TW200929814A - DC transformer - Google Patents

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200929814 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種高效率、小型且低成本之直流轉換 裝置。 、 【先前技術】 圖1表示習知之直流轉換裝置的電路構成圖（專利文獻 1)。該習知之直流轉換裝置係以半橋式電路構成，由 ❹MOSFET構成之切換元件Q1與Q2之串聯電路連接於直流 電源Vin兩端。又，切換元件Q2之汲極連接於直流電源 ·♦ Vin之正極，切換元件Q1之源極連接於直流電源vin之負 極0 於切換元件Q1之汲極-源極間，二極體D1及電壓共振 電容器Crv並聯，且連接有電抗器Lrl、變壓器τι之—次 繞組P1、與電流共振電容器Cri之串聯電路。電抗器Lri 係由變壓器T1之一次二次間之洩漏電感構成。於一次繞組 P1’連接有與激磁電感等效之電抗器Lp。於切換元件q2 之没極-源極間，並聯有二極體D2。 變壓器T1之繞組的繞線頭，以點（鲁）表示。變壓器τi 之二次繞組S 1的一端（φ侧），連接二極體D3之正極。變壓 器T1之二次繞組si的另一端與變壓器τΐ之二次繞組S2 的一端（_侧），係連接於平滑用之電容器Co的一端。變壓 器T1之二次繞組82的另一端係連接於二極體〇4之正極。 二極體D3之負極與二極體D4之負極係連接於電容器Co 200929814 之另-端。又，負載R〇連接於電容器c〇的兩端。 圓控制電路10，係根據來自電容器^之輸出_ V。使切換元件Q1與切換元件以交互導通/斷開。藉此， 切換元件…與⑴之負栽被固定，而切換元件…與的之 頻二為可變。藉此，進行舰控制（頻率控制）使電容器Co 之輸出電壓Vo為一定。 〇 …其次，參照圖2所示之㈣負載時之各部訊號的時序 圖說明以此方式構成之習知直流轉換裝置的動作。 於圖2 ’ VQ1係切換元件Q1之汲極-源極間電壓，IQ1 係切換元件Q1之汲極電流，VQ2係切換元件Q2之汲極_ 源極間電壓，IQ2係切換元# 夕、、R + 一 V打刀秧70件Q2之汲極電流，VCri係電流 共振電容器Cri之兩端電壓’彻係二極體〇3之兩端電壓， m3係二極體D3之電流’VD4係二極體叫之兩端電壓， ID4係二極體D4之電流。 此外’切換元件QU Q2兩者具有@日夺為斷開狀態之 無感時間（dead time)，且設切換元件Q1與Q2會交互導通/ 斷開。 首先，在時刻tO〜時刻tl期間，於時刻t〇，切換元件 Q2從導通切換為斷開。在切換元件Q2為導通的狀態，於 變壓器T1之一次繞組，電流在Lri—&卜

