)。
如上所述，在相關(guān)聯(lián)的多輸出開關(guān)電源裝置中，在二次側(cè)設(shè)置調(diào)節(jié)器 (DC/DC變換器21、 22)的結(jié)構(gòu)中，調(diào)解器導(dǎo)致的噪聲以及損失增大，存在 由于追加部件引起的成本以及安裝面積增大這樣的問題，并且無法在需要使各 輸出絕緣的情況下使用。
另外，在對每個輸出分設(shè)變換器的結(jié)構(gòu)中，具有與在二次側(cè)設(shè)置調(diào)解器 的結(jié)構(gòu)相比，更需要安裝空間這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供通過廉價的電路結(jié)構(gòu)使各個輸出穩(wěn)定的多輸出開 關(guān)電源裝置。
為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的第一技術(shù)側(cè)面，特征為多輸出開關(guān) 電源裝置具有至少具有一次線圈和第一二次線圈和第二二次線圈的第一變壓 器以及第二變壓器；調(diào)整在所述第一變壓器的一次線圈上施加直流電壓的時間 的第一控制電路；對在所述第一變壓器的第一二次線圏上產(chǎn)生的電壓進行整流 濾波取出第一輸出電壓的第一整流濾波電路；調(diào)整在所述第二變壓器的一次線 圏上施加直流電壓的時間的第二控制電路；對在所述第二變壓器的第一二次線 圏上產(chǎn)生的電壓進行整流濾波取出第二輸出電壓的第二整流濾波電路；以及對 串聯(lián)連接所述第一變壓器的第二二次線圈和所述第二變壓器的第二二次線圈的串聯(lián)線圈的兩端電壓進行整流濾波取出第三輸出電壓的第三整流濾波電路。
根據(jù)本發(fā)明的第二技術(shù)側(cè)面，特征在為在所述多輸出開關(guān)電源裝置中， 還具有通過所述第一控制電路接通/關(guān)斷的第一開關(guān)元件；通過所述第二控 制電路接通/關(guān)斷的第二開關(guān)元件；以及根據(jù)所述第三整流濾波電路的第三輸 出電壓，生成使接通所述第一開關(guān)元件的時刻和接通所述第二開關(guān)元件的時刻 的時間進行變化的接通時刻控制信號的第三控制電路，所述第一控制電路以及 所述第二控制電路根據(jù)來自所述第三控制電路的接通時刻控制信號，以同一開 關(guān)頻率接通/關(guān)斷該開關(guān)元件。
根據(jù)本發(fā)明第三技術(shù)側(cè)面，特征在為在第一技術(shù)側(cè)面中，具有通過所 述第一控制電路接通/關(guān)斷的第一開關(guān)元件；通過所述第二控制電贈-接通/關(guān)斷 的第二開關(guān)元件；以及根據(jù)所述第三整流濾波電路的第三輸出電壓，生成使接
通所述第二開關(guān)元件的時刻變化的接通時刻控制信號的第三控制電路，所述第 二控制電路與所述第一控制電路的開關(guān)頻率同步地進行動作，并且根據(jù)來自所 述第三控制電路的接通時刻控制信號使所述第二開關(guān)元件接通/關(guān)斷。
根據(jù)本發(fā)明的第四技術(shù)側(cè)面，特征為，在第二技術(shù)側(cè)面中，所述第三控 制電路具有以預(yù)定的周期產(chǎn)生脈沖電壓的振蕩電路；與所述振蕩電路的脈沖電 壓同步地產(chǎn)生第一觸發(fā)的第一觸產(chǎn)生成電路；以及在所述振蕩電路的脈沖電壓 產(chǎn)生后經(jīng)過了與所述第三整流濾波電路的第三輸出電壓相對應(yīng)的期間后，產(chǎn)生 第二觸發(fā)的第二觸發(fā)產(chǎn)生電路，作為所述接通時刻控制信號，向所述第一控制 電路輸出所述第 一觸發(fā)，向所述第二控制電路輸出所述第二觸發(fā)。
根據(jù)本發(fā)明第五技術(shù)側(cè)面，特征在為，在第三技術(shù)側(cè)面中，所述第三控 制電路具有第二觸發(fā)產(chǎn)生電路，其在所述第一開關(guān)元件接通或者關(guān)斷后經(jīng)過了 與所述第三整流濾波電路的第三輸出電壓相對應(yīng)的期間后，產(chǎn)生第二觸發(fā)，作 為所述接通時刻控制信號，向所述第二控制電路輸出所述第二觸發(fā)。


圖l是表示相關(guān)聯(lián)的多輸出開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖2是表示相關(guān)聯(lián)的多輸出開關(guān)電源裝置的另 一例的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖3是表示本發(fā)明第一實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖4是表示第一實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的控制電路12—3的內(nèi)部電路圖。
