[发明专利]变压器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种变压器，尤指一种可根据输出电压而调整变压器匝数比 的变压器。

背景技术

变压器可将交流电源或直流电源，转换为特定范围的直流电源，故广泛应 用于电子设备的电源供应领域，常见的变压器种类有返持式(flyback)，顺向式 (forward)与推挽式(push-pull)等。图1为现有技术的变压器100的示意图。 耦接于输入电源Vi的一次侧的绕组Ta(具有匝数Na)，与耦接于输出电压端 Vo的二次侧的绕组Tb(具有匝数Nb)，两绕组有匝数比Na/Nb。绕组Ta通过 开关S1由脉宽调变(pulse-width modulation，PWM)单元110输出的脉宽调变 讯号Vp控制，其中脉宽调变讯号Vp有工作周期(duty cycle)，此工作周期的 理想值通常为50％，然其为相关于匝数比Na/Nb与输出电压端Vo的输出电压， 若匝数比不变，则当输出电压提高会通过回授电路控制脉宽调变电路110使工 作周期升高，当输出电压降低会使工作周期缩降。

现有技术中，当输出电压改变，工作周期难以维持稳定。举例而言，当以 输入电源Vi接收90V交流电，且输出电压端Vo为输出5V的直流电为条件， 则可设计匝数比Na/Nb为例如48/3，以使工作周期为接近理想值的47.3％，然 若采用此匝数比，则当输出电压端Vo调整为输出20V的较高的输出电压时，工 作周期会升高到76.7％而过高，易发生震荡、过热、误动作等问题而不利于电路 保护。在另一例中，当以输入电源Vi接收90V交流电，且输出电压端Vo是输 出20V的直流电为条件，则可设计匝数比Na/Nb为例如48/10，以使工作周期为 接近理想值的49.7％，然若采用此匝数比，当输出电压端Vo调整为输出5V的 较低的输出电压时，工作周期会缩降到21.2％而过低，导致变压器的效率不佳。

鉴于上述，现有技术的变压器100，当输出电压需随应用调整改变时，工作 周期难以保持在理想值，常有升至过高或缩降至过低的缺失。

因此，有必要设计一种新型的变压器，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变压器及其控制方法，其能够在输出不同范围 的输出电压时，保有稳定的工作周期。

为达到上述目的，本发明提供了一种变压器，包括第一绕组、第二绕组、 第一电流方向控制单元、第三绕组、第二电流方向控制单元、第一开关及负载 电容。第一绕组，设置于一次侧，具有第一匝数，该第一绕组包含第一端和第 二端，该第一绕组的该第一端耦接于输入电压端，该第一绕组的该第二端耦接 于第一地端；第二绕组，设置于二次侧，具有第二匝数，该第二绕组包含第一 端和第二端，该第二绕组的该第二端耦接于第二地端；第一电流方向控制单元， 包含第一端和第二端，该第一电流方向控制单元的该第一端耦接于该第二绕组 的该第一端，该第一电流方向控制单元的该第二端耦接于输出电压端；第三绕 组，设置于该二次侧，具有第三匝数，该第三绕组包含第一端和第二端；第二 电流方向控制单元，包含第一端和第二端，该第二电流方向控制单元的该第一 端耦接于该第三绕组的该第一端，该第二电流方向控制单元的该第二端耦接于 该输出电压端；第一开关，包含第一端、第二端和控制端，该第一开关的该第 一端耦接于该第三绕组的该第二端，该第一开关的该第二端耦接于该第二绕组 的该第一端，该第一开关的该控制端用以接收第一开关控制讯号；以及，负载 电容，包含第一端和第二端，该负载电容的该第一端耦接于该输出电压端，该 负载电容的该第二端耦接于该第二地端。

较佳的，该第一电流方向控制单元为第一二极体，该第一电流方向控制单 元的该第一端为该第一二极体的阳极，该第一电流方向控制单元的该第二端为 该第一二极体的阴极；以及

该第二电流方向控制单元为第二二极体，该第二电流方向控制单元的该第 一端为该第二二极体的阳极，该第一电流方向控制单元的该第二端为该第二二 极体的阴极。

较佳的，当该第一开关截止时，第一电流从该第一电流方向控制单元的该 第一端流至该第一电流方向控制单元的该第二端，以对该负载电容充电，并于 该输出电压端产生低电压；

当该第一开关导通时，第二电流自该第二电流方向控制单元的该第一端流 至该第一电流方向控制单元的该第二端，以对该负载电容充电，并于该输出电 压端产生高电压。

较佳的，该变压器还包含，