[發明專利]變壓器

有效

• 申請號: 201580054952.4
• 申請日: 2015-10-09
• 公開（公告）號: CN107112908B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 中幡英章;弘津研一;大平孝;山田恭平;江頭大也
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社;國立大學法人豐橋技術科學大學
• 主分類號: H02M5/22
• 分類號: H02M5/22;H02M3/155
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 韓峰;孫志湧

1.一種變壓器，其被設置在電源和負載之間，并且由前級電路和后級電路組成，所述變壓器包括：

作為所述前級電路的開關串聯單元和電容器，

所述開關串聯單元由彼此串聯連接的、2的倍數個的多個開關組成，所述多個開關包括從所述開關串聯單元的兩端中的一端來看的奇數編號的開關和偶數編號的開關，所述奇數編號的開關和所述偶數編號的開關被配置為交替地接通，所述開關串聯單元作為整體來與所述電源并聯連接，并且

假設各個開關的相互連接點和所述開關串聯單元的兩個端點被視為總共m個節點并且所述節點在從所述開關串聯單元的兩端中的一端以1到m的順序來看，所述電容器被設置在第一電路徑和第二電路徑中的至少一個電路徑上，所述第一電路徑被配置為組合奇數節點并將所述奇數節點引導到第一輸出端口，所述第二電路徑被配置為組合偶數節點并且將所述偶數節點引導到第二輸出端口，所述電容器存在為以便對應于至少(m-1)個節點；

作為所述后級電路的元件串聯單元和電感器，

所述元件串聯單元由彼此串聯連接并且執行相反極性的導電操作的一對半導體元件組成，所述元件串聯單元的兩端中的一端連接到所述第一輸出端口，而所述元件串聯單元的兩端中的另一端連接到所述第二輸出端口，并且

所述電感器被設置在第三電路徑和第四電路徑中的至少一個電路徑上，所述第三電路徑被配置為組合作為所述元件串聯單元的兩個端點的兩個節點、并且將該兩個節點引導到所述負載的兩端中的一端，所述第四電路徑被配置為將作為所述一對半導體元件的相互連接點的一個節點引導到所述負載的另一端，所述電感器存在為以便對應于總共三個所述節點中的至少兩個節點；以及

控制部，其被配置為控制所述開關的接通/斷開操作，

其中，

假設從死區時間開始時刻到死區時間結束時刻的時間段是死區時間τ，所述死區時間開始時刻是所述奇數編號的開關的控制和所述偶數編號的開關的控制均被斷開的時刻，所述死區時間結束時刻是所述奇數編號的開關或所述偶數編號的開關的控制被接通的時刻，

在所述死區時間開始時刻之后，所述控制部計算第一半時間τ₁和第二半時間τ₂，所述第一半時間τ₁是在所述半導體元件中的一個處于導電狀態時基于從所述電感器移動到所述開關的浮置電容器的電荷來被計算出的，所述第二半時間τ₂是在另一個半導體元件處于導電狀態時基于從所述電感器移動到所述開關的所述浮置電容器的電荷來被計算出的，并且所述控制部基于所述第一半時間τ₁和所述第二半時間τ₂來確定所述死區時間τ。

2.根據權利要求1所述的變壓器，其中，

在已經移動到所述浮置電容器的電荷返回到所述電感器之前，所述控制部終結所述死區時間τ。

3.根據權利要求2所述的變壓器，其中，

假設所述開關的開關周期為T，所述電感器的電感為L，以及所述負載的電阻值為R₃，則所述死區時間τ滿足以下關系：

τ₁+τ₂≤τ≤τ₀+(τ₂/2)+τ₁

其中

其中n代表浮置電容C_DS的數目，C_nDS代表第n個浮置電容，每個根號中的值的符號為正，并且滿足τ₁<τ₂。

4.根據權利要求2所述的變壓器，其中，

假設所述開關的開關周期為T，所述電感器的電感中的對于所述死區時間占主導地位的電感為L₁，并且所述負載的電阻值為R₃，則所述死區時間τ滿足以下關系：

τ₁+τ₂≤τ≤τ₀+τ₁

其中

其中n代表浮置電容C_DS的數目，C_nDS代表第n個浮置電容，每個根號中的值的符號為正，并且滿足τ₁<τ₂。