[发明专利]对称式共振直流对直流转换器

说明书

技术领域

本发明有关一种直流电转直流电的电力供应系统，特别是指一种改进的电路设计和构造，以达到更稳定输出电压的电流转换器。

背景技术

常用共振直流对直流变换器的设计和制造面临低功率变换效率和窄小作业范围的限制。更精确地说，在一常用脉波宽度调变(PWM)转换器中，为了在一输入电压下降的环境下达到一保持时间，必须就工作循环和其它作业参数有所妥协，用以在一低输入电压条件下到保持时间要求。牺牲功率变换效率以求在工常范围内的输入电压进行正常作业。此种无法将电路设计最佳化以适切选择最适合一正常输入电压范围的共振网络参数的难题造成电力浪费。此外，如下文中将进一步说明，常用共振变换器具有有限的输入和输出电压范围，且在用一共振电路实行时，经常限制了直流对直流变换器的应用弹性。

常用有两种共振变换器，即串行共振变换器和并列共振变换器。以一全桥或半桥结构实行时，会使用一电感电容(1C)共振回路以创造半导体开关的无损耗接通或断开的条件。图1A显示一以半桥结构实行的串行共振变换器，其中负载71与共振回路70串行连接。相对地，图1B显示一用半桥结构实行的并列共振变换器，其中负载81与共振回路80中的共振电容器Cp并联排列。整体而言，当开关频率高过共振频率时，开关在零电压条件接通，从而消弭接通开关损耗。为了调节输出电压，串行共振变换器7和并列共振变换器8应用一可变开关频率控制方法。就一串行共振变换器7而言，主要缺点在需要一较大频率范围以调节一宽大负载范围的输出，且此输出无法在无负载条件下得到良好调节。就共振回路80与负载81为并联连接的案例来说，一并列共振变换器8能在无负载条件下调节输出电压，然而环流能量明显地高。因此，功率变换效率随负载减小而快速降低。又，串行共振变换器7和并列共振变换器8二者的性能都受到输入电压的较窄小范围的限制。

请参阅图2A所示，为LCC共振变换器的电路图，LCC共振变换器9由并列共振变换器添加一串行共振电容器Cs得到一LCC共振回路90。因此相较并列共振变换器8，LCC共振变换器9的环流能量降低且电压调节性能提升。然而LCC共振变换器9仍受限输入电压的较窄小范围。另请再参阅图2B所示，为常用另一LCC共振变换器的电路图，包含一方波产生器110、一LCC共振回路120、一高频变压器130、一整流电路140以及一输出滤波器150。前述方波产生器110为一半桥反相器且含有二个开关(S1和S2)。前述LCC共振回路120跨接在第二开关S2的二个端子，以在开关S1和S2交替接通和断开时接收方波讯号。前述LCC共振回路120包括一串行电容器Cs串接于一串行电感器1s，且以一并列电感器1m并接在前述变压器130的一次侧。前述变压器130还以二次侧用来连接在前述整流电路140，以前述输出滤波器150对一输出负载电路R0提供一已整流直流电压Vo。但上述设计会使得入力电流Vin呈现接通或断开交错且峰值过高(如图3A所示)的情形，而EMI会与峰值电流成正比，相对使上述设计形成EMI过高。另入力电流Vin峰值过高亦造成涟波率过高(如图3B所示)，而出力电流V。涟波率与入力电流Vin涟波率(如图3C所示)亦成正比，相对上述设计造成出力电流Vo涟波率过高。

因此，本发明人改进常用的直流对直流变换器，提出一种可以降低涟波的直流对直流变换器。

发明内容

本发明主要目的在提供一种对称式共振直流对直流转换器，前述电路可以适用在大瓦特数的功率操作，同时可以降低涟波率。

本发明次一目的在提供一种对称式共振直流对直流转换器，前述电路可以降低EMI干扰。

为实现上述目的，本发明提供的对称式共振直流对直流转换器包括有：

一电源输出部，用来产生一预定排列波形的一输出直流电压；

一对称共振电路，与前述电源输出部电讯连接，所述对称共振电路还包括有：

一第一箝位电路，具有并接的一第一箝位电容以及一第一箝位二极管；

一第二箝位电路，与前述第一箝位电路串接，前述第二箝位电路具有并接的一第二箝位电容以及一第二箝位二极管；

一变压器，一次侧串接所述电源输出部以及前述第二箝位电路；以及

一整流电路，与前述变压器的二次侧电讯连接，可以进行将输出直流电压整流成一整流直流电压，且提供至一输出负载电路。

所述的对称式共振直流对直流转换器，其中电源输出部还包括有一第一开关以及与前述第一开关互补的一第二开关，以前述第一开关与前述第二开关进行交替接通及断开，使前述电源输出部产生前述预定排列波形。