TW200903964A - DC-DC converter - Google Patents
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200903964 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種高效率、小尺寸、低成本的直流對直 流轉換器。 【先前技術】 圖1是作為說明傳統的多輸出直流對直流轉換器的基 礎電路的單輸出直流對直流轉換器的電路圖。 在曰本專利申請No. 2003-3 1965〇中公開了如圖1所 不的直流對直流轉換器,並且該直流對直流轉換器具有半 橋電路的形式。在此電路中,直流電源供應器Vin的兩端 連接至由金屬氧化物半導體場效應電晶體(m〇SFet )構 成的開關元件Q1與M0SFET構成的開關元件Q2串聯連 f的串聯t路。開關元件Q2的沒極連接至直流電源供應 :Vin的正極,並且開關元件q丨的源極連接至直流電源 供應器Vin的負極。 在開關元件Q1的汲極與源極之間,並聯連接有二極 體οι和電壓諧振電容器Crv,並且電抗器Lri、變壓器η 的初級線圈P1、以及電流譜振電容器連接成串聯電路。 電抗器W被配置為變壓器T1的初級線圈與次級線圈之 間的漏電感。在初級線_ P1上料效地連接有激發電感 作為電抗器Lp 1。在開關开| , ]關70件Q2的汲極與源極之間並聯 連接有二極體D2。 通過點(·)來標記變壓考T1认—m 一 艾魘益n的每個線圈的起始點。 二極體D3的陽極連接至轡懕哭 釔壓器T1的次級線圈S1的一端 200903964 (•側)。變㈣T!的次級線圈SI的另—端和變_τι 圈S2的-端(•側)連接至平流電容器㈤的一 知。k屋益T1的次級線圈S2的另—端連接至二極體D4 嘯。二極體m的陰極和二極體〇4的陰極連接至電容 裔col的另一端。負載R〇l連接至電容器⑶的兩端。 基於來自電容器c〇1的輸出電麼v〇,通過交替地導 通和關閉開關元件Q1和Q2,控制電路1〇執行脈衝·頻率_ 调變(PFM)控制(頻率控制)以便保持電容胃Col的輸 出電壓V 〇恒定。 接下來通過參考圖2所示的時序圖來詳細描述具有上 述配置的傳統的直流對直流轉換器的操作。 在圖2中,VQ1表示開關元件Q1的汲極與源極之間 的電C,IQ 1表不開關元件Q i的汲極電流;VQ2表示開 關元件Q2的汲極與源極之間的電壓;IQ2表示開關元件Q2 的汲極電流·’ VCri表示電流諧振電容器cri兩端之間的電 壓’ VD3表示二極體D3兩端之間的電壓;ID;3表示二極 體D3的電流;VD4表示二極體D4兩端之間的電壓;並且 表示二極體D4的電流。 值得注意的是:開關元件Qi和q2均具有其中開關元 件為斷開(off)的空檔時間;並且開關元件Q1和Q2交 替地導通(on )和斷開。 首先’在時刻to至tl的期間内,在時刻t〇將開關元 件Q2從導通切換至斷開。當開關元件Q2導通時,在變壓 器Tl的初級線圈側’電流流經Vin、Q2、Lrl、Lpl、Cri 200903964 至Vin。在變壓器τι的次級線圈側,電流流經col、R〇1 至 Co 1。 當開關元件Q2斷開時,流經變壓器τΐ的初級線圈側 的電流從開關元件Q2換向至電壓諧振電容器crv,並且因 此流經 Crv、Lrl、Lpl、Cri 至 Crv。 結果,儘管當開關元件q2導通時電壓諧振電容器Crv 的電壓幾乎等於直流電源供應器Vin的電壓,電壓諧振電 容器Crv仍被放電降至零伏特。在下文中,直流電源供應 器Vin的電壓也用參考標記vin表示。 相應地’由於電壓諧振電容器Crv的電壓等於開關元 件Q1的電壓VQ1,因此開關元件Q1的電壓vq 1會從vin 降至零伏特。此外,由於開關元件Q2的電壓VQ2表示為 (Vin—VQl),因此電壓VQ2會從零伏特升至Vin。 在時刻tl至t2的期間内,在時刻tl當電壓諧振電容 器Crv的電壓降至零伏特時,二極體d 1變為導通,並且 因此電流流經Dl、Lr 1、Lp 1 ( P1 ) 、Cri至D1。此外, 變壓器T1的次級線圈S2的電壓達到輸出電壓v〇,並且 在變壓器T1的次級線圈側,電流流經S2、D4、Co 1至S2, 與此相反,電流還流經Col、Rol至Col 〇進一步,在時 刻tl至t2的期間内當導通開關元件Q1的閘極信號時,開 關元件Q1進入零電壓開關(ZVS )操作和零電流開關 (ZCS)操作。 在時刻t2至t3的期間内,由於在時刻t2導通開關元 件 Q1,因此電流流經 Cri、Lpl ( PI ) 、Lrl、Q1 至 Cri, 200903964 並且電振電容器Cri的電麼vcri降低。此外’在變壓 Is T1的次級線圈側,電流流經S2、D4、Col至S2,反之 電流還流經Co 1、R〇 1至c〇 1。輸出電壓v〇的電壓係箝位 次級線圈S2的電壓,與此相反,通過輸出電壓v〇乘以匝 數比獲得的電壓來箝位初級線圈p1的電壓。結果,在變 壓器τ 1的初級側流過由電抗器Lr丨和電流諧振電容器Cri 所生成的諧振電流。 在時刻t3至t4的期間内,次級線圈S2的電壓下降至 输出電壓Vo之下,並且在變壓器T1的次級線圈側沒有流 過電流。在變壓器τ 1的次級線圈側,電流流經c〇 1、R〇 J 至Col。此外,在變壓器T1的初級線圈側,電流流經、 Lpl、Lrl、Q1至Cri,而在變壓器T1的初級線圈側,流 過由兩個電抗器Lrl和Lpl之和(Lrl + Lpl )以及電流諧 振電容器Cri所生成的諧振電流。 在時刻t4至t5的期間内,在時刻t4當斷開開關元件 Q1時,正在變壓器T1的初級線圈側流過的電流從開關元 件Q1換向至電壓諳振電容器Crv,並且電流流經Lpl、Lri、 Crv、Lpl。 