[發(fā)明專利]返馳式電源轉換器及其主動箝位緩沖器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010434898.9
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN112787513B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設計）人: 楊大勇;朱冠任
• 申請（專利權）人: 立锜科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/34
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李蘭;孫志湧

一種返馳式電源轉換器及其主動箝位緩沖器。該返馳式電源轉換器包含變壓器、一次側開關、緩沖電容以及主動箝位緩沖器。其中，緩沖電容用以于一次側開關轉為不導通后的一段緩沖期間，以變壓器的一次側繞組的漏感電流對其緩沖電容充電。主動箝位緩沖器包括緩沖器控制開關，緩沖器控制開關與緩沖電容串聯(lián)后，與一次側繞組并聯(lián)，其中漏感電流于該段緩沖期間，經由緩沖器控制開關對緩沖電容充電。其中，緩沖電容提供電容器跨壓，作為主動箝位緩沖器的電源，且緩沖器控制開關與緩沖電容之間的參考節(jié)點，用以作為主動箝位緩沖器的緩沖器接地電位。

技術領域

本發(fā)明涉及一種返馳式電源轉換器，特別是指一種具有緩沖電容的返馳式電源轉換器。本發(fā)明還涉及返馳式電源轉換器的主動箝位緩沖器。

背景技術

圖1公開一種現(xiàn)有技術的具有緩沖器(snubber)電路的返馳式電源轉換器(返馳式電源轉換器1)，返馳式電源轉換器1用以將輸入電源轉換為輸出電源，其包含變壓器10、緩沖器電路20、一次側控制電路30以及一次側開關S1。緩沖器電路20具有緩沖電容Cs、緩沖電阻Rs與緩沖二極管Dsnb，形成被動緩沖器(passive snubber)。該被動緩沖器于一次側開關S1不導通時被動地導通，使一次側繞組W1的漏感(leakage inductance)Lr于一次側開關S1導通時所儲存的能量，可通過此被動緩沖器儲存于緩沖電容Cs之中，并消耗于緩沖電阻Rs，以避免一次側開關S1切換時造成的脈沖電壓過高，損壞電路元件。

如圖1所示，一次側控制電路30控制一次側開關S1以切換變壓器10中的一次側繞組W1，而將輸入電源轉換為輸出電源，使二次側繞組W2于輸出節(jié)點OUT產生輸出電源。其中，輸入電源包括輸入電壓Vin與輸入電流Iin，輸出電源包括輸出電壓Vout與輸出電流Iout。當一次側開關S1導通時，電能儲存于一次側繞組W1；當一次側開關S1不導通時，儲存于一次側繞組W1的電能將由一次側繞組W1轉移至二次側繞組W2，而在輸出節(jié)點OUT產生輸出電源。當一次側開關S1由導通轉為不導通時，漏感電流Ir流經緩沖二極管Dsnb而對緩沖電容Cs充電，而緩沖電阻Rs則消耗過多的電能。緩沖電容Cs、緩沖電阻Rs與緩沖二極管Dsnb所形成的被動緩沖器，接收漏感電流Ir，以避免一次側開關S1切換時造成的脈沖電壓過高，損壞電路元件。其中，緩沖電阻Rs的消耗功率Prs如下所示：

Prs＝[(n*Vout)²/Rs]+(0.5*Lr*Ip²*Freq)

其中，Prs為緩沖電阻Rs的消耗功率；n為一次側繞組W1與二次側繞組W2的圈數(shù)比；Ip為一次側切換電流，特別是指一次側電流(流經一次側繞組W1的電流)的峰值；Freq為一次側開關S1的切換頻率。

圖1中所示的現(xiàn)有技術，其缺點在于，在一次側開關S1的切換頻率相對較高，及/或在輸出電壓Vout位準相對較高的情況下，消耗功率Prs過高，造成功率損失，降低了功率轉換效率。

有鑒于此，本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術的不足，提出一種返馳式電源轉換器及其中的主動箝位緩沖器，在以緩沖電容避免損壞電路元件的情況下，又可以降低緩沖電容所消耗的功率，以提高功率轉換效率。

發(fā)明內容

就其中一個觀點言，本發(fā)明提供了一種返馳式電源轉換器，包含：一變壓器，其包含一一次側繞組，耦接于一輸入電源，以及一二次側繞組，耦接于一輸出節(jié)點；一一次側開關，耦接于該一次側繞組，用以切換該一次側繞組以轉換該輸入電源，而使該二次側繞組于該輸出節(jié)點產生一輸出電源；一緩沖電容，用以于該一次側開關轉為不導通后的一段緩沖期間，以該一次側繞組的一漏感電流對其充電；以及一主動箝位緩沖器，其包括一緩沖器控制開關與該緩沖電容串聯(lián)后，與該一次側繞組并聯(lián)，其中該漏感電流于該段緩沖期間，經由該緩沖器控制開關對該緩沖電容充電；其中該緩沖電容提供一電容器跨壓，作為該主動箝位緩沖器的電源，且該緩沖器控制開關與該緩沖電容之間的一參考節(jié)點，其電位用以作為該主動箝位緩沖器的一緩沖器接地電位。