專利名稱：雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種功率轉(zhuǎn)換器，特別是指一種雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
圖1是傳統(tǒng)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的電路圖。一變壓器T1包含一一次側(cè)繞組Np及一二次側(cè)繞組Ns。一次側(cè)繞組Np的一第一端接收一直流輸入電壓VIN。二次側(cè)繞組Ns透過(guò)一整流器Dtl及一電容Ctl產(chǎn)生一輸出電壓V0。一功率開(kāi)關(guān)M的一漏極端I禹接至一次側(cè)繞組Np的一第二端。一感測(cè)電阻Rs耦接于功率開(kāi)關(guān)M的一源極端及一接地端之間。當(dāng)功率開(kāi)關(guān)M被導(dǎo)通時(shí)，一切換電流Ip流經(jīng)一次側(cè)繞組Np及功率開(kāi)關(guān)M，感測(cè)電阻Rs用于根據(jù)切換電流Ip產(chǎn)生一電流感測(cè)訊號(hào)\。為了調(diào)整輸出電壓Vtl, —控制電路20根據(jù)電流感測(cè)訊號(hào)\及一回授訊號(hào)Vfb產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Ve，以控制功率開(kāi)關(guān)M用以切換變壓器1\。一儲(chǔ)能電容(bulk capacitor) Chuge設(shè)置在一電源Vac及一橋式整流器10之間，以提供直流輸入電壓Vin.儲(chǔ)能電容Chuge連接于橋式整流器10的一輸出端與接地端之間，而用以穩(wěn)定位于橋式整流器10的輸出端的直流輸入電壓Vin，橋式整流器10連接于返馳式拓樸電路結(jié)構(gòu)。近幾年來(lái)，切換式功率轉(zhuǎn)換器的儲(chǔ)能電容的尺寸及成本問(wèn)題已經(jīng)受到許多關(guān)注。此外，儲(chǔ)能電容的質(zhì)量會(huì)影響功率轉(zhuǎn)換器的使用壽命。因此，減少或降低儲(chǔ)能電容的電容值已成為一重要的關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器。雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器僅具有小電容值的儲(chǔ)能電容或不需具有儲(chǔ)能電容，即可以降低輸出電壓中的電壓漣波，以節(jié)省成本。本發(fā)明揭示了一種雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器，其包含一變壓器、一第一開(kāi)關(guān)、一第二開(kāi)關(guān)及一控制電路。變壓器包含一一次側(cè)繞組及一二次側(cè)繞組，一次側(cè)繞組耦接雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的一電源，且具有一第一繞組及一第二繞組。第一開(kāi)關(guān)用以切換第一繞組，第二開(kāi)關(guān)用以切換第一繞組與第二繞組?？刂齐娐樊a(chǎn)生一第一驅(qū)動(dòng)訊號(hào)及一第二驅(qū)動(dòng)訊號(hào)，而控制第一開(kāi)關(guān)及第二開(kāi)關(guān)，以切換變壓器及調(diào)整雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的一輸出。藉由控制電路控制切換不同繞組，在整流后的電源的一波谷處，透過(guò)第一開(kāi)關(guān)與第二開(kāi)關(guān)的切換控制可傳輸更多功率，以改善雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的一輸出電壓的漣波。實(shí)施本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明的雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器通過(guò)第一開(kāi)關(guān)切換第一繞組；通過(guò)增加第二開(kāi)關(guān)切換第一繞組與第二繞組；并通過(guò)控制電路控制該第一開(kāi)關(guān)及該第二開(kāi)關(guān)，以制切換不同的繞組，使得在整流后的電源的一波谷處，透過(guò)該第一開(kāi)關(guān)與該第二開(kāi)關(guān)的切換控制可傳輸更多功率，以改善該雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的一輸出電壓的漣波。本發(fā)明的雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器僅具有小電容值的儲(chǔ)能電容或不需具有儲(chǔ)能電容下即能降低在輸出電壓的電壓鏈波。