Vin路徑流動。又，於變壓器T1之二次繞組，電流在c〇— Ro— Co路徑流動。 切換元件Q2為斷開時，流動於變壓器τ 1之一次繞組 的電流係從切換元件Q2轉流至電壓共振電容器Crv，流動 200929814 於 Crv—Lrl—Lp—Cri-^Crv 路徑。 因此，電壓共振電容器Crv，係在切換元件Q2為導通 之狀態下大致為直流電源Vin電壓，因q2斷開而被放電至 0V(以下，直流電源Vin之電壓亦以Vin表示）。 因此，由於電壓共振電容器Crv之電壓與切換元件… 之電壓VQ1相等，因此，切換元件Q1之電壓VQi自 減少至ον。又，由於切換元件Q2之電壓VQ2為（乂卜々…）， 因此自0V上升至Vin。 在時刻11〜時刻t2期間，於時刻t丨，電壓共振電容器 Crv之電壓減少至〇v。如此，二極體D1導通，電流在 Dl—Lrl—Lp(Pl)—Cri—D1路徑流動。又，變壓器T1之二 次繞組S2之電壓達到輸出電壓v〇。如此，變壓器τι之二 次侧流動Co— R〇— Co路徑的電流與S2— D4— c〇— S2路徑 的電流。又，於時刻tl〜時刻t2期間，切換元件Q1之閘 極訊號被導通。藉此，切換元件Q !成為零電壓切換（zvs) 及零電流切換（ZCS)動作。 在時刻t2〜時刻t3期間，於時刻t2 ,切換元件Q1導 通。因此，電流在Cri—Lp(Pl)—Lrl—Ql—Cri路徑流動。 藉此’電流共振電容器Cri之電壓VCri持續減少。又，於 變壓器τι之二次側流動S2—D4—c〇—S2路徑之電流與 Co— Ro— Co路徑之電流。二次繞組S2之電壓以輸出電壓 Vo的電壓柑制’一次繞組p 1之電壓以輸出電壓v〇之匝數 比的電壓箝制。因此，於變壓器T1之一次侧’流動電抗器 Lrl與電流共振電容器cri之共振電流。 7 200929814 在時刻t3〜時刻t4期間，於時刻t3，二次繞組S2之 電壓在輸出電壓Vo以下，變壓器T1之二次侧的電流消失。 因此，於變壓器T1之二次側，電流在Co— Ro— Co路徑流 動。又，於變壓器T1之一次側，電流在Cri—Lp—Lrl—Ql — Cri路徑流動。亦即，於變壓器T1之一次侧，流動著2個 電抗器Lrl，Lp之和（Lrl+Lp)與電流共振電容器Cri的共振 電流。 在時刻t4〜時刻t5期間，於時刻t4，切換元件Q1斷 ® 開。如此，流動於變壓器T1之一次側的電流，係自切換元 件Q1轉流至電壓共振電容器Crv，流動於Lp~>Lrl—Crv— Cri— Lp 路徑。 因此，電壓共振電容器Crv雖在切換元件ςμ導通 ❹ 態下為大致0 V ’但因切換元件q 1斷開而充電至Vin。由於 電壓共振電容器Crv之電壓與切換元件qi之電壓vqi相 等，因此VQ1亦從〇V上升至Vin。又，由於切換元件q2 之電壓VQ2為（Vin-VQl)，因此，自vin減少為0V。 在時刻t5〜時刻t6期間，於時刻t5，電壓共振電容器 Crv之電壓上升至Vin〇如此，二極體D2導通，電流在 Lp(Pl)—Lrl—D2—Vin—Cri—Lp(Pl)路徑流動。又，變壓器 τι之二次繞組S1之電壓達到輸出電壓v〇。因此，於變壓 器T1之二次側，流動c〇—R〇 c〇路徑之電流與— ChSi 空之電流。又，於時刻t5〜時刻t6期間，切換元 件Q2之閘極訊號被㈣。藉此，切換元件如成為零電壓 切換及零電流切換動作。 8 200929814 在時刻t6〜時刻t7期間，於時刻t6，切換元件導 通。因此，電流在Vin— Q2— Lrl~*Lp(Pi)— Cr卜Vin路徑流 動。藉此，電流共振電容器Cri之電壓VCri持續上升。又， 於變厘器Τ1之二次側’流動s 1 — D3— Co— S 1路徑之電流 與Co—R〇—Co路徑之電流。二次繞組S1之電壓以輪出電 壓Vo的電壓箝制，一次繞組P1之電壓以輸出電壓v〇之匝 數比的電壓箝制。因此，於變壓器T1之一次側流動電抗器 Lrl與電流共振電容器cri之共振電流。 在時刻t7〜時刻t8期間，於時刻t7，二次繞組si之 電壓成為輸出電壓Vo以下。因此，於變壓器T1之二次側， 電流在Co— R〇— Co路徑流動。又，於變壓器T1之一次側， 電流在Vin— Q2— Lr卜Lp~> Cri— Vin路徑流動。亦即，於 變壓器τι之一次侧，流動2個電抗器Lrl，Lp之和（Lri+Lp) 與電流共振電容器Cri之共振電流。 如此’在圖1所示之習知直流轉換裝置，使用負載為 大致50%之脈衝訊號，控制切換元件Q1與Q2之切換頻率。 藉此，電抗器Lrl、電抗器Lp與電流共振電容器之共 振電流產生變化’控制輪出電壓Vo。因此，提高切換頻率 時’輸出電壓Vo變低。 又，圖3表不無負載時之各部訊號的時序圖。在圖3， 負載R〇為無限大。分別流動於二極體〇3與D4之電流ID3 與ID4係僅流動檢測輪出電壓v〇之電流。 無負載時之切換元件的頻率以下述計算式計算。 [式1] 9 200929814