結果,對當開關元件Q1導通時幾乎等於零伏特的電 壓諧振電容器Crv的電壓充電至Vin。由於電壓諧振電容 器Crv的電壓等於開關元件Q1的電壓VQ1,因此開關元 件Q1的電壓VQ1從零伏特增大至Vin。此外,由於開關 元件Q2的電壓VQ2等於(Vin_VQ1),因此開關元件 的電壓VQ2從Vin下降至零伏特。 200903964 在時刻t5至t6的期間内,在時刻t5當電壓諧振電容 器Crv的電壓增長至Vin時,二極體D2變為導通,並且 電流流經 Lpl ( PI ) 、Lrl、D2、Vin、Cri 至 Lpl。此外, 變壓器ΤΙ的次級線圈S1的電壓達到輸出電壓Vo,並且 在變壓器T1的次級線圈側’電流流經C ο 1、R 〇 1至Col, 與此相反,電流流經S1、D3、Co 1至S1。進一步,在從 時刻t5至時刻t6的期間内導通開關元件q2的閘極信號 時’開關元件Q2進入零電壓開關操作和零電流開關操作。 在時刻t6至ί7的期間内,由於在時刻t6導通開關元 件 Q2 ’ 電流流經 Vin、Q2、Lrl、Lpl ( Pi ) 、Cri 至 Vin, 並且電流諧振電容器Cri的電壓Vcri升高。此外,在變壓 器Τ1的次級線圈侧’電流流經§ 1、D3、Col至S1,與此 相反’電流流經Co 1、R〇 1至Col。輸出電麼v〇係箝位次 級線圈S1的電壓,與此相反’通過輸出電壓v〇乘以匝數 比而獲得的電壓係箝位初級線圈p1的電壓。結果,在變 壓器T1的初級線圈側’流過由電抗器Lr丨和電流諧振電 容器Cri所生成的諧振電流。 在時刻t7至t8的期間内,在時刻t7,次級線圈S1的 電壓下降至輸出電壓Vo之下。電流流經c〇1、R〇1至Col。 此外’在變壓器T1的初級線圈側,電流流經vin、Q2、Lrl、 Lpl、Cri至Vin ’而在變壓器τι的初級線圈側,流過由 兩個電抗器Lrl和Lpl之和(Lrl + Lpl)以及電流諧振電 谷益Cri所生成的·|皆振電流。 如上所述’通過使用具有大致為5〇%工作的脈衝信 10 200903964 : 所不的傳統的直流對直流轉換器分別控制開關元 ⑴和開關元件Q2的開關頻率。因此,傳統的直流對直 j換器改變由電抗器Lrl '電抗器Lpi以及電流諧振電 :為Cn所生成的諧振電流’從而控制輸出電壓v〇。結果, 當開關頻率增大時’輸出電壓Vo隨之減小。 進—步’如圖1所示,採用電容器輸入系統作為這個 正因如此’如果變壓器η的次級 線圏:則被配置為多輸出,則多輸出電壓源電路可輕易地配 置為藉由:在如圖3所示地變屋# Tu中提供除了現有次 級線圈su和S12之外的次級線圈su、su •並且整流和 平流在次級線圈S13和Sl4中生成的電壓。此外,由於次 級線圈S11和S12以及次級線圈S13和S14均彼此之間緊 密麵合’因此多輸出的多輸出電壓均與E數比成比例,實 現交叉調節的優良性能。 的次級線圈側的輸出電壓 匝數比成比例,因此隨著 圈匝數的增大,可以更加 如上所述,由於變壓器T1 Vo與變Μ器Ti的次級線圈側的 在變壓器T1的次級線圈侧的線 精細地設定輸出電壓。 在傳統電路的例子中,妹·p Τ 然而,由於諧振電容器Cri和 電抗Lr 1生成的譜振雷*,+ η ^ ;,L在變壓器Τ1的次級線圈側 分別流過二極體D3和!)4的Φ τ ’ 的電流ID3和ID4均呈正弦曲線 的形狀。這些正弦曲線雷、、ώ A| %尾机如同漣波電流一樣流入平流電 容器C ο 1中。結果,當屮钼 出現大輸出電流時,大漣波電流也 會流入平流電容器Col中。如1 丄 例如,如果在次級線圈侧的兩 200903964 個輸出電壓分別為輪出電容5〇瓦特的 以及24伏特乘以安培,則流人具有^乘以安培 器的漣波電流大約是流人具_ 24 特輪出的電容 波電流的5倍大。 勒的電容器的漣 此外,當每個次級線圈的匝數均拗 阻數也需要隨之增大。結果,為構:、,初級線圈的 而使用變壓器T1的初級線圈與 抗… 導致如下的問題。 深圈之間的漏電感會 電::二’备變壓益η W初級線圈的1^增大時,漏 厂堅^ ΘΤ Μ數的平㈣A。此外,傳送至變 :的-人級線圈侧的電能與Cri/Ui的平方根成比例, 亚且工作頻率與CrixLrl成比例。 干結果,如果工作頻率為恒定時,輸出電能與電流諸振 笔谷器CH的電壓VCri成比例。如果配置電壓供應電路具 有大輸出電容,則電流諧振電容器CH需要增大。如果工 作頻率為恒定,則電抗器Lrl需要隨著電流諧:電容°器C: 的增大而減小。為了減小電抗器Lrl,需要減少初級線圈 的線圈隨。如果配置電壓供應電路具有大輸出電能,則 線圈E數需要減少,因此很難準確地選擇在次級線圈側的 匝數比。 為了解決這個問題,在傳統的電路配置中,通過使用 零電壓開關(ZVS )和零電流開關(zcs)來配置高效率 且低雜訊的電壓供應器。此外,以相同方式,可配置在次 級線圈側具有多輸出電壓源的電壓供應電路。 12 200903964 然而’如果通過使用變壓器τι的初級線圈與次級線 圈之間的漏電感作為電抗器Lrl來配置在次級線圈側的具 有大的總電能的多輸出電壓供應電路,則由於流入平流電 容器Co 1的電流的形狀為正弦曲線,因此這種配置會生成 流入平流電容器Col的大漣波電流。此外,由於平流電容 器Col的ESR (等效串聯電阻),輸出電流的大輸出還會 產生熱量並且增大漣波電壓。為了解決這個問題,增大平 流電容器Col的電容,或是增大平流電容器c〇1的個數。 可疋,這些解決方法也帶來成本增大並且次級線圈的 匝數的減少使得不能準確地設定匝數比等問題。結果,仍 存在任何當前解決方案不能應對具有較小輸出電壓的多輸 出的電壓供應電路的問題。 【發明内容】 本發明的目的在於提供一種較小尺寸、較低成本、以 及較高效率的直流對直流轉換器,包括具有較低輸出電壓 之多路輸出電壓供應電路。 