圖1是傳統(tǒng)返馳式電源供應(yīng)器的電路圖。圖2是本發(fā)明的雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的一實(shí)施例的電路圖。圖3是本發(fā)明的一控制電路的一實(shí)施例的電路圖。圖4是本發(fā)明的電源、高電壓訊號(hào)、第一驅(qū)動(dòng)訊號(hào)及第二驅(qū)動(dòng)訊號(hào)的波形圖。圖5是本發(fā)明的雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的另一實(shí)施例的電路圖。圖6是本發(fā)明的另一實(shí)施例的電源、高電壓訊號(hào)、第一驅(qū)動(dòng)訊號(hào)及第二驅(qū)動(dòng)訊號(hào)
的波形圖。圖號(hào)對(duì)照說(shuō)明
10橋式整流器 20 控制電路
30控制電路 310偵測(cè)電路
312磁滯比較器320電壓比較器
330正反器340第一與門
350第二與門 360 脈寬調(diào)變電路
362振蕩器 363 脈寬調(diào)變比較器
364反相器 365 正反器
366與門 370 切換電路
Chuge儲(chǔ)能電容Ctl 電容
Cuny儲(chǔ)能電容D1 第一二極管
D2第二二極管 Dtl 整流器
Ip切換電流 Ipi 第一切換電流
Ip2第二切換電流 J1 高電壓開(kāi)關(guān)
M功率開(kāi)關(guān) M1 第一開(kāi)關(guān)
M2第二開(kāi)關(guān) Np —次側(cè)繞組`
Npi第一繞組 Np2 第二繞組
Ns二次側(cè)繞組 PLS 振蕩訊號(hào)
R1第一串聯(lián)電阻 R2 第二串聯(lián)電阻
R3下拉電阻 Rs 感測(cè)電阻
Rsi第一感測(cè)電阻 Rs2 第二感測(cè)電阻
S1第一晶體管 S2 第二晶體管
S3第三晶體管 S4 第四晶體管
T1變壓器 T2 變壓器
V1第一訊號(hào) Vac 電源
Vc電流感測(cè)訊號(hào) Vm時(shí)脈訊號(hào)
Vcs電流感測(cè)訊號(hào) Vdd 供應(yīng)電壓
Vfb回授訊號(hào) Ve 驅(qū)動(dòng)訊號(hào)
Vgi第一驅(qū)動(dòng)訊號(hào) \2 第二驅(qū)動(dòng)訊號(hào)
Vgji觸發(fā)訊號(hào) Vhv 高電壓訊號(hào)Vin直流輸入電壓Vinac輸入訊號(hào)
V0輸出電壓Vpwm脈寬調(diào)變訊號(hào)
Veef參考訊號(hào)Vkeset重置訊號(hào)
Vsp取樣訊號(hào)Vth 臨界訊號(hào) Vsff 切換訊號(hào)
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，特用較佳的實(shí)施例及配合詳細(xì)的說(shuō)明，說(shuō)明如下:圖2是本發(fā)明的雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的一實(shí)施例的電路圖。于本發(fā)明的一實(shí)施例中，一整流器能為全波整流器，其具有一第一二極管D1及一第二二極管D2。第一二極管D1及第二二極管D2的陽(yáng)極分別連接電源VAC。第一二極管D1及第二二極管D2的陰極透過(guò)一第一串聯(lián)電阻R1及一第二串聯(lián)電阻R2而一并連接至一控制電路30的一高電壓端HV。一高電壓訊號(hào)Vhv透過(guò)第 一二極管D1及第二二極管D2的全波整流而被產(chǎn)生在高電壓端HV。因此，整流器耦接至電源VAC，而用以整流電源Vac以產(chǎn)生高電壓訊號(hào)Vhv。橋式整流器10包含復(fù)數(shù)個(gè)二極管，而用以整流電源Va。以產(chǎn)生輸入電壓VIN。