專利名稱：改善同步整流控制的諧振轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種改善同步整流控制的諧振轉(zhuǎn)換器，特別是利用LLC諧振電路的諧振轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
由于LLC諧振電路效率高以及具有較大的輸入電壓與負(fù)載范圍，而成為一種較佳 的轉(zhuǎn)換電路架構(gòu)；然而，LLC諧振電路若搭配已知技術(shù)的二極管整流電路提供輸出的話，整 流二極管的損耗將占整體損耗的一半，因而要進(jìn)一步提升效率就必須利用同步整流的技 術(shù)，而利用同步整流技術(shù)提供的LLC諧振轉(zhuǎn)換器可見(jiàn)于圖l，圖1中可見(jiàn)該轉(zhuǎn)換器前端連接 一電力源1以取得一輸入電力，而該電力源l連接一切換單元2，該切換單元2受控于一脈 波調(diào)變單元21以調(diào)整通過(guò)該切換單元2的電流周期，該切換單元2后端連接一諧振電路3， 該諧振電路3為一諧振電容器31、一第一諧振電感器32及一第二諧振電感器33所構(gòu)成的 LLC電路架構(gòu)，該輸入電力通過(guò)該切換單元2調(diào)變其導(dǎo)通周期與方向后經(jīng)由該諧振電路3的 增益調(diào)變而送至一變壓器4，將能量傳送至該變壓器4的二次側(cè)，而該變壓器4的二次側(cè)則 具有兩個(gè)同步整流開(kāi)關(guān)61、62 (synchronousrectifier，或簡(jiǎn)稱SR)，并且設(shè)有兩個(gè)同步控 制器51、52分別偵測(cè)該變壓器4 二次側(cè)的電力極性變動(dòng)而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)該同步整流開(kāi)關(guān)61、62 的驅(qū)動(dòng)脈波，達(dá)到該同步整流開(kāi)關(guān)61、62與變壓器4 二次側(cè)電流同步的目的。市面上雖然 已有集成電路用于控制該同步整流開(kāi)關(guān)61、62(如知名公司INTERNATIONAL RECTIFIER所 生產(chǎn)的產(chǎn)品IR 1167);然而上述IR 1167受限于500kHz最大工作頻率，高成本以及對(duì)同步 整流器寄生電感有要求，限制了上述產(chǎn)品在LLC同步整流上的應(yīng)用。 而目前還有一電流驅(qū)云力型同步整流器(current drivensynchronous rectifier, 簡(jiǎn)稱CDSR)可滿足上述LLC轉(zhuǎn)換器在高頻下工作的需求，只是，輸出電流增加時(shí)會(huì)產(chǎn)生在高 頻、高輸出電流時(shí)產(chǎn)生的兩個(gè)問(wèn)題，其一為圖1所示兩整流回路(如虛線所圍繞的Loopl及 Loop2)的同步控制器51、52將變得過(guò)于敏感而容易誤動(dòng)作，交流阻抗以及整流回路形成的 回路電感會(huì)大幅上升而降低效率，其二為電流驅(qū)動(dòng)同步整流器(CDSR)將變?yōu)榈托?、低?量密度而對(duì)該LLC轉(zhuǎn)換器的效能產(chǎn)生負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述電流驅(qū)動(dòng)同步整流器(CDSR)在該LLC轉(zhuǎn)換器高電流輸出時(shí)的限制， 本發(fā)明提供了一種改良的LLC轉(zhuǎn)換器電路架構(gòu)，通過(guò)改良的電路架構(gòu)而改善LLC轉(zhuǎn)換電路 在高頻以及高電流輸出時(shí)產(chǎn)生的問(wèn)題。 本發(fā)明為一種改善同步整流控制的諧振轉(zhuǎn)換器，該諧振轉(zhuǎn)換器連接一電力源取得 一輸入電力，通過(guò)一切換單元的導(dǎo)通與截止調(diào)變?cè)撦斎腚娏λ椭烈恢C振電路的周期，而該 諧振轉(zhuǎn)換器還包括電性連接于該諧振電路的兩個(gè)變壓器、分別電性連接于相異變壓器一次 側(cè)的兩個(gè)同步控制器，以及分別連接于相異兩個(gè)變壓器二次側(cè)的同步整流開(kāi)關(guān)；其中該兩 個(gè)變壓器的一次側(cè)取得經(jīng)諧振電路調(diào)變后的輸入電力，且在二次側(cè)感應(yīng)出相位相反的兩感 應(yīng)電力，并且兩個(gè)同步控制器通過(guò)連接該變壓器而感應(yīng)電壓極性變化分別提供一同步驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該同步驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)該同步整流開(kāi)關(guān)而交互導(dǎo)通，通過(guò)該同步整流開(kāi)關(guān)的交互
導(dǎo)通可將兩相位相反的感應(yīng)電力整流而送至該輸出端。
通過(guò)上述的電路架構(gòu)可達(dá)到以下有益效果 1.該同步控制器為偵測(cè)該變壓器一次側(cè)電力的變化，避免該同步控制器過(guò)于敏感 而誤動(dòng)作。 2.改變已知的利用單一變壓器，并在變壓器繞組中作抽頭的設(shè)計(jì)；本案以兩個(gè)變 壓器取代，如此即可不需工序較麻煩的中間抽頭方式。 3.由于該同步控制器在一次側(cè)，因此該二次側(cè)的交流阻抗與回路電感將明顯下降 而提高轉(zhuǎn)換器效率。


