升压型零涟波直流转换器制造技术

本发明专利技术公开了一种升压型零涟波直流转换器，可达成零涟波电压特性；所谓零涟波电压于工程上代表接近零的极低的涟波电压。升压型零涟波直流转换器包含电能隔离及转换单元、涟波消除电感器、功率开关、第一至第四电容器、第一及第二整流元件及辅助电感器。电能隔离及转换单元包含多个线圈用以使升压型零涟波直流转换器区分为输入级及输出级。涟波消除电感器、功率开关、第一及第二电容器位于输入级，并分别电连接于电能隔离及转换单元；第三电容器、第四电容器、第一整流元件、第二整流元件及辅助电感器位于输出级并电连接于电能隔离及转换单元。

Boost type zero ripple DC converter

The invention discloses a boost type zero ripple DC converter can reach zero ripple voltage characteristics; the so-called zero ripple voltage for the project on behalf of near zero low ripple voltage. Boost type zero ripple DC converter includes energy isolation and conversion unit, eliminating ripple inductor, power switch, the first and fourth capacitors, first and two rectifying elements and auxiliary inductor. Isolation and power conversion unit comprises a plurality of coils used to boost zero ripple DC converter is divided into the input stage and the output stage. Eliminating ripple inductor, power switch, the first and two capacitor in the input stage, and are electrically connected to the electric energy isolation and conversion unit; a third capacitor, a fourth capacitor, a first rectifying element, second rectifier components and auxiliary inductor in the output stage and electrically connected to the power conversion unit and isolation.