本發明的第一方面是一種直流對直流轉換器,包括: 第破壓器,包括初級線圈和次級線圈;第一串聯電路, =該第一串聯電路中,第一變壓器的初級線圈、第—電抗 〇Π以及電流諧振電容器彼此之間串聯連接;轉換電路, 2來將從直流電源供應器所輸出的直流電壓轉換為交流電 壓,並且輸出交流電壓至第—串聯電路;第二變壓器,至 二包括彼此相互緊密耦合的初級線圈和次級線圈;第三變 Β 至^包括彼此相互緊密耦合的初級線圈和次級線 13 200903964 圈,封閉迴路,在蜂p日, 第三變麼号的、:中,第二變壓器的初級線圈、 第一串#初、’ '線圏、以及第二電抗器構成封閉迴路; 乐—爭聯電路,. - 吩, 線圈與第三變壓J二冑電路中’第二變壓器的次級 級線圈的兩端.第Γ圏串聯連接至第一變璧器的次 二變卜’第平流電路,用來整流和平流在第 H盗的次級線圈中 流輸出;以及第… 此生成第-直 變塵器的次級線二:’平流電路,用來整流和平流在第三 輸出。的人級線圈中生成的電塵,並且因此生成第二直流 直流第直流對直流轉換器,在該直流對 次級㈣°帛—電U是由第-變壓器的初級線圈與 _人級線圈之間的漏電感構成的。 I、 第的第三方面是一種直流對直流轉換器,包括·· :^ ’包括初級線圈和次級線圈;第—串聯電路, 串聯電路中,第一 „器的初級線圈、第一電抗 用二及電流諧振電容器彼此之間串聯連接;轉換電路, #直流電源供應器所輸出的直流電壓轉換為交流電 ’。並且輸出所得到的交流電壓至第一串聯電路;第二變 ::包括至少-個緊密麵合的線圈構成的第一次級線圈 σ 個緊密輕合的線圈構成的第二次級線圈,並且在 ㈣:變壓器中’第一次級線圈與第二次級線圈彼此之間 :’第-串聯電路’在該第二串聯電路中,第二變 二的第-次級線圈和第二變壓器的第二次級線圈在第一 重盗的次級線圈兩端彼此串聯連接;第一整流/平流電 14 200903964 路’用來整流和平流在第二變壓薄 i澄盎的弟一次級線圈中生成 的電壓,並且生成第一直流輪出; M及弟一整流/平流電路, 用來整流和平流在第二變壓沾黎 ^楚益的弟二次級線圈中生成的電 壓,並且生成第二直流輸出。 本發明的弟四方面是首·^古、A 戈七 疋罝桃對直流轉換器,在該直流對 直&轉換器中,轉換電路包括:第一 ^何弟開關7L件,該第一開 關7L件的一端連接至直流電源供 界仏應盗的負極;以及第二開 關7L件,該第二開關元件的— 、 ^ %連接至弟一開關元件的另 知並且δ亥第一開關元件的另一端速垃存古、Α兩 0 力 %運接至直流電源供應 器的正極’並且在該直流對直流轉換器中,通過交替地導 通和斷開第-開關元件和第二開關元件來將從直流電源供 應益所輸出的直流電壓轉換為交流電壓,並 以與第—開關元件和第二開關元件其中之—的兩端相^ 的第一串聯電路。 本發明的第五方面是直流對直流轉換器,在該直流對 直流轉換器中’轉換電路包括:帛一開關元件,該第一開 關元件的一端連接至直流電源供應器的負極;第二開關元 件,该第二開關元件的一端連接至第一開關元件的另一 而並且該第二開關元件的另一端連接至直流電源供應器 的正極,第三開關元件,該第三開關元件的一端連接至直 肌電源供應器的負極;以及第四開關元件,該第四開關元 件的一端連接至第三開關元件的另一端,並且該第四開關 70件的另—端連接至直流電源供應器的正極,並且在該直 Μ對直流轉換器中,通過交替地導通和斷開第一開關元件 15 200903964 和第四開關元件的組以及第二開關元件和第三開關元件的 组來將從直流電源供摩努% & 、 供應15所輪出的直流電壓轉換為交流電 β並且輸出所传到的父流電壓至與第一開關元件和第二 Θ關7G件之間的連接點以及第三開關元件和第四開關元件 之間的連接點相連的第—串聯電路。 本發月的第/、方面是_種直流對直流轉換器,還包括: =制電路’在該控制電路中,基於從第—整糾流電路輸 :第直桃輸出來改變振盈頻率,從而交替地導通及斷 開第一開關元件和第二開關元件。 —本發明包括:由第二變壓器的緊密耦合的初級線圈、 弟二變壓器的緊來人 、 0的初級線圈、以及第二電抗器構成
勺封閉迴路;以及箆-志_兩A 第一串聯電路,在該第二串聯電路中, nr次級線圈和第三變壓器的次級線圈串聯連接 變壓iim線圈的兩端。因此,本發明可以獲得: 使传流過每個平土雷& 入每個平流電容呈矩形波形狀;降低流 容.並且, 減小每個平流電容器的電 、’且減 >'平流電容器的個數。 :外,與傳統的電路相t匕可以改善在第一變壓器的 姓果人二線圈中分別生成的電壓與輸出電壓之間的關係。 漏電第—變㈣的初級線圈與次級線圈之間的 4 為電流諧振電抗器。因此,當直& # s # 包括具有敕柄认, 田置流對直流轉換器 發明可提供 的多路輸出的電屢供應電路時,本 棱仏一種較小尺寸、較低成本、 流對直流轉換器.。 ♦ X及^政率的直 16 200903964 【實施方式】 述根據本發明實施例的 在下面’將參考附圖來詳細描 直流對直流轉換器。 (實施例1 ) 圖4是根據本發明實施例1的直流對直流轉換器的電 路方塊圖。如同圖丨所示的直流對直流轉換器一樣,圖* 所不的直流對直流韓拖哭> a 旦机轉換态也疋通過使用半橋電路來配置 的。 變壓器(第-變壓器)Tlb包括初級線圈?1和次級線 圈S1。另一變壓器(第二變壓器)Τ2包括輕合線圈(初 級線圈)S20以及變壓器線圈(次級線圈)s2i和s22,這 三個線圈彼此之間緊密耦合。此外,另-變壓器(第三變 壓益)T3包括耦合線圈(初級線圈)S3〇以及變壓器線圈 (次級線圈)S31和S32,這三個線圈彼此之間緊密耦合。 耦合線圈S20的線圈匝數n2〇與耦合線圈S3()的線圈 匝數n30之間的匝數比為1 : 1。