[go: up one dir, main page]

TW200929813A - Resonance circuit for use in H-bridge DC-DC converter - Google Patents

Resonance circuit for use in H-bridge DC-DC converter Download PDF

Info

Publication number
TW200929813A
TW200929813A TW096150759A TW96150759A TW200929813A TW 200929813 A TW200929813 A TW 200929813A TW 096150759 A TW096150759 A TW 096150759A TW 96150759 A TW96150759 A TW 96150759A TW 200929813 A TW200929813 A TW 200929813A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
switching element
inductor
auxiliary
capacitor
active
Prior art date
Application number
TW096150759A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI362168B (en
Inventor
Yung-Fu Huang
Yoshihiyo Konishi
Min-Ju Hsieh
Original Assignee
Ind Tech Res Inst
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ind Tech Res Inst filed Critical Ind Tech Res Inst
Priority to TW096150759A priority Critical patent/TWI362168B/zh
Priority to JP2008146868A priority patent/JP4712071B2/ja
Priority to US12/144,891 priority patent/US7869230B2/en
Publication of TW200929813A publication Critical patent/TW200929813A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI362168B publication Critical patent/TWI362168B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/10Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1582Buck-boost converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007Plural converter units in cascade

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

200929813 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】
古月係有關一種譜振電路架構應用於h_橋式直流轉 換器’尤指-種由再生能源或分散式能源所產生之 =源,透過直流轉直流轉換器及直流轉交流轉換器轉 換成有效錄濟較流電源提供—般民生供電,已成為先 進科技國家兼顧發電與環保的重要產業發展政策,主要提 出-種新型諧振電路架構應用於H_橋式(H_Bridge)直流轉 直流轉_,該雜電路_可料兩㈣份,針對降壓 端(Beside)賴計之譜振電路可將降壓端(Buek_side)開 關兀件於切換時所消耗之能量,儲存於被動元件電容器 内’透過-共振電感II於下-個切換週期時將能量回送至 直流轉直流轉換器之輸入端。該電路主要特色為使用一共 振電感器將開關切換時儲存於電容器内的能量,藉由共振 原理將能量回送至輸入端,如此不僅可降低開關切換損 失’提咼轉換效率,針對昇墨端(Boost-side)所設計之譜振 電路可使得昇壓端(Boost-side)開關元件在導通時,達到零 電壓切換,降低開關導通的切換損失,提高轉換效率。 