具較小電容值的一儲(chǔ)能電容(bulkcapacitor) CLiny I禹接于橋式整流器10的輸出端與接地端之間，而用以穩(wěn)定位在橋式整流器10的輸出端的輸入電壓VIN。雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器包含一變壓器T2，其包含一一次側(cè)繞組及一二次側(cè)繞組Ns。二次側(cè)繞組Ns透過(guò)整流器Dtl及電容Ctl產(chǎn)生輸出電壓W。整流器Dtl耦接在二次側(cè)繞組Ns的一端及雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的一輸出端之間。電容Ctl耦接雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的輸出端。一次側(cè)繞組包含一第一繞組Npi及一第二繞組NP2。第一繞組Npi串聯(lián)于第二繞組NP2。第一繞組Npi的一第一端耦接于輸入電壓Vin，所以一次側(cè)繞組經(jīng)由橋式整流器10耦接電源\c。一第一開(kāi)關(guān)M1的一漏極端稱接第一繞組Npi的一第二端及第二繞組Np2的一第一端。流經(jīng)第一繞組Npi的一第一切換電流Ipi產(chǎn)生在第一開(kāi)關(guān)M1的漏極端?？刂齐娐?0的一輸出端VGl產(chǎn)生一第一驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Vei,其供應(yīng)至第一開(kāi)關(guān)M1的一柵極端。第一驅(qū)動(dòng)訊號(hào)V(；i控制第一開(kāi)關(guān)M1,以切換變壓器T2的第一繞組Npi，用以調(diào)整雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓Vo。一感測(cè)電路包含一第一感測(cè)電阻Rsi及一第二感測(cè)電阻RS2。第一感測(cè)電阻Rsi耦接于第一開(kāi)關(guān)M1的一源極端及接地端之間。一第二開(kāi)關(guān)M2的一漏極端耦接至第二繞組Np2的一第二端。一第二切換電流Ip2流經(jīng)第二繞組Np2，且產(chǎn)生在第二開(kāi)關(guān)M2的漏極端。控制電路30的一輸出端VG2產(chǎn)生一第二驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Ve2,其供應(yīng)至第二開(kāi)關(guān)M2的一柵極端。第二驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Ve2控制第二開(kāi)關(guān)M2,以切換變壓器T2的第一繞組Npi與第二繞組NP2，用以調(diào)整雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓％。于本發(fā)明的一實(shí)施例中,第一開(kāi)關(guān)M1與第二開(kāi)關(guān)M2可為功率開(kāi)關(guān)。第二感測(cè)電阻Rs2耦接于第二開(kāi)關(guān)M2的一源極端及第一感測(cè)電阻Rsi之間。一電流感測(cè)訊號(hào)Vcs依據(jù)第二切換電流Ip2而產(chǎn)生在第二感測(cè)電阻Rs2與第二開(kāi)關(guān)M2的源極端，第二開(kāi)關(guān)M2的源極端耦接至控制電路30的一電流感測(cè)端CS?？刂齐娐?0根據(jù)高電壓訊號(hào)VHV、電流感測(cè)訊號(hào)Vcs及一回授訊號(hào)Vfb產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Vei及第二驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Ve2，以調(diào)整雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的輸出?？刂齐娐?0藉由偵測(cè)輸出電壓Vtl，而在控制電路30的一回授端FB取得回授訊號(hào)VFB。回授訊號(hào)Vfb關(guān)聯(lián)于輸出電壓V。。 圖3是本發(fā)明的控制電路的一實(shí)施例的電路圖。控制電路30包含一偵測(cè)電路310、一脈寬調(diào)變電路360及一切換電路370。偵測(cè)電路310包含一高電壓開(kāi)關(guān)J1、一第一晶體管S1、一第二晶體管S2、一第三晶體管S3及一磁滯比較器312。