變壓器線圈S21的線圈匝 數n21與變壓器線圈S31的線圈區數咖之間的阻數比為 1 · 1。變壓器線圈S22的線圈阻數n22與變壓器線圈S32 的線圈匝數n32之間的匝數比為1 : 1。變壓器線圈S21的 線圈匝數n21與變壓器線圈S22的線圈匝數n22之間的匝 •A·/ . ^ ^ 以及變壓器線圈S31的線圈匝數n31與變壓器線圈S32 ’友圈數n32之間的匝數比為m : η,其中1並且n# 1。 在第二串聯電路中’在變壓器Tib的次級線圈S21的 兩知串聯連接有彼此連接的變壓器T2的變壓器線圈S21 200903964 和S22以及變壓器T3的變壓器線圈S31和s32。變壓器仞 的耦合線圈S20、變壓器T3的耦合線圈S3〇、以及電抗器 Lc構成了封閉迴路。 在直流對直流轉換器中提供有包括變壓器Tib的初級 、:圈P1'電抗器(第一電抗器)Lrl、以及電流諧振電容 為Cn的第一串聯電路。在由m〇SFEt (金屬氧化物 體場效應電晶體)製成的開關元件Q1 (第—開關元件)的 及極與源極之間連接有第—串聯電路和電壓諧振電容器 v由MOSFET製成的另一開關元件 與開關元件Q1彼此之門㈣、表接* 幵1關疋件) …槪:此連接的開關元件 :關兀件Q1的沒極與源極之間連接有二極體⑴,另一方 在開=件Q2的沒極與源極之間連接有二極體〇2。 連接是在開關元件Q2的沒極與源極之間也可 弟串聯電路和電壓諧振電容器…。此外,在開 f兀件Q1的汲極與源極
Dl,另一方面在開關元替二極體 容可代替二極體D2。進一步,在“、極之間的寄生電 如的汲極與源極之間的丄!開關元件Qi或開關元件 crv。 ,α生電谷還可代替電壓諧振電容器 電抗器線圈之間的漏電感構成 綠圈P1。 f ’電抗器LP〗同樣連接至初級 開關元件以和Q2構成轉換電路。通過交替地導通和
IS 200903964 斷開第一開關元件Q1和第_ 弟一開關70件Q2,轉換電路將從 直流電源供應器Vin輪中沾*、A兩^ %出的直流電壓轉換為交流電壓,並 且因此通過連接至開關元杜 件Q1的源極的電流諧振電容器
Cri來提供交流電壓至如纽各 电变主初級線圈P1。值得注意的是電流諧 振電容器⑺還可連接至開關元件qi的没極。 極體D3的陽極連接至變塵器τ2的輸出變壓器線圈 S 21的一端(•側)。戀厭毋 良壓Is T2的變壓器線圈S21的另一 端和變壓器T3的變壓器飨 尖裔踝圈S31的一端(•側)均連接至 平流電容器C ο 1的一端和平汽六 卞爪電今器Co2的一端。變壓器 T3的變壓器線圈S3丨的另一 σ 另 &和變壓器Τ3的變壓器線圈 S32的一端均連接至二極體 聪D4的險極。二極體D3的陰極 和二極體D4的陰極均連接 。。 ^ 安主電谷态Col的另一端。負載 R〇l連接至電容器Col的ώ A 、 的兩立而。二極體D3、二極體D4以 及電谷Is Col構成了配置用於款、古并口了 + 於整k並且平流在變壓器線圈 S21和S31中生成的雷厭 塾(弟一電壓)的第一整流/平流電 路,並且因此生成第一直流輪出ν〇ι。 一極體D5的陽極連接至織阿、$ π。 '支I器Τ2的輸出變塵器線圈 S22的一端(•側)。轡壓 免聖盗Τ2的變壓器線圈S22的另一 端連接至二極體D3的陽極。 變麼器Τ3的變壓5|繞園 更座益綠圈S32的另一端連接至二極體
D6的陽極。二極體的除故* L 的陰極和二極體D6的陰極均連接 :電容器C〇2的另一端。負載R〇2連接至電容器C〇2的兩 知。一極體D5、二極體D6以及電容器c〇2構成了配置用 於整流並且平流在變M器線圈⑵和奶中生成的電塵(第 19 200903964 二電壓)的第二整流/平流電路’並且因此生成第二直流輸 出 V 〇 2。 基於來自電容器Col的輸出電壓v〇 1,通過交替地導 通和斷開開關元件Q1和Q2,控制電路10執行來自電容 器Col的輸出電壓V0l的脈衝頻率調變(pFM)控制(頻 率控制),使得電容器col的輪出電壓vol可以保持在恒 定值。 (實施例1的特點說明) ±接下來,將說明根據實施例1的直流對直流轉換器的 特點。與在圖3所示的傳統的直流對直流轉換器的電路中 的又壓益τι不同,在根據實施例i的直流對直流轉換器 的電路中的作為絕緣變壓器的變壓g Tlb &括通過使用單 一次級線圈電路之配置的次級線圈S1。 在傳統的直流對直流轉換器的電路的例子中,如圖2 所不田¥通開關凡件Q2時在次級線圈s丨丨中流過電流, 與此相反,當斷開開關元件Q2時在次級線圈S12中流過 與此相對比,在實施例i的例子中,如圖5所示,在 變壓器Tlb的次級線圈S1中流過交流電流iNs。結果,根 =實施例1的次級線圈S1的平均電流密度等於傳統的直 机對直流轉換器的平均電流密度的—半。 進步’在傳統的電路中,分別在二極體D3和D4中 :流過正弦曲線形狀的電流。與此相對比,在實施例】中, 分別在二極體D3至D6中均流過矩形波的電流。結果,傳 20 200903964 、-先例子的電机的有效值與根據實施例丨的電流的有效值之 間的比值為ι/Vi ’因此可大幅度地降低損耗。 此外,例如在圖5所示的時刻t7至t8期間内,如果 耦合線圈S20的線圈匝數與變壓器線圈S2l和s22的總線 圈®數的比值為n20 : ( n2l + n22 ) = 1 : 1,則開關元件 Q2處於導通(0N )狀態,與此相反,開關元件Q1處於斷 開(〇FF )狀態。在這種狀態下,將描述在次級線圈S1中 流過的電流INs與在二極體〇3中流過的電流ID3之間的 關係以及在次級線圈S 1中生成的電壓VNs與輸出電壓v〇2 之間的關係。在時刻t7至t8期間内,在次級線圈s 1的起 始點(•側)處生成正電壓VNs。 此時,在變壓器Tib的次級線圈側,電流流經^卜D5、 Co2、S31、S32至S1。