【先前技術】 按,H-橋式(H-Bridge)直流轉直流(DC/DC)轉換器應 用分散式能源或是再生能源,可將不穩定的直流電源轉換 為穩定之直流電源(DC),再透過直流轉交流(DC/AC) 轉換器轉換成一般市用之交流電源(AC),由於H-橋式 (H-Bridge)直流轉直流轉換器具備有寬廣的操作範圍 7 200929813 (Vinmax/Vinmin),使得電路在設計應用上將更具彈性。其中 轉換器之主動式開關元件使用硬性切換的(Hard Switching) 情況下’由於切換過程並非為理想狀態,因此開關切換時 . 將產生切換損失,例如:開關導通(Turn On)及開關關閉 • (Turn 〇均的損失。另外由於使用硬切的方式,開關於切換 時’倘若線路等效電感器會在開關上會產生突波電壓,降 低開關元件的壽命。本發明之創作目的即為有效的降低開 ❹ 關70件在導通與關閉時的損失,將可提高整體直流轉交流 轉換器之轉換效率,並可提高開關元件之使用壽命。 【發明内容】 基於解決以上所述習知技藝的缺失,本發明為一種諳 振電路架構應用於H_橋式直流轉直流轉換器,主要目的為 藉由所設計之諧振電路架構,使得各個開關元件達到柔性 切換(Softswitching) ’降低開關的切換損失,並且將一部 分的能量透過一諧振電路回送至電力系統,藉此提高整體 . 轉換器之轉換效率。 - 本發明之另一目的在於開關導通時,能達到零電壓切 換,即可降低開關之切換損失,透過開關元件兩端之電容 器與諧振電路的設計,在開關導通前,利用電容器與諧振 電路之電感器,將開關兩端之電壓放電至零電壓,使得開 關在導通時達到零電壓切換,如此即可降低開關的切換損 失,提高整體直流轉交流轉換器的轉換效率。 為達上述之目的,本發明一種諧振電路架構應用於H_ 橋式直流轉直流轉換器,其係包括有: 8 200929813 =橋式轉換n ’將不穩定的直流電源轉換為穩定之直 化電源,其係包括有: 第一主動式開關元件及第三主動式開關元件; 一具有雙繞組之耦合電感器,其可作為能量儲存元 件;以及 々第:被動式開關元件及第二被動式開關元件; 第一譜振電路’設置於H_橋式轉換器之降壓端,用以降 低第一主動式開關元件關閉損失,其係包括有:第一、 一電感器、第一辅助電感器、第一被動式開關元件、 ^一被動式開關元件及第一輔助電容器,該第二電感 器包含一次側線圈及一輔助線圈;以及 第二諧振電路,設置祕橋式職器之昇壓端,用以降 低第二主動式開關元件導通損失,其係包括有:一第 二辅助電感器、第三主動式開關元件、第仏動式開 關元件、第三電容器、第三電容器、第四電容器 二輔助電容器。 為進一步對本發明有更深入的說明,乃藉由以下圖示、 圖號說明及發明詳細說明,冀能對責審查委員於審杳 作有所助益。 、— 【實施方式】 茲配合下列之圖式說明本發明之詳細結構,及其連妹 關係,以利於貴審委做一瞭解。 八〜 請同時閱圖一所示,係為本發明諧振電路架構應用於 9 200929813 Η-橋式直流轉直流轉換器電路架構圖,其主要電路架 由一 Η-橋式轉換器(H_Bridge c〇nverter)與二组諧振^係 組成。 峪所 • 其中H_橋式轉換器,將不穩定的直流電源轉換為穩— • 之直流電源’其係包括有:第—主動式開關元件swi = 二主動式開關元件SW2 ; —具有雙繞組之耦合第二電感器 L2,其可作為能量儲存元件;第一被動式開關元件^丨^第 二被動式開關元件D2。 ❿ 其中第一組諧振電路(請參閱編號1之虛線框)主要元 件包括有:第一、二電感器(LI、L2)、第一辅助電感器 (Lrl)、第一被動式開關元件Dsl及第二被動式開關元件a】 及第一輔助電容器Crl。該第二電感器L2包含一次側線圈1 L21及一辅助線圈(Auxiliary winding)L22,第一辅助電感器 Lrl亦可以為第二電感器L2之辅助線圈(AuxiHary winding)L22之漏感。 其中第一組諧振電路主要為降低第一主動式開關元件 •❹ SW1關閉4貝失(Turn-Off Loss),且設置於H-橋式轉換哭之降 壓端’將第一輔助被動開關元件Ds〗及第'辅助電容器c ^ 串接後,並接於第一主動式開關元件SW1的兩端,並加入 一第一輔助電感器Lrl及第二輔助被動式開關元件(Dri),藉 由調整第一辅助電容器Crl數值來降低突波電壓,使得第— 主動式開關元件SW1之關閉損失降低’並將儲存於第一輔 助電容器Crl内的能量,透過第一輔助電感器Lrl經由共振原 理將能量回送至系統,如此可有效提升轉換效率。 200929813 另外’為了強化本發明諧振電路的效能,於電路中加 入第一電感器L1,可限制電流變化斜率,如此可降低第一 主動式開關元件swi之導通損失(Turn_0nLoss),但第一電 感I§L1所產生之突波電壓將會使得主動式開關元件之關閉 損失增加,因此須提高電容值,吸收突波電壓,如此便可 減少主動式開關元件之導通損失,提高轉換效率。 ❹ ❹ 第二組諧振電路(請參閱編號2之虛線框)主要元件包 括有.一第二輔助電感器Lr2、第三主動式開關元件SW3、 第四主動式開關元件SW4、第三電容器C2、第三電容器 C3、第四電容器C4及第二輔助電容器cr2。 第二組諧振電路主要為降低開關第二主動式開關元件 SW2導通損失(Turn-on Loss),且設置於H-橋式轉換器之昇 壓,透過第二主動式開關元件;5W3及第四主動式開關元 件SW4的操作,使得第二辅助電容器Crz的能量透過與第二 輔助電感器Lr2共振的原理,將能量傳遞至第二輔助電感器 Lr2,再透過第二辅助電感器1^2與第四電容器C4的共振= 量傳遞至第四電容器C4。 b 上述該第一諧振電路與第二諧振電路的連接架構為第 一輔助電各器匚^串連第一輔助被動式開關元件,併^於 第一主動式開關元件SW1之兩端,再將第二輔助被動式開 關元件Drl之負端串連至第一輔助電感器^】後’再連接至第 二電感器L2之輔助線圈L22 ’再連接至第一輔助電容器匸 與第一輔助被動式開關元件Dsl之連接點,第二輔助被動^ 開關元件Drl之正端連接至輸入電源vi之負端。 H-橋式(Η-Bridge Converter)操作模式可分為降壓模式 11 200929813 (Buck-Side)與昇壓模式(Boost-Side)。首先為降壓模式情況 下,諧振電路與主要電路間之操作模式,其中第二主動式 開關元件SW2永遠關閉。 『降壓模式』 圖一電路架構應用於降壓模式(Buck-Side)時可分為五 個階段,如下所述: 請參閱圖二所示,係為圖一應用於降壓模式下之第一 動作示意圖,其中第一主動式開關元件SW1導通時,電流 流經第二電感器L2,將能量儲存於第二電感器L2中,此時 第二電感器L2—次侧線圈L21上感應一電壓VL2p,此時第一 輔助電容器〇^上尚無任何電壓,第二電感器L2輔助線圈 L22亦感應一電壓VL2S,第二主動式開關元件S W2兩端的電 壓(也就等於第二輔助電容器Cr2上的電壓)開始充電至額定 電壓,第三、四主動式開關元件(SW3、SW4)同時為關閉狀 態,第二輔助電感器Lr2上的能量,透過第四主動式開關元 件SW4之旁路二極體與第四電容器C4產生共振進行放電。 請參閱圖三所示,係為圖一應用於降壓模式下之第二 動作示意圖,其中第二主動式開關元件SW2兩端的電壓(也 就等於第二輔助電容器Cr2上的電壓)充電至額定電壓後,第 三主動式開關元件SW3開始導通。 請參閱圖四所示,係為圖一應用於降壓模式下之第三 動作示意圖,其中當第一主動式開關元件SW1關閉時,第 一電感器L1電壓極性與導通時相反,第一電感器L1電流流 12 200929813 經第一輔助被動式開關元件Dsl時,對第一輔助電容器Crl 進行充電。由於第一電感器L1電流在此時可視為一定電流 源,因此第一輔助電容器Crl電容值的大小,將影響電壓變 . 化率(dv/dt),該第一辅助電容器Crl電容值越大,電壓變化 _ 率越小,因此線路上之等效電感器所產生之突波電壓將可 有效地抑制。另外此時第二電感器L2輔助線圈L22所感應 之電壓VL2S極性與圖一所揭露第一主動式開關元件SW1導 通時相反,第一辅助被動式開關元件Drl為逆偏壓,因此無 ® 法導通。 上埠第一輔助電容器Crl之電壓被充飽時,第一輔助電 容器0^上之電壓大於或等於輸入電壓VI時,第一電感器L1 電流停止對第一辅助電容器Crl充電。此時第二電感器L2輔 助線圈L22所感應之電壓VL2S極性仍與第一主動式開關元 件SW1導通時相反,第二辅助被動式開關元件Drl仍為逆偏 壓,因此無法導通。 請參閱圖五所示,係為圖一應用於降壓模式下之第四 P 動作示意圖,其中第四主動式開關元件SW4導通時,第三 主動式開關元件SW3將同步關閉,此時第二輔助電容器Cr2 上的電壓,即透過第四主動式開關元件SW4及第二輔助電 感器Lr2之放電路徑開始放電至零電壓。 請參閱圖六所示,係為圖一應用於降壓模式下之第五 動作示意圖,其中第一主動式開關元件SW1導通時,電流 流經第二電感器L2,將能量儲存於第二電感器L2中,此時 第二電感器L2—次侧線圈L21上感應電壓VL2p,第二電感器 L2輔助線圈L22上所感應之電壓VL2S極性與第一主動式開 13 200929813 關元件SW1導通時相同,第二辅助被動式開關元件Drl兩端 為順向偏壓,故呈導通狀態,此時儲存於第一輔助電容器 Crl内之能量透過第一輔助電感器Lrl將能量利用共振原 理,回送至第一電容器C1,即可達到將部分的能量透過一 諧振電路回送至電力系統的功效。 