偵測(cè)電路310 I禹接串聯(lián)電阻R1及R2(如圖2所示)，用以偵測(cè)高電壓訊號(hào)Vhv以產(chǎn)生一取樣訊號(hào)VSP。因此，偵測(cè)電路310透過(guò)偵測(cè)高電壓訊號(hào)Vhv而偵測(cè)電源VAC(如圖2所示)，以產(chǎn)生取樣訊號(hào)VSP。高電壓開(kāi)關(guān)J1可為一接面場(chǎng)效晶體管(Junction Field Effect Transistor, JFET),其具有一漏極端而耦接串聯(lián)電阻R1及R2,以接收高電壓訊號(hào)I。高電壓開(kāi)關(guān)J1的漏極端透過(guò)串聯(lián)電阻R1及R2、二極管D1及D2進(jìn)一步耦接電源Vac。第一晶體管S1具有一漏極端與一柵極端，漏極端耦接高電壓開(kāi)關(guān)J1的一源極端，而第一晶體管S1的柵極端耦接高電壓開(kāi)關(guān)J1的一柵極端。取樣訊號(hào)Vsp產(chǎn)生在高電壓開(kāi)關(guān)J1的源極端及第一晶體管S1的漏極端。取樣訊號(hào)Vsp關(guān)聯(lián)于高電壓訊號(hào)vHV。一觸發(fā)訊號(hào)Vwi產(chǎn)生在高電壓開(kāi)關(guān)J1的柵極端與第一晶體管S1的柵極端。第二晶體管S2具有一漏極端，其耦接高電壓開(kāi)關(guān)J1的柵極端與第一晶體管S1的柵極端。第二晶體管S2具有一源極端，其耦接高電壓開(kāi)關(guān)J1的源極端及第一晶體管S1的漏極端，以接收取樣訊號(hào)vSP。第三晶體管S3具有一漏極端，其耦接第二晶體管S2的漏極端、高電壓開(kāi)關(guān)J1的柵極端及第一晶體管S1的柵極端，以接收觸發(fā)訊號(hào)Vuit5第三晶體管S3具有耦接接地端的一源極端與耦接第二晶體管S2的一柵極端的一柵極端。磁滯比較器312的一正輸入端I禹接于第一晶體管S1的一源極端，以接收一供應(yīng)電壓VDD。磁滯比較器312具有一負(fù)輸入端，以接收一臨界訊號(hào)VTH。磁滯比較器312的一輸出端產(chǎn)生一切換訊號(hào)Vsw，其耦接于第二晶體管S2的柵極端與第三晶體管S3的柵極端。藉由磁滯比較器312比較供應(yīng)電壓Vdd及臨界訊號(hào)VTH，而產(chǎn)生切換訊號(hào)Vsw而控制第二晶體管S2及第三晶體管S3的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)。磁滯比較器312僅是本發(fā)明的一實(shí)施例，其并未限制本發(fā)明僅能運(yùn)用磁滯比較器312。此一方式，一旦供應(yīng)電壓Vdd高于臨界訊號(hào)Vth的一上限值(upper-limit)時(shí)，切換訊號(hào)Vsw位于一高位準(zhǔn)。相反地，一旦供應(yīng)電壓Vdd低于臨界訊號(hào)Vth的一下限值(1wer-1imit)時(shí)，切換訊號(hào)Vsw位于一低位準(zhǔn)。臨界訊號(hào)Vth的下限值亦稱的為低電壓拴鎖(Under Voltage LockOut，UVL0)。因?yàn)榇艤容^器312的磁滯特性，使得上限值與下限值之間的差值會(huì)保持在一固定電壓范圍。當(dāng)電源Vac供電時(shí)，接收高電壓訊號(hào)Vhv的高電壓開(kāi)關(guān)J1的漏極端立即會(huì)被導(dǎo)通。當(dāng)供應(yīng)電壓Vdd還未被建立前，切換訊號(hào)Vsw位于低位準(zhǔn)。同時(shí)，第三晶體管S3被截止，且第二晶體管S2被導(dǎo)通。取樣訊號(hào)Vsp約略是第二晶體管S2的一臨界電壓，且產(chǎn)生在高電壓開(kāi)關(guān)J1的源極端及第一晶體管S1的漏極端。因?yàn)榈诙w管S2被導(dǎo)通，觸發(fā)訊號(hào)Vwi相同于取樣訊號(hào)Vsp，且產(chǎn)生在高電壓開(kāi)關(guān)J1的柵極端與第一晶體管S1的柵極端。在此同時(shí)，第一晶體管S1被導(dǎo)通且高電壓訊號(hào)Vhv對(duì)供應(yīng)電壓Vdd充電。第一晶體管S1用于作為一充電晶體管，以對(duì)供應(yīng)電壓Vdd進(jìn)行充電。當(dāng)供應(yīng)電壓Vdd達(dá)到臨界訊號(hào)Vth的上限值時(shí)，切換訊號(hào)Vsw位于高位準(zhǔn)。同時(shí)，第三晶體管S3被導(dǎo)通及第二晶體管S2被截止。