[发明专利]电源转换装置及其磁性结构

说明书

技术领域

本发明关于一种电源转换装置及其磁性结构，特别关于一种降压式电源转换装置及其磁性结构。

背景技术

请参照图1A所示，公知的多通道直流转直流转换器(Multi-channel DCto DC converter)1于每一通道利用一组切换元件11配合一电感器12所组成，并通过切换元件11的开、关动作，以及电感器12的储能原理，而将输入切换元件11的直流电源DC转换为所需的直流电源DC后再由输出端OUT输出。这种设计方式仅是利用切换元件配合电感器组成，因此对于电路参数的控制设计，例如电流纹波(Current Ripple)，难以达到较佳的设计。

请再参照图1B所示，另一种公知的多通道直流转直流电源转换器1’利用一个共用铁心的变压器13来耦合每一通道，而每一通道仍是配合一组切换元件11以及一电感器12，其中电感器12作为滤波电感使用，以将由输出端OUT输出的直流电源DC的波形维持于较平稳的状态。这种设计方式需要在每一通道使用电感器来作为滤波用，如此一来将增加电路中磁性元件的数量，进而会增加电路的分析以及设计困难度。

请再参照图1C所示，又另一种公知的多通道直流转直流电源转换器1”针对各个通道利用切换元件11以及一反相耦合变压器14进行耦合，并将各个通道所耦合的直流电源DC传送至一输出电感15以及一输出电容16，并由输出端OUT输出，以降低通道所产生的纹波。这种设计方式的输出电感将需承受所有通道的电流值的和，如此一来将会增加输出电感的负荷，使其损耗增大，而造成热能的处理较难以控制。

承上所述，目前公知使用的直流转直流电源转换器普遍存在上述的问题，因此如何提供一种能够改善通道电流纹波以及降低电感损耗，并且能够综合电路中的磁性元件的电源转换装置及其使用的磁性结构，实属当前重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种能够降低通道电流纹波，且可改善绕组损耗的电源转换器及其磁性结构。

为实现上述目的，依据本发明的一种电源转换装置包括一电源产生单元、一第一变压器、一第一开关单元、一第二开关单元、一第一电感器及一电源输出单元。电源产生单元产生一电源信号；第一开关单元与电源产生单元电连接，并依据电源信号而产生一第一切换信号；第二开关单元与电源产生单元电连接，并依据电源信号而产生一第二切换信号；第一变压器与第一开关单元及第二开关单元电连接，且具有一第一绕组及一第二绕组，第一切换信号输入至第一绕组的一第一端，第二切换信号输入至第二绕组的一第一端；第一电感器分别与第一绕组的一第二端及第二绕组的一第二端电连接；以及电源输出单元与第一电感器及第二绕组的第二端电连接。

另外，为实现上述目的，依据本发明的一种电源转换装置的磁性结构包括一第一磁性体、一第一绕组及一第二绕组。第一绕组绕设于第一磁性体；以及第二绕组与第一绕组约呈平行绕设于第一磁性体，且部分第二绕组与第一绕组相对而设。

承上所述，因依据本发明的一种电源转换装置及其磁性结构，重新分配各变压器的绕组与电感器之间的连接特性，通过在变压器的各绕组所形成的部分或所有通道电连接电感器，使得变压器的各绕组所形成的通道的电流纹波以及电源转换装置的热分配能够得到较佳的控制，各通道电连接的电感器亦可以利用变压器漏感获得。另外，利用相应的磁性体所形成的磁性结构，将所需的变压器及电感器，利用一个磁性体直接成型，能够改善通道电流纹波以及降低电感损耗。

附图说明

图1A至图1C为表示公知多通道直流转直流电源转换器的示意图；

图2为表示依据本发明第一实施例的一种电源转换装置的示意图；

图3为表示依据图2的滤波部分的示意图；

图4为表示依据本发明第二实施例的一种电源转换装置的示意图；

图5A及图5B为表示依据本发明第二实施例的另一种电源转换装置的示意图；

图6为表示图2的部分实际结构的示意图；

图7为表示依据本发明较佳实施例的电源转换装置的磁性结构的示意图；

图8A及图8B为表示图6的第一磁性体及第二磁性体的截面的示意图；

图9A至图9C为表示依据本发明较佳实施例的电源转换装置的磁性结构的另一示意图；以及

图10为表示依据本发明较佳实施例的磁性结构针对应用于多通道电源转换装置的设计的示意图。

主要元件符号说明

1、1’、1”：多通道直流转直流电源转换器

11：切换元件

12：电感器

13：变压器

14：反相耦合变压器