『昇壓模式』 於昇壓模式下,諧振電路與主要電路間之操作模式, 其中第一主動式開關元件SW1永遠導通,圖一電路架構應 用於昇壓模式可分為四個階段,如下所述: 請參閱圖七所示,係為圖一應用於昇壓模式下之第一 動作示意圖,其中第二主動式開關元件(SW2)導通時,電流 流經第二電感器L2,將能量儲存於第二電感器L2中,此時 第二電感器L2—次侧線圈L21上感應電壓VL2p等於輸入電 壓VI,此時第一辅助電容器Crl上無任何電壓,第二電感器 L2輔助線圈L22所感應之電壓VL2S極性,使得第三主動式開 關元件SW3及第四主動式開關元件SW4同時為關閉狀態。 第二輔助電感器Lr2與第四電容器C4產生共振,透過第四主 動式開關元件SW4之旁路二極體將能量傳送至第四電容器 C4。 請參閱圖八所示,係為圖一應用於昇壓模式下之第二 動作示意圖,其中第四電容器C4兩端的電壓充電至額定電 壓後,第三主動式開關元件SW3開始導通。 14 200929813 請參閱圖九所示,係為圖一應用於昇壓模式下之第三 動作示意圖,其中當第二主動式開關元件SW2關閉時,第 一電感器L1電壓極性與圖七所揭露導通時相同,第一電感 器L1電流流經第二被動式開關元件D2後,即可對第四電容 器C4進行充電。且第一電感器L1電流亦對第二輔助電容器 Cr2進行充電,由於第一電感器L1電流在此時可視為一定電 流源,因此第二辅助電容器Cr2電容值的大小將影響電壓變 化率(dv/dt),當其電容值越大,電壓變化率越小,因此線 路上之等效電感器所產生之突波電壓將可有效地抑制,當 第二輔助電容器Cr2之電壓被充飽後,第二輔助電容器Cr2 上之電壓大於等於輸出電壓V2時,第一電感器L1電流停止 對第二輔助電容器Cr2充電。 請參閱圖十所示,係為圖一應用於昇壓模式下之第四 動作示意圖,其中第四主動式開關元件SW4導通時,第三 主動式開關元件SW3將同步關閉,此時第二辅助電容器Cr2 上的能量,透過第四主動式開關元件SW4及第二輔助電感 器Lr2之放電路徑開始放電至零電壓。同樣的第四電容器C4 上的能量,透過第四主動式開關元件SW4及第二輔助電感 器Lr2之放電路徑開始放電。 除此之外,在圖一中加入第一電感器L1,其主要作用 在於限制電流變化斜率。當任一主動式開關元件導通時, 該第一電感器L1可限制電流之變化斜率,降低該些主動式 開關元件之導通損失,但第一電感器L1所產生之突波電 壓,將會使得該些主動式開關元件之關閉損失增加,因此 須提高電路上所設置電容之電容值,以吸收突波電壓,如 15 200929813 此便可減少主動式開關元件之導通損失,提高轉換效率。 除之外,圖一之電路可與單相或是三相反流器做結 合,形成如圖十一之架構,其主要圖一架構於其輸出端更 改為直流轉交流轉換器電路架構,其係設置於原第二諧振 電路後端,該增設之直流轉交流轉換器電路係包括有:第 五主動式開關元件SW5、第六主動式開關元件SW6、第七 主動式開關元件SW7、第八主動式開關元件SW8,而該第 五主動式開關元件SW5兩端設置有第三輔助電容器Cr3 ;該 ® 第六主動式開關元件SW6兩端設置有第四辅助電容器Cr4 ; 該第七主動式開關元件SW7兩端設置有第五辅助電容器 Cr5 ;該第八主動式開關元件SW8兩端設置有第六輔助電容 器Cr6,再於輸出電壓端V2之前端設置有輸出電感器L〇及輸 出電容器C〇所構成之諧振電感器,以構成完整直流轉交流 電路(DC/AC)。 透過上述第五至第八主動式開關元件,以及其兩端之 第四至第六辅助電容器,與諧振電路(輸出電感器L〇及輸 ® 出電容器C〇)的設計,在該些主動式開關元件導通前,利 用該些輔助電容器與該諧振電路之輸出電感器L〇將開關兩 端之電壓放電至零電壓,使得該些主動式開關元件在導通 時達到零電壓切換,降低反流器開關的切換損失,提高整 體直流轉交流轉換器的轉換效率。 藉由上述圖一至圖十一之揭露,即可暸解本發明一種 諧振電路架構應用於H-橋式直流轉直流轉換器,其主要為 藉由所設計之諧振電路架構,使得各個開關元件達到柔性 切換(Soft Switching),降低開關的切換損失,並且將一部 16 200929813 分的能量透過一諧振電路回送至電力系統,藉此提高整體 轉換器之轉換效率。且於開關導通時,能達到零電壓切換, 即可降低開關之切換損失,透過開關元件兩端之電容器與 諧振電路的設計,在開關導通前,利用電容器與諳振電路 之電感器,將開關兩端之電壓放電至零電壓,使得開關在 導通時達到零電壓切換,如此即可降低開關的切換損失, 提高整體直流轉交流轉換器的轉換效率。 綜上所述,本發明之結構特徵及各實施例皆已詳細揭 示,而可充分顯示出本發明案在目的及功效上均深富實施 之進步性,極具產業之利用價值,且為目前市面上前所未 見之運用,依專利法之精神所述,本發明案完全符合發明 專利之要件。 