電源轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)換裝置，特別是涉及一種電源轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往電源轉(zhuǎn)換裝置中，為了具有較大負(fù)載范圍內(nèi)的零電壓切換（ZeroVoltage Switching，ZVS)，導(dǎo)致該電源轉(zhuǎn)換裝置除了本身所包含的一諧振電感外，還包含一額外設(shè) 置的諧振電感。但隨著電源管理的重要性提高，對(duì)于使用此種電源轉(zhuǎn)換裝置的電源供應(yīng)裝 置在電源管理上會(huì)造成不便。以往電源轉(zhuǎn)換裝置具有以下缺點(diǎn)：
[0003] 1.高成本。該電源轉(zhuǎn)換裝置需要具有額外設(shè)置的諧振電感，導(dǎo)致增加裝置的元件 成本。
[0004] 2.降低轉(zhuǎn)換功率的變換效能。該電源轉(zhuǎn)換裝置在電源轉(zhuǎn)換的過程中除了通過本身 的一諧振電感，還需再經(jīng)過額外設(shè)置的諧振電感，才能進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換，大幅降低轉(zhuǎn)換功率的 變換效能，同時(shí)該電源轉(zhuǎn)換裝置具有較大的諧振電感而使整體有效占空比變大，不僅增加 損耗量，也導(dǎo)致該電源轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)的一變壓器匝比選擇受限。
[0005] 3.該電源轉(zhuǎn)換裝置即使包含額外的諧振電感仍無法獲得全負(fù)載范圍的ZVS。
[0006] 4.使用此種電源轉(zhuǎn)換裝置的電源供應(yīng)結(jié)構(gòu)，因額外增設(shè)諧振電感，相對(duì)地，在生產(chǎn) 組配的過程中，需要針對(duì)額外增設(shè)的諧振電感進(jìn)行對(duì)應(yīng)的檢測(cè)、調(diào)整作業(yè)，才能確保整機(jī)的 運(yùn)作效率。
[0007] 5.因額外增設(shè)一諧振電感，進(jìn)而需在本身的諧振電感與額外設(shè)置的諧振電感間增 加一電性控制電路，如此一來，會(huì)增加該電源轉(zhuǎn)換裝置整體設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。此外，因?qū)﹄娫?供應(yīng)裝置規(guī)格需求不同，當(dāng)同時(shí)需要多個(gè)不同規(guī)格的電源供應(yīng)裝置時(shí)，更會(huì)造成電源管理 間的電性電路的設(shè)計(jì)相當(dāng)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種可以降低成本及減少損耗，同時(shí)提高轉(zhuǎn)換功率的變換 效能的電源轉(zhuǎn)換裝置。
[0009] 本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換裝置，包含一全橋開關(guān)電路、一轉(zhuǎn)換電路及一控制電路。
[0010] 該全橋開關(guān)電路接收一第一至第四控制信號(hào)及一直流輸入電壓，并將該直流輸入 電壓轉(zhuǎn)換成一呈方波的轉(zhuǎn)換電壓。
[0011] 該轉(zhuǎn)換電路電連接該全橋開關(guān)電路以接收該轉(zhuǎn)換電壓，并將該轉(zhuǎn)換電壓轉(zhuǎn)換成一 直流輸出電壓，且該轉(zhuǎn)換電路包括一諧振電感、一變壓器、一第一轉(zhuǎn)換開關(guān)、一第二轉(zhuǎn)換開 關(guān)、一輸出電感及一輸出電容。
[0012] 該諧振電感具有一電連接該全橋開關(guān)電路的第一端，及一第二端。
[0013] 該變壓器具有一個(gè)一次側(cè)繞組及一個(gè)二次側(cè)繞組，該一次側(cè)繞組具有一電連接該 諧振電感的第二端的第一端，及一電連接該全橋開關(guān)電路的第二端，該二次側(cè)繞組具有一 第一端、一第二端及一位于該第一、第二端間的中間抽頭。
[0014] 該第一轉(zhuǎn)換開關(guān)具有一電連接該二次側(cè)繞組的第二端的第一端、一第二端，及一 接收一第五控制信號(hào)的控制端，該第一轉(zhuǎn)換開關(guān)受該第五控制信號(hào)控制而在導(dǎo)通與不導(dǎo)通 狀態(tài)間切換。
[0015] 該第二轉(zhuǎn)換開關(guān)具有一電連接該二次側(cè)繞組的第一端的第一端、一電連接該第一 轉(zhuǎn)換開關(guān)的第二端的第二端，及一接收一第六控制信號(hào)的控制端，該第二轉(zhuǎn)換開關(guān)受該第 六控制信號(hào)控制而在導(dǎo)通與不導(dǎo)通狀態(tài)間切換。
[0016] 串聯(lián)連接的該輸出電感及該輸出電容，電連接于該二次側(cè)繞組的該中間抽頭與該 第二轉(zhuǎn)換開關(guān)的第二端間，該輸出電容的兩端提供該直流輸出電壓。
