[发明专利]开关电源装置以及开关电源装置的电路设计方法

权利要求书

1.一种开关电源装置，其具有：

整流电路，其构成为，对具有第1有效值的第1交流电压进行整流，输出第1整流电压，对具有比所述第1有效值大的第2有效值的第2交流电压进行整流，输出第2整流电压，对具有比所述第2有效值大的第3有效值的第3交流电压进行整流，输出第3整流电压；

平滑电容器，其构成为，将所述第1整流电压平滑化，输出第1平滑电压，将所述第2整流电压平滑化，输出第2平滑电压，将所述第3整流电压平滑化，输出第3平滑电压；

第1DC－DC变换器，其构成为，对所述第1平滑电压进行变换，输出第1中间电压，对所述第2平滑电压进行变换，输出第2中间电压，对所述第3平滑电压进行变换，输出第3中间电压，在被输入所述第1平滑电压的情况下进行升压动作，输出包含脉动在内的所述第1中间电压，在被输入所述第2平滑电压的情况下与所述平滑电压的变动相对应，进行升降压动作，输出包含比所述第1中间电压的脉动小的脉动在内的所述第2中间电压，在被输入所述第3整流电压的情况下进行降压动作，输入实质上不包含脉动的所述第3中间电压；以及

第2DC－DC变换器，其构成为，对所述第1中间电压、所述第2中间电压以及所述第3中间电压进行变换，输出实质上不包含脉动的输出电压。

2.根据权利要求1所述的开关电源装置，其中，

在所述交流电压频率的2倍频率处的所述第1DC－DC变换器的开环增益具有下述值，即，该值使在所述第2DC－DC变换器的输出电压中包含的脉动含有量，小于或等于所述开关电源装置的规格所容许的脉动含有量。

3.根据权利要求2所述的开关电源装置，其中，

所述第1DC－DC变换器具有满足下述式1及2的开环增益G﹡H，

【数1】Vdis/{(1+G*H)*(1+G2*H2)}＜Vout_ripple_spec    (式1)

【数2】Vin2_min＜Vdis/(1+G*H)+Vref*G*H/(1+G*H)＜Vin2_max(式2)

在上述式子中，

Vout_ripple_spec是所述开关电源装置的规格所容许的脉动含有量，

Vdis是依赖于所述平滑电压及负载电流的干扰成分，

Vin2_min是所述第2DC－DC变换器的容许最小电压，

Vin2_max是所述第2DC－DC变换器的容许最大电压，

G﹡H是所述第1DC－DC变换器的开环增益，

G2﹡H2是所述第2DC－DC变换器的开环增益，

Vref为参照电压。

4.根据权利要求2所述的开关电源装置，其中，

所述交流电压频率的2倍频率处的所述第1DC－DC变换器的所述开环增益为0至20dB。

5.根据权利要求3所述的开关电源装置，其中，

所述输出电压为直流24V，

所述Vout_ripple_spec为100mVpp，

所述Vin2_min为80V，

所述Vin2_max为120V。

6.根据权利要求1所述的开关电源装置，其中，

所述第1交流电压的有效值为24～70V的范围，所述第2交流电压的有效值为70～120V的范围，所述第3交流电压的有效值为120～240V的范围。

7.根据权利要求6所述的开关电源装置，其中，

所述第1交流电压的有效值为24V，所述第2交流电压的有效值为100V，所述第3交流电压的有效值为240V。

8.根据权利要求1所述的开关电源装置，其中，

所述第1DC－DC变换器构成为，在所述第1平滑电压小于或等于规定的基准值期间内不进行负反馈开关控制，

小于或等于所述基准值的期间内的所述第1中间电压的变动范围，落在所述第2DC－DC变换器的输入电压的容许输入电压范围内。