唯以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已,當不能 以之限定本發明所實施之範圍,即大凡依本發明申請專利 範圍所作之均等變化與修飾,皆應仍屬於本發明專利涵蓋 之範圍内,謹請 貴審查委員明鑑,並祈惠准,是所至 【圖式簡單說明】 圖一係為本發明諧振電路架構應用於H-橋式直流轉直流轉 換器電路架構圖; 圖二係為圖一應用於降壓模式下之第一動作示意圖; 圖三係為圖一應用於降壓模式下之第二動作示意圖; 圖四係為圖一應用於降壓模式下之第三動作示意圖; 圖五係為圖一應用於降壓模式下之第四動作示意圖; 17 200929813 圖六係為圖一應用於降壓模式下之第五動作示意圖; 圖七係為圖一應用於昇壓模式下之第一動作示意圖; 圖八係為圖一應用於昇壓模式下之第二動作示意圖; 圖九係為圖一應用於昇壓模式下之第三動作示意圖; 圖十係為圖一應用於昇壓模式下之第四動作示意圖; 圖十一係為圖一架構於其輸出端更改為直流轉交流轉換器 電路架構圖。 【主要元件符號說明】 1〜第一諧振電路 2〜第二諧振電路 C1〜 第 — 電容器 C2〜 第 二 電容器 C3〜 第 二 電容器 C4〜 第 四 電容器 crl〜 第 一 輔助電容 器 Cr2〜 第 二 輔助電容 器 Cr3〜 第 二 輔助電容 器 Cr4〜 第 四 輔助電容 器 Cr5〜 第 五輔助電容 器 Cr6〜 第 六 輔助電容 器 Co〜 輸 出 電容器 D1〜 第 一 被動式開 關元件 D2〜 第 二 被動式開 關元件 Dsi〜 —— -輔助被動式開關元件 200929813
Drl〜第二輔助被動式開關元件 L1〜第一電感器 L2〜第二電感器 L21--次側線圈 L22〜輔助線圈 Lrl〜第一輔助電感器 Lr2〜第二輔助電感器 L〇〜輸出電感器 SW1〜第一主動式開關元件 SW2〜第二主動式開關元件 SW3〜第三主動式開關元件 SW4〜第四主動式開關元件 SW5〜第五主動式開關元件 SW6〜第六主動式開關元件 S W 7〜第七主動式開關元件 SW8〜第八主動式開關元件 VI〜輸入電壓 V2〜輸出電壓 19

Claims (1)

  1. 200929813 十、申請專利範圍: 1·一種諧振電路架構應用於H_橋式直流轉直流轉換器,其係包括 有: 八’、 . H_橋式轉換器,將不穩定的直流電源轉換為穩定之直流電 . 源’其係包括有: μ 第—主動式開關元件及第二主動式開關元件; 一具有雙繞組之耦合電感器,其可作為能量儲存元件;以及 第—被動式開關元件及第二被動式開關元件; , ^祕橋式轉換器之降壓端,用崎低第一 第==閉損失’其係包括有:第-、二電感器、 似第-辅助Ϊ^式開關元件、第二被動式開關元 助線圈’·以及* ’ 4一電感器包含一次侧線圈及一輔 第韻轉換器之端’用以降低第二 動=^讀導失,其係包括有:—第二辅助電感器、 ❹ 第;電件、第四主動式開關元件、第三電容器、 ’ 2.如中請專利iisir電谷器及第二辅助電容器。 • 轉直流轉換哭述之譜振電路架構應用於H-橋式直流 構為第一辅“容譜第二諸振電路的連接架 端串連至兩端’再將第二輔助被動式開關元件之負 圈,再連接至第一雪器後,再連接至第二電感器之辅助線 接點,第二輔助被動式門關容器株與第一輔助被動式開關元件之連 3.如申請專_目端連接讀人電源之負端。 直流轉換器,其中該第之譜振電路架構應用於Η橋式直流轉 、〇Λ 電感器可設置於第一譜振電路或第二 20
    200929813 諧振電路之任一位置。 4. mr範圍第1項所述之譜振電路架構應用於η-橋式直流 轉直机轉換益,其中該第一電感器係為限制電流變化斜率,當 動式開關元件導通時,該第—電感器可關電流之變 化斜率,降低該些主動式開關元件之導通損失。 5. 如申請專利範圍第丨項所述之譜振電路架構應用於凡橋式直流轉 直流轉換器,其中該第-辅助電感器亦可以為第二電感器之 助線圈之漏感。 6. 如申請專利範圍第!項所述之諧振電路架構應用於H_橋式直流 轉直流轉換器’其中該第二電感器之一次側線圈及一辅助線圈 係為共用同一個鐵心。 7. 如申请專利範圍第1項所述之諧振電路架構應用於h-橋式直流 轉直流轉換器,其中於該第二諧振電路後端,更係可設置一直 流轉交流轉換H電路,其係包括有:第五絲式開關元件、第 六主動式開關元件、第七主動式開關元件、第八主動式開關元 件而β亥第五主動式開關元件兩端設置有第三辅助電容器;該 第六主動式開關元件兩端設置有第四輔助電容器;該第七主動 式開關元件兩端設置有第五辅助電容器;該第八主動式開關元 件兩端設置有第六輔助電容器,再於輸出電壓端之前端設置有 輸出電感器及輸出電容器所構成之諧振電感器,以構成完整直 流轉交流電路。 8. 如申請專利範圍第1項所述之諧振電路架構應用於沁橋式直流 轉直流轉換器,其中該諧振電路架構應用於Η-橋式直流轉直流 轉換器係可應用於降壓模式及昇壓模式。 9, 一種譜振電路架構應用於Η-橋式直流轉直流轉換器應用於降壓 模式之方法’其係包括有: 21 200929813 (A1)Afr主動式開關元件導通時,電流流經第二電感器,將 能量儲存於第二電感器中,此時第二電感器-次側線圈 十感應-電麗,此時第—辅助電容器上尚無任何電壓, 第二電感器輔助線圈亦感應一電壓,第二主動式開關元 件兩端的賴開始充電至歡縣,第三、四主動式開 關元件同時為關閉狀態,第二辅助電感器上的能量,透 k第四主動式開關元件之旁路二極體與第四電容器產生 共振進行放電;