結果,變壓器線圈S31的兩端之間 的電壓與變壓器線圈S32的兩端之間的電壓之和的總電壓 VT3可以表達為 VT3 = VNs- V〇2 通過使耦合線圈S20和S30彼此連接並且在這兩個輕 合線圈之間插入電抗器Lc,使得變壓器T2與變器了3彼 此連接。正因如此,在變壓器T3的變壓器線圈S3 1和S32 中流過的電流通過變麼器T 3的輕合線圈s 3 0而流入變壓 器T2的耦合線圈S20,並且隨後流入變壓器T2的變遷器 線圈S 2 1和S 2 2。結果’電流流經S 3 0、S 2 0、L c至S 3 〇 21 200903964 與此相反’另一電流流經S2l、S22、D5、Co2至S21。正 因如此,在二極體D5中流過是在次級線圈s丨中流過電流 的兩倍的電流。 此外’在變壓器T2的變壓器線圈S21和S22中生成 的電壓VT2等於輸出電壓v〇2。結果,施加至電抗器Lc 上的電壓VLc可以表達為 VLc-VT3-VT2= (VNs-V〇2) - Vo2= VNs-2.V〇2 因此,在-人級線圈S1 (線圈匝數:Ns)中生成的電壓 與輸出電壓V〇2之間的關係可以表達為 VNs = 2· V〇2 + VLc 正因如此,在次級線圈S1中生成的電壓比次級線圈 側的輸出電壓V〇2的兩倍還要大。因此,與傳統的例子相 比人級線圈S 1 II由獲得是傳統線圈阻數兩倍還要多的 線圈匝數而可生成一低電壓輸出。 :時刻t2至t3的期間内,在時刻。至14的期間内 二二6至:的期間内,以及在時刻17至“的期間内 & 電抗器Lc上的電壓可以表達為 VLc = VNs — 2·ν〇2 备文到電抗值的限制時在電抗 』叮你电机态U中流過電流ILc ^ 此外,分別在二極體D3至D6中产讯沾带、6 一 土 T机過的電流均受到電抗导 22 200903964
Lc的限制
沒有尖峰的近似矩形波。 呈如圖5所示的 這樣大大地降低了流入兩個平流電容
節都表現出非常好的性能。 接下來,參考圖5所示的時序圖,來描述如何操作根 據實施例1配置的直流對直流轉換器。 在時刻to至tl期間内,在時刻t0將開關元件Q2從 導通變為斷開。當開關元件Q2導通時,在變壓器Tib的 初級線圈側,電流流經Vin、Q2、Lrl、Lpl、Cri至Vin。 在變壓器T1 b的次級線圈側’電流流經Co 1、R〇 1至Co 1, 並且另一電流流經Co2、Ro2至Co2。 此外,另有一電流流經S 1、D5、Co2、S3 1、S32至S 1。 在變壓器T3的變壓器線圈S31和S32中流過的電流量等 於在經過S30、S20、Lc至S30的路徑上之耦合線圈S30 中流過的電流量。結果’流過受限於電抗器Lc的電流ILc。 通過電流流經S30、S20、Lc至S30而在變壓器T2的 變壓器線圈S21和S22中又還流過另一電流。特別地’電 23 200903964 流流經 S21、S22、D5、Co2 至 S21。 進一步,施加至變壓器線圈S21和S22上的電壓γη 在變壓器T2的變壓器線圈S21中生成的電壓可以表達為 ΥΤ2·η21/ ( n22+ n21 ) 這引起電流流經S21、D3、Col至S21。 當開關元件Q2斷開時’在變壓器τ 1的初級線圈側流 過的電流從開關元件Q2換向至電壓譜振電容器Crv。結 果’電流流經 Crv、Lrl、Lpl、Cri 至 Crv。 結果,對當開關元件Q2導通時幾乎與直流電源供應 益Vin相等的電壓諧振電容器Crv的電壓放電至零伏特。 在下文中’元件符號Vin還表示直流電源供應器的電壓。 由於電壓諧振電容器Crv的電壓等於開關元件qi的 電壓VQ1,開關元件qi的電壓vqi相應地從vin降至零 伏特。此外,由於通過(Vin_ VQ1 )來表達開關元件 的電麼VQ2,因此電壓VQ2從零伏特升至vin。 在時刻tl至t2的期間内,在時刻tl,當電壓諧振電 奋益Crv的電壓降至零伏特時,二極體di變為導通,並 且因此電流流經D1、Lrl、Lpl、Cri至D1。進一步,在時 x u至t2的期間内,一個電流處於從s卜、Co2、S31、 〇 ^ ^ 至S1的路徑換向到SI、D6、Co2、S21、S22至S1的 亡的換向過程中,另外,另一電流處於從S21、S22、d5、 至S21的路徑換向到S31、§32、〇6、c〇2至S31的路 24 200903964 徑的換向過程中。換句話說,在時刻tl至t2的期間内, 流過二極體的電流ID5處於被流過二極體D6的電流ID6 所替代的過程中。結果’由於流出二極體D5的電流ID5 和流出二極體D6的電流ID6均流入次級線圈s 1,因此在 次級線圈S 1的兩端之間的電壓變為等於零伏特。 在時刻t2,流過二極體D5的電流ID5被流過二極體 D6的電流ID6完全替代。此外,流經S2 1、D3、Co 1至S21 的電流ID3同樣被流過二極體D4的電流所替代。 在時刻t2至t3的期間内,在變壓器τ 1 b的初級線圈 側,電流流經Lrl、Lpl、Cri、D1至Lrl。在變壓器Tib 的次級線圈側,一個電流流經_ S1、D6、Co2、S21、S22至 S1,另外,另一電流流經S31、S32、D6、Co2至S31。 此外,流過變壓器T2的變壓器線圈S21和S22的電 流與在S20、Lc、S30至S20的路徑上的耦合線圈S20中 流過的電流一樣大。結果,受限於電抗器LC的電流iLc流 過變壓器線圈S21和S22。 進一步’與流經S20、Lc、S30至S20的電流一樣大 的電流還流過變壓器T3的變壓器線圈S3丨和s32。正因如 此,與在S20、Lc、S30至S20的路徑上流過的電流一樣 大的另一電流則流經S31、S32、D6、Co2至S3 1。