[發(fā)明專(zhuān)利]諧振切換式電源轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011110647.1
• 申請(qǐng)日: 2020-10-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113708604B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉國(guó)基;白忠龍;楊大勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 立锜科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M1/08
• 分類(lèi)號(hào): H02M1/08
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 李蘭;孫志湧

一種諧振切換式電源轉(zhuǎn)換器，包含：多個(gè)電容；多個(gè)開(kāi)關(guān)；至少一充電電感；至少一放電電感；控制器，用以產(chǎn)生一充電操作信號(hào)與至少一放電操作信號(hào)；以及至少一零電流偵測(cè)電路，用以于充電程序時(shí)偵測(cè)流經(jīng)該充電電感的充電諧振電流及/或于放電程序時(shí)偵測(cè)流經(jīng)該放電電感的放電諧振電流，當(dāng)該零電流偵測(cè)電路偵測(cè)到該充電諧振電流及/或該放電諧振電流為零時(shí)對(duì)應(yīng)產(chǎn)生至少一零電流偵測(cè)信號(hào)至該控制器；其中，該控制器根據(jù)該至少一零電流偵測(cè)信號(hào)，決定該充電程序與該至少一放電程序各自的起始時(shí)點(diǎn)與結(jié)束時(shí)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種諧振切換式電源轉(zhuǎn)換器，具體涉及一種利用偵測(cè)零電流而判斷切換時(shí)點(diǎn)的諧振切換式電源轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

圖1顯示已知的電源轉(zhuǎn)換器。于充電操作中，開(kāi)關(guān)Q1、Q3、Q5、Q8、Q9導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)Q2、Q4、Q6、Q7、Q10不導(dǎo)通，使得電容C1串聯(lián)電感L1于輸入電壓VIN及輸出電壓VOUT之間，且電容C2串聯(lián)電容C3及電感L2于接地電位及輸出電壓VOUT之間。于放電操作中，開(kāi)關(guān)Q2、Q4、Q6、Q7、Q10導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)Q1、Q3、Q5、Q8、Q9不導(dǎo)通，使得電感L1串聯(lián)電容C1、電容C2于接地電位及輸出電壓VOUT之間，且電感L2串聯(lián)電容C3于接地電位及輸出電壓VOUT之間。此已知的電源轉(zhuǎn)換器的電容需要耐較高的額定電壓，例如電容C1的直流偏壓是輸出電壓的3倍Vc1＝3VOUT、電容C2的直流偏壓是輸出電壓的2倍Vc2＝2VOUT、電容C3的直流偏壓與輸出電壓相當(dāng)Vc3＝VOUT，因?yàn)殡娙莸闹绷髌珘合鄬?duì)較高，故此已知電源轉(zhuǎn)換器需要使用具有較大體積的電容。此外，電容的電容值通常會(huì)隨著直流偏壓的上升而降低，當(dāng)輸入電壓的范圍是在36V及76V之間時(shí)，電容C1的直流偏壓范圍會(huì)是在27V及57V之間，由于直流偏壓的變化范圍較廣，故此已知電源轉(zhuǎn)換器的電容值變化相當(dāng)大，其諧振頻率也會(huì)隨著電容的變化而改變。如此會(huì)造成較大的切換電源損耗并且需要復(fù)雜的控制來(lái)改變電源轉(zhuǎn)換效率。再者，此已知電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓VIN與輸出電壓VOUT的電壓轉(zhuǎn)換比率僅可為4:1或2:1，并無(wú)法進(jìn)行3:1的電壓轉(zhuǎn)換比率。圖2是顯示電容的電容值隨著直流偏壓而改變的實(shí)例。當(dāng)直流偏壓增加至50V時(shí)電容值降低70％。

有鑒于此，本發(fā)明即針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種創(chuàng)新的電源轉(zhuǎn)換器。

發(fā)明內(nèi)容

于一觀點(diǎn)中，本發(fā)明提供一種諧振切換式電源轉(zhuǎn)換器，用以將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓，該諧振切換式電源轉(zhuǎn)換器包含：多個(gè)電容；多個(gè)開(kāi)關(guān)，與該多個(gè)電容對(duì)應(yīng)耦接；至少一充電電感，與該多個(gè)電容中的至少其中之一對(duì)應(yīng)串聯(lián)；至少一放電電感，與該多個(gè)電容中的至少其中之一對(duì)應(yīng)串聯(lián)；一控制器，用以產(chǎn)生一充電操作信號(hào)與至少一放電操作信號(hào)，以分別對(duì)應(yīng)一充電程序與至少一放電程序，而操作對(duì)應(yīng)的該多個(gè)開(kāi)關(guān)，以切換所對(duì)應(yīng)的該電容的電連接關(guān)系；以及至少一零電流偵測(cè)電路，用以于該充電程序時(shí)偵測(cè)流經(jīng)該至少一充電電感的一充電諧振電流及/或于該至少一放電程序時(shí)偵測(cè)流經(jīng)該至少一放電電感的至少一放電諧振電流，當(dāng)該至少一零電流偵測(cè)電路偵測(cè)到該充電諧振電流及/或該至少一放電諧振電流為零時(shí)對(duì)應(yīng)產(chǎn)生至少一零電流偵測(cè)信號(hào)至該控制器；其中，該充電操作信號(hào)與該至少一放電操作信號(hào)，分別各自切換至一導(dǎo)通位準(zhǔn)一段導(dǎo)通期間，且該多個(gè)段導(dǎo)通期間彼此不重疊，以使該充電程序與該至少一放電程序彼此不重疊；其中，在該充電程序中，該控制器通過(guò)該充電操作信號(hào)控制該多個(gè)開(kāi)關(guān)的切換，使該多個(gè)電容與該至少一充電電感彼此串聯(lián)于該輸入電壓與該輸出電壓之間，以形成一充電路徑；其中，在該至少一放電程序中，該控制器通過(guò)該至少一放電操作信號(hào)控制該多個(gè)開(kāi)關(guān)的切換，使每一該電容與對(duì)應(yīng)的該放電電感串聯(lián)于該輸出電壓與一接地電位間，以同時(shí)形成或輪流形成多個(gè)放電路徑；其中，該控制器根據(jù)該至少一零電流偵測(cè)信號(hào)，決定該充電程序與該至少一放電程序各自的起始時(shí)點(diǎn)與結(jié)束時(shí)點(diǎn)；其中，該充電程序與該至少一放電程序彼此重復(fù)地交錯(cuò)排序，以將該輸入電壓轉(zhuǎn)換為該輸出電壓。

于一實(shí)施例中，該控制器還根據(jù)該充電操作信號(hào)及/或該至少一放電操作信號(hào)，決定該充電程序與該至少一放電程序各自的起始時(shí)點(diǎn)與結(jié)束時(shí)點(diǎn)。