[0017] 該控制電路電連接該全橋開關(guān)電路及該轉(zhuǎn)換電路，且接收該直流輸出電壓及一默 認(rèn)參考電壓，并根據(jù)該直流輸出電壓及該默認(rèn)參考電壓產(chǎn)生該第一至第四控制信號(hào)至該全 橋開關(guān)電路，及產(chǎn)生該第五及第六控制信號(hào)給各自所對(duì)應(yīng)的該第一及第二轉(zhuǎn)換開關(guān)。
[0018] 本發(fā)明所述電源轉(zhuǎn)換裝置，該控制電路包括：一脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器，接收該直流 輸出電壓及該默認(rèn)參考電壓，并據(jù)以產(chǎn)生一第一至第四脈寬調(diào)變信號(hào)，該第一至第四脈寬 調(diào)變信號(hào)相關(guān)于各自所對(duì)應(yīng)的該第一至第四控制信號(hào)；一第一運(yùn)算單元，電連接該脈寬調(diào) 變信號(hào)產(chǎn)生器以接收該第二及第三脈寬調(diào)變信號(hào)，并據(jù)以產(chǎn)生該第五控制信號(hào)；及一第二 運(yùn)算單元，電連接該脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器以接收該第一及第四脈寬調(diào)變信號(hào)，并據(jù)以產(chǎn)生 該第六控制信號(hào)。
[0019] 本發(fā)明所述電源轉(zhuǎn)換裝置，該第一運(yùn)算單元包括：一與非門，電連接該脈寬調(diào)變信 號(hào)產(chǎn)生器以接收該第二及第三脈寬調(diào)變信號(hào)，并據(jù)以產(chǎn)生一第一輸出信號(hào)；及一第一延遲 器，電連接該與非門以接收該第一輸出信號(hào)，并據(jù)以產(chǎn)生該第五控制信號(hào)。
[0020] 本發(fā)明所述電源轉(zhuǎn)換裝置，該第二運(yùn)算單元包括：一與非門，電連接該脈寬調(diào)變信 號(hào)產(chǎn)生器以接收該第一及第四脈寬調(diào)變信號(hào)，并據(jù)以產(chǎn)生一第二輸出信號(hào)；及一第二延遲 器，電連接該與非門以接收該第二輸出信號(hào)，并據(jù)以產(chǎn)生該第六控制信號(hào)。
[0021] 本發(fā)明所述電源轉(zhuǎn)換裝置，當(dāng)該第一轉(zhuǎn)換開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，于該轉(zhuǎn)換電壓等 于零前，將該第二轉(zhuǎn)換開關(guān)導(dǎo)通。
[0022] 本發(fā)明的有益的效果在于：通過該第一及二轉(zhuǎn)換開關(guān)的切換變化，可使該電源轉(zhuǎn) 換裝置具有全負(fù)載范圍的零電壓切換，致使該電源轉(zhuǎn)換裝置除了本身所包含的一個(gè)諧振電 感外，不需再額外設(shè)置諧振電感，有效降低裝置的成本，同時(shí)少了額外設(shè)置的諧振電感所造 成的功耗，可大幅提_轉(zhuǎn)換功率的變換效能。
【附圖說明】
[0023] 圖1是一電路圖，說明本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換裝置的一較佳實(shí)施例；
[0024] 圖2是一電路圖，說明該較佳實(shí)施例的一控制電路；
[0025] 圖3是一時(shí)序圖，說明該較佳實(shí)施例于流經(jīng)一負(fù)載的電流等于零時(shí)的變化；及
[0026] 圖4是一時(shí)序圖，說明該較佳實(shí)施例于流經(jīng)該負(fù)載的電流不等于零時(shí)的變化。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0028] 參閱圖1與圖2,本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換裝置的較佳實(shí)施例適用于電連接一直流電源 10以接收一由該直流電源10所提供的直流輸入電壓Vin，并據(jù)以轉(zhuǎn)換成一直流輸出電壓Vout，以供電給一負(fù)載100,且該電源轉(zhuǎn)換裝置包含一全橋開關(guān)電路1、一轉(zhuǎn)換電路2,及一 控制電路3。
[0029] 該全橋開關(guān)電路1電連接該直流電源10以接收來自該直流電源10的該直流輸入 電壓Vin，并將該直流輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成一呈方波的轉(zhuǎn)換電壓，且該全橋開關(guān)電路1包括 四個(gè)開關(guān)11~14。