在此 Vf為二極體D3與D4之丨丨庙a恭he X 4之順向電壓，NP為變壓 T!之〜人繞組ρι的应數，Ns為變愿器η S i的匝數。 人規組 然而’在實際電路，由於變壓器T1之二次繞組側之二 極體之寄生電容或變壓器 窃I -人繞組間之寄生電容 繞組間之寄生電容的影響，實 ❹ ❹ 之理論值的頻率。 實際之頻率為尚於式⑴所計算 =4係考慮寄生電容之習知直流轉換裝置 圖。於圖4’Cdl表示二極體D3之寄生電容，Cd2表；成 極體D4之寄生電玄，ρηι本-嫩『 '、 電合Cpl表不變壓器T1之一次繞組ρ 的寄生電容’ CS1表示二次繞組si間的寄生電容，以^ 不二次繞組S2間的寄生電容。將考慮圖情示電办 =知直流轉換裝置於無負載時之各部訊號的時序圖= 於圖5。將圖5之時序圖之部分期間的詳細表示於圖卜，、 此外’於圖7,表示將考慮圖4所示之寄生電容 直流轉換裝置之寄生$$ e ° a P，Cdl，Cd2，CS1,CS2 集結於 f 15 T1之一次繞組P1間並以1個雜散電容Cp表示之楚 電路圖。 < 荨效 如此’在如圖1所示之i流共振電路，在 低負載時頻率上升至理論值之頻率以上。因此，'、在=或 時移至間歇模式，以避免頻率上升至理論值以上，又，、載 歇振盪亦有減輕消耗電力的優點。 ，間 專利文獻1 :曰本特開2003_319650號公報 10 200929814 【發明内容】 然而，將直流轉換裝置作為多重輸出構成時，在一邊 負載為無負載（低負載）另—邊之負載為高負載之級合 載條件父互穩壓（cross regulation)會惡化。 、 ^原本，在電流共振電路中變壓器T1之二次繞組間 Ο Ο u ’理論上，即使在無負載時與高負載時之組进 條件，交互穩壓應為良好。 Q負載 又，為保持良好交互穩壓，需以即使於無負載 抑制頻率上升且不t間歇振堡之共振條件來設計電路?月 於頻率上升並高於理論值，因*，現狀無法將額： 、载時之頻率設定成那麼高。 本發明之目的在於提供一種消除無負載時之頻率上 I型且低成本之高效率的直流轉換袭置。 本發明之第一技術之直流轉換裝置， 且古 A Α 具'備.變壓器， =〜人繞組與二次繞組；串聯共振電路，由電流共振電 二該變壓器之一次繞組、與電流共振電容器串聯而成； 換電路’用以將直流電源之直流電壓轉換為矩形波電 ，並將該矩形波電壓輸出至該串聯共振電路； 電路，用以將該變壓器之二次繞組產生 ^ 將古、ώ ^ 王之電壓平滑整流並 令罝机輪出電壓輸出至負載；及電容元 Ϊ目从4 1干’具有與等效出 見於該變壓器之一次繞組間之雜散電容 7屨的電容成分， 立與該電流共振電抗器並聯電容元件。 該轉換電路可具備：第1切換元件，一端連接於該直 11 200929814 μ電源之負極’及第2切換元件，—端連接於該第！切換 元件之另端，而另一端連接於該直流電源之正極。此時， 藉由該第1切換元件與該第2切換元件交互導通/斷開，將 /直μ電源之直流電壓轉換為矩形波電壓。又，矩形波電 壓被輸出至連接於該第j切換元件之兩端間或該第2切換 兀件之兩端間的該串聯共振電路。 又，或者該轉換電路可具備：帛1切換元件，一端連 接於該直流電源之負極；第2切換元件，一端連接於該第！ :刀換兀件之另一端’而另一端連接於該直流電源之正極； 第3切換件，一端連接於該直流電源之負極；及第4切 換元件，-端連接於該第3切換元件之另一端，而另一端 連接於該直流電源之正極。此時，藉由該第^切換元件及 該第4切換元件、和該第2切換元件及該第3切換元件交 互導通/斷開，將該直流電源之直流電壓轉換為交流之矩形 波電壓。又，交流之矩形波電壓被輸出至連接於該第！切 〇換-件與該第2切換元件之連接點和該第3切換元件與該 第4切換元件之連接點間的該串聯共振電路。 本發明之第-技術之直流轉換裝置’如上述於該轉換 電路具備2個切換元件時，可具備控制電路，用以使交互 導通/斷開之-切換元件的導通時間固定、而使交互導通/ 之另-切換元件的導通時間可變’據以控制該直流輸 又，本發明之第-技術之直流轉換裝置，如上述於談 轉換電路具備4個切換元件時，可具備控制電路，用以= 12 200929814 4切換元件之導通時間固定、而使 3切換元件之導通時間可變，或使 3切換元件之導通時間固定、而使 4切換元件之導通時間可變，據以 批糾蕾本發明之第—技術之直流轉換裝置更換為如上述 之㈣電路，可具備控制電路，用以使各切換元件之負載