圖5是表示圖4表示的控制電路12—3的動作的時序圖。 圖6是表示本發(fā)明第一實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的重負荷時的動作 的波形圖。
圖7是表示本發(fā)明第一實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的輕負荷時的動作 的波形圖。
圖8是表示本發(fā)明第二實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖9是表示本發(fā)明第二實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的動作的波形圖。 圖IO是表示本發(fā)明第三實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖11是表示第三實施例多輸出開關(guān)電源裝置的控制電路13—3的內(nèi)部電路圖。
圖12是表示圖11表示的控制電路13—3的動作的時序圖。 圖13是表示本發(fā)明第三實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的動作的波形圖。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細說明本發(fā)明的多輸出開關(guān)電源裝置的實施例。 (第一實施例)
圖3是表示本發(fā)明第一實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。 在該多輸出開關(guān)電源裝置中，變壓器Tla (第一變壓器)具有一次線圈Pl、 第一二次線圈Sl和第二二次線圏S31。變壓器T2a (第二變壓器)具有一次 線圈P2、第一二次線圈S2和第二二次線圈S32。
輸入電壓Vin由將商用電源的交流電壓整流濾波后的直流電壓形成，在 輸入電壓Vin之間，串聯(lián)連接了變壓器Tla的一次線圈Pl和例如由MOSFET 構(gòu)成的開關(guān)元件Ql。控制電路12—1 (第一控制電路)以預(yù)定的頻率控制開 關(guān)元件Ql的接通/關(guān)斷，來將直流電壓Vin轉(zhuǎn)換為交流電壓，將該交流電壓施 加到第一變壓器Tla的一次線圈Pl上。
在輸入電壓Vin之間，串聯(lián)連接了變壓器T2a的一次線圈P2和例如由 MOSFET構(gòu)成的開關(guān)元件Q2。控制電路12—2 (第二控制電路)以所述預(yù)定 的頻率控制開關(guān)元件Q2的接通/關(guān)斷，來把直流電壓Vin轉(zhuǎn)換為交流電壓，把 該交流電壓施加到第二變壓器T2a的一次線圍P2上。在開關(guān)元件Q1、 Q2的漏極一源極之間，分別連接二極管D4、 D5。 二極 管D4、 D5也可以是開關(guān)元件Q1、 Q2的漏極一源極間的寄生電容。
在變壓器Tla的二次側(cè)，設(shè)置有與對于變壓器Tla的一次線圏Pl的電壓 產(chǎn)生反相電壓那樣纏繞的第一二次線圈Sl連接的整流濾波電路(第一整流濾 波電路)。整流濾波電路由二極管D1和濾波電容器C1構(gòu)成，對在變壓器Tla 的第一二次線圈Sl上感生出的電壓進行整流以及濾波，從第一輸出端子作為 第一輸出電壓Vol輸出。
在變壓器T2a的二次側(cè)，設(shè)置有與對于變壓器T2a的一次線圏P2的電壓 產(chǎn)生反相電壓那樣纏繞的第一二次線圈S2連接的整流濾波電路(第二整流濾 波電路)。整流濾波電路由二極管D2和濾波電容器C2構(gòu)成，對在變壓器T2a 的第一二次線圏S2上感生出的電壓進行整流以及濾波，從第二輸出端子作為 第二輸出電壓Vo2輸出。
纏繞變壓器Tla的第二二次線圈S31,以便對于變壓器Tla的第一二次 線圈Sl的電壓產(chǎn)生同相的電壓，纏繞變壓器T2a的第二二次線圈S32，以便 對于變壓器T2a的第一二次線圈S2的電壓產(chǎn)生同相的電壓。
串聯(lián)連接變壓器Tla的第二二次線圈S31和變壓器T2a的第二二次線圈 S32來構(gòu)成串聯(lián)線圏。在該串聯(lián)線圈的兩端之間，連接由二極管D3和濾波電 容器C3構(gòu)成的整流濾波電路(第三整流濾波電路)。整流濾波電路把濾波電 容器C3的兩端電壓作為第三輸出電壓Vo3從第三輸出端子輸出。
反饋電路10—1把第一輸出電壓Vol和基準電壓的誤差信號向一次側(cè)的 控制電路12—1反饋，控制電路12—1根據(jù)誤差信號調(diào)整開關(guān)元件Ql的接通 幅度，把第一輸出電壓Vol控制為預(yù)定電壓。反饋電路10—2把第二輸出電壓 Vo2和基準電壓的誤差信號向一次側(cè)的控制電路12—2反饋，控制電路12—2 根據(jù)誤差信號調(diào)整開關(guān)元件Q2的接通幅度，把第二輸出電壓Vo2控制為預(yù)定 電壓。