圖1為已知的諧振轉(zhuǎn)換器電路架構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明的諧振轉(zhuǎn)換器電路架構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明為一種改善同步整流控制的諧振轉(zhuǎn)換器，其電路架構(gòu)參閱圖2，該諧振轉(zhuǎn)換 器連接一電力源1取得一輸入電力，且該輸入電力為直流電，由一脈波調(diào)變單元21產(chǎn)生一 驅(qū)動(dòng)脈波來(lái)控制一切換單元2的導(dǎo)通與截止，進(jìn)而調(diào)變?cè)撦斎腚娏λ椭烈恢C振電路3的周 期與電流流向，該諧振電路3是由依次串聯(lián)的一諧振電容器31、一第一諧振電感器32以及 一第二諧振電感器33所構(gòu)成；另外，該諧振轉(zhuǎn)換器設(shè)有電性連接于該諧振電路3的兩個(gè)變 壓器40、41，該兩個(gè)變壓器40、41的一次側(cè)取得經(jīng)諧振電路3調(diào)變后的輸入電力，其中該兩 個(gè)變壓器40、41 一次側(cè)繞組極性相同的一側(cè)連接于該諧振電路3的同一端，對(duì)該諧振電路3 而言，該第二諧振電感器33并聯(lián)于該變壓器40、41之間，該變壓器40、41 二次側(cè)繞組極性 相反的一側(cè)彼此電性連接，且其中一側(cè)電性連接一輸出端7，通過(guò)上述的兩個(gè)變壓器40、41 連接關(guān)系，在該切換單元2交錯(cuò)導(dǎo)通而調(diào)變?cè)撦斎腚娏α飨虿粩嘧儞Q時(shí)，該輸入電力亦交 替地輪流通過(guò)兩個(gè)變壓器40、41，如圖2中所示，當(dāng)該切換單元2的開(kāi)關(guān)組件Ql與Q4導(dǎo)通 時(shí)，該切換單元2的開(kāi)關(guān)組件Q2與Q3截止，該輸入電力的電流經(jīng)該諧振電路3的增益調(diào)變 后通過(guò)變壓器40(T1)的一次側(cè)，而此時(shí)變壓器41(T2)的一次側(cè)沒(méi)有電流通過(guò)，同理，當(dāng)該 切換單元2的開(kāi)關(guān)組件Q2與Q3導(dǎo)通時(shí)，則該輸入電力的電流經(jīng)過(guò)該諧振電路3的增益調(diào) 變后通過(guò)變壓器41(T2)的一次側(cè)；并且，兩個(gè)相異變壓器40、41的一次側(cè)分別電性連接兩 個(gè)同步控制器51 、 52 ，且兩個(gè)同步控制器51 、 52通過(guò)連接該變壓器40 、 41而感應(yīng)通過(guò)該變壓 器40、41 一次側(cè)的電壓極性變化，且如圖中所示，該同步控制器52連接于該變壓器41正極 性的一側(cè)，另一同步控制器51連接于另一變壓器40負(fù)極性的一側(cè)，進(jìn)而分別產(chǎn)生一同步驅(qū) 動(dòng)信號(hào)，該同步驅(qū)動(dòng)信號(hào)則傳送至分別連接于相異兩個(gè)變壓器40、41 二次側(cè)的兩個(gè)同步整 流開(kāi)關(guān)61、62，兩個(gè)同步整流開(kāi)關(guān)61、62分別受兩個(gè)同步控制器51、52產(chǎn)生的相異同步驅(qū)動(dòng) 信號(hào)所驅(qū)動(dòng)而交互導(dǎo)通兩個(gè)變壓器40、41 二次側(cè)的兩感應(yīng)電力送至一輸出端7 ;當(dāng)該切換 單元2的開(kāi)關(guān)組件Q1、Q4導(dǎo)通時(shí)，該輸入電力流經(jīng)變壓器40 (Tl)的一次側(cè)且該同步控制器 51產(chǎn)生一同步控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)該同步整流開(kāi)關(guān)61導(dǎo)通，因而該變壓器40的二次側(cè)感應(yīng)電力 得以流通，并且該切換單元2的開(kāi)關(guān)組件Q3、Q4導(dǎo)通時(shí)，該輸入電力流經(jīng)該變壓器41 (T2)，且該同步控制器51感應(yīng)到電壓極性的變化而停止驅(qū)動(dòng)該同步整流開(kāi)關(guān)61導(dǎo)通，此時(shí)該同 步控制器52產(chǎn)生該同步驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)該同步整流開(kāi)關(guān)62導(dǎo)通，使得該變壓器41 (T2) 二 次側(cè)的感應(yīng)電力可流通，此外，由于兩個(gè)變壓器40、41 二次側(cè)繞組極性相反的一側(cè)彼此電 性連接，因此當(dāng)兩個(gè)變壓器40、41依次供應(yīng)一感應(yīng)電力時(shí)，通過(guò)兩個(gè)同步整流開(kāi)關(guān)61、62的 調(diào)變即可提供直流的一輸出電力至該輸出端7，形成一直流轉(zhuǎn)直流的諧振轉(zhuǎn)換器。
通過(guò)上述的電路架構(gòu)可達(dá)到以下的優(yōu)點(diǎn) 1.可取代已知電路中變壓器制造過(guò)程較困難的中間抽頭輸出的作法。 2.可將該同步控制器改為感應(yīng)一次側(cè)的輸入電力極性變換而提供該同步控制信
