本发明专利技术是揭露一种具有高效率的大功率多路输出电源结构及其控制方法，所述电源结构具体为开关模式电源，包含一第一输出变换器，用以产生一第一高功率电压输出，以及一第二输出变换器，产生一第二高功率电压输出，且与该第一高功率电压耦合，以产生一耦合输出，其中当该耦合输出的一暂态功率小于或等于该第一高功率电压输出的一额定输出功率时，该第一输出变换器工作，而该第二输出变换器闲置；但当该暂态功率大于该额定输出功率时，该第二输出变换器也开始工作。本发明专利技术有效地提高了该电源的轻载效率，解决了变压器的散热问题以及多路输出变换器的交叉调整率问题，实现了从满载到极轻载具有相对的高效率，同时设计简单，具有低成本的特点。
【技术实现步骤摘要】
为 一种大功率开关才莫式电源(switched-mode power supply),该电源具有负载范围高效率，其采用多路输出变换器与单路输出变换器并联结构。
技术介绍
近来，能源危机越来越严重，所以如何充分利用能源，减少能源浪费变 得越来越迫切。在消费电子类产品中，桌上型(desktop)电脑和工作站 (workstation)电脑占据相当大的比重，而这些产品中开关模式电源的变换效 率不高带来很大的能源浪费。为此，2007年7月，Energy Star已经将桌上 型和工作站电脑中的开关模式电源从电源值20%加到100%，其负载效率大 于80%作为强制标准。因此，设计具有负载范围相对较高效率的开关模式 电源具有重要意义。桌上型电脑和工作站电脑中的开关模式电源，通常为多路输出结构，其 输出电压一般包括+12V,+5V,+3.3V。附图说明图1其是显示一已知的桌上型电脑电 源的直流/直流变换器级(DC/DC converter stage)的电路示意图。在图1中， 该直流/直流变换器级1包括一逆变器、 一变压器T,具——次侧绕组Np耦 合于该逆变器、 一第一二次侧绕组Nsl与一第二二次侧绕组Ns2、 一整流器 耦合于该第一二次侧绕组Nsl、 一第一滤波器(包括一第一电感L1与一第一 电容Cl)与一第二滤波器(包括一第二电感L2与一第二电容C2)均耦合于该 整流器，分别用于产生+ 12V与+5V的输出电压、 一后置稳压器(post regulator)耦合于该第一二次侧绕组Nsl与该第二二次侧绕组Ns2的一节点， 用于产生+ 3.3V的输出电压，以及一控制电路，耦合于该逆变器，接收该 + 12V与+5￥的输出电压，用以产生一控制信号(未显示)。在桌上型电脑中 (如图1所示)，直流/直流变换器级通常采用+ 12V与+ 5V通过电感耦合， 以及两路电压的加权反馈实现对两路电压的调节。+3.3V则通过独立的反7馈实现输出电压的稳定。这样的结构具有低成本的优点。工作站电脑的开关电源额定功率较高(通常大于500W),因此+12V 输出端输出功率较高，如果采用图1所示的结构,将会带来两个问题 + 12V和+ 5V输出的耦合电感由于寄生参数的影响，两路电压加权反馈无法 稳定联调输出电压，即交叉调整问题(cross regulation);②单一变压器承 担全部的输出功率带来散热设计上的困难。所以，工作站电脑中开关电源通常采用图2所示结构。图2是显示一已 知的工作站电脑电源的直流/直流变换器级的电路示意图。在图2中，该直 流/直流变换器级2包括一第一逆变器、 一第一变压器Tl,具一第一一次侧 绕组Nlp耦合于该第一逆变器、 一第一二次侧绕组Nlsl与一第二二次侧绕 组Nls2、 一第一整流器耦合于该第一二次侧绕组Nlsl,用于产生+ 5V的 输出电压、 一后置稳压器(post regulator),耦合于该第一二次侧绕组Nlsl与 该第二二次侧绕组Nls2的一节点，用于产生+ 3.3V的输出电压、 一控制电 路，耦合于该第一逆变器，接收该+ 5V的输出电压，用以产生一第一控制 信号(未显示)、 一第二逆变器、 一第二变压器T2，具一第二一次侧绕组N2p 耦合于该第二逆变器与一第三二次侧绕组N2s、 一第二整流器耦合于该第三 二次侧绕组N2s，用于产生+ 12V的输出电压，以及一第二控制电路，耦合 于该第二逆变器，接收该+12V的输出电压，用以产生一第二控制信号(未 显示)。+12V通过独立的变压器、整流器实现闭回路(closed-loop)调节输出 电压；而+ 5V和+ 3.3V共用变压器，+ 5V以闭回路反馈(closed-looped feedback)实现输出电压稳定，+ 3.3V则通过另 一闭回路，调节输出电压。由 于三路输出电压具有各自独立的闭回路反馈调节，因此输出电压不存在调整 率的问题。同时采用两个变压器可以简化电路的散热设计。但由于两个变压 器输出电压不同，且该两个变压器相互独立，在整个负载范围内始终工作； 因此，轻载时很难得到很高的直流/直流变换器级效率。因此，专利技术人鉴于已知技术的缺失，乃思及改良专利技术的意念，终能专利技术 出本案的""。