反饋電路10—3把第三輸出電壓Vo3和基準電壓的誤差信號向一次側(cè)的 控制電路12—3反饋?？刂齐娐?2—3 (第三控制電路)根據(jù)誤差信號，生成 作為使接通開關(guān)元件Ql的時刻和接通開關(guān)元件Q2的時刻的時間變化的接通 時刻控制信號的觸發(fā)Trgl (第一觸發(fā))、Trg2 (第二觸發(fā))，向控制電路12—1輸出觸發(fā)Trgl，向控制電路12—2輸出觸發(fā)Trg2。
圖4是第一實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的控制電路12—3的內(nèi)部電路 圖?？刂齐娐?2—3具有振蕩電路31、單觸發(fā)脈沖產(chǎn)生電路33 (第一觸發(fā)產(chǎn) 生電路)、比較器35 (第二觸發(fā)產(chǎn)生電路)、RS—觸發(fā)電路RS—FF。在觸發(fā)電 路RS—FF的輸出端子Q和比較器35的非反相輸入端子之間連接電阻R31和 二極管D31的并聯(lián)電路。在比較器35的非反相輸入端子和大地之間連接電容 器31。在電源Vcc和大地之間連接光電耦合器PC31 (光電晶體管部分)和電 阻R32的串聯(lián)電路。
該光電耦合器PC31是構(gòu)成反饋電路10—3的光電耦合器，根據(jù)第三輸出 電壓Vo3和基準電壓的誤差信號流過的電流變化。在光電耦合器PC31和電阻 R32的連接點連接比較器35的反相輸入端子。比較器35的輸出端子輸出觸發(fā) Trg2，并且與觸發(fā)電路RS—FF的復(fù)位端子R連接。
下面參照圖5的時序圖說明圖4表示的控制電路12—3的動作。
首先，在時刻tl，當振蕩電路31以一定的周期產(chǎn)生脈沖電壓時，單觸發(fā) 脈沖產(chǎn)生電路33通過來自振蕩電路31的脈沖電壓的上升生成由單觸發(fā)脈沖形 成的觸發(fā)Trgl后輸出。另外，觸發(fā)電路RS—FF在復(fù)位端子S輸入來自振蕩 電路31的脈沖電壓，與脈沖電壓的上升同步地向輸出端子Q輸出H電平。
當輸出端子Q成為H電平時，通過電阻R31緩緩向電容器C31充電。光 電耦合器PC31對應(yīng)第三輸出電壓Vo3和基準電壓的誤差信號流過的電流發(fā)生 變化，伴隨該變化在電阻R32上產(chǎn)生的電壓變化。
在時刻t2，當電容器C31的電壓達到電阻R32的電壓時，比較器35的 輸出成為H電平，并作為觸發(fā)Trg2被輸出。
另外，當比較器35的輸出成為H電平時，觸發(fā)器RS—FF的輸出成為L 電平，電容器C31的電壓經(jīng)由二極管D31被進行放電，比較器35的輸出成為 L電平。
根據(jù)電容器C31的放電時間或者觸發(fā)器RS—FF、比較器35的應(yīng)答時間， 作為脈沖電壓生成觸發(fā)Trg2。以上的動作與從振蕩電路31輸出的脈沖電壓同 步地重復(fù)。
如此，因為根據(jù)來自反饋電路10—3的反饋信號，在電阻R32上產(chǎn)生的電壓變化，所以直到電容器31的電壓達到電阻R32的時間變化。即，可以調(diào) 整觸發(fā)Trgl的時刻tl和觸發(fā)Trg2的時刻t2的時間(t2-tl )。
圖6是表示本發(fā)明的第一實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的重負荷時的動 作的波形圖，表示在第三輸出端子上連接的負荷是重負荷時的動作波形。
下面，參照圖6，說明第一實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的重負荷時的動作。
此外，在圖6中，Trgl、 Trg2是觸發(fā)，Vds(Ql)是開關(guān)元件Ql的漏極-源極間電壓，Id(Ql)是開關(guān)元件Ql的漏極電流，Vds(Q2)是開關(guān)元件Q2的漏 極-源極間電壓，Id(Q2)是開關(guān)元件Q2的漏極電流，Sl是變壓器Tla的第一 二次線圈Sl的兩端電壓，S2是變壓器T2a的第一二次線圏S2的兩端電壓， S31、 S32是第二二次線圈S31、 S32的兩端電壓，I(Dl)是二極管Dl中流過的 電流，1(D2)是二極管D2中流過的電流，1(D3)是二極管D3中流過的電流。
首先，在時刻tl，從控制電路12—3向控制電路12—1輸出作為接通觸 發(fā)的觸發(fā)Trgl?？刂齐娐?2—1當被輸入了觸發(fā)Trgl時，向開關(guān)元件Ql的 柵極端子輸出柵極信號。因此，開關(guān)元件Q1接通，作為漏極電流Id(Ql)流過 變壓器Tla的一次線圈Pl的勵磁電流。
然后，在時刻t2,從控制電路12—3向控制電路12—2輸出作為接通觸 發(fā)的觸發(fā)Trg2。控制電路12—2當被輸入了觸發(fā)Trg2時，向開關(guān)元件Q2的 柵極端子輸出柵極信號。因此，開關(guān)元件Q2接通，作為漏極電流Id(Q2)流過 變壓器T2a的一次線圈P2的勵;茲電流。