號(hào)，而改善已知電路中該同步控制器過(guò)于敏感的問(wèn)題。 3.改善已知電路中該同步控制器在二次側(cè)致使效率較低的缺陷。 雖然本發(fā)明以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本鄰域技術(shù)
人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，所做的些許改動(dòng)與修飾，皆應(yīng)涵蓋于本發(fā)明中，因
此本發(fā)明的保護(hù)范圍由后附的申請(qǐng)專利范圍界定。
權(quán)利要求
一種改善同步整流控制的諧振轉(zhuǎn)換器，所述諧振轉(zhuǎn)換器連接一電力源(1)取得一輸入電力，通過(guò)一切換單元(2)的導(dǎo)通與截止調(diào)變所述輸入電力送至一諧振電路(3)的周期，其特征在于，所述諧振轉(zhuǎn)換器還包括電性連接于所述諧振電路(3)的兩個(gè)變壓器(40、41)，所述兩個(gè)變壓器(40、41)的一次側(cè)取得經(jīng)所述諧振電路(3)調(diào)變后的輸入電力，且在二次側(cè)感應(yīng)出相位相反的兩感應(yīng)電力；電性連接于相異變壓器(40、41)一次側(cè)的兩個(gè)同步控制器(51、52)，且所述兩個(gè)同步控制器(51、52)通過(guò)連接所述變壓器(40、41)感應(yīng)電壓極性變化而分別提供一同步驅(qū)動(dòng)信號(hào)；電性連接于相異變壓器(40、41)二次側(cè)的兩個(gè)同步整流開(kāi)關(guān)(61、62)，所述兩個(gè)同步整流開(kāi)關(guān)(61、62)分別受兩個(gè)同步控制器(51、52)產(chǎn)生的相異同步驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)而交互導(dǎo)通電力送至一輸出端(7)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善同步整流控制的諧振轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述兩個(gè)同 步控制器(51、52)之一連接于所述變壓器(40、41)正極性的一側(cè)，另一同步控制器(51、52) 連接于另一變壓器(40、41)負(fù)極性的一側(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善同步整流控制的諧振轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述兩個(gè)變 壓器(40、41) 一次側(cè)繞組極性相同的一側(cè)連接于所述諧振電路(3)的同一端，所述變壓器 (40、41) 二次側(cè)繞組極性相反的一側(cè)互相電性連接以感應(yīng)相位相反的兩感應(yīng)電力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的改善同步整流控制的諧振轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述變壓器 (40、41) 二次側(cè)繞組極性相反的一側(cè)彼此電性連接，且其中一側(cè)電性連接所述輸出端(7)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善同步整流控制的諧振轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述諧振電 路(3)包含依次串聯(lián)的一諧振電容器(31)、一第一諧振電感器(32)以及一并聯(lián)于所述變壓 器(40、41)的第二諧振電感器(33)。
全文摘要
一種改善同步整流控制的諧振轉(zhuǎn)換器，該諧振轉(zhuǎn)換器連接一電力源取得一輸入電力，通過(guò)一切換單元控制該輸入電力送至一諧振電路的周期，該諧振轉(zhuǎn)換器還包括電性連接于該諧振電路的兩個(gè)變壓器、分別電性連接于相異變壓器一次側(cè)的兩個(gè)同步控制器，以及分別連接于相異兩個(gè)變壓器二次側(cè)的同步整流開(kāi)關(guān)；兩個(gè)變壓器在二次側(cè)感應(yīng)出相位相反的兩感應(yīng)電力，并且兩個(gè)同步控制器連接該變壓器感應(yīng)電壓極性變化而分別提供一同步驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以分別驅(qū)動(dòng)該同步整流開(kāi)關(guān)交互導(dǎo)通，通過(guò)該同步整流開(kāi)關(guān)的交互導(dǎo)通可將兩相位相反的感應(yīng)電力整流而送至該輸出端；上述架構(gòu)可簡(jiǎn)化變壓器結(jié)構(gòu)、提高轉(zhuǎn)換效率以及避免同步控制器誤動(dòng)作，以改善已知電路的成本高、效率低的缺陷。
文檔編號(hào)H02M7/217GK101728965SQ20081017055
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月21日
發(fā)明者徐 明, 袁波, 陳橋梁 申請(qǐng)人:全漢企業(yè)股份有限公司