此外, 施加至變壓器T3的變壓器線圈S31和S32上的電壓VT3 在變壓器T3的變壓器線圈S31上生成的電壓可以表達為 ΥΤ3·η31/ ( n32+ n31 ) 25 200903964 i|_引起電流流經S3 1、D4、Col至S31。 此外,在時刻t0至t2的期間内,當導通開關元件Q j 的閘極彳s 5虎時,開關元件Q 1進入零電壓開關(zvs )操 作和零電流開關(ZCS )操作。 在時刻t3至t4的期間内,由於導通開關元件Q丨,在 變壓器Tib的初級線圈側,電流流經、[η、qi 至Cri。在、憂壓器Tib的次級線圈側,在時刻t3至t4的期 間内電流流動方式與在時刻t2至t3的期間内的電流流動 ί 方式相同。 在時刻t4至t5的期間内,當斷開開關元件Q1時,在 變壓器Tib的初級線圈側流過的電流從開關元件Q1換向 至電壓5皆振電谷态Crv,並且電流流經Lrί、Crv、Cri、Lp 1 至 Lrl。 結果,當導通開關元件Q i時,電壓幾乎等於零伏特 的電壓谐振電谷器Crv充電至vin。由於電壓譜振電容器 Crv的電壓等於開關元件Q1的電壓VQ1,因此開關元件屮 、 的電壓VQ1從零伏特升至Vin。此外,由於開關元件如 的电壓VQ2可以表達為yin — VQ1,因此開關元件Q2的 電壓VQ2從Vin降至零伏特。 在%刻t5至t6的期間内,在時刻t5,當電壓譜振電 容器Crv的電壓升至Vin時,二極體d2變為導通,並且 因此電流流經Lrl、D2、Vin、Cri、Lpl至Lrl。此外,在 同—期間内,一個電流處於從Si、D6、Co2、S21 ' S22至 S1的路徑換向到S1、D5、c〇2、S31、S32至S1的路徑的 26 200903964 換向過程中,另外,另一電流處於從S31、S32、D6、Co2 至S31的路徑換向到S21、S22、D5、Co2至S21的路徑 的換向過程中。換句話說,流過二極體D6的電流ID6處 於被流過二極體D5的電流ID5所替代的過程中。 由於二極體D6的電流ID6和二極體D5的電流ID5均 流入次級線圈S 1,因此在次級線圈S1的兩端之間的電壓 變為等於零伏特。在時刻t6,流過二極體D6的電流ID6 被流過二極體D5的電流ID5完全替代。此外,流經S3 1、 D4、Col至S31的電流ID4同樣被流過二極體D3的電流 所替代。 在時刻t6至t7的期間内,在變壓器τ 1 b的初級線圈 側’電流流經 Lrl、D2 ( Q2) 、Vin、Cri、Lp 1 至 Lr 1。在 ft:壓器Τ1 b的次級線圈側,一個電流流經s 1、D5、Co2、 S31、S32 至 SI,另外,另一電流流經 S21、S22、D5、Co2 至 S21。 此外,流過變壓器T3的變壓器線圈S31和S32的電 流與在經過S30、S20、Lc至S30的路徑上的耦合線圈S30 中流過的電流一樣大。結果,受限於電抗器的電流ILc 流過變壓器線圈S3 1和S32。 進一步,與流經S30、S20、至S3〇的電流一樣大 的電流還流過變壓器T2的變壓器線圈S21和S22。正因如 此,與在S3〇、S20、至S30的路徑上流過的電流一樣 大的另一電流則流經S21、S22、D5、Co2至S21。此外, 施加至變壓态T2的變壓器線圈S21和S22上的電壓VT2 27 200903964 在變壓器T2的變壓器線圈S21上生成的電壓可以表達為 ΥΤ2·η21/ ( n22+ n21 ) 這引起電流流經S21、D3、Co 1至S21。 此外,在時刻t5至t7的期間内,當導通開關元件Q2 的閘極信號時,開關元件Q2進入零電壓開關(zvs )操 作和零電流開關(ZCS )操作。 在時刻t7至t8的期間内,由於導通開關元件q2,在 變壓器Tib的初級線圈側,電流流經vin、Q2、Lrl、Lpl、 Cri至vin。在變壓器Tib的次級線圈側,在時刻t7至t8 的期間内電流流動方式與在時刻t6至t7的期間内的電流 流動方式相同。 (實施例2) 圖6A至圖6C是分別顯示在根據本發明實施例2的直 流對直流轉換器中的變壓器的線圈結構的示意圖。在實施 例2的例子中’直流對直流轉換器可被配置為一變壓器, 其係藉由積體化圖4所示的第二變壓器T2、第三變壓器 Τ3以及電抗器Lc所獲得並且具有圖6Α至圖6C中的任 何一種的變壓器。在下面將描述通過積體化而獲得的變壓 器。 圖6 A所示的變壓器包括具有兩個側柱3 〇a和3 Ob以 及中'^柱30c並且呈現象鏡像E-形(mirror E-shape )的鐵 心30。環繞中心柱30c而纏繞緊密耦合的變壓器線圈S21 28 200903964 和S22以;β財_ +上 及^松耦合的變壓器線圈S31和S32,並且使緊 =的變麼器線目叫S22與緊密搞合麵器線圈 32相隔預定的間距。因而,實現變壓器線圈S2 1 2與變壓器線圈S3 1 * S32的鬆散耦合。 所示的變壓器包括具有側柱3〗a和3 1 b並且呈 塊形狀的鐵心31。環繞柱31b來纏繞緊密 線圈⑵^22,另外環繞柱31a來纏繞緊密輔合壓 器線圈-和-。變壓器線圈S2"口⑶與變壓器^ S31和S32鬆散耦合。 圖6C所示的變壓器包括具有兩個側柱32&和3几以 及中心柱32c並且呈現象鏡像E-形的鐵心32。環繞柱3几 來纏繞緊密耦合的變壓器線圈S21和S22,另外環:柱仏 來纏繞緊密耦合的變壓器線S31和S32。因而,變壓器 線圈S21和S22與變壓器線圈S31和S32鬆散耦合。在中 心柱32c中形成有間隔32d。 圖7A至圖7C分別是在根據本發明實施例2的直流對 直流轉換器中的變壓器的電路圖以及顯示轉換器的等效電 路圖的示意圖。圖7A是變壓器T4的電路圖,並且圖7B 是顯示變壓器T4的等效電路圖的示意圖。通過將變壓器 線圈S21和S22與變壓器線圈S31和S32鬆散耦合來形成 變壓器T4。在圖7A至圖7C中所示的縮寫參考符號…^ 表示變壓器線圈S21和S22與變壓器線圈S31和S32的养 散轉合。 