[发明专利]DC/DC转换器、具有DC/DC转换器的电子设备及其DC/DC转换方法

说明书

技术领域

根据文中所述示例性实施例而公开的设备和方法涉及DC/DC转换器、具有DC/DC转换器的电子设备及其DC/DC转换方法。更具体地，本文公开了DC/DC转换器、具有DC/DC转换器的电子设备及其DC/DC转换方法，其通过多路输出DC/DC转换器中的开关来同步输出电压。

背景技术

包括显示设备如TV在内的电子设备在其内部或外部具有电源，以便接收必须的电力。电源可以包括DC/DC转换器，以便向电子设备供给DC电力。

这样的DC/DC转换器可以设置为多路输出DC/DC转换器，以便根据所应用的电子设备供给多种输出电力。

图1示出了传统的多路输出DC/DC转换器。

如图所示，传统的多路输出DC/DC转换器包括：主开关单元11，产生高频方波；第一和第二谐振转换器12和13；第一和第二输出单元14和15；主切换控制器16；同步电路17，将主开关单元11与第二输出单元15的同步开关Q3的切换频率同步；以及同步切换控制器18，控制同步开关Q3的切换操作。同步电路17包括脉冲变压器17a和三角波产生电路17b。同步切换控制器18包括第一和第二比较元件18a和18b，以及栅极驱动电路18c。

商用AC电力通过功率因数校正(PFC)而在功率因数上得以校正及调整，并作为DC电压Vin向主开关单元11输出。主开关单元11根据切换频率通过开关Q1和Q2交替地接通和关断以便导通或阻挡电流，将输入的DC电压Vin改变为方波，并向第一和第二谐振转换器12和13发送该方波。第一和第二谐振转换器12和13包括LC谐振电路，将由主开关单元11发送的AC方波电压转换为AC正弦波电流，并向第一和第二输出单元14和15发送该电流。第一输出单元14的第一输出电力Vs发送到主切换控制器16，以便控制主开关单元11。第二输出单元15的第二输出电力Va发送到同步电路17，同步电路17的输出信号施加到第二输出单元15的同步开关Q3上，以便控制第二输出电力Va。

主切换控制器16接收第一输出电力Vs，并输出驱动信号，以便控制主开关单元11的Q1和Q2的切换操作。主开关单元11的驱动信号通过脉冲变压器17a发送到变压器的次级侧，并通过三角波产生电路17b发送到第二比较元件18b，其中三角波产生电路17b包括RC滤波器和辅助开关Qsaw。三角波产生电路17b产生并向第二比较元件18b输出三角波信号Vsaw，所述三角波信号Vsaw与主开关单元11的驱动信号同步。

第二输出电力Va施加到第一比较元件18a上，第二比较元件18b比较第一比较元件18a的输出信号和由三角波产生电路17b产生的信号，并产生控制脉冲，该控制脉冲通过栅极驱动电路18c发送到Q3。

图1中的脉冲变压器17a传输向变压器的初级侧输入的主开关单元11的驱动信号，因此应克服初级侧和次级侧的高隔离电压，并且需要多个布线以产生用于驱动集成电路(IC)的辅助电力。因此，为了满足以上需求，就产生了提供大而昂贵的脉冲变压器17a的问题。

图2示出了图1中的第二比较元件18b的输入/输出信号的波形。

第二比较元件18b将由三角波产生电路17b产生的三角波信号Vsaw和第一比较元件18a的输出信号Vref2作比较，产生Q3的驱动电压。具体地，如图2所示，如果Vref2大于Vsaw，则同步切换控制器18的输出信号SW3输出0；如果Vref2小于Vsaw，则输出1。通过输出信号SW3将Q3与主开关单元11同步。

然而，在电路的操作期间，传统多路输出DC/DC转换器的三角波Vsaw的最大值可能不能一直维持。例如，如果切换频率较大，则三角波的最大值可能降低。如果切换频率较小，则三角波的最大值可能增加。因此，为了通过Q3精确地控制Va，Vref2应根据Vsaw的波动而波动。然而，难以通过第一比较元件18a实时地控制输出值Vref2。

图1中的传统多路输出DC/DC转换器需要附加的栅极驱动电路18c，例如，图腾柱电路(totem-pole circuit)，以驱动高侧栅极(high side gate)从而操作Q3。此外，当主输出电力Vs之外由同步开关Q3驱动的辅助电力Va的数量(即，输出单元的数量)增加时，同步切换控制器18的数量也相应增加。由于部件的数量和电路的成本增加，所以要扩展输出电压的数量并不容易。

发明内容

本发明的其它方面和/或优点部分地将在以下描述中阐述，且部分地将通过以下描述而变得清楚明白，或者可以通过本发明的实践来获知。