然后，在時刻t3，當開關(guān)元件Q1關(guān)斷時，變壓器Tla的第一二次線圈 Sl的電壓反相，通過二極管D1對第一輸出端子放出電力。此時，變壓器Tla 的第二二次線圈S31的電壓也反相。但是，因為開關(guān)元件Q2是接通狀態(tài)，所 以在變壓器T2a的第一二次線圏S2上產(chǎn)生負的電壓，對于第三輸出電壓Vo3 ， 二極管D3的陽極一側(cè)的電壓低，不向第三輸出端子放出能量。
然后，在時刻t4,當開關(guān)元件Q2關(guān)斷時，變壓器T2a的第一二次線圏 S2的電壓反相。此時，因為變壓器T2a的第二二次線圈S32的電壓也反相， 所以將變壓器Tla的第二二次線圈S31和變壓器T2a的第二二次線圈S32的 電壓相加。因此，對于第三輸出電壓Vo3, 二極管D3的陽極一側(cè)的電壓升高，向第三輸出端子放出能量。
在二極管D3中流動的電流I(D3)流過變壓器Tla的剩余的能量。在二極 管D2中，流過基于從變壓器T2a的能量中減去通過二極管D3向第三輸出端 子放出的能量后得到的能量的電流I(D2)。變壓器T2a的第二二次線圈S32的 電壓成為第一二次線圈S2的電壓的匝數(shù)比倍的電壓，即在第二輸出電壓Vo2 上加上二極管D2的正向電壓后的電壓的匝數(shù)比倍的電壓。
變壓器Tla的第二二次線圏S31的電壓成為從在第三輸出電壓Vo3上加 上二極管D3的正向電壓的電壓中減去變壓器T2a的第二二次線圏S32的電壓 后的電壓。因此，因為通過第二二次線圈S31的電壓的匝數(shù)比倍的電壓對變壓 器Tla的第一二次線圈Sl的電壓進行箝位，所以第一二次線圈Sl的電壓變 得低于第 一輸出電壓Vo 1,向第 一輸出端子的能量的放出結(jié)束。
接著，在時刻t5，當變壓器Tla中積蓄的能量的放出結(jié)束時，在變壓器 Tla的第一二次線圈Sl上感生出的電壓慢慢降低。于是，二極管D3的陽極一 側(cè)的電壓變得低于第三輸出電壓Vo3， 二極管D3截止。于是，通過二極管D2 僅對第二輸出端子放出在變壓器T2a中積蓄的能量。
接著，在時刻t6，當在變壓器T2a中積蓄的能量的放出也結(jié)束時，通過 二極管D2向第二輸出端子的能量的放出結(jié)束。
圖7是表示本發(fā)明第一實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的輕負荷時的動作 的波形圖。在圖7中，表示了在第三輸出端子上連接的負荷是輕負荷時的動作 波形。
圖7表示的時刻tl t6的動作波形與圖6的重負荷時的動作波形的時刻 tl-t6的狀態(tài)變化為相同的狀態(tài)變化，各期間的動作是與圖6的重負荷時相同 的動作。
在圖7的輕負荷時的動作中，與圖6的重負荷時的動作相比，從輸入觸 發(fā)Trgl后到輸入觸發(fā)Trg2的期間tl t2變長。因此，開關(guān)元件Q2關(guān)斷，變 壓器T2a開始放出能量的時刻t4也延遲，變壓器Tla和變壓器T2a的能量放 出的重疊的期間t4 ~ t5縮短，向第三輸出端子放出的能量減少。
如此，在變壓器Tla和變壓器T2a的能量放出期間的重疊的期間內(nèi)，進 行向第三輸出端子的能量放出。因此，根據(jù)反饋電路10—3反饋的誤差信號，控制電路12—3錯開輸出觸發(fā)沖Trgl和觸發(fā)Trg2的時刻，由此能夠調(diào)整變壓 器Tla和變壓器T2a的能量放出期間相重疊的期間，控制第三輸出電壓Vo3。 如此，根據(jù)第一實施例的多輸出開關(guān)電源裝置，因為能夠從圖2表示的 相關(guān)聯(lián)的3變換器方式的多輸出開關(guān)電源裝置中去掉一個變壓器T3、 一個開 關(guān)元件Q3，所以能夠構(gòu)成通過廉價的電路結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)使3個輸出穩(wěn)定的多 輸出開關(guān)電源裝置。 (第二實施例)
圖8是表示本發(fā)明第二實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖8表示的第二實施例的多輸出開關(guān)電源裝置相對于圖3表示的第一實施例的 多輸出開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)僅有以下的結(jié)構(gòu)不同，所以僅說明不同的結(jié)構(gòu)。
在變壓器Tlb的二次側(cè)，設(shè)置有與對于變壓器Tlb的一次線圈Pl的電壓 產(chǎn)生同相的電壓那樣纏繞的第一二次線圏Sl連接的整流濾波電路。整流濾波 電路由二極管D1、扼流圏L1、續(xù)流二極管D12和濾波電容器C1構(gòu)成，把濾 波電容器C1的兩端電壓作為第一輸出電壓Vol從第一輸出端子輸出。