為了使得緊密耦合的變壓器線圈S21和S22與緊密耗 29 200903964 合的變壓器線圈S31和S32為鬆散耦合,環繞變壓器Τ4 來纏繞緊密轉合的變壓器線圈S2 1和S22以及緊密耦合的 變壓器線圈S31和S32。正因如此,LSI表示搞合線圈S20 與變壓器線圈S21和S22之間的漏電感,另外lS2表示耦 合線圈S30與變壓器線圈S3 1和S32之間的漏電感。此外, LM表示通過組合兩個漏電感而獲得的電感。總之,電感 LM的值分別大於電感LS丨和LS2的值。相應地,變壓器 T4的等效電路圖如圖7C所示。 結果,圖7C所示的變壓器T4的等效電路與圖4所示 的變壓器T2和變壓器T3的組合相同。換句話說,通過使 用積體化變壓器T2、變壓器T3以及電抗器Lc而獲得的變 壓器T4可形成圖4所示的變壓器T2、變壓器T3以及電 抗益L c。這可以大大地減少部件的個數。 圖8是通過使用具有圖6所示配置的變壓器T4的根 據實施例2的直流對直流轉換器的電路圖。值得注意的是·· 按照、操作參考圖4和圖5所描述的根據實施例1的直流對 直流轉換器的相同方式來操作根據實施例2的直流對直流 轉換器;並且根據實施例2的直流對直流轉換器係出現與 根據貫施例1的直流對直流轉換器相同的效果。 (實施例3 ) 圖9是根據本發明實施例3的直流對直流轉換器的電 路圖。圖9所示的直流對直流轉換器的特點在於通過使用 全橋電路來配置直流對直流轉換器。特別地,根據實施例 的直⑽對直流轉換器具有除了包括在圖4所示半橋電路中 30 200903964 的開關元件Q 1和Q2之外的開關元件q3和q4。直流電源 供應器Vin的兩端串聯連接至在電路中的開關元件和 開關元件Q4。 電壓譜振電容器CrV的一端連接至開關元件Q 1與開 關元件Q2之間的連接點,另外電壓諧振電容器Crv的另 %連接至開關元件Q3與開關元件Q4之間的連接點。 控制電路1 〇a交替地導通和斷開一組開關元件q 1和 開關元件Q4以及一組開關元件Q2和開關元件Q3,並且 因此將來自直流電源供應器Vin的直流電壓轉換為交流電 壓’從而輸出交流電壓至電壓諧振電容器Crv。 根據實施例3的具有全橋配置的直流對直流轉換器係 出現與根據實施例1的直流對直流轉換器相同的效果。 值得注意的是本發明並非局限於前述的實施例。圖9 所示的實施例3描述了其中通過使用變壓器T2和變壓器T3 而配置的全橋電路的直流對直流轉換器。例如,即使使用 全橋電路來代替圖8所示之根據實施例2使用通過積體化 變壓器T2和變壓器T3而得到的變壓器T4的直流對直流 轉換器’直流對直流轉換器仍可出現與根據實施例3的直 流對直流轉換器相同的效果。 本發明可應用於直流對直流轉換器類型的電壓供應電 路和AC-DC轉換器類型的電壓供應電路。 【圖式簡單說明】 圖1是傳統單輸出直流對直流轉換器的電路方塊圖。 圖2是顯示信號在圖1所示傳統單輸出直流對直流轉 31 200903964 換器之各:部件中的時序曲線圖表。 圖4是輸出直流對直流轉換器的電路方塊圖。 路方塊圖。\ 發明實施例1之直流對直流轉換器的電 ,5是顯示信號在根據本發明實施例1的直流對 jftlT λ ·”《ajv7X 'ITJ β 轉換^之各個部件中的時序曲線圖表\ 、* 4K1 I至圖6C是分別顯示在根據本發明實施例2的直 机對直流轉換器中—變 丈! ^之線圈結構的示意圖。 ^ Α至圖7C分別是根據本發明實施例2的直流對直 轉換器巾冑壓器t電路圖和顯示該轉才奐器之等效電路 的示意圖。 圖8疋根據本發明實施例2之直流對直流轉換器的 電路方塊圖。 圖9是根據本發明實施例3之直流對直流轉換器的電 路方塊圖。 【主要元件符號說明】 10,10a :控制電路 3〇,31,32 :鐵心 30a,30b,31a,31b,31a,31b:側柱 3〇c,31c,32c :中心柱 32d :間隔 C ο 1,C 〇 2 :平流電容器 Cri :電流諧振電容器 Crv :電壓諧振電容器 32 200903964 D1,D2,D3,D4,D5,D6:二極體 IQl,IQ2,ID3,ID4,Ilc :電流
Lrl,Lpl,Lc:電抗器 LM :電感 LS1,LS2 :漏電感 P1 :初級線圈 Q1,Q2,Q3,Q4 :開關元件
Rol,Ro2 :負載 S1,S2,S11,S12 :次級線圈 S 2 0, S 3 0 :耦合線圈(初級線圈) S21,S22,S31,S32 :變壓器線圈(次級線圈)
Tl,Tla,Tlb,T2,T3,T4:變壓器
Vcri,VQl,VQ2,VD3,VD4,VT2,VT3,VLc,:電壓
Vin :直流電源供應器
Vo,Vol,Vo2,:輸出電壓 33
Claims (1)
- 200903964 十、申請專利範圍: 1 · 一種直流對直流轉換器,包括: 1 —變壓器’包括-初級線圈和—次級線圈. 一第—串聯電路,在該第一串聯電路中,哕, 嶋級線圈、-第-電抗器、以及-電流错:電, 此之間係串聯連接; 电令益彼 、轉換電路’配置為將從一直流電源供應器所 ♦二對直流電壓轉換為一交流電壓,並且以輸出: 電壓至該第一串聯電路; 、父流 第—變壓器’至少包括彼此相互緊密耦合的 線圈和一次級線圈; 初級 第一隻壓益,至少包括彼此相互緊密耦合的— 線圈和一次級線圈; 、 ,該第二變壓 以及一第二電 封閉迴路電路,在該封閉迴路電路中 器的初級線圈、該第三變壓器的初級線圈、 抗器係構成一封閉迴路; . …-第二争聯電路’在該第二串聯電路中,該第二變壓 :的-人級線圈與該第三變壓器的次級線圈係串聯連接至該 第一變壓器之次級線圈的兩端; 一第一整流/平 變壓器的次級線圈 輸出;以及 流電路,配置為整流和平流一在該第二 中所生成的電壓,並且生成一第一直流 一第二整流/平流電路 變壓器的次級線圈中所生 ’配置為整流和平流一在該第三 成的電壓’並且生成一第二直流 34 200903964 輸出。 