DE-102025101789-A1 - Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen. Die Stromversorgungsschaltung der vorliegenden Erfindung umfasst eine primärseitige Schaltung (PRYT1, PRYT2, PRYT3), einen Transformator (TR) und eine sekundärseitige Schaltung (SEDT1, SEDT2, SEDT3, SEDT4, SEDT5, SEDT6). Die primärseitige Schaltung (PRYT1, PRYT2, PRYT3) umfasst einen Resonanzwandler (PR1, PR2, RES). Der Transformator (TR) umfasst eine primärseitige Spule (TC1) und eine sekundärseitige Spule (TC2). Die sekundärseitige Schaltung (SEDT1, SEDT2, SEDT3, SEDT4, SEDT5, SEDT6) umfasst eine positive Spannungsausgangsschaltung (VA1, VA2, VA3) und eine negative Spannungsausgangsschaltung (VB1, VB2, VB3, VB4, VB5). Der Resonanzwandler (PR1, PR2, RES) ist mit der primärseitigen Spule (TC1) verbunden. Die positive Spannungsausgangsschaltung (VA1, VA2, VA3) und die negative Spannungsausgangsschaltung (VB1, VB2, VB3, VB4, VB5) sind mit der sekundärseitigen Spule (TC2) verbunden und dazu konfiguriert, eine positive Ausgangsspannung (VOUTP) bzw. eine negative Ausgangsspannung (VOUTN) auszugeben.

Inventors

• Chih-Shan Chen

Assignees

• LITE-ON TECHNOLOGY CORPORATION

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20250120

Priority Date

20241105

Claims (11)

1. Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen, umfassend: - eine primärseitige Schaltung (PRYT1, PRYT2, PRYT3), die einen Resonanzwandler (PR1, PR2, RES) umfasst; - einen Transformator (TR), der eine primärseitige Spule (TC1) und eine sekundärseitige Spule (TC2) umfasst, wobei der Resonanzwandler (PR1, PR2, RES) mit der primärseitigen Spule (TC1) verbunden ist; und - eine sekundärseitige Schaltung (SEDT1, SEDT2, SEDT3, SEDT4, SEDT5, SEDT6), die Folgendes umfasst: - eine positive Spannungsausgangsschaltung (VA1, VA2, VA3), die mit der sekundärseitigen Spule (TC2) verbunden und dazu konfiguriert ist, eine positive Ausgangsspannung (VOUTP) auszugeben; und - eine negative Spannungsausgangsschaltung (VB1, VB2, VB3, VB4, VB5), die mit der sekundärseitigen Spule (TC2) verbunden und dazu konfiguriert ist, eine negative Ausgangsspannung (VOUTN) auszugeben.
2. Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen nach Anspruch 1 , bei der die sekundärseitige Spule (TC2) des Transformators (TR) eine erste sekundärseitige Unterspule (TC21) und eine zweite sekundärseitige Unterspule (TC22) umfasst; wobei das erste Ende der ersten sekundärseitigen Unterspule (TC21) mit der positiven Spannungsausgangsschaltung (VA1, VA2, VA3) verbunden und das zweite Ende der ersten sekundärseitigen Unterspule (TC21) an die Masse angeschlossen ist; wobei das erste Ende der zweiten sekundärseitigen Unterspule (TC22) an die Masse angeschlossen ist und das zweite Ende der zweiten sekundärseitigen Unterspule (TC22) mit der positiven Spannungsausgangsschaltung (VA1, VA2, VA3) und der negativen Spannungsausgangsschaltung (VB1, VB2, VB3, VB4, VB5) verbunden ist.
3. Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen nach Anspruch 1 oder 2 , bei der die negative Spannungsausgangsschaltung (VB1, VB2, VB3, VB4, VB5) Folgendes umfasst: - eine erste invertierende Diode (Dn1); und - eine invertierende Kapazität (Cn1); wobei die Kathode der ersten invertierenden Diode (Dn1) mit dem zweiten Ende der zweiten sekundärseitigen Unterspule (TC22) und die Anode der ersten invertierenden Diode (Dn1) mit dem ersten Ende der invertierenden Kapazität (Cn1) verbunden ist, während das zweite Ende der invertierenden Kapazität (Cn1) an die Masse angeschlossen ist.
4. Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen nach Anspruch 3 , bei der die Spannung der invertierenden Kapazität (Cn1) die negative Ausgangsspannung (VOUTN) ist.
5. Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen nach Anspruch 3 oder 4 , bei der die negative Spannungsausgangsschaltung (VB1, VB2, VB3, VB4, VB5) ferner eine zweite invertierende Diode (Dn2) umfasst, wobei die Kathode der zweiten invertierenden Diode (Dn2) mit dem ersten Ende der ersten sekundärseitigen Unterspule (TC21) und die Anode der zweiten invertierenden Diode (Dn2) mit dem ersten Ende der invertierenden Kapazität (Cn1) verbunden ist.
6. Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen nach Anspruch 2 , bei der die negative Spannungsausgangsschaltung (VB1, VB2, VB3, VB4, VB5) weiterhin Folgendes umfasst: - einen ersten Transistor (Tn1); und - eine invertierende Kapazität (Cn1); wobei der erste Transistors (Tn1) an seinem ersten Ende mit dem zweiten Ende der zweiten sekundärseitigen Unterspule (TC22) und an seinem zweiten Ende mit dem ersten Ende der invertierenden Kapazität (Cn1) verbunden und an seinem Steuerende mit einer ersten Steuerspannung gekoppelt ist, während das zweite Ende der invertierenden Kapazität (Cn1) an die Masse angeschlossen ist.
7. Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen nach Anspruch 6 , bei der die Spannung der invertierenden Kapazität (Cn1) die negative Ausgangsspannung (VOUTN) ist.
8. Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen nach Anspruch 5 oder 6 , bei der die negative Spannungsausgangsschaltung (VB1, VB2, VB3, VB4, VB5) ferner einen zweiten Transistor (Tn2) umfasst, wobei das erste Ende des zweiten Transistors (Tn2) mit dem ersten Ende der ersten sekundärseitigen Unterspule (TC21) und das zweite Ende des zweiten Transistors (Tn2) mit dem ersten Ende der invertierenden Kapazität (Cn1) verbunden ist, während das Steuerende des zweiten Transistors (Tn2) mit einer zweiten Steuerspannung gekoppelt ist.
9. Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen nach Anspruch 2 , bei der die positive Spannungsausgangsschaltung (VA1, VA2, VA3) Folgendes umfasst: - eine erste Diode (Dp11, Dp12); und - eine Ausgangskapazität (Cp1-Cp4); wobei die Anode der ersten Diode (Dp11, Dp12) mit dem ersten Ende der ersten sekundärseitigen Unterspule (TC21) und die Kathode der ersten Diode (Dp11, Dp12) mit dem ersten Ende der Ausgangskapazität (Cp1-Cp4) verbunden ist, während das zweite Ende der Ausgangskapazität (Cp1-Cp4) an die Masse angeschlossen ist, und wobei die Spannung der Ausgangskapazität (Cp1-Cp4) die positive Ausgangsspannung (VOUTP) ist.
10. Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen nach Anspruch 9 , bei der die positive Spannungsausgangsschaltung (VA1, VA2, VA3) eine zweite Diode (Dp21, Dp22) umfasst, wobei die Anode der zweiten Diode (Dp21, Dp22) mit dem zweiten Ende der zweiten sekundärseitigen Unterspule (TC22) und die Kathode der zweiten Diode (Dp21, Dp22) mit dem ersten Ende der Ausgangskapazität (Cp1-Cp4) verbunden ist.
11. Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen nach einem der Ansprüche 1 bis 10 , bei der die Stromversorgungsschaltung ferner eine Rückkopplungsschaltung (FB), eine Kopplungsschaltung (UL), eine Resonanzsteuerschaltung (CTR), eine Schutzschaltung (PRE) und eine Korrektursteuerschaltung (CTN) und die primärseitige Schaltung (PRYT1, PRYT2, PRYT3) ferner eine Filterschaltung (FLT), einen Brückengleichrichter BRG und eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung (FCR) umfasst; wobei die Rückkopplungsschaltung (FB) basierend auf der positiven Ausgangsspannung (VOUTP) oder der negativen Ausgangsspannung (VOUTN) ein Rückkopplungssignal ausgibt; wobei die Resonanzsteuerschaltung (CTR) das über die Kopplungsschaltung (UL) von der Rückkopplungsschaltung (FB) empfangene Rückkopplungssignal mit einem von der Schutzschaltung (PRE) empfangenen Spannungsschwellenwert vergleicht, um den Resonanzwandler (PR1, PR2, RES) zu steuern; wobei die Filterschaltung (FLT) eine Eingangswechselspannung filtert, um eine gefilterte Spannung zu erzeugen, während der Brückengleichrichter BRG die gefilterte Spannung empfängt und sie gleichrichtet, um eine gleichgerichtete Spannung auszugeben, wobei die Leistungsfaktorkorrekturschaltung (FCR) die gleichgerichtete Spannung empfängt, um eine Eingangsgleichspannung auszugeben, die in den Resonanzwandler (PR1, PR2, RES) eingegeben wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromversorgungsschaltung, insbesondere eine Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen. Resonanzwandler sind für viele elektronische Geräte unverzichtbar. Ein Resonanzwandler, z.B. ein LLC (inductor-inductor-capacitor)-Resonanzwandler, wird in der Regel zur Umwandlung einer Eingangsgleichspannung in eine Ausgangsgleichspannung verwendet. Bestehende Resonanzwandler können jedoch nur eine einzige Ausgangsspannung erzeugen, z.B. eine einzige Ausgangsspannung mit einem positiven Spannungswert, sind also nicht in der Lage, gleichzeitig eine Ausgangsspannung mit einem positiven Spannungswert und eine weitere Ausgangsspannung mit einem negativen Spannungswert zu liefern, und eignen sich nicht für den Einsatz in einem breiteren Spektrum von Anwendungen. Als Antwort auf die Nachteile des Standes der Technik stellt die vorliegende Erfindung eine Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen bereit. Die erfindungsgemäße Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen umfasst eine primärseitige Schaltung, einen Transformator und eine sekundärseitige Schaltung. Die primärseitige Schaltung umfasst einen Resonanzwandler. Der Transformator umfasst eine primärseitige Spule und eine sekundärseitige Spule. Der Resonanzwandler ist mit der primärseitigen Spule verbunden. Die sekundärseitige Schaltung umfasst eine positive Spannungsausgangsschaltung und eine negative Spannungsausgangsschaltung. Die positive Spannungsausgangsschaltung ist mit der sekundärseitigen Spule verbunden und dazu konfiguriert, eine positive Ausgangsspannung auszugeben. Die negative Spannungsausgangsschaltung ist mit der sekundärseitigen Spule verbunden und dazu konfiguriert, eine negative Ausgangsspannung auszugeben. Wie oben beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung eine Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen bereit. Im Vergleich zu herkömmlichen Stromversorgungsschaltungen, die nur eine positive Ausgangsspannung liefern können, ist die Stromversorgungsschaltung der vorliegenden Erfindung in der Lage, sowohl eine positive Ausgangsspannung als auch eine negative Ausgangsspannung zu liefern. Somit ist die Stromversorgungsschaltung der vorliegenden Erfindung für den Einsatz in einer größeren Vielfalt von Anwendungen geeignet. Zum besseren Verständnis der Merkmale und des technischen Inhalts der vorliegenden Erfindung wird auf die folgende ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen der vorliegenden Erfindung verwiesen, die jedoch nur zur Veranschaulichung dienen und nicht dazu bestimmt sind, die vorliegende Erfindung einzuschränken.1 zeigt ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.2 zeigt ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.3 zeigt ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.4 zeigt ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.5 zeigt ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen eines fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.6 zeigt ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen eines sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung und7 zeigt ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung mit positiven und negativen Ausgangsspannungen eines siebten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Im Folgenden werden anhand spezifischer konkreter Ausführungsbeispiele die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Den Fachleuten auf diesem Gebiet wird klar sein, dass aus den Offenbarungen in der vorliegenden Beschreibung Vorteile und technische Wirkungen der vorliegenden Erfindung ableitbar sind. Die vorliegende Erfindung kann durch andere konkrete Ausführungsbeispiele implementiert werden oder zur Anwendung kommen, wobei an den in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Einzelheiten je nach Bedarf und Anwendungsfall verschiedene Modifikationen bzw. Abänderungen vorgenommen werden können, ohne dabei die Grundideen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Ferner sei angemerkt, dass die einzelnen Bauteile der vorliegenden Erfindung nicht in ihrer tatsächlichen Größe, sondern nur schematisch dargestellt sind. Die nachstehenden Ausführungsformen dienen der weiteren näheren Beschreibung der Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung, wobei die entsprechenden Offenbarungen jedoch keine Einschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung darstellen. Des Weiteren kann der in der vorliegenden Beschreibung zum Einsatz ko