該第1切換元件及該第 該第2切換元件及該第 該第2切換元件及該第 該第1切換元件及該第 控制該直流輸出電壓。 、而使各切換元件之頻率可變，據以控制該直 電壓。 或者，第一技術之直流轉換裝置，可具備控制電路， 用以使各切換元件之頻率固定、而使各切換元件之負載可 變’據以控制該直流輸出電壓。 此外，該電容元件之值較佳為：根據該變壓器之一次 繞組之激磁電感的值、出現於該變壓器之一次繞組間之雜 散電容的值、與該電流共振電抗器的值來決定。 根據本發明之第一技術，由於將電容元件與電流共振 電抗器並聯，因此不使電流流動於電流共振電抗器，而使 電流流入電容元件，使等效出現於變壓器之一次繞組間之 雜散電容充放電。因此，能提供消除無負載時之頻率上升、 小型且低成本之高效率的直流轉換裝置。 【實施方式】 以下，參照圖式詳細說明本發明之直流轉換裝置的數 個實施形態。 13 200929814 首先，於圖7所示之習知電路，無負載時之頻率上升 的問題係因於變壓器T1之一次繞組P1間所示雜散電容 而產生。該雜散電容幾乎為變壓器T1之二次侧之二極體 D3與D4的寄生電容。在變壓器T1之一次側之半橋式所構 成之切換元件Q1、Q2的dV/dt變化時，將變壓号τ 1之__ 次侧之二極體D3、D4之寄生電容充放電的能量被儲存於電 流共振電抗器Lrl。又，由於該能量被傳導至變壓器τι之 二次側，因此產生上述問題。 ® [實施例1] 在此，在圖8所示之實施例丨，具備與電流共振電抗器 Lr並聯之電容器Cr(電容元件），用以使與等效出現於變壓 ，^之一次繞組P1間之雜散電容Cp之充放電荷對應的電 何ϊ旁路（bypass)。藉此，使二極體D3、D4之寄生電容之 充放電能量不會儲存於電流共振電抗器Lr。亦即，電容器