因?yàn)橛|發(fā)訊號(hào)Vwi被下拉至接地端，所以第一晶體管S1會(huì)被截止，且高電壓開(kāi)關(guān)1的柵極端會(huì)位在一低位準(zhǔn)。于此一短暫周期，高電壓開(kāi)關(guān)J1的源極端-柵極端電壓將高于一門坎值，且高電壓開(kāi)關(guān)J1將會(huì)被截止。切換電路370包含一第四晶體管S4、一下拉電阻R3、一電壓比較器320、一正反器330、一第一與門340及一第二與門350。第四晶體管S4具有一漏極端，其耦接偵測(cè)電路310，以接收取樣訊號(hào)VSP。第四晶體管S4具有一源極端，其耦接下拉電阻R3的一端，以產(chǎn)生一輸入訊號(hào)VINA。。下拉電阻R3的另一端耦接于接地端。第四晶體管S4的一柵極端用于接收一時(shí)脈訊號(hào)VM。一旦，時(shí)脈訊號(hào)Vm位在一高位準(zhǔn)，第四晶體管S4則被導(dǎo)通。因?yàn)橄吕娮鑂3的電壓降，高電壓開(kāi)關(guān)J1的源極端-柵極端電壓將小于門坎值，且高電壓開(kāi)關(guān)J1會(huì)被導(dǎo)通。相反地，一旦時(shí)脈訊號(hào)Vcm位在一低位準(zhǔn)，高電壓開(kāi)關(guān)J1會(huì)被截止。電壓比較器320具有一正輸入端與一負(fù)輸入端，正輸入端接收一參考訊號(hào)Vkef,而負(fù)輸入端耦接第四晶體管S4的源極端，以接收輸入訊號(hào)VINA。。一旦，高電壓開(kāi)關(guān)J1及第四晶體管S4被導(dǎo)通時(shí)，輸入訊號(hào)Vinac與高電壓訊號(hào)Vhv成比例，且輸入訊號(hào)Vinac關(guān)聯(lián)于取樣訊號(hào)VSP。正反器330的一時(shí)脈輸入端CK耦接于第四晶體管S4的柵極端，以接收時(shí)脈訊號(hào)VaK。正反器330的一輸入端D f禹接于電壓比較器320的一輸出端，以接收一第一訊號(hào)Vp電壓比較器320藉由比較輸入訊號(hào)Vinac及參考訊號(hào)Vkef,以產(chǎn)生第一訊號(hào)Vp由上述可知，電壓比較器320用于根據(jù)取樣訊號(hào)Vsp及參考訊號(hào)Vkef產(chǎn)生第一訊號(hào)Vp脈寬調(diào)變電路360包含一振蕩器362 (OSC)、一脈寬調(diào)變比較器363、一反相器364、一正反器365及一與門366。振蕩器362產(chǎn)生一振蕩訊號(hào)PLS。脈寬調(diào)變比較器363的一正輸入端接收回授訊號(hào)VFB。電流感測(cè)訊號(hào)Vcs耦接至脈寬調(diào)變比較器363的一負(fù)輸入端。回授訊號(hào)Vfb關(guān)聯(lián)于輸出電壓Vtl(如圖2所示)，且電流感測(cè)訊號(hào)Vcs關(guān)聯(lián)于第二切換電流Ip2 (如圖2所示)。正反器365具有接收一供應(yīng)電壓Vdd的一輸入端D、接收振蕩訊號(hào)PLS的一時(shí)脈輸入端CK、接收一重置訊號(hào)Vkeset的一重置輸入端R。當(dāng)電流感測(cè)訊號(hào)Vcs大于回授訊號(hào)Vfb時(shí),脈寬調(diào)變比較器363產(chǎn)生重置訊號(hào)VKESET。與門366的一第一輸入端透過(guò)反相器364而耦接振蕩器362， 以接收振蕩訊號(hào)PLS。與門366的一第二輸入端耦接正反器365的一輸出端Q。一脈寬調(diào)變訊號(hào)Vpw產(chǎn)生在與門366的一輸出端。第一與門340的一第一輸入端I禹接于正反器330的一輸出端Q。脈寬調(diào)變訊號(hào)Vpwm率禹接于第一與門340的一第二輸入端及第二與門350的一第一輸入端。第二與門350的一第二輸入端稱接正反器330的一輸出端QN。第一驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Vei及第二驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Ve2分別產(chǎn)生在第一與門340的輸出端及第二與門350的輸出端。圖4是本發(fā)明的電源Vac、高電壓訊號(hào)Vffi^第一驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Vci及第二驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Ve2的波形圖。若電源Va。