    (A2),一主動式開關元件兩端的電壓充電至額定電壓後,第 二主動式開關元件開始導通; (A3)第—絲式糊元件麵時H感H賴極性與導 L夺相反,第一電感器電流流經第一輔助被動式開關元 件時’、對第-輔助電容器進行充電,第二電感器辅助線 圈戶^感應之電壓極性步驟(A1)第_主動式開關元件導 通時相反,第一輔助被動式開關元件為逆偏壓而無法導 通;以及 ' (A4)第-辅助電容器之電壓被充飽時,第—辅助電容器上之 電壓大於或科輸人電壓時H感器電流停止對第 -辅助電容器充電。此時第二電感器獅線圈所感應之 電壓極性仍與第—主動式開關元件導通時相反,第二辅 助被動式開關元件仍為逆偏壓而無法導通;以及 (A5)第四主動式_树導通時,第三主動式開關元件將同 步關閉,此時第二辅助電容器上的電壓,即透過第四主 動式開關7G件及第二伽電感H之放電路㈣始放電至 零電壓。 10.如申清專利範圍第9項所述之譜振電路架構應用於私橋式直流 22 200929813 轉直流轉換器朗於降麵式之妓,其巾該方法更係包括 有: (Α6)第-主動式關元件導通時,電流流經第二電感器, 將此I儲存於第二電感器中,此時第二電感器一次側線 圈上感應賴’第二電感器辅助線圈上所錢之電壓極 2第一主動式開關元件導通時相同,第二辅助被動式 ς關7L件兩端為順向職,故呈導通狀態,此時儲存於 ❹ 〇 辅助m内之能量透過第—_減歸能量利 用共振原理,回送至第一電容器。 構應驗轉式直雜直雜觀應用於昇 壓模式之方法,其係包括有: 什 (Β1)能^開關兀件導通時’電流流經第二電感器,將 ^廡二電感器中,此時第二電感器—次側線圈上 ^第二械器辅助線_感應之電壓極性,使得第』 ==件及第四主動式開關元件同時為關閉狀態,第 電^與第四電容器產生共振,透過第时動式^ (B2) ί ^路—極體觀量傳送至第四電容器; 開關7L件開始導通; 莉八 ⑽,閉時,第-電感器電壓概^ 亦對第,輔助電容器進行充電,當第二辅U I堅被充飽後,第二辅纟# 出電第-電感器電流停止對第二輔助電輪 23 200929813
    ❹ 以及 (B4)第四主動式開關元件導通時,第三主動式開關元件將同 步關閉,此時第二輔助電容器上的能量,透過第四主動式 開關元件及第二輔助電感器之放電路徑開始放電至零電 壓,第四電容器上的能量,透過第四主動式開關元件及第 二輔助電感器之放電路徑開始放電。 24
TW096150759A 2007-12-28 2007-12-28 Resonance circuit adapted for h-bridge dc-dc converter and a method for adapting the same for operating in boost/buck mode TWI362168B (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW096150759A TWI362168B (en) 2007-12-28 2007-12-28 Resonance circuit adapted for h-bridge dc-dc converter and a method for adapting the same for operating in boost/buck mode
JP2008146868A JP4712071B2 (ja) 2007-12-28 2008-06-04 H−ブリッジdc−dcコンバーターに応用する共振回路
US12/144,891 US7869230B2 (en) 2007-12-28 2008-06-24 Resonance circuit for use in H-bridge DC-DC converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW096150759A TWI362168B (en) 2007-12-28 2007-12-28 Resonance circuit adapted for h-bridge dc-dc converter and a method for adapting the same for operating in boost/buck mode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200929813A true TW200929813A (en) 2009-07-01