[0030] 該開關(guān)11具有一電連接該直流電源10的正極以接收該直流輸入電壓Vin的第一 端、一第二端（即，圖中標(biāo)不為A點(diǎn)），及一接收一第一控制信號(hào)VI的控制端，該開關(guān)11受 該第一控制信號(hào)VI控制而在導(dǎo)通與不導(dǎo)通狀態(tài)間切換。該開關(guān)13具有一電連接該開關(guān)11 的第二端的第一端、一電連接該直流電源10的負(fù)極的第二端，及一接收一第三控制信號(hào)V3 的控制端，該開關(guān)13受該第三控制信號(hào)V3控制而在導(dǎo)通與不導(dǎo)通狀態(tài)間切換。該開關(guān)12 具有一電連接該開關(guān)11的第一端的第一端、一第二端（即，圖中標(biāo)不為B點(diǎn)），及一接收一 第二控制信號(hào)V2的控制端，該開關(guān)12受該第二控制信號(hào)V2控制而在導(dǎo)通與不導(dǎo)通狀態(tài)間 切換。該開關(guān)14具有一電連接該開關(guān)12的第二端的第一端、一電連接該開關(guān)13的第二端 的第二端，及一接收一第四控制信號(hào)V4的控制端，該開關(guān)14受該第四控制信號(hào)V4控制而 在導(dǎo)通與不導(dǎo)通狀態(tài)間切換。在此實(shí)施例中，所述開關(guān)11、12的第二端間的電壓（即，A點(diǎn) 和B點(diǎn)間的電壓）作為該轉(zhuǎn)換電壓。
[0031] 該轉(zhuǎn)換電路2電連接該全橋開關(guān)電路1以接收該轉(zhuǎn)換電壓，并將該轉(zhuǎn)換電壓轉(zhuǎn)換 成該直流輸出電壓Vout，且該轉(zhuǎn)換電路2包括一諧振電感21、一變壓器22、一第一與第二轉(zhuǎn) 換開關(guān)23、24、一輸出電感25,及一輸出電容26。
[0032] 該諧振電感21具有一電連接該全橋開關(guān)電路1的該開關(guān)11的第二端的第一端， 及一第二端。該變壓器22具有一個(gè)一次側(cè)繞組nl及一個(gè)二次側(cè)繞組n2,該一次側(cè)繞組nl 具有一電連接該諧振電感21的第二端的第一端，及一電連接該開關(guān)14的第一端的第二端， 該二次側(cè)繞組n2具有一第一端、一第二端及一位于該第一、第二端間的中間抽頭。該第一 轉(zhuǎn)換開關(guān)23具有一電連接該二次側(cè)繞組n2的第二端的第一端、一第二端，及一接收一第五 控制信號(hào)V5的控制端，該第一轉(zhuǎn)換開關(guān)23受該第五控制信號(hào)V5控制而在導(dǎo)通與不導(dǎo)通狀 態(tài)間切換。該第二轉(zhuǎn)換開關(guān)24具有一電連接該二次側(cè)繞組n2的第一端的第一端、一電連 接該第一轉(zhuǎn)換開關(guān)23的第二端的第二端，及一接收一第六控制信號(hào)V6的控制端，該第二轉(zhuǎn) 換開關(guān)24受該第六控制信號(hào)V6控制而在導(dǎo)通與不導(dǎo)通狀態(tài)間切換。串聯(lián)連接的該輸出電 感25及該輸出電容26電連接于該二次側(cè)繞組n2的該中間抽頭與該第二轉(zhuǎn)換開關(guān)24的第 二端間。在此實(shí)施例中，該一次及二次側(cè)繞組nl、n2的第一、二端分別是極性點(diǎn)端和非極性 點(diǎn)端，且該輸出電容26的兩端提供該直流輸出電壓Vout給該負(fù)載100。
[0033] 該控制電路3電連接該全橋開關(guān)電路1及該轉(zhuǎn)換電路2,且接收該直流輸出電壓 Vout及一默認(rèn)參考電壓Vref，并根據(jù)該直流輸出電壓Vout及該默認(rèn)參考電壓Vref產(chǎn)生該 第一至第四控制信號(hào)VI~V4至該全橋開關(guān)電路1，及產(chǎn)生該第五及第六控制信號(hào)V5、V6給 各自所對(duì)應(yīng)的該第一及第二轉(zhuǎn)換開關(guān)23、24。參閱圖2,該控制電路3包括一脈寬調(diào)變信號(hào) 產(chǎn)生器31、一包括一與非門321及一第一延遲器322的第一運(yùn)算單兀32、一包括一與非門 331及一第二延遲器332的第二運(yùn)算單元33,及一第三與第四延遲器34、35。
[0034] 該脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器31接收該直流輸出電壓Vout及該默認(rèn)參考電壓Vref，并 據(jù)以產(chǎn)生一第一至第四脈寬調(diào)變信號(hào)S1~S4,該第一至第四脈寬調(diào)變信號(hào)S1~S4相關(guān)于 各自所對(duì)應(yīng)的該第一至第四控制信號(hào)VI~V4。該第一運(yùn)算單元32的該與非門321電連 接該脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器31以接收該第二及第三脈寬調(diào)變信號(hào)S2、S3,并據(jù)以產(chǎn)生一第一 輸出信號(hào)Vo1，該第一延遲器322電連接該與非門321以接收該第一輸出信號(hào)Vo1，并據(jù)以 產(chǎn)生該第五控制信號(hào)V5。該第二運(yùn)算單元33的該與非門331電連接該脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生 器31以接收該第一及第四脈寬調(diào)變信號(hào)S1、S4,并據(jù)以產(chǎn)生一第二輸出信號(hào)Vo2,該第二延 遲器332電連接該與非門331以接收該第二輸出信號(hào)V〇2,并據(jù)以產(chǎn)生該第六控制信號(hào)V6。 該第三延遲器34電連