專(zhuān)利名稱(chēng)：電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備復(fù)諧振型半橋轉(zhuǎn)換器的輸出可變型的電源裝置。
背景技術(shù)：


圖14表示具備復(fù)諧振型半橋轉(zhuǎn)換器(LLC轉(zhuǎn)換器)的輸出可變型的電源裝置50的基本結(jié)構(gòu)。另外，圖15表示該電源裝置50的各部分中的信號(hào)等的波形。如圖14所示，在電源裝置50中，在變壓器51的初級(jí)線圈Np50側(cè)連接有由兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件Q51和Q52等構(gòu)成的復(fù)諧振型半橋轉(zhuǎn)換器(開(kāi)關(guān)電路)。另外，在變壓器51的次級(jí)線圈Ns51、Ns52側(cè)分別連接有整流用的二極管D53和D54。如圖15所示，隔著死區(qū)(dead-off)時(shí)間(開(kāi)關(guān)元件Q51和Q52都斷開(kāi)的期間)交替地對(duì)開(kāi)關(guān)元件Q51和Q52的柵極輸入驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg51和Vg52，由此在初級(jí)線圈Np50中流動(dòng)交流電流。在此，將電容器Ci的電壓設(shè)為VCi。對(duì)變壓器51的初級(jí)線圈Np50連接由電感器Lr以及電容器Cv和Ci構(gòu)成的諧振電路，因此通過(guò)開(kāi)關(guān)元件Q51和Q52流過(guò)初級(jí)線圈Np50的電流具有如IQ51和IQ52那樣的波形。當(dāng)著眼于該電流IQ51和IQ52的波形時(shí)，在期間AT中電流值幾乎不發(fā)生變化，事實(shí)上被視作直流。因此，在期間AT中，在變壓器51的次級(jí)側(cè)線圈Ns51和Ns52中幾乎不流動(dòng)電流，從而在二極管D53和D54中流動(dòng)的電流如ID53和ID54那樣具有斷續(xù)的波形。將期間AT稱(chēng)為電力不傳遞期間。在此，將直流電源52的電壓、即輸入電壓設(shè)為Vin，如下表示從變壓器51的次級(jí)線圈Nsl和Ns2通過(guò)二 極管D53和D54施加于負(fù)載53的電壓、即輸出電壓V-。此外，η是變壓器51的匝數(shù)比(降壓)，Lp是變壓器51的勵(lì)磁電感，Lr是變壓器51的漏電感，C是諧振用的被串聯(lián)連接的電容器的容量，△ T是電力不傳遞期間。[式I]
權(quán)利要求
1.一種輸出可變的電源裝置，具備復(fù)諧振型半橋轉(zhuǎn)換器，該電源裝置的特征在于， 上述復(fù)諧振型半橋轉(zhuǎn)換器具有: 變壓器； 連接在直流電源的端子間的兩個(gè)第一開(kāi)關(guān)元件的串聯(lián)電路； LC諧振電路，其連接在一方的上述第一開(kāi)關(guān)元件的兩端部與上述變壓器的初級(jí)線圈之間； 雙向性的第二開(kāi)關(guān)元件，其與上述變壓器的次級(jí)線圈相連接，具有整流作用和相位控制作用；以及 控制電路，其對(duì)上述第一開(kāi)關(guān)元件和上述第二開(kāi)關(guān)元件輸入具有相位差的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)， 其中，上述變壓器的次級(jí)線圈輸出可變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于， 上述第二開(kāi)關(guān)元件具有相對(duì)于流過(guò)上述變壓器的次級(jí)線圈的電流來(lái)說(shuō)正向和反向的兩個(gè)溝道以及與其對(duì)應(yīng)的第一柵極和第二柵極， 上述控制電路對(duì)上述正向的溝道輸入相對(duì)于輸入到上述第一開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有規(guī)定的相位差的第一柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)上述相位控制作用，對(duì)上述反向的溝道輸入第二柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)同步整流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源裝置，其特征在于， 上述控制電路使上述第二柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升的定時(shí)相對(duì)于上述第一柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升的定時(shí)延遲，使上述第二柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降的定時(shí)相對(duì)于上述第一柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降的定時(shí)提前。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源裝置，其特征在于， 上述第二柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降早于輸入到上述第一開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于， 與兩個(gè)上述第一開(kāi)關(guān)元件對(duì)應(yīng)地設(shè)置有兩個(gè)上述第二開(kāi)關(guān)元件，上述控制電路與兩個(gè)上述第一開(kāi)關(guān)元件對(duì)應(yīng)地交替地對(duì)兩個(gè)上述第二開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于， 上述第二開(kāi)關(guān)元件是具有使用GaN/AlGaN的橫向晶體管結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中的任一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于， 上述控制電路包括分別連接于上述第二開(kāi)關(guān)元件的上述第一柵極和上述第二柵極的相獨(dú)立的第一柵極驅(qū)動(dòng)電路和第二柵極驅(qū)動(dòng)電路， 上述控制電路對(duì)上述第一柵極驅(qū)動(dòng)電路輸入產(chǎn)生上述第一柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第一驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，對(duì)上述第二柵極驅(qū)動(dòng)電路輸入產(chǎn)生波形與上述第一柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形不同的上述第二柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至6中的任一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于， 上述控制電路包括分別連接于上述第二開(kāi)關(guān)元件的上述第一柵極和上述第二柵極的相獨(dú)立的第一柵極驅(qū)動(dòng)電路和第二柵極驅(qū)動(dòng)電路， 