技术实现思路
本案的主要目的在于提供一种大功率开关模式电源，该电源具有负载范 围相对较高的效率，其采用多路输出变换器与单路输出变换器并联结构，有 效地提高了该电源的轻载效率，解决了变压器的散热问题以及多路输出变换 器的交叉调整率问题。本案的又一主要目的在于提供一种开关模式电源，包含一第一输出变换 器，接收一直流输入电压，用以产生一第一高功率直流电压输出与至少一低 功率直流电压输出，以及一第二输出变换器，接收该直流输入电压，产生一 第二高功率直流电压输出，且与该第一高功率直流电压输出耦合，以产生一 耦合输出，其中当该耦合输出的一暂态功率小于或等于该第一高功率直流电 压输出的一额定输出功率时，该第一输出变换器工作，而该第二输出变换器 闲置，但当该耦合输出的该暂态功率大于该额定输出功率时，该第二输出变 换器也开始工作。根据上述的构想，该电源更包括一电阻性元件，具一第一端以及一第二 端，其中该第一端耦合于该第一输出变换器，且该第二端耦合于该第二输出 变换器。根据上述的构想，当该耦合输出功率大于该额定功率时，该第一输出变 换器的输出功率瞬间减小到一限流输出功率，而该第二输出变换器开通时， 其具有一输出功率等于该耦合输出功率与该限流输出功率的一差。根据上述的构想，该第一输出变换器为一多路输出变换器，该第二输出 变换器为一单路输出变换器，该至少一低功率直流电压输出电压包括一第一 低功率直流电压输出与 一第二低功率直流电压输出，且该多路输出变换器包 括一控制电路，接收该第一高功率直流电压输出与该第一低功率直流电压输 出，用以产生一第一控制信号， 一第一逆变器，接收该直流输入电压与该第 一控制信号，用以产生一第一交流输出电压， 一第一变压器，具一第一一次 侧绕组、 一第一二次侧绕组与一第二二次侧绕组，其中该第——次侧绕组耦 合于该第一逆变器，该第一与该第二二次侧绕组各具一第一端与一第二端， 该第二二次侧绕组的该第一端耦合于该第一二次侧绕组的该第二端，且该第二二次侧绕组的该第二端接地， 一第一整流器，耦合于该第一二次侧绕组的9该第一与该第二端， 一后置稳压器，耦合于该第一二次侧绕组的该第二端， 用以产生该第二低功率直流电压输出， 一第一滤波器，耦合于该第一整流器， 用以产生该第一高功率直流电压输出，以及一第二滤波器，耦合于该第一整 流器，用以产生该第一低功率直流电压输出。根据上述的构想，该第一滤波器包括一第一电容与一第一电感，该第二 滤波器包括一第二电容与一第二电感，该第一电感与该第二电感磁性耦合， 且该多路输出变换器与该单路输出变换器均为 一直流/直流变换器。根据上述的构想，该单路输出变换器包括一第二控制电路，接收该第二 高低功率直流电压输出，用以产生一第二控制信号， 一第二逆变器，接收该 直流输入电压与该第二控制信号，用以产生一第二交流输出电压， 一第二变 压器，具一第二一次侧绕组与一第三二次侧绕组，其中该第三二次侧绕组具 一第一端与一第二端，该第二一次侧绕组耦合于该第二逆本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种开关模式电源，包含： 一第一输出变换器，接收一直流输入电压，用以产生一第一高功率直流电压输出与至少一低功率直流电压输出；以及 一第二输出变换器，接收该直流输入电压，产生一第二高功率直流电压输出，且与该第一高功率直流电压输出耦 合，以产生一耦合输出， 其中当该耦合输出的一暂态功率小于或等于该第一高功率直流电压输出的一额定输出功率时，该第一输出变换器工作，而该第二输出变换器闲置；但当该暂态功率大于该额定输出功率时，该第二输出变换器也开始工作。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李飞，甘鸿坚，应建平，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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