[发明专利]具有宽范围可变传输增益的电功率转换电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电功率转换电路，特别是涉及一种具有宽范围可变传输增 益的单级DC/DC的电功率转换电路。

背景技术

功率转换电路的传输增益是指输出电压和输入电压的比率，为了因应输入 电压上的动态变化来调整输出电压，传输增益必须是可变动的。传输增益必须 于两个方向(即增加和减少)皆是可变动的，以能处理输入电压于两个方向上的 变化。在电压不足或瞬间电流的反常情况下，所产生的输入电压就可能会有大 范围的变化量。所以，在正常输入电压之下，传输增益必须设定于其可控范围 中间，以预留足够的增减变动范围来解决上述问题。

常见的升降压式转换器(Buck or Boost Converter)设计上其传输增益在其 可变范围的极端才能有最理想的效率。对于降压转换器来说，当传输增益为其 最高值时，效率是最佳的；而对于升压转换器来说，当传输增益为其最低值时， 效率也是最佳的。但是由于存在上述输入电压的动态变化情形，传输增益不能 被设定为极限值，因而无法在常态工作情况下得到最理想的效率。

目前存在的返驰式转换器(Flyback Converter)可被设计成在传输增益可变 范围的中间值时达到最理想的效率，因此返驰式转换器是可以在常态工作情况 下得到最佳效率的。但因为返驰式转换器的拓扑关系，传输至输出端的电力全 部都需要经过一个相当损耗的电磁转换过程，对比于升降压式转换器，其中很 大部份的电力都不用经过电磁转换而直接传输至输出端而避免了有关损耗，所 以以效率的角度来看，返驰式转换器并不比升降压式转换器好。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种电功率转换电路，该电功率转换电路的传输增 益可在宽范围内变动，且当传输增益为宽范围的中间值时，亦能达到最佳转换 效率。而传输增益为宽范围的中间值时，大部份的电力会从输入端直接传到输 出端，从而免除了大部份的电磁转换损耗，如此在常态的操作情况下，能提供 更好的转换效率。

因此，本发明的目的在于提供一种电功率转换电路，能使传输增益在宽范 围内变动，进而因应输入电压的变化来调整输出电压，且兼顾较佳的转换效率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电功率转换电路，其特征在于，包 括有：

一输入电压源；

一直流负载电路，包括一第一整流二极管以及一直流负载，其中该第一整 流二极管串联地耦接于该直流负载；

一电感，具有一主要绕组和一辅助绕组；

一第一开关，与该主要绕组以及该直流负载电路串联，以形成一第一开关 电感串联；

一第二开关，跨接于该直流负载电路；以及

一第二整流二极管，串联地耦接于该辅助绕组，以形成一电感二极管串联， 其中该第二整流二极管的极向配置得使该第一开关或该第二开关断开时所引 发的电感返驰电流顺向导通；

其中，该第一开关电感串联跨接于该输入电压源的两端，当该第一开关导 通时，该第一整流二极管顺向偏置，允许电流从该输入电压源传送至该负载电 路。

所述的电功率转换电路，其中，该输入电压源跨接于该电感二极管串联， 用以吸收从该辅助绕组传递的功率。

所述的电功率转换电路，其中，该直流负载跨接于该电感二极管串联，用 以吸收从该辅助绕组传递的功率。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种电功率转换电路，其特征在于， 包括有：

一输入电压源，其具有一供电端、一回路端；

一变压器，其具有一次级绕组与一初级绕组，其中该初级绕组具有一第一 端点、一第二端点以及一中心抽头端点；

一交流负载电路，跨接于该次级绕组上；

一电感，包括一主要绕组和一辅助绕组，其中该主要绕组串接于该中心抽 头端点与该供电端之间；

一第一开关，串接于该回路端与该第一端点之间；

一第二开关，串接于该回路端与该第二端点之间；以及

一整流二极管，串联于该辅助绕组，以形成一电感二极管串联，其中该整 流二极管的极向配置得使该第一开关或该第二开关断开时所引发的电感返驰 电流顺向导通；

其中，当该第一开关和该第二开关导通时，该输入电压源对该电感进行充 磁。

所述的电功率转换电路，其中，还包括一饱和电感跨接于该交流负载电路。