上述控制電路對(duì)上述第一柵極驅(qū)動(dòng)電路輸入產(chǎn)生上述第一柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，并且經(jīng)由相位調(diào)整電路對(duì)上述第二柵極驅(qū)動(dòng)電路輸入上述驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)以產(chǎn)生上述第二柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至6中的任一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于， 上述控制電路包括分別連接于上述第二開(kāi)關(guān)元件的上述第一柵極和上述第二柵極的相獨(dú)立的第一柵極驅(qū)動(dòng)電路和第二柵極驅(qū)動(dòng)電路， 上述控制電路對(duì)上述第一柵極驅(qū)動(dòng)電路輸入產(chǎn)生上述第一柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，對(duì)上述第二柵極驅(qū)動(dòng)電路僅輸入驅(qū)動(dòng)電力， 上述第二柵極驅(qū)動(dòng)電路具備對(duì)上述第一柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓進(jìn)行檢測(cè)的電壓檢測(cè)電路，在上述第一柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓表示規(guī)定的電壓降時(shí)，利用上述驅(qū)動(dòng)電力來(lái)產(chǎn)生第二柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至6中的任一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于， 上述控制電路包括分別連接于上述第二開(kāi)關(guān)元件的上述第一柵極和上述第二柵極的第一柵極驅(qū)動(dòng)電路和第二柵極驅(qū)動(dòng)電路， 上述第一柵極驅(qū)動(dòng)電路和上述第二柵極驅(qū)動(dòng)電路分別通過(guò)變壓器被絕緣，上述第一柵極驅(qū)動(dòng)電路的變壓器的初級(jí)側(cè)與上述第二柵極驅(qū)動(dòng)電路的變壓器的初級(jí)側(cè)是共同的， 上述控制電路僅對(duì)上述第一柵極驅(qū)動(dòng)電路輸入產(chǎn)生上述第一柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)， 上述第二柵極驅(qū)動(dòng)電路具備對(duì)上述第一柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓進(jìn)行檢測(cè)的電壓檢測(cè)電路，在上述第一柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓表示規(guī)定的電壓降時(shí)，利用在上述變壓器的次級(jí)側(cè)產(chǎn)生的電力來(lái)產(chǎn)生第二柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至6中的任一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于， 上述控制電路包括:緩沖電路，其連接在上述第二開(kāi)關(guān)元件的端子間；以及第一柵極驅(qū)動(dòng)電路和第二柵極驅(qū)動(dòng)電路，該第一柵極驅(qū)動(dòng)電路和第二柵極驅(qū)動(dòng)電路分別連接于上述第二開(kāi)關(guān)元件的上述第一柵極和上述第二柵極， 其中，上述控制電路僅對(duì)上述第一柵極驅(qū)動(dòng)電路的輸入端子輸入產(chǎn)生上述第一柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)， 對(duì)上述第二開(kāi)關(guān)元件的第二柵極連接利用從上述緩沖電路獲得的電力來(lái)產(chǎn)生上述第二柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二柵極驅(qū)動(dòng)電路， 上述第二柵極驅(qū)動(dòng)電路具備對(duì)上述第一柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓進(jìn)行檢測(cè)的電壓檢測(cè)電路，上述電壓檢測(cè)電路在上述第一柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓表示規(guī)定的電壓降時(shí)，利用從上述緩沖電路獲得的電力來(lái)產(chǎn)生上述第二柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2至6中的任一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于， 與上述第二開(kāi)關(guān)元件串聯(lián)地連接變壓器的初級(jí)線圈， 對(duì)上述第二開(kāi)關(guān)元件的第一柵極連接?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)電路， 上述變壓器的次級(jí)線圈連接于上述第二開(kāi)關(guān)元件的第二柵極， 上述控制電路僅對(duì)上述柵極驅(qū)動(dòng)電路輸入產(chǎn)生上述第一柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)， 通過(guò)流過(guò)上述變壓器的電流直接產(chǎn)生上述第二柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
全文摘要
一種電源裝置，將連接在變壓器的初級(jí)側(cè)的開(kāi)關(guān)電路的驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)為固定，使次級(jí)側(cè)的輸出可變，該電源裝置具備變壓器(5)；連接在直流電源(2)的端子間的兩個(gè)第一開(kāi)關(guān)元件(Q1、Q2)的串聯(lián)電路；LC諧振電路，其連接在一方的第一開(kāi)關(guān)元件(Q2)的兩端部與變壓器5的初級(jí)線圈(Np)之間；雙向性的第二開(kāi)關(guān)元件(Q3、Q4)，其與變壓器5的次級(jí)線圈(Ns1、Ns2)相連接，具有整流作用和相位控制作用；以及控制電路(6)，其對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件(Q1、Q2)和第二開(kāi)關(guān)元件(Q3、Q4)輸入具有相位差的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
文檔編號(hào)H02M3/28GK103168414SQ20118005026
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者西野博之, 木寺和憲, 西真理子 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社