Cr與電机共振電抗器Lr並聯。藉此，使因變壓器τ 1之一 次繞組P1間之雜·交I p . . . _ . '散令量Cp之充放電荷所產生的電流不會 流入電流共振電抗器Lr。 此外，在圖8所示之實施例卜電流共振電抗器Lr、變 壓器T1之_欠繞組p j、與電流共振電容器⑶之串聯共振 電路和切換元件q !並聯。不過，例如串聯共振電路與切換 元件Q2並聯亦可。 電/瓜八振電抗器Lr係外接零件，而非變壓器T1之一 次繞組P1與二+结0 人繞組S1間之洩漏電感。 此外由於圓8所示之其他構成與圖1所示之電路構 14 200929814 目同’因此，相同部分附有相同符號，省略相同部分的 3明。二極體m、D2亦可為切換元件Q卜Q2的寄生電容。 圖9係本發明之實施例〗之直流轉換裝置於無負載時 =訊號的時序圖。由於圖9所示之實施例！之訊號的 Γ 與圏3所示之習知電路之訊號的動作波形大致相 …其動作亦大致相同，因此僅說明不同的動作。 ❹ 切換7C件Q1或Q2自導通切換為斷開後，切換元件Q1 或Q2之兩端電壓因雷懕 λ/. U罨壓共振而自零電壓改變為電源電壓 厂或自電源電麼Vin改變為零電麼。此種情形時(例如時 刻tO〜tl，時刻t4〜、，逮> 4 π么^ t5)電&不會流入電流共振電抗器Lr， 而流入電容器Cp藉此，㈣器T1之—次繞组ρι間的雜 散電容Cp會被充放電。 ’ 沒有雜散電容Cp時，和電流共振電抗器^與電抗器 LP之電感值成正比之電壓被施加於變壓胃τι之二欠繞組 P1。因此，即使有雜散電容Cp_，施加與沒有雜散電容 cP時相同之電壓於變壓器T1之一次繞組n即可。因此’ :容器Cr之容量值可自電抗器^之電感值、電流共振電 抗器Lr之電感值、與雜散電容Cp之容量值求出。 亦即’設定Cr，以使電流共振電抗器u之兩端間的阻 抗。電抗器Lp之兩端間之阻抗的比值會與。與0之電感 的比值相等即可。因此，電容器Cr之條件如下。 " [式2]

Cr = · Cp

Lr 如此，電容器cr與電流共振電抗器Lr並聯。藉此，切 15 200929814 換兀件Q1與Q2之dv/dt變化時，電流不流入電流共振電 抗器Lr’而流人電容器〜又’變壓器^之—次繞組 間的雜散電容Cp被充放電。因此，由於將二極體D3、以 之寄生電容充放電之能量不會儲存於電流共振電抗器Lr， 因此’能量不會被傳導至變壓器T1之二次側。因此，能提 仏消除無負載時之頻率上升、有助於變壓器之小型化、低 雜汛、小型且低成本之高效率的直流轉換裝置。 ❹ Ο [實施例2] 圖11係本發明之實施例2之直流轉換裝置的電路構成 。由於變壓器Τ1之—次繞組P1間的雜散電容於串聯 :路含有電阻成分’因此如圖η所示，以由雜散電容Cp ”電阻RP之串聯電路構成之等效電路來表示。 因此，如圖 1 1 ήι^一 ^ 所不’和雜散電容CP與電阻Rp之串聯 電路對應，將電容罘命恭疗 " ，、電阻Rr之串聯電路和電流共振 Μ構成’適合作為實際之電路構成。 六哭^ 1 1所不之實施例2亦與實施例1相同，藉由將電 谷器Cr與電阻Rr設為： [式3] &年Cp