【技术实现步骤摘要】
升压型零涟波直流转换器
本专利技术是关于直流转换器，且特别是有关于升压型零涟波直流转换器。
技术介绍
随着科技的发展，电子产品种类日益增多，如笔记型电脑、移动通讯装置、多媒体播放器等，这些电子产品皆需使用电源转换器来将交流电源或直流电源转换成一符合需求且稳定的直流电源，以作为正常运作的电力来源。传统的升压型电源转换器主要是由控制器、开关元件、二极管、储能电感以及电容器所组成，由于具有结构简单、成本低的特点，因此，已被广泛采用作为电子产品的电源转换器。然而，传统的升压型电源转换器的输出电力具有高输出涟波，这使得输出电压不稳定，并可能影响连接在其后端的负载的操作。
技术实现思路
本专利技术为专利技术者为了纪念其父亲潘恭先生(Mr.KungPan)百年冥诞，因此提出一种升压型零涟波直流转换器，连接于电源及负载之间。升压型零涟波直流转换器包含电能隔离及转换单元、涟波消除电感器、功率开关、第一电容器、第二电容器、第三电容器、第四电容器、第一整流元件、第二整流元件及辅助电感器。电能隔离及转换单元包含多个线圈用以使升压型零涟波直流转换器区分为输入级及输出级。其中，输入级连接于电源，输出级连接于负载。涟波消除电感器位于输入级；功率开关位于输入级并电连接于电能隔离及转换单元及涟波消除电感器。第一电容器位于输入级并电连接于电能隔离及转换单元；第二电容器位于输入级并电连接于电能隔离及转换单元；第三电容器位于输出级并电连接于电能隔离及转换单元；第四电容器位于输出级并电连接于电能隔离及转换单元。第一整流元件位于输出级并电连接于电能隔离及转换单元与第三电容器；第二整流元件位于输出级并电连接于电能隔离及转换单元与第四电容器；辅助电感器位于输出级并电连接于电能隔离及转换单元。当功率开关导通时，涟波消除电感器及辅助电感器配合分配电源提供的电力，藉以降低传递至负载的电力的涟波值；当功率开关截止时，涟波消除电感器及辅助电感器亦配合分配电源提供的电力，以降低传递至负载的电力的涟波值。附图说明图1绘示依照本专利技术第一实施方式的升压型零涟波直流转换器的电路图；图2绘示依照本专利技术第一实施方式的升压型零涟波直流转换器于第一工作模式的电流路径示意图；图3绘示依照本专利技术第一实施方式的升压型零涟波直流转换器于第二工作模式的电流路径示意图；图4绘示依照本专利技术第二实施方式的升压型零涟波直流转换器的电路图；图5绘示依照本专利技术第三实施方式的升压型零涟波直流转换器的电路图；图6绘示依照本专利技术第四实施方式的升压型零涟波直流转换器的电路图；图7绘示依照本专利技术第五实施方式的升压型零涟波直流转换器的电路图；图8绘示依照本专利技术第五实施方式的升压型零涟波直流转换器于第一工作模式的电流路径示意图；及图9绘示依照本专利技术第五实施方式的升压型零涟波直流转换器于第二工作模式的电流路径示意图。其中，附图标记：10升压型零涟波直流转换器100涟波消除电感器110第一整流元件112第二整流元件120输入级第一整流元件122输入级第二整流元件C1第一电容器C2第二电容器C3第三电容器C4第四电容器Co输出电容器D本体二极管La辅助电感器Lm激磁电感器Q功率开关RL负载TR变压器TR1第一变压器TR2第二变压器Vin电源W1第一线圈W2第二线圈W3第三线圈W4第四线具体实施方式请参照图1，其绘示依照本专利技术第一实施方式的升压型零涟波直流转换器的电路图。升压型零涟波直流转换器10连接于电源Vin及负载RL之间，并包含电能隔离及转换单元(未另标号)、涟波消除电感器100、功率开关Q、第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3、第四电容器C4、第一整流元件110、第二整流元件112、辅助电感器La及输出电容器Co。电能隔离及转换单元包含多个线圈，如图1所示的电能隔离及转换单元包含第一至第四线圈W1～W4；其中，第一线圈W1及第二线圈W2串联连接并位于升压型零涟波直流转换器10与电源Vin相连接的一侧(以下称输入级)，第三线圈W3及第四线圈W4串联连接并位于升压型零涟波直流转换器与负载RL相连接的一侧(以下称输出级)，第一线圈W1及第三线圈W3互相耦合使形成第一变压器TR1，第二线圈W2及第四线圈W4互相耦合使形成第二变压器TR2。第一电容器C1、功率开关Q、涟波消除电感器100及第二电容器C2位于输入级。第一电容器C1的一端连接于电源Vin的高准位端，另一端连接于第一线圈W1非与第二线圈W2相连接的一端。如图1所示，功率开关Q可例如为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，实际实施时并不以此为限。功率开关Q的漏极连接于第一线圈W1及第二线圈W2之间，源极连接于电源Vin的低准位端及第二电容器C2非与第二线圈W2相连接的一端，栅极可例如是连接于控制器(图未示)，并接受控制器输出的控制信号以进行导通(Turn-on)或截止(Turn-off)。功率开关Q的漏源之间更可与二极管D并联，二极管D可例如是功率开关Q的本体二极管(BodyDiode)。涟波消除电感器100的一端连接于电源Vin的高准位端，另一端连接于第一线圈W1与第二线圈W2之间及功率开关Q的漏极。第二电容器C2的一端连接于第二线圈W2非与第一线圈W1相连接的一端，另一端连接于电源Vin的低准位端及功率开关Q的源极。第三电容器C3、第四电容器C4、第一整流元件110、第二整流元件112、辅助电感器La及输出电容器Co位于输出级。第三电容器C3的一端连接于第三线圈W3非与第四线圈W4连接的一端，另一端连接于第一整流元件110的阴极及辅助电感器La的一端。第四电容器C4的一端连接于第四线圈W4非与第三线圈W3连接的一端，另一端连接于第二整流元件112的阳极及输出电容器Co的负端及负载RL。第一整流元件110的阳极连接于第三线圈W3及第四线圈W4之间及第二整流元件112的阴极。辅助电感器La非与第三电容器C3及第一整流元件110阴极相连接的一端连接于输出电容器Co的正端及负载RL，其中输出电容器Co与负载RL并联连接。请参阅图2，其绘示依照本专利技术第一实施方式的升压型零涟波直流转换器于第一工作模式的电流路径示意图。当升压型零涟波直流转换器10操作于第一工作模式时，功率开关Q导通，第一整流元件110截止、第二整流元件112导通。此时电源Vin产生的电力在输入级形成三个电流路径，其中一个电流路径形成于电源Vin、涟波消除电感器100及功率开关Q之间，另一个电流路径形成于第一电容器C1、第一线圈W1及功率开关Q之间，最后一个电流路径形成于第二线圈W2与功率开关Q及第二电容器C2之间。藉此，电源Vin提供的电力可传递至第一线圈W1及第二线圈W2，并耦合至第三线圈W3及第四线圈W4。耦合至输出级的电力在第三线圈W3、第四线圈W4、辅助电感器La及输出电容器Co之间形成二个电流路径，其中一个路径形成在第三线圈W3、第三电容器C3、辅助电感器La、输出电容器Co及第二整流元件112之间，另一路径形成在第四线圈W4、第四电容器C4、第二整流元件112之间；输出电容器Co同时也提供电力给负载RL使用。藉此，涟波消除电感器100与辅助电感器La配合分配电源Vin提供的电力，藉以达到降低涟波的效果。请参阅图3，其绘示依照本专利技术第一实施方式的升压型零涟波直流转换器于第二工作模式的电流路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种升压型零涟波直流转换器，连接于一电源及一负载之间，该升压型零涟波直流转换器包含：一电能隔离及转换单元，包含多个线圈，该等线圈使该升压型零涟波直流转换器区分为一输入级及一输出级，其中该输入级连接于该电源，该输出级连接于该负载；一涟波消除电感器，位于该输入级；一功率开关，位于该输入级并电连接于该涟波消除电感器及该电能隔离及转换单元；一第一电容器，位于该输入级并电连接于该电能隔离及转换单元；一第二电容器，位于该输入级并电连接于该电能隔离及转换单元；一第三电容器，位于该输出级并电连接于该电能隔离及转换单元；一第四电容器，位于该输出级并电连接于该电能隔离及转换单元；一第一整流元件，位于该输出级并电连接于该电能隔离及转换单元及该第三电容器；一第二整流元件，位于该输出级并电连接于该电能隔离及转换单元及该第四电容器；以及一辅助电感器，电连接于该电能隔离及转换单元，其中，当该功率开关导通时，该涟波消除电感器及该辅助电感器配合分配该电源提供的电力，藉以降低传递至该负载的电力的涟波值；当该功率开关截止时，该涟波消除电感器及该辅助电感器亦配合分配该电源提供的电力，以降低传递至该负载的电力的涟波值。