的輸入供應(yīng)頻率為50赫茲(Hz)，則電源Va。的周期大約在20毫秒(ms)。高電壓訊號(hào)Vhv是藉由第一二極管D1及第二二極管D2 (如圖2所示)的全波整流而產(chǎn)生。如圖3所示，時(shí)脈訊號(hào)Vm用于控制第四晶體管S4,以取樣高電壓訊號(hào)VHV。當(dāng)高電壓訊號(hào)Vhv高于參考訊號(hào)Vkef時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Vei將被禁能，且第二驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Ve2將被致能。因此，第一開(kāi)關(guān)M1將被截止且第二開(kāi)關(guān)M2將開(kāi)始高頻切換。一旦，高電壓訊號(hào)Vffir低于參考訊號(hào)VREp時(shí)，第二驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Vke將被禁能，且第一驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Vel將被致能。因此，第二開(kāi)關(guān)M2將被截止且第一開(kāi)關(guān)M1將進(jìn)行高頻切換。依據(jù)上述，當(dāng)電源\c低于一門坎時(shí)，例如參考訊號(hào)VKEF，第一開(kāi)關(guān)M1將開(kāi)始切換，且第二開(kāi)關(guān)M2將被截止。當(dāng)電源\c高于門坎時(shí)，第二開(kāi)關(guān)M2將開(kāi)始切換，且第一開(kāi)關(guān)M1將被截止。換言的，控制電路30用于偵測(cè)電源\c是否下降到經(jīng)整流后的電源\c的波谷，例如高電壓訊號(hào)Vhv的波谷或者輸入電壓Vin的波谷。當(dāng)電源低于門坎時(shí)，控制電路30驅(qū)動(dòng)第一開(kāi)關(guān)M1在一第一操作模式。當(dāng)電源Vac高于門坎時(shí)，控制電路30驅(qū)動(dòng)第二開(kāi)關(guān)M2在一第二操作模式。請(qǐng)復(fù)參閱圖2，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)M1切換時(shí)，一次側(cè)繞組對(duì)二次側(cè)繞組Ns (第一繞組Npi的繞組數(shù)對(duì)二次側(cè)繞組Ns的繞組數(shù))的匝數(shù)比為一低比值，而第一切換電流Ipi為一高位準(zhǔn)，且決定感測(cè)電路(第一感測(cè)電阻Rsi)為一較低電阻值。當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)M2切換時(shí)，一次側(cè)繞組對(duì)二次側(cè)繞組Ns (第一繞組Npi的繞組數(shù)與第二繞組Np2的繞組數(shù)對(duì)二次側(cè)繞組Ns的繞組數(shù))的匝數(shù)比為一高比值，而第二切換電流Ip2為一低位準(zhǔn)，且決定感測(cè)電路(第一感測(cè)電阻Rsi及第二感測(cè)電阻Rs2)為一較高電阻值。因此，在經(jīng)整流后的電源的波谷處，例如高電壓訊號(hào)Vhv的波谷或者輸入電壓Vin的波谷，藉由切換不同的繞組或調(diào)整一次側(cè)繞組的一匝數(shù)比，透過(guò)第一開(kāi)關(guān)M1與第二開(kāi)關(guān)M2的切換控制可傳輸更多功率，以改善輸出電壓Vtl的漣波。假使采用返馳式拓樸電路結(jié)構(gòu)的功率轉(zhuǎn)換器不具有儲(chǔ)能電容，則當(dāng)電源Va。下降至整流后的電源的波谷處時(shí)，輸出電壓Vtl將會(huì)產(chǎn)生很大的漣波。在整流后的電源的波谷期間，電源\c會(huì)保持在一較低電壓且持續(xù)一短暫周期。根據(jù)本發(fā)明，雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器藉由增加另一開(kāi)關(guān)M2，如金氧半場(chǎng)效晶體管M0SFET，雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器僅具有小電容值的儲(chǔ)能電容(如圖2所示)或不需具有儲(chǔ)能電容下(如圖5所示)即能降低在輸出電壓V。的電壓漣波。