[發明專利]回掃式主動箝位電源轉換器

有效

• 申請號: 201410159169.1
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN105024553B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 林建宇;賴威列;羅有綱;邱煌仁
• 申請（專利權）人: 光寶科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司72003
• 代理人: 李昕巍,趙根喜

技術領域

本發明涉及一種電源轉換器，特別涉及一種能夠使二次側二極管實現零電流切換(Zero Current Switching,ZCS)的回掃式主動箝位電源轉換器。

背景技術

隨著現代科技的進步與便攜式電子產品的蓬勃發展，切換式轉換器的效能及各項應用亦越來越受到重視。近年來，由于電力電子技術的大幅進步及奈米科技的發展，電子器材日益趨向輕薄短小化，省能源，及降低成本的方向發展，其內部的電源轉換器亦需朝向輕薄短小，省能，提高功率及降低制作成本的趨勢設計。電源供應器為大多電子產品所必備的一種電子裝置，用來將電池或是市電的輸入電源，轉換成電子產品所需要的特別規格的輸出電源。而隨著科技技術的演進，電源供應器的轉換效率也不斷的被要求到更好的境界。轉換效率定義為輸出電源的輸出功率對輸入電源的輸入功率的比值。

一功率轉換系統接收一輸入直流(DC)或交流(AC)功率及將它轉換至一DC或AC輸出功率，其通常呈現一不同于該輸入功率的電壓。該輸出功率的控制可能響應該輸出電壓或該輸出電流。一升壓式轉換器(boost converter，亦稱為step-up converter)是一具有大于其輸入電壓的輸出電壓的功率轉換器。它是一種包含至少一第一電控開關(例如，晶體管)、至少一第一能量儲存元件(例如，一電線圈)及一附加元件(例如，一二極管或一第二電控開關)的切換模式電源。通常，該等電控開關及二極管是配置在該電線圈與該輸出間，其中電流被交替地汲取來使該電線圈充能，以響應該被關閉的第一電控開關，以及被傳送至一負載，以響應該被打開的第一電控開關。當該電流被傳送至該負載時，該電流經過該二極管或該第二電控開關。一降壓式轉換器(buck converter，亦稱為step-down converter)是一具有小于其輸入電壓的輸出電壓的功率轉換器。它是一種包含至少一第三電控開關(例如，一晶體管)、至少一第二能量儲存元件(例如，一電線圈)及一附加元件(例如，一二極管或一第四電控開關)的切換模式電源。通常，該等電控開關及二極管是配置在該輸入電源與該電線圈間，其中電流被交替地汲取來經由一負載使該電線圈充能，以響應該被關閉的第三電控開關，以及持續使該電線圈朝該負載放能，以響應該被打開的第三電控開關。當使該電線圈朝該負載放能時，該二極管或第四電控開關是與該電線圈串聯。一回掃式轉換器(flyback converter)是一具有可大于或小于其輸入電壓的輸出電壓的轉換器。它是一種切換模式電源，其包含：至少一電控開關；一能量儲存元件，其包括至少一電線圈(特別是一變壓器)，藉此在具有隔離的附加優點下使電壓比增加；以及至少一附加元件(例如，一二極管及/或附加電控開關)。通常，該變壓器的一次電線圈是連接于該電控開關與該輸入電壓間及該變壓器的二次電線圈是連接于該附加元件與該輸出間。上面所列的功率轉換器表示一些解釋性的說明，但是絕不用于表示限定。

在小功率的應用上，回掃式(Flyback)轉換器是目前廣泛應用的電源電路，但回掃式轉換器會有輸入電流脈沖遭受電磁干擾(EMI)的問題以及漏感所導致的電壓突波，所以在現有技術下已使用單端初級電感轉換器(Single-ended Primary Inductor Converter,SEPIC)來減少電磁干擾的問題。然而，傳統主動式箝位SEPIC由于次級側二極管會有較高的突波電壓(spike voltage)，使得效率上無法得到較大的提升。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提出一種回掃式主動箝位電源轉換器，能夠在全負載范圍內使得輸出二極管進行零電流切換，以減少功率轉換的切換損失。