[发明专利]返驰式电源转换器及其主动箝位缓冲器

说明书

一种返驰式电源转换器及其主动箝位缓冲器。该返驰式电源转换器包含变压器、一次侧开关、缓冲电容以及主动箝位缓冲器。其中，缓冲电容用以于一次侧开关转为不导通后的一段缓冲期间，以变压器的一次侧绕组的漏感电流对其缓冲电容充电。主动箝位缓冲器包括缓冲器控制开关，缓冲器控制开关与缓冲电容串联后，与一次侧绕组并联，其中漏感电流于该段缓冲期间，经由缓冲器控制开关对缓冲电容充电。其中，缓冲电容提供电容器跨压，作为主动箝位缓冲器的电源，且缓冲器控制开关与缓冲电容之间的参考节点，用以作为主动箝位缓冲器的缓冲器接地电位。

技术领域

本发明涉及一种返驰式电源转换器，特别是指一种具有缓冲电容的返驰式电源转换器。本发明还涉及返驰式电源转换器的主动箝位缓冲器。

背景技术

图1公开一种现有技术的具有缓冲器(snubber)电路的返驰式电源转换器(返驰式电源转换器1)，返驰式电源转换器1用以将输入电源转换为输出电源，其包含变压器10、缓冲器电路20、一次侧控制电路30以及一次侧开关S1。缓冲器电路20具有缓冲电容Cs、缓冲电阻Rs与缓冲二极管Dsnb，形成被动缓冲器(passive snubber)。该被动缓冲器于一次侧开关S1不导通时被动地导通，使一次侧绕组W1的漏感(leakage inductance)Lr于一次侧开关S1导通时所储存的能量，可通过此被动缓冲器储存于缓冲电容Cs之中，并消耗于缓冲电阻Rs，以避免一次侧开关S1切换时造成的脉冲电压过高，损坏电路元件。

如图1所示，一次侧控制电路30控制一次侧开关S1以切换变压器10中的一次侧绕组W1，而将输入电源转换为输出电源，使二次侧绕组W2于输出节点OUT产生输出电源。其中，输入电源包括输入电压Vin与输入电流Iin，输出电源包括输出电压Vout与输出电流Iout。当一次侧开关S1导通时，电能储存于一次侧绕组W1；当一次侧开关S1不导通时，储存于一次侧绕组W1的电能将由一次侧绕组W1转移至二次侧绕组W2，而在输出节点OUT产生输出电源。当一次侧开关S1由导通转为不导通时，漏感电流Ir流经缓冲二极管Dsnb而对缓冲电容Cs充电，而缓冲电阻Rs则消耗过多的电能。缓冲电容Cs、缓冲电阻Rs与缓冲二极管Dsnb所形成的被动缓冲器，接收漏感电流Ir，以避免一次侧开关S1切换时造成的脉冲电压过高，损坏电路元件。其中，缓冲电阻Rs的消耗功率Prs如下所示：

Prs＝[(n*Vout)²/Rs]+(0.5*Lr*Ip²*Freq)

其中，Prs为缓冲电阻Rs的消耗功率；n为一次侧绕组W1与二次侧绕组W2的圈数比；Ip为一次侧切换电流，特别是指一次侧电流(流经一次侧绕组W1的电流)的峰值；Freq为一次侧开关S1的切换频率。

图1中所示的现有技术，其缺点在于，在一次侧开关S1的切换频率相对较高，及/或在输出电压Vout位准相对较高的情况下，消耗功率Prs过高，造成功率损失，降低了功率转换效率。

有鉴于此，本发明针对上述现有技术的不足，提出一种返驰式电源转换器及其中的主动箝位缓冲器，在以缓冲电容避免损坏电路元件的情况下，又可以降低缓冲电容所消耗的功率，以提高功率转换效率。

发明内容

就其中一个观点言，本发明提供了一种返驰式电源转换器，包含：一变压器，其包含一一次侧绕组，耦接于一输入电源，以及一二次侧绕组，耦接于一输出节点；一一次侧开关，耦接于该一次侧绕组，用以切换该一次侧绕组以转换该输入电源，而使该二次侧绕组于该输出节点产生一输出电源；一缓冲电容，用以于该一次侧开关转为不导通后的一段缓冲期间，以该一次侧绕组的一漏感电流对其充电；以及一主动箝位缓冲器，其包括一缓冲器控制开关与该缓冲电容串联后，与该一次侧绕组并联，其中该漏感电流于该段缓冲期间，经由该缓冲器控制开关对该缓冲电容充电；其中该缓冲电容提供一电容器跨压，作为该主动箝位缓冲器的电源，且该缓冲器控制开关与该缓冲电容之间的一参考节点，其电位用以作为该主动箝位缓冲器的一缓冲器接地电位。