此外，因?yàn)镸OSFET比儲(chǔ)能電容的成本便宜，所以雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器能省下整體物料的成本。圖6為圖5中不具有儲(chǔ)能電容的雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的電源Va。、高電壓訊號(hào)Vhv、第一驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Vci及第二驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Ve2的波形圖。當(dāng)高電壓訊號(hào)Vhv高于參考訊號(hào)Vkef,第一驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Vei將被禁能，而第二驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Ve2將被致能。因此，第一開(kāi)關(guān)M1 (如圖5所示)將被截止，而第二開(kāi)關(guān)M2 (如圖5所示)將開(kāi)始進(jìn)行高頻切換。一旦，高電壓訊號(hào)Vhv低于參考訊號(hào)Vkef，第二驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Ve2將被禁能，而第一驅(qū)動(dòng)訊號(hào)Vei將被致能。因此，第二開(kāi)關(guān)M2將被截止，而第一開(kāi)關(guān)M1將開(kāi)始進(jìn)行高頻切換。本發(fā)明的雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器縱使僅具有較小的儲(chǔ)能電容(bulk capacitor)或甚至缺少儲(chǔ)能電容Ctiny(如圖5所示)，其藉由切換不同的繞組或調(diào)整一次側(cè)繞組的一匝數(shù)比，仍可減少位在輸出電壓Vtl的電壓漣波。上文僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其包含: 一變壓器，包括一一次側(cè)繞組及一二次側(cè)繞組，該一次側(cè)繞組具有一第一繞組及一第二繞組，該一次側(cè)繞組耦接該雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的一電源； 一第一開(kāi)關(guān)，切換該第一繞組； 一第二開(kāi)關(guān)，切換該第一繞組與該第二繞組；以及 一控制電路，產(chǎn)生一第一驅(qū)動(dòng)訊號(hào)及一第二驅(qū)動(dòng)訊號(hào)，而控制該第一開(kāi)關(guān)及該第二開(kāi)關(guān)，以切換該變壓器及調(diào)整該雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的一輸出； 其中，該控制電路控制切換不同的繞組，使得在整流后的電源的一波谷處，透過(guò)該第一開(kāi)關(guān)與該第二開(kāi)關(guān)的切換控制可傳輸更多功率，以改善該雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的一輸出電壓的鏈波。
2.如權(quán)利要求1所述的雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其中當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換且該第二開(kāi)關(guān)截止時(shí)，該一次側(cè)繞組對(duì)該二次側(cè)繞組的一匝數(shù)比為一低比值，且流經(jīng)該第一繞組的一切換電流為一高位準(zhǔn)。
3.如權(quán)利要求1所述的雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其中當(dāng)該第二開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換且該第一開(kāi)關(guān)截止時(shí)，該一次側(cè)繞組對(duì)該二次側(cè)繞組的一匝數(shù)比為一高比值，且流經(jīng)該第二繞組的一切換電流為一低位準(zhǔn)。
