[發明專利]開關電源裝置

有效

• 申請號: 201180066145.6
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN103339843A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 細谷達也
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 樊建中

1.一種開關電源裝置，具備：

電磁場耦合電路，具備初級繞組及次級繞組；

初級側交流電壓產生電路，具備與所述初級繞組連接的開關電路，并根據被輸入的直流電壓產生交流電壓，由開關元件、二極管及電容器的并聯連接電路構成該開關電路；

次級側整流電路，將所述交流電壓整流為直流電壓；

第1諧振電路，被構成在初級側，包括第1串聯諧振電感器及第1串聯諧振電容器；

第2諧振電路，被構成在次級側，包括第2串聯諧振電感器及第2串聯諧振電容器；和

開關控制電路，通過將所述初級側交流電壓產生電路的開關元件隔著死區時間而交替地接通/斷開，由此使大致為矩形波狀或者梯形波狀的交流電壓產生，

在該開關電源裝置中，

所述開關控制電路，以比相對于多諧振電路而阻抗成為最小的固有諧振頻率還高的開關頻率來對所述初級側交流電壓產生電路的開關元件進行開關動作，使得流入所述多諧振電路的電流成為比由所述初級側交流電壓產生電路產生的交流電壓延遲的正弦波狀的諧振電流波形、且在所述開關元件的接通期間及斷開期間這兩個期間內經由電磁場耦合電路從初級側向次級側輸送電力，其中所述多諧振電路成為包括所述電磁場耦合電路在內使所述第1諧振電路和所述第2諧振電路合起來的整體，

所述電磁場耦合電路構成混合了在所述初級繞組與所述次級繞組之間借助互電感的磁場耦合、和借助互電容的電場耦合的電磁場共振電路，

所述第1諧振電路和所述第2諧振電路進行共振，從所述電磁場耦合電路的初級側向次級側輸送電力。

2.根據權利要求1所述的開關電源裝置，其中，

所述開關控制電路使所述初級側交流電壓產生電路的開關頻率恒定，并將在所述開關電路中電流導通的期間設為接通期間、將其他期間設為斷開期間，通過控制多個開關電路的接通期間比率，由此調整從所述次級側整流電路得到的輸出電力。

3.根據權利要求1所述的開關電源裝置，其中，

所述開關控制電路通過使所述初級側交流電壓產生電路的開關頻率變化來控制所述開關元件的接通期間比率，由此調整從所述次級側整流電路得到的輸出電力。

4.根據權利要求1～3中任一項所述的開關電源裝置，其中，

所述次級側整流電路在接通期間或者斷開期間中的任一個期間、或者兩個期間內，將于所述次級繞組產生的電壓作為靜電能量而蓄積到所述第2諧振電容器中，將在所述接通期間和斷開期間的各自期間內于所述次級繞組產生的電壓相加后作為直流電壓來輸出。

5.根據權利要求1～4中任一項所述的開關電源裝置，其中，

所述第1串聯諧振電容器和所述第2串聯諧振電容器中的任一個或者兩者保持直流電壓。

6.根據權利要求1～5中任一項所述的開關電源裝置，其中，

與所述初級繞組或者所述次級繞組并聯地配備并聯諧振電容器。

7.根據權利要求6所述的開關電源裝置，其中，

由所述初級繞組或者所述次級繞組的寄生電容構成了所述并聯諧振電容器。

8.根據權利要求1～7中任一項所述的開關電源裝置，其中，

由形成于所述初級繞組與所述次級繞組之間的寄生電容構成了所述互電容。

9.根據權利要求1～8中任一項所述的開關電源裝置，其中，

由所述電磁場耦合電路的漏電感構成了所述第1串聯諧振電感器或者所述第2串聯諧振電感器。

10.根據權利要求1～9中任一項所述的開關電源裝置，其中，

由等效地形成于所述初級繞組與所述次級繞組之間的勵磁電感構成了所述互電感。

11.根據權利要求1～10中任一項所述的開關電源裝置，其中，

所述開關電路是MOSFET。

12.根據權利要求1～11中任一項所述的開關電源裝置，其中，

所述次級側整流電路所具備的將所述交流電壓整流為直流電壓的整流元件是MOSFET。

13.根據權利要求12所述的開關電源裝置，其中，

在從所述次級側整流電路的輸出部輸送電力時，所述次級側整流電路作為所述初級側交流電壓產生電路而起作用，并且所述初級側交流電壓產生電路作為所述次級側整流電路而起作用，

所述開關電源裝置能夠雙向地進行電力輸送。