在變壓器T2b的二次側(cè)設(shè)置有與對于變壓器T2b的一次線圈P2的電壓產(chǎn) 生同相的電壓那樣纏繞的第一二次線圈S2連接的整流濾波電路。整流濾波電 路由二極管D2、扼流圈L2、續(xù)流二極管D22以及濾波電容器C2構(gòu)成，把濾 波電容器C2的兩端電壓作為第二輸出電壓Vo2從第二輸出端子輸出。
在變壓器Tlb的第二二次線圈S31和變壓器T2b的第二二次線圈S32的 串聯(lián)線圏的兩端之間，連接由二極管D3、扼流圈L3、續(xù)流二極管D32和濾波 電容器C3構(gòu)成的整流濾波電路，把濾波電容器C3的兩端電壓作為第三輸出 電壓Vo3從第三輸出端子輸出。
在第二實施例的多輸出開關(guān)電源裝置中，第一變換器和第二變換器是正 激變換器，第一輸出電壓Vol至第三輸出電壓Vo3的控制與第一實施例的那 些控制相同。
圖9是表示本發(fā)明的第二實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的動作的波形圖。 下面參照圖9說明第二實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的重負荷時的動作。 首先，在時刻tl，從控制電路12—3向控制電路12—1輸出作為接通觸 發(fā)信號的觸發(fā)Trgl?？刂齐娐?2—1當被輸入了觸發(fā)Trgl時，向開關(guān)元件Ql的柵極端子輸出柵極信號。因此，開關(guān)元件Q1接通，在變壓器Tlb的一次線 圈Pl上施加直流電壓Vin，在第一二次線圈Sl上產(chǎn)生直流電壓Vin的匪數(shù)比 4咅的電壓。
通過該電壓通過扼流圏LI向第一輸出端子供給能量，并且在扼流圈LI 上積蓄能量。此時，在變壓器Tlb的第二二次線圏S31上也產(chǎn)生直流電壓Vin 的匝數(shù)比倍的電壓。但是，因為開關(guān)元件Q2未接通，所以在變壓器T2b的第 二二次線圈S32上沒有產(chǎn)生電壓。或者，為了變壓器T2b的復(fù)位產(chǎn)生負的電 壓，在扼流圏L3上施加的電壓低，流過扼流圏L3的電流的變化小。
接著，在時刻t2，從控制電路12—3向控制電路12—2輸出作為接通觸 發(fā)信號的觸發(fā)Trg2?？刂齐娐?2—2當被輸入了觸發(fā)Trg2時，向開關(guān)元件Q2 的柵極端子輸出柵極信號。因此，開關(guān)元件Q2接通，在變壓器T2b的一次線 圏P2上施加直流電壓Vin,在第一二次線圏S2上產(chǎn)生直流電壓Vin的匝數(shù)比 倍的電壓。
通過該電壓通過扼流圏L2向第二輸出端子供給能量，并且在扼流圈L2 上積蓄能量。此時，在變壓器T2b的第二二次線圏S32上也產(chǎn)生直流電壓Vin 的匝數(shù)比倍的電壓，在扼流圈L3上施加與變壓器Tlb的第二二次線圈S31上 產(chǎn)生的電壓相加后的電壓，通過扼流圈L3向第三輸出端子供給能量，并且在 扼流圈L3上積蓄能量。
接著，在時刻t3,當開關(guān)元件Ql關(guān)斷時，變壓器Tlb的第一二次線圏 Sl的電壓反相，二極管D1截止，在扼流圈Ll中積蓄的能量通過續(xù)流二極管 D12對第一輸出端子放出。此時，變壓器Tlb的第二二次線圈S31的電壓也 反相，產(chǎn)生負的電壓。因此，對于第三輸出電壓Vo3， 二極管D3的陽極一側(cè) 的電壓降低，二極管D3截止，在扼流圈L3上積蓄的能量通過續(xù)流二極管D32 被放出。
接著，在時刻t4，當開關(guān)元件Q2關(guān)斷時，變壓器T2b的第一二次線圈 S2的電壓反相，二極管D2截止，在扼流圍L2中積蓄的能量通過續(xù)流二極管 D22向第二輸出端子放出。其后，開關(guān)元件Q1、開關(guān)元件Q2持續(xù)關(guān)斷狀態(tài)， 在扼流圏U、 L2、 L3中積蓄的能量通過續(xù)流二極管向輸出端子放出，再次返 回時刻tl的開關(guān)元件Ql接通的狀態(tài)。如此，因為在開關(guān)元件Q1和開關(guān)元件Q2雙方接通的期間，向第三輸出 端子放出能量，并且在扼流圈L3中積蓄能量，所以根據(jù)由反饋電路10—3反 饋的誤差信號，控制電路12—3錯開輸出觸發(fā)Trgl和觸發(fā)Trg2的時刻，由此 能夠調(diào)整開關(guān)元件Ql和開關(guān)元件Q2雙方接通的期間，控制第三輸出電壓 Vo3。因此，在第二實施例中也能得到和第一實施例的效果相同的效果。此外， 在第二實施例中，控制電路12—3也可以通過圖4所示的電路構(gòu)成。 (第三實施例)
圖IO是表示本發(fā)明第三實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖IO表示的第三實施例的多輸出開關(guān)電源裝置相對于圖3表示的第一實施例 的多輸出開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)，僅有以下的結(jié)構(gòu)不同，所以僅說明不同的結(jié)構(gòu)。