Lr

^ ~ι— Rp LP 能消除電抗器Lp之影響 阻Rr的值’以使電容器 二“電…r與電 夕,z 與電阻Rr之阻抗和變壓器ΤΙ 之一次繞組Ρ1間之雜 .啻y盟τ 煎電谷CP與電阻Rp之阻抗的比值會 和電抗Is LP與電流共 、搌1；抗器Lr的比值相等即可。 16 200929814 雜散電容Cp之大半係二極體D3與D4之寄生電容。 二極體之寄生電容的大小隨施加電壓而變化。因此，電容 器Cr之常數’設為能使二極體、D4之寄生電容cdl、 Cd2之充放電的電荷量充放電的容量即可。設寄生電容 Cdl、Cd2之充放電的電荷量為q，則電容器Cr根據在施加 電壓之範圍所平均化的容量來設定。 [實施例3] 圖12係本發明之實施例3之直流轉換裝置的電路構成 ❹圖。在圖12所示之實施例3，相對於圖11所示之實施例2， 具備具有一次繞組P1與二次繞組S1的變壓器T2，刪除二 次繞組S2與二極體D4，並使用PRC控制電路】i。 PRC控制電路1丨’係使一邊之切換元件q i (或q2)之導 通時間固定，而使另一邊之切換元件Q2(或Q1)之導通時間 可變。藉此，控制直流輸出電壓V〇。此外，切換元件 與切換元件Q2兩者具有同時為斷開狀態之無感時間。 Φ 根據此種構成，切換元件Q2導通時，電流自變壓器 T2之二次繞組S1透過二極體D3流入電容器c〇。因此，電 力供應至負載R〇。另一方面，切換元件Q1導通時，二極 體D3為斷開。因此，半波整流輸出供應至負載r〇。其他 動作與實施例1之動作完全相同，能獲得與實施例丨相同 的效果。 [實施例4] 圖13係本發明之實施例4之直流轉換裝置的電路構成 圖。在圖13所示之實施例4,相對於圖12所示之實施例3, 17 200929814 使用PW1V[控制電路12來取代PRc控制電路J i。 PWM控制電路12係使切換元件Q1、Q2之頻率固定， 而使切換元件Ql、Q2之負載可變。藉此，控制直流輸出電 壓Vo。此外’切換元件Q1與切換元件Q2兩者具有同時為 斷開狀態之無感時間。 依照此種實施例4之構成亦與實施例1之動作完全相 同，能獲得與實施例1相同的效果。 [實施例5] ❹ 圖14係本發明之實施例5之直流轉換裝置的電路構成 圖。圖14所示之實施例5，相對於圖8所示之實施例1的 構成’增加切換元件q3、q4，且使用PFM控制電路1〇a。 二極體D1〜D4 ’亦可為切換元件Qi〜Q4之寄生電容。 於直流電源Vin兩端，相對於實施例1之構成，增加 連接由MOSFET構成之切換元件Q3與Q4的串聯電路。此 時’切換元件Q4之汲極連接於直流電源Vin之正極，切換 元件Q3之源極連接於直流電源vin之負極。 〇 於切換元件Q3與切換元件Q4之連接點，連接電流共 振電容器Cri之一端與電壓共振電容器〇ν之一端。 PFM控制電路i 0a係使切換元件q 1及切換元件q4、 和切換元件Q2及切換元件Q3交互導通/斷開，進行PFM 控制。藉此，控制直流輸出電壓Vo。 此外’切換元件Q1及切換元件Q4、和切換元件Q2及 切換元件Q3兩者具有同時為斷開狀態之無感時間。 依照此種實施例5之構成亦與實施例1之動作完全相 18 200929814 同’能獲得與實施例1相同的效果。 [實施例6] 圖15係本發明之實施例6之直流轉換裝置的電路構成 圖。在圖15所示之實施例6，相對於圖12所示之實施例3 的構成’增加切換元件q3與q4且使用PRC控制電路丨 於直流電源Vin兩端，連接由]V10SFET構成夕 行〈切換元 件Q3與由M0SFET構成之切換元件Q4的串聯電路。切換 元件Q4之汲極連接於直流電源vin的正極，. 、 g<| r 切換7L件Q3 ^ 之源極連接於直流電源Vin的負極。 於切換元件Q3與Q4之連接點，連接電流共振電容器 Cri之一端與電壓共振電容器Crv之一端。 ° PRC控制電路lla係使切換元件Q1及切換元件' 和切換元件Q2及切換元件Q3交互導通/斷開。此時，一邊 之切換元件Q1與Q4(或Q2與Q3)之導通時間固定，而另— 邊之切換元件Q2與Q3(或Q1與Q4)之導通時間可變。藉 & 此’控制直流輸出電壓V 〇。 此外，切換元件Q1及切換元件Q4、和切換元件Q2及 切換元件Q3兩者具有同時為斷開狀態之無感時間。 依照此種實施例6之構成亦與實施例1之動作—入相 同’能獲得與實施例丨相同的效果。 [實施例7] 圖16係本發明之實施例7之直流轉換裝置的電路構成 圖。在圖16所示之實施例7，相對於圖13所示之實施例4 的構成，增加切換元件Q3與Q4，且使用PWM控制電路 19 200929814 1 2a 〇 於直流電源Vin兩端，連接由M〇SFET構成之切換元 件Q3與Q4的_聯電路。切換元件Q4之沒極連接於直流 電源Vin的正極，切換元件Q3之源極連接於直流電源 的負極。 於切換70件Q3與切換元件Q4之連接點，連接電流共 振電容器Cri之一端與電壓共振電容器Crv之—端。 PWM控制電路12a係使切換元件q!及q4、和切換元 Ο 件Q2及Q3交互導通/斷開。此時，切換元件（^〜卩4之頻 率固定，而切換元件Q1〜Q4之負載可變。藉此，控制直流 輸出電壓Vo。 此外，切換元件Q1及Q4、和切換元件Q2及q3兩者 具有同時為斷開狀態之無感時間β 依照此種實施例7之構成亦與實施例1之動作完全相 同，能獲得與實施例1相同的效果。 ® 【圖式簡單說明】 圖1係習知之直流轉換裝置的電路構成圖。 圖2係圖1所示之習知直流轉換裝置於額定負載時之 各部訊號的時序圖。 圖3係圖1所示之習知直流轉換裝置於無負戴時之各 部訊號的時序圖。 圖4係考慮寄生電容之習知直流轉換裝置的電路構成 圖。 20 200929814 圖5係考慮圖4所示之寄生電容之 於無負載時之各部訊號的時序圖。 直l轉換襄置 ^ 6係表不圖5所示之時序圖之—部分期間的詳細圖。 部之宏/係L表不將考慮寄生電容之習知直流轉換裝置之各 ^ 電谷聚集於變壓器之一次繞組間並以1個寄生電 谷表示之等效電路圖。 圖圖8係本發明之實施例1之直流轉換裝置的電路構成