4.如權(quán)利要求1所述的雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其更包含一感測(cè)電路，該感測(cè)電路耦接該第一開(kāi)關(guān)與該第二開(kāi)關(guān)，當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換且該第二開(kāi)關(guān)截止時(shí)，決定該感測(cè)電路為一較低電阻值，當(dāng)該第二開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換且該第一開(kāi)關(guān)截止時(shí)，決定該感測(cè)電路為一較高電阻值。
5.如權(quán)利要求4所述的雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其中該感測(cè)電路包含一第一感測(cè)電阻及一第二感測(cè)電阻，該第一感測(cè)電阻耦接該第一開(kāi)關(guān)，該第二感測(cè)電阻耦接該第二開(kāi)關(guān)。
6.如權(quán)利要求1所述的雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其中該控制電路包含: 一切換電路，依據(jù)一脈寬調(diào)變訊號(hào)及一取樣訊號(hào)產(chǎn)生該第一驅(qū)動(dòng)訊號(hào)及該第二驅(qū)動(dòng)訊號(hào); 一脈寬調(diào)變電路，依據(jù)一回授訊號(hào)及一電流感測(cè)訊號(hào)產(chǎn)生該脈寬調(diào)變訊號(hào)；以及 一偵測(cè)電路，偵測(cè)該電源以產(chǎn)生該取樣訊號(hào)； 其中，該回授訊號(hào)關(guān)聯(lián)于該雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的該輸出，該電流感測(cè)訊號(hào)關(guān)聯(lián)于流經(jīng)該一次側(cè)繞組的一切換電流。
7.如權(quán)利要求1所述的雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其調(diào)整該一次側(cè)繞組的一匝數(shù)比，使得在整流后的電源的該波谷處，透過(guò)該第一開(kāi)關(guān)與該第二開(kāi)關(guān)的切換控制可傳輸更多功率，以改善該雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的該輸出電壓的鏈波。
8.如權(quán)利要求1所述的雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其中當(dāng)該電源低于一門坎時(shí)，該第一開(kāi)關(guān)將開(kāi)始切換，且該第二開(kāi)關(guān)將截止。
9.如權(quán)利要求1所述的雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其中當(dāng)該電源高于一門坎時(shí)，該第二開(kāi)關(guān)將開(kāi)始切換，且該第一開(kāi)關(guān)將截止。
全文摘要
本發(fā)明提出一種雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器，其包含一變壓器、一第一開(kāi)關(guān)、一第二開(kāi)關(guān)及一控制電路。變壓器包含一一次側(cè)繞組及一二次側(cè)繞組，一次側(cè)繞組具有一第一繞組及一第二繞組。第一開(kāi)關(guān)用以切換第一繞組，第二開(kāi)關(guān)用以切換第一繞組與第二繞組。控制電路產(chǎn)生一第一驅(qū)動(dòng)訊號(hào)及一第二驅(qū)動(dòng)訊號(hào)，用以控制第一開(kāi)關(guān)及第二開(kāi)關(guān)而切換變壓器及調(diào)整雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器的一輸出。本發(fā)明的雙開(kāi)關(guān)返馳式功率轉(zhuǎn)換器僅具有小電容值的儲(chǔ)能電容或不需具有儲(chǔ)能電容，即可降低輸出電壓中的電壓漣波，以降低成本。
文檔編號(hào)H02M3/335GK103199709SQ20131008712
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者黃偉軒 申請(qǐng)人:崇貿(mào)科技股份有限公司