在輸入電壓Vin之間，連接例如由MOSFET構(gòu)成的開關(guān)元件Ql和開關(guān) 元件Q3的串聯(lián)電i 各。與開關(guān)元件Ql并耳關(guān)連4妄由變壓器Tlc的一次線圈Pl 和電流諧振電容器Cri構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路?？刂齐娐?3—1對開關(guān)元件Ql 和開關(guān)元件Q3交互地進行接通/關(guān)斷控制，把第一輸出電壓Vol控制為預(yù)定電 壓。
在變壓器Tic的二次側(cè)，設(shè)置有對于變壓器Tic的一次線圈Pl的電壓產(chǎn) 生同相的電壓那樣纏繞的第一二次線圈Sl、對于一次線圏Pl的電壓產(chǎn)生反相 的電壓那樣纏繞的第二二次線圏S12、以及與第一二次線圏SI以及第二二次 線圈S12連接的整流濾波電路。整流濾波電路由二極管Dl和二極管D12和濾 波電容器CI構(gòu)成，對在變壓器Tic的第一二次線圈SI和第二二次線圈S12 上感生出的電壓進行整流以及濾波，從第一輸出端子作為第一輸出電壓Vol 輸出。
在第三實施例的多輸出開關(guān)電源裝置中，輸出第一輸出電壓Vol的第一 變換器是電流諧振變換器，開關(guān)元件Ql和開關(guān)元件Q3以50%的占空比交互 地反復(fù)接通/關(guān)斷。
反饋電路10—1向控制電路13 — 1反饋第一輸出電壓Vol和基準電壓的 誤差信號，控制電路13 — 1通過調(diào)整開關(guān)元件Ql和開關(guān)元件Q3的開關(guān)頻率 把第一輸出電壓Vol控制為預(yù)定電壓。
反饋電路10—2向控制電路13—2反饋誤差信號，控制電路13—2對應(yīng)誤差信號調(diào)整開關(guān)元件Q2的接通幅度，來把第二輸出電壓Vo2控制為預(yù)定電 壓。
控制電路13—3從反饋電路10—3輸入第三輸出電壓Vo3和基準電壓的 誤差信號，對應(yīng)誤差信號，生成佳^姿通開關(guān)元件Q2的時刻變化的觸發(fā)Trg2 (接通時刻控制信號)。
另夕卜，控制電路13—3從控制電路13—1輸入用于使開關(guān)元件Ql和開關(guān) 元件Q3接通/關(guān)斷的開關(guān)頻率信號，向控制電路13—2輸出該開關(guān)頻率信號和 觸發(fā)Trg2?？刂齐娐?3—2與控制電路13 — 1的開關(guān)頻率同步地動作，并且 根據(jù)來自控制電路13—3的觸發(fā)Trg2使開關(guān)元件Q2接通/關(guān)斷。
圖11是第三實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的控制電路13—3的內(nèi)部電路 圖。圖12是表示圖11表示的控制電路13—3的動作的時序圖。在圖11中， 控制電路13—1具有振蕩電路31，該振蕩電路31產(chǎn)生用于接通/關(guān)斷開關(guān)元件 Ql、 Q3的預(yù)定周期的脈沖電壓。控制電路13—3具有觸發(fā)電路RS—FF、電 阻R31、 二極管D31、電容器C31、光電耦合器PC31、電阻R32、比較器35。 即，相對于圖4表示的控制電路12—3，去掉了振蕩電路31、單觸發(fā)脈沖產(chǎn)生 電路33。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在時刻tl,通過來自控制電路13 — 1的振蕩電路31的 脈沖電壓的上升觸發(fā)電路RS—FF成為H電平，開始電容器C31的充電，比 較器35在電容器C31的電壓成為電阻R32的電壓的時刻t2，生成觸發(fā)Trg2 作為接通時刻控制信號，輸出給控制電路13—2。其他的動作因為與第一實施 例的控制電路12—3的動作相同，所以省略其說明。
圖13是表示本發(fā)明的第三實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的動作的波形 圖。另外，在圖13中，I(Cri)表示流過電流諧振電容器Cri的電流，I(Dl、 D2) 表示流過二極管D1、 D12的電流。
然后參照圖13說明第三實施例的多輸出開關(guān)電源裝置的重負荷時的動作。
首先，在時刻tl,從控制電路13 — 1向開關(guān)元件Q3的柵極端子輸出的柵 極信號變?yōu)榈退?，開關(guān)元件Q3關(guān)斷，其后向開關(guān)元件Ql的4冊極端子輸出 柵極信號，開關(guān)元件Ql接通。于是，在變壓器Tlc的一次線圈Pl上施加電流諧振電容器Cri的電壓，在變壓器Tlc的第一二次線圈S12上產(chǎn)生電壓，通 過二極管D12向第一輸出端子放出諧振電流。