圖9係本發明之實施例1之直流轉換裝置於無負載時 之各部訊號的時序圖。 圖10係表示圖9所示之時序圖之部分期間的詳細圖。 圖11係本發明之實施例2之直流轉換裝置的電路構成 圖。 圖12係本發明之實施例3之直流轉換裝置的電路構成 圖。 圖13係本發明之實施例4之直流轉換裝置的電路構成 圖。 圖14係本發明之實施例5之直流轉換裝置的電路構 圖。 圖15係本發明之實施例6之直流轉換裝置的電路構成 圖。 圖16係本發明之實施例7之直流轉換裝置的電路構成 圖。 21 200929814

【主要元件符號說明】 10,10a PFM控制電路 11,11a PRC控制電路 12,12a PWM控制電路 Cdl，Cd2 寄生電容 Co 電容器 Cp 雜散電容 Cpl 寄生電容 Cr 電容器 Cri 電流共振電容器 Crv 電壓共振電容器 CS1,CS2 寄生電容 D1,D2,D3,D4 二極體 Lp 電抗器 Lr 電流共振電抗 Lrl 電抗器 PI 一次繞組 Q1，Q2，Q3，Q4 切換元件 Ro 負載 Rp，Rr 電阻 S1,S2 二次繞組 T1,T2 變壓器 Yin 直流電源 22