2_如申請專利範圍第丨 其中該第-電抗器是由該第一:迷的直流對直流轉換器, r,, 良壓器的初級線圈與次級線 圈之間的一漏電感形成的。 3 .如申請專利範圍第 員所述的直流對直流轉換器, 其中該轉換電路包括: 關元件的一端連接至該直 一第一開關元件,該第—開 川L黾源供應器的一負極;以及 m件’㈣二開關元件的-端連接至該第 -開關元件的另一端,並且該第二開關元件的另一端連接 至s亥直流電源供應器的一正極,並且 其中藉由交替地導通和斷開該第一開關元件和該第二 1關元件,來將自該直流電源供應器所輸出的直流對直流 電壓轉換為該交流電壓,並且輸出該交流電壓至與該第一 開關元件和该第二開關元件中任一個的兩端相連接的第一 串聯電路。 4 ·如申請專利範圍第1項所述的直流對直流轉換器, 其中該轉換電路包括: —第—開關元件,該第一開關元件的一端連接至該直 流電源供應器的一負極; 第二開關元件’該第二開關元件的一端連接至該第 ,關元件的另一端’並且該弟二開關元件的另一端連接 至°亥直流電源供應器的一正極; 第二開關元件,該第三開關元件的一端連接至該直 35 200903964 流電源供應器的負極;以及 :Μ 70件’该第四開關元件的一端連接至該第 二開關兀件的另_ t 5 ^ ,並且该第四開關元件的另一端連接 至该直流電源供應器的正極,並且 第四;d父替地導通和斷開一組該第-開關元件和該 nr::以及―組該第二開關元件和該第三開關元 μ直流電源供應器所輸出的直流對直流電壓轉 換為父流電壓,祐Β &, & ^ 和今第H 交流電壓至與該第—開關元件 矛該弟一開關兀件之一 該第四開關元件之門的二以及㈣三開關元件和 曰1的一連接點相連接的第一事聯電路。 择如申請專利範圍第i項所述的直流對直 還包括一控制電路,扁兮 ^ ^ 亚、、* φ々 控制電路令,基於從該第一整汽/ 平 '抓電路所輸出的第一直流 ^ 輸出來改變一振逢頻率,* n 從而交替地導通及斷開該第— 並且 件。 ‘ 開關兀件和該第二開關元 6· 一種直流對直流轉換器,包括: 一第一變壓器,白杯 一 # 包括一初級線圈和-次級線圈; 。。’弟串^電路’在該第一串聯電路中,該第-蠻壓 益的初級線圈、一第一雷p 〇。 變整 L 第電抗益、以及—電流諧振電容 此之間串聯連接; ^益夜 一轉換電路,配置為將% ”、,攸一直流電源供應器所 —直^對直流電壓轉換為一交 出的 人机電壓,並且以用於蚣山β 交流電壓至該第一串聯電路; 輸出5亥 一第二變壓器,包括由 夕一個緊密耦合的線圈所構 36 200903964 成的一第—次級線圈和由至少一個緊密耦合的線圈所構成 的一第二次級線圈,並且在該第二變壓器中,該第一次級 線圈與該第二次級線圈彼此之間鬆散耦合; 一第二串聯電路,在該第二串聯電路中,該第二變覆 器的第~次級線圈和該第二變壓器的第二次級線圈串聯連 接至S亥第—變壓器之次級線圈的兩端; 一第一整流/平流電路,配置為整流和平流在該第二變 遂器的第—次級線圈中所生成的一電壓,並且生成—第— f 直流輸出;以及 一第二整流/平流電路,配置為整流和平流在該第二變 壓器的第二次級線圈中所生成的一電壓,並且生成—第二 直流輸出。 7·如申請專利範圍第6項所述的直流對直流轉換器, 其中該第一電抗器是由該第一變壓器的初級線圈與次級線 圈之間的一漏電感形成的。 8.如申請專利範圍第6項所述的直流對直流轉換器, ( 其中該轉換電路包括: 一第一開關元件,該第一開關元件的一端連接至該直 流電源供應器的一負極;以及 -第二開關元件’該第二開關元件的一端連接至該第 一開關元件的另-端,並且該第二開關元件的另一端連接 至該直流電源供應器的一正極,並且 其中藉由交替地導通和斷開該第一開關元件和該第二 開關元件’來將自該直流電源供應器所輸出的直流對直流 37 200903964 電壓轉換為該交流電壓,並且輸出該交流電壓至與节第― 開關元件和該第二開關元件中任一個的兩端相連接的X: 串聯電路。 9.如申請專利範圍第6項所述的直流對直流轉換器, 其中,轉換電路包括: -第-開關元件’該第一開關元件的一端連接 流電源供應器的一負極; H關元件’該第二開關元件的—端連接至該第 -開關元件的另一端’並且該第二開關元件的另一端連接 至该直流電源供應器的一正極; -第三開關元件’該第三開關元件的一端連接至該直 流電源供應器的負極;以及 -第四開關元件,該第四開關元件的一端連接至該第 二開關70件的另一端,並且該第四開關元件的另-端連接 至5亥直流電源供應器的正極,並且 "其中藉由交替地導通和斷開—組該第一開關元件和該 弟四開關元件以及一组該第一 .+ 、 x弟一開關几件和該第三開關元 件’來將從該直流電源供岸 说屯 愿益所輸出的直流對直流電壓轉 換為該交流電壓,並且輪屮 A 輸出"亥父〜電壓至與該第一開關元 件和該第二開關元侔 M 知气货 曰1的一連接點以及該第三開關元件 :㈣四開關元件之間的一連接點相連接的第一串聯電 器,f : °月專利乾圍冑6帛所述的直&對直流轉換 σ "—控制電路,在該控制電路中,基於從該第- 38 200903964 整流/平流電路所輸出的第一直流輸出來改變一振盪頻率, 並且從而交替地導通及斷開該第一開關元件和該第二開關 元件。 十一、圖式: 如次頁 39
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Cited By (1)
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