[发明专利]电力转换器有效

专利信息
申请号: 201010123831.X 申请日: 2010-02-25
公开(公告)号: CN101826812A 公开(公告)日: 2010-09-08
发明(设计)人: 吕锦山 申请(专利权)人: 吕锦山
主分类号: H02M7/48 分类号: H02M7/48;H02M1/44;H02M1/14
代理公司: 北京三友知识产权代理有限公司 11127 代理人: 任默闻
地址: 中国台湾台北*** 国省代码: 中国台湾;71
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摘要:
搜索关键词: 电力 转换器
【说明书】:

技术领域

本发明涉及电力转换器,尤其涉及一种能够达成零电压切换(ZVS)以改良 转换器的效能,并且能够减少输入电流涟波以降低电磁干扰(EMI)的电力转换 器。

背景技术

为了减低尺寸大小与重量并同时具有较更快的动态响应,脉冲宽度调变 (PMW)电力转换器一般选择在高频下运作,但也因此产生了例如切换损失与 寄生震荡噪音增加等等的许多问题。为了减少切换损失,零电压切换以及/或 零电流切换的软切换(soft-switching)技术被广泛地使用。其中运用在高功率的 高频零电压全桥拓扑的相位移调变,或是非对称脉冲宽度调变方案皆已经被 揭露。

举例而言,在Zhang et al所获得的美国专利6,466,458号中,揭露一种非 对称式全桥直流-直流转换器,在Redl et al所获得的美国专利5,198,969号中, 则揭露一种能够减少晶体管与整流二极管的切换损失的相移式全桥直流-直流 转换器。此外,在美国专利4864479号、5946200号以及6504739号中,均揭 露能够减少切换损失的全桥直流-直流转换器。然而,上述所提及的软切换全 桥转换器,都具有较大的脉动(pulsating)输入电流涟波的问题。此一脉动输入 电流涟波(di/dt)与脉动电压涟波(dv/dt),为导致电力转换器产生电磁干扰问题 的主要原因。若脉动电流涟波越小,则所需处理的电磁干扰强度即越低。因 此,就可以使用较小型的电磁干扰滤波器来满足电磁干扰规范。此外,也可 通过降低输入电流的均方根(RMS)值,来改良转换器的效能。因此,低输入电 流涟波电力转换器具有额外的优点。

因此,目前仍需要一种具有低输入电流涟波以及高转换效率的高频软切 换电力转换器。

发明内容

本发明提供一种电力转换器,该电力转换器包括一并联连接至一直流电 压源的第一串联电路,其包括依序串联连接的一第一电感、一变压器一次侧 第一绕组、以及一第一与一第二开关元件;一并联连接至直流电压源的第二 串联电路,其包括依序串联连接的一第三开关元件、一第一电容、一第四开 关元件、以及一变压器一次侧第二绕组与一第二电感;以及一第二电容,其 连接于该第一串联电路的一第一节点与该第二串联电路的一第二节点之间; 该第一节点位于该变压器一次侧第一绕组与该第一开关元件之间,该第二节 点位于该第四开关元件与该变压器一次侧第二绕组之间,而位于该等第一与 第二开关元件之间的一第三节点,则连接至该第二串联电路的所述第一电容。

本发明提供另一种电力转换器,其包括一串联连接至一直流电压源的第 一电感;一并联连接至经串联连接的直流电压源与第一电感的第一串联电路, 其包括依序串联连接的一第二电感、一变压器一次侧第一绕组、一第一开关 元件、一第二开关元件、一变压器一次侧第二绕组以及一第三电感;一并联 连接至经串联连接的直流电压源与第一电感的第二串联电路,其包括依序串 联连接的一第四电感、一变压器一次侧第三绕组、一第三开关元件、一第一 电容、一第四开关元件、一变压器一次侧第四绕组以及一第五电感;一第二 电容,其连接于该第一串联电路的一第一节点与该第二串联电路的一第二节 点之间,该第一节点位于该变压器一次侧第一绕组与该第一开关元件之间, 该第二节点位于该第四开关元件与该变压器一次侧第四绕组之间;以及一第 三电容,其连接于该第一串联电路的一第三节点与该第二串联电路的一第四 节点之间,该第三节点位于该第二开关元件与该变压器一次侧第二绕组之间, 该第四节点位于该变压器一次侧第三绕组与该第三开关元件之间,并且位于 该等第一与第二开关元件之间的一第五节点,连接至该第二串联电路的所述 第一电容。

本发明实施例的电力转换器,能够达成零电压切换(ZVS)以改良转换器的 效能,并且能够减少输入电流涟波以降低电磁干扰。

附图说明

图1为本发明的一电力转换器的一实施例;

图2为图1的开关元件的等效电路图;

图3为电力转换器在非对称模式下进行操作的栅极驱动信号的波形;

图4A~4D为电力转换器在非对称模式下进行操作的操作图;

图5为电力转换器在相位移模式下进行操作的栅极驱动信号的波形;

图6为本发明的电力转换器的另一实施例;

图7为本发明的电力转换器的另一实施例;

图8为本发明的电力转换器的另一实施例;

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