【技术特征摘要】
1.一种升压型零涟波直流转换器，连接于一电源及一负载之间，该升压型零涟波直流转换器包含：一电能隔离及转换单元，包含多个线圈，该等线圈使该升压型零涟波直流转换器区分为一输入级及一输出级，其中该输入级连接于该电源，该输出级连接于该负载；一涟波消除电感器，位于该输入级；一功率开关，位于该输入级并电连接于该涟波消除电感器及该电能隔离及转换单元；一第一电容器，位于该输入级并电连接于该电能隔离及转换单元；一第二电容器，位于该输入级并电连接于该电能隔离及转换单元；一第三电容器，位于该输出级并电连接于该电能隔离及转换单元；一第四电容器，位于该输出级并电连接于该电能隔离及转换单元；一第一整流元件，位于该输出级并电连接于该电能隔离及转换单元及该第三电容器；一第二整流元件，位于该输出级并电连接于该电能隔离及转换单元及该第四电容器；以及一辅助电感器，电连接于该电能隔离及转换单元，其中，当该功率开关导通时，该涟波消除电感器及该辅助电感器配合分配该电源提供的电力，藉以降低传递至该负载的电力的涟波值；当该功率开关截止时，该涟波消除电感器及该辅助电感器亦配合分配该电源提供的电力，以降低传递至该负载的电力的涟波值。2.如权利要求1所述的升压型零涟波直流转换器，其特征在于，该等线圈配合构成二变压器。3.如权利要求2所述的升压型零涟波直流转换器，其特征在于，该输入级的其中的一线圈的一端连接于该第一电容器，另一端连接于该输入级的另一线圈的一端、该功率开关及该涟波消除电感器，该输入级的另一线圈的另一端连接于该第二电容器；该输出级的其中的一线圈的一端通过第三电容器连接于辅助电感器，另一端连接于该输出级的另一线圈的一端、第一整流元件及第二整流元件，该输出级的另一线圈的另一端连接于该第四电容器，该第一整流元件及该第二整流元件串联连接。4.如权利要求2所述的升压型零涟波直流转换器，其特征在于，位于该输入级的该等线圈串联连接，位于该输出级的该等线圈串联连接。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：潘晴财，郑明杰，
申请(专利权)人：亚力电机股份有限公司，潘晴财，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71