然后，在時刻t2，從控制電路13—3向控制電路13—2輸出作為接通觸 發(fā)信號的觸發(fā)Trg2?？刂齐娐?3—2當被輸入了觸發(fā)Trg2時，向開關(guān)元件Q2 的柵極端子輸出柵極信號。于是，開關(guān)元件Q2接通，在變壓器T2a的一次線 圈P2上流過勵/磁電 流o
接著，在時刻t3,當開關(guān)元件Q2關(guān)斷時，變壓器T2a的第一二次線圈 S2的電壓反相，通過二極管D2向第二輸出端子放出電力。此時，變壓器T2a 的第二二次線圈S32的電壓也反相，在變壓器Tlc的第二二次線圈S31上產(chǎn) 生負的電壓。因此，對于第三輸出端子，二極管D3的陽極一側(cè)的電壓低，不 向第三輸出端子放出能量。
接著，在時刻t4,當開關(guān)元件Q1關(guān)斷、開關(guān)元件Q3接通時，在變壓器 Tlc的一次線圈Pl上，施加直流電壓Vin和電流諧振電容器Cri的電壓的差電 壓。因此，在變壓器Tlc的第一二次線圈Sl上產(chǎn)生電壓，通過二極管Dl向 第 一輸出端子放出諧振電流。
此時，因為變壓器Tlc的第二二次線圏S31的電壓也反相，所以將變壓 器Tlc的第二二次線圈S31和變壓器T2a的第二二次線圈S32的電壓相加， 對于第三輸出電壓Vo3， 二極管D3的陽極一側(cè)的電壓升高，向第三輸出端子 -改出能量。
然后，在時刻t5，當在變壓器T2a中積蓄的能量的放出結(jié)束時，在變壓 器T2a的第一二次線圈S2上感生出的電壓慢慢降低。于是，二極管D3的陽 極側(cè)的電壓變得比第三輸出電壓Vo3低，二極管D3截止。于是，從變壓器 T1 c放出的諧振電流通過二極管D1僅向第 一輸出端子放出。
其后，來自變壓器Tlc的第一二次線圈Sl的諧振電流的放出也結(jié)束，在 時刻t6，開關(guān)元件Q3關(guān)斷，再次返回開關(guān)元件Ql接通的時刻tl的狀態(tài)。
如此，因為在第三實施例的多輸出開關(guān)電源裝置中，也和第一實施例的 多輸出開關(guān)電源裝置同樣地，在變壓器Tlc的第二二次線圈S31和變壓器T2a 的第二二次線圈S32的電壓都成為正的期間進行向第三輸出端子的能量的放 出，所以可以通過調(diào)整該期間控制第三輸出電壓Vo3。
具體地說，例如在時刻tl，控制電路13—3根據(jù)來自控制電路13—1的信號檢測開關(guān)元件Q1的漏極-源極間電壓的下降(與振蕩電路的上升對應(yīng))。 控制電路13—3把時刻tl作為基準，根據(jù)反饋電路10—3反饋的誤差信號， 使向控制電路13—2輸出觸發(fā)Trg2的時刻可變。由此，可以調(diào)整變壓器Tlc 的第二二次線圏S31和變壓器T2a的第二二次線圏S32的電壓都成為正的期 間，控制第三輸出電壓Vo3。
在第 一 實施例中以反激變換器為例進行了說明，但除了反激變換器以外 還可以應(yīng)用于通過PWM控制控制輸出電壓的全部的開關(guān)變換器。在第二實施 例中以正激變換器為例進行了說明，但除了正激變換器以外還可以應(yīng)用于通過 PWM控制控制輸出電壓的全部的開關(guān)變換器。在第三實施例中說明了電流諧 振型變換器的例子，但除了電流諧振變換器以外還可以向全部的開關(guān)變換器提 供。
另外，在第一實施例、第二實施例中，控制開關(guān)元件Ql和開關(guān)元件Q2 的接通時刻，但即使控制開關(guān)元件Q1和開關(guān)元件Q2的關(guān)斷時刻，也可以得 到同樣的效果。
根據(jù)本發(fā)明的第一技術(shù)側(cè)面，因為能夠從相關(guān)聯(lián)的3變換器方式的多輸 出開關(guān)電源裝置中去掉一個變壓器、 一個開關(guān)元件，所以可以構(gòu)成能夠用廉價 的電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)各個輸出穩(wěn)定化的多輸出開關(guān)電源裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第二技術(shù)側(cè)面，根據(jù)第三控制電路對應(yīng)誤差信號生成的接 通時刻控制信號錯開接通第一開關(guān)元件的時刻和接通第二開關(guān)元件的時刻，由 此可以調(diào)整第一變壓器和第二變壓器的能量的放出期間相重疊的期間，來控制 第三輸出電壓。
根據(jù)本發(fā)明的第三技術(shù)側(cè)面，根據(jù)第三控制電路對應(yīng)誤差信號生成的接 通時刻控制信號使接通第二開關(guān)元件的時刻變化，由此可以調(diào)整第一變壓器和 第二變壓器的能量的放出期間相重疊的期間，來控制第三輸出電壓。 根據(jù)本發(fā)明第四以及第五技術(shù)側(cè)面，能夠生成接通時刻控制信號。 本發(fā)明可以用于具有多個輸出的多輸出開關(guān)電源裝置。 (指定美國)