Claims (1)

1. 200929814 十、申請專利範圍： 1.一種直流轉換裝置，具備： 變壓器，具有一次繞組與二次繞組； 串聯共振電路，由電流共振電抗器、該變壓器之一次 繞組、與電流共振電容器串聯而成； 轉換電路，用以將直流電源之直流電壓轉換成矩形波 電壓，並將該矩形波電壓輸出至該串聯共振電路； 平滑整流電路，用以將於該變壓器之二次繞組產生之 © 電壓平滑整流，並將直流輸出電壓輸出至負載；及 電容元件，具有與等效出現於該變壓器之—次繞組間 之雜散電容對應的電容成分，且與該電流共振電抗器並聯。 2·如申請專利範圍第1項之直流轉換裝置，其中，該轉 換電路具備： ' ^ 、且….u 、〜月往；及 第2切換元件，一端連接於該第丨切換元件之另一端， 而另一端連接於該直流電源之正極； 換元件與該第2切換元件之交互導通/斷 開將该直流電源之直流電壓轉換為矩形波電壓 波電壓被輸出至連接於哕筮1+以 五矩$ 遝接於a第1切換元件之兩端間 切換兀件之兩端間的該串聯共振電路。 … .如申明專利範圍第i項之直流轉換 換電路具備： 其中’該轉 第1切換元件， 第2切換元件， 一端連接於該直流電源之負極； 一端連接於該第1切換it件之另_端 23 200929814 而另一端連接於該直流電源之正極； 第3切換元件，一端連接於該直流電源之負極；及 第4切換元件端連接於該第3切換元件之另一端， 而另一端連接於該直流電源之正極； 藉由該第1切換元件及該第4切換元件、和該第2切 換元件及該第3切換元件交互導通/斷開，將該直流電源之 直流電壓轉換為交流之矩形波電壓，且交流之矩形波電壓

   被輸出至連接於該帛1切^件與該第2切換元件之連接 點、和該第3切換元件盘續笛4 4 _ <兴兀开一該第4切換疋件之連接點間的該 串聯共振電路。 4·如申請專利範圍第2項之直流轉換裝置，其具備控制 電路，用以使交互導通/斷開之—切以件的導通時間固 ^而使交互導通/斷H切換元件的導通時間可變， 據以控制該直流輸出電壓。 5·如中請專利範圍第3項之直流轉換裝置，其具備 ❹該第1切換元件及該第4切換元件的導通時 門可：二該第2切換7^及該第3切換元件的導通時 、使該第2切換元件及該第3切換元件的導通時 F:可；：：使二第1切換元件及該第4切換元件的導通時 變據以控制該直流輪出電壓。 6·如申請專利範圍第2項 電路，用以使各切換元件之負^ 1，其具備控制 镅案订燧 Μ ^ 载口疋、而使各切換元件之 頻羊了變，冑以控制該直流輸出電壓。 7·如申請專利範圍第3項之直流轉換裝置，其具備控制 24 200929814 電路，用以使各切換元件之負載固定、而使各切換元件之 頻率可變，據以控制該直流輸出電壓。 8.如申請專利範圍第2項之直流轉換裝置，其具備控制 電路’用以使各切換元件之頻率m而使各切換元件之 負載可變，據以控制該直流輸出電壓。

   9.如申4專利範圍第3項之直流轉換裝置，其具備控制 電路，用以使各切換元件之頻率固定、而使各㈣元件之 負載可變’據以控制該直流輪出電壓。 10.如申明專利範圍第！項之直流轉換裝置，其中，該 電容兀件的值係根據該變壓器之—次繞組之激磁電感的 值出現於該變壓器之一次繞組間之雜散電容的值、與該 電流共振電抗器的值來決定。 十一、囷式： 如次頁。 ❹ 25