TWI362168B TWI362168B (en) 2012-04-11

Family

ID=40797379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW096150759A TWI362168B (en) 2007-12-28 2007-12-28 Resonance circuit adapted for h-bridge dc-dc converter and a method for adapting the same for operating in boost/buck mode

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7869230B2 (zh)
JP (1) JP4712071B2 (zh)
TW (1) TWI362168B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8587268B1 (en) * 2008-06-18 2013-11-19 National Semiconductor Corporation System and method for providing an active current assist with analog bypass for a switcher circuit
WO2009155986A1 (en) * 2008-06-27 2009-12-30 Abb Research Ltd Battery energy source arrangement and voltage source converter system
US8564976B2 (en) * 2008-11-19 2013-10-22 General Electric Company Interleaved LLC power converters and method of manufacture thereof
JP5484818B2 (ja) * 2009-08-05 2014-05-07 株式会社ダイヘン 電源装置
US9054602B2 (en) * 2010-12-10 2015-06-09 Helen Pollock Resonant circuit with constant current characteristics
US9531299B2 (en) * 2011-12-28 2016-12-27 Det International Holding Limited Resonant single stage DC-AC converter with capacitors forming a half-bridge
US9178422B2 (en) * 2013-02-21 2015-11-03 Texas Instruments Incorporated Resonance-based single inductor output-driven DC-DC converter and method
US9584044B2 (en) * 2013-03-15 2017-02-28 Sunpower Corporation Technologies for converter topologies
EP3252939B1 (en) * 2016-05-31 2020-05-13 GE Energy Power Conversion Technology Ltd Power converters

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6483723B2 (en) * 2000-11-07 2002-11-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Switching power supply
US6452815B1 (en) * 2001-02-22 2002-09-17 Lizhi Zhu Accelerated commutation for passive clamp isolated boost converters