本國際專利申請涉及指定美國，關(guān)于在2007年6月28日申請的日本國 專利申請第2007—170906 (2007年6月28日申請)，援引基于美國專利法第 119條(a)的優(yōu)先權(quán)的好處，引用其公開內(nèi)容。
權(quán)利要求
1. 一種多輸出開關(guān)電源裝置，其特征在于，具備至少具有一次線圈、第一二次線圈和第二二次線圈的第一變壓器以及第二變壓器；調(diào)整在所述第一變壓器的一次線圈上施加直流電壓的時間的第一控制電路；對在所述第一變壓器的第一二次線圈上產(chǎn)生的電壓進行整流濾波取出第一輸出電壓的第一整流濾波電路；調(diào)整在所述第二變壓器的一次線圈上施加直流電壓的時間的第二控制電路；對在所述第二變壓器的第一二次線圈上產(chǎn)生的電壓進行整流濾波取出第二輸出電壓的第二整流濾波電路；以及對串聯(lián)連接所述第一變壓器的第二二次線圈和所述第二變壓器的第二二次線圈的串聯(lián)線圈的兩端電壓進行整流濾波取出第三輸出電壓的第三整流濾波電路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多輸出開關(guān)電源裝置，其特征在于， 具有通過所述第一控制電膝接通/關(guān)斷的第一開關(guān)元件； 通過所述第二控制電路接通/關(guān)斷的第二開關(guān)元件；以及 根據(jù)所述第三整流濾波電路的第三輸出電壓，生成使接通所述第一開關(guān)元件的時刻和接通所述第二開關(guān)元件的時刻的時間進行變化的接通時刻控制 信號的第三控制電路，所述第一控制電路以及所述第二控制電路各自根據(jù)來自所述第三控制電 路的接通時刻控制信號，以同一開關(guān)頻率接通/關(guān)斷該開關(guān)元件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多輸出開關(guān)電源裝置，其特征在于， 具有通過所述第一控制電路接通/關(guān)斷的第一開關(guān)元件； 通過所述第二控制電膝接通/關(guān)斷的第二開關(guān)元件；以及 根據(jù)所述第三整流濾波電路的第三輸出電壓，生成使接通所述第二開關(guān)元件的時刻變化的接通時刻控制信號的第三控制電路，所述第二控制電路與所述第一控制電路的開關(guān)頻率同步地進行動作，并 且根據(jù)來自所述第三控制電路的接通時刻控制信號使所述第二開關(guān)元件接通/ 關(guān)斷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多輸出開關(guān)電源裝置，其特征在于， 所迷第三控制電路具有以預(yù)定的周期產(chǎn)生脈沖電壓的振蕩電路；與所述振蕩電路的脈沖電壓同步地產(chǎn)生第一觸發(fā)的第一觸產(chǎn)生成電路；以及在所述振 蕩電路的脈沖電壓產(chǎn)生后經(jīng)過了與所述第三整流濾波電路的第三輸出電壓相 對應(yīng)的期間后，產(chǎn)生第二觸發(fā)的第二觸發(fā)產(chǎn)生電路，作為所述接通時刻控制信號，向所述第 一控制電路輸出所述第 一觸發(fā)， 向所述第二控制電路輸出所述第二觸發(fā)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多輸出開關(guān)電源裝置，其特征在于， 所述第三控制電路具有第二觸發(fā)產(chǎn)生電路，其在所述第一開關(guān)元件接通或者關(guān)斷后經(jīng)過了與所述第三整流濾波電路的第三輸出電壓相對應(yīng)的期間后， 產(chǎn)生第二觸發(fā)，作為所述接通時刻控制信號，向所述第二控制電路輸出所述第二觸發(fā)。
全文摘要
多輸出開關(guān)電源裝置具有至少具有一次線圈、第一二次線圈和第二二次線圈的變壓器(T1a)以及變壓器(T2a)；調(diào)整在變壓器(T1a)的一次線圈(P1)上施加直流電壓的時間的控制電路(12-1)；對在變壓器(T1a)的第一二次線圈S1上產(chǎn)生的電壓進行整流濾波，取出第一輸出電壓的第一整流濾波電路；調(diào)整在變壓器(T2a)的一次線圈(P2)上施加直流電壓的時間的控制電路(12-2)；對在變壓器(T2a)的第一二次線圈(S2)上產(chǎn)生的電壓進行整流濾波，取出第二輸出電壓的第二整流濾波電路；以及對串聯(lián)連接變壓器(T1a)的第二二次線圈(S31)和變壓器(T2a)的第二二次線圈(S32)的串聯(lián)線圈的兩端電壓進行整流濾波，取出第三輸出電壓的第三整流濾波電路。
文檔編號H02M3/28GK101548457SQ20088000079
公開日2009年9月30日 申請日期2008年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月28日
發(fā)明者京野羊一 申請人:三墾電氣株式會社