US6992902B2 (en) * 2003-08-21 2006-01-31 Delta Electronics, Inc. Full bridge converter with ZVS via AC feedback
JP4390256B2 (ja) * 2003-12-22 2009-12-24 株式会社京三製作所 昇降圧チョッパ回路
WO2006098376A1 (ja) * 2005-03-16 2006-09-21 National University Corporation Yokohama National University チョッパ回路

Also Published As

Publication number Publication date
JP4712071B2 (ja) 2011-06-29
US7869230B2 (en) 2011-01-11
TWI362168B (en) 2012-04-11
JP2009165335A (ja) 2009-07-23
US20090167285A1 (en) 2009-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW200929813A (en) Resonance circuit for use in H-bridge DC-DC converter
Lee et al. Isolated SEPIC DC–DC converter with ripple-free input current and lossless snubber
Tseng et al. High step-up converter with three-winding coupled inductor for fuel cell energy source applications
Meier et al. Soft-switching high static gain DC–DC converter without auxiliary switches
CN104734264B (zh) 在线互动式不间断电源及其控制方法
Tan et al. Topology and application of bidirectional isolated dc-dc converters
CN102859855A (zh) 用于高输入到输出电压转换的dc-dc变换器电路
CN101795061B (zh) 适用于电流源型隔离全桥升压拓扑的无源无损缓冲电路
JP5938881B2 (ja) 電力変換回路
TWI469481B (zh) 隔離型交錯式直流轉換器
WO2009128373A1 (ja) 双方向dc/dcコンバータおよびパワーコンディショナ
CN105917569A (zh) 用于操作具有换极器的有无功功率能力的逆变器的方法和具有换极器的有无功功率能力的逆变器
WO2006076843A1 (en) A new pfc high-frequency dc power supply
CN110445227B (zh) 电动汽车车载单相充电系统中高、低频纹波电流抑制方法
CN102751876A (zh) 一种隔离型基于三端口功率变换器的新能源供电设备
CN106253679B (zh) 开关电源装置
Zhang et al. Design and analysis of a novel ZVZCT boost converter with coupling effect
TWI301348B (zh)
Singh et al. Analysis of Isolated DC-DC Converters for Electric-Vehicle (EV) Battery Charging
JP4323049B2 (ja) 電力変換装置
TWI305076B (en) High-efficiency signle-stage bidirectional converter with multi-input power sources
TW200539553A (en) High step-up converter with coupled-inductor by way of bi-direction energy transmission
CN107070331A (zh) 变电流自励自充电开关磁阻发电机变流器
TW201101669A (en) DC/AC converter device of solar cell
Gu et al. Hybrid transformer ZVS/ZCS DC-DC converter for photovoltaic microinverters