具有延长维持时间的谐振转换装置及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有延长维持时间的谐振转换装置及其操作方法，谐振转换装置包括：谐振转换单元、延时单元及控制单元。谐振转换单元包括初级侧、变压单元及次级侧，且延时单元包括线圈与桥臂组。当初级侧的切换频率小于临界频率时，控制单元控制桥臂组切换导通或不导通，使谐振转换装置的输出电压在维持时间内高于预定电压。

【技术实现步骤摘要】
具有延长维持时间的谐振转换装置及其操作方法
本专利技术是有关一种具有延长维持时间的谐振转换装置，尤指一种使谐振转换装置的输出电压在维持时间内高于预定电压的谐振转换装置。
技术介绍
近年来，电子产品对于电源的质量要求越来越高，尤其是精密电子产品在输入电压不稳定时有可能会产生不可逆的损坏，因此对负责供电的电源转换器要求也随着电子产品的普及与其对电力质量的重视而逐渐提升。电源转换器对电子产品供电的过程中，一旦发生输入电压不足时，需能够维持电源转换器持续输出电源一段时间，使得后端耦接的电子产品有足够的时间反应，并进行断电前数据的完整储存或备份。反之，若电源转换器无法在输入电压不足后的一段时间内提供稳定的输出电压时，会容易造成后端电子产品没有足够的时间反应，使得电子产品的数据流失或电子产品的损坏。具体而言，当电源转换器输入电压不足，电源转换器的输出电容(bulkcapacitance)容量大小会影响电源转换器输出电压维持时间(hold-uptime)的长短。为了有效地延长在输入电压不足后，电源转换器尚可提供额定输出电压的时间，最直接的作法是将输出电容的容量增大，利用较大电容量可提供较长放电时间的特性，进而延长输入电压不足后，输出电压的供电时间。但由于电容容量的增大会带来电容体积的变大，因此利用增大电容容量来提供较长放电时间的方式，会使得电源转换器的体积及尺寸随之增加而难以小型化。因此，如何设计出一种具有延长维持时间的谐振转换装置，以使谐振转换装置的输出电压在维持时间内高于预定电压，以实现谐振转换装置小型化的优势，乃为本案创作人所欲行克服并加以解决的一大课题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种具有延长维持时间的谐振转换装置，以克服现有技术的问题。因此，本专利技术谐振转换装置，包括：谐振转换单元，包括初级侧、变压单元及次级侧，初级侧接收输入电压，变压单元耦接初级侧与次级侧，且次级侧提供输出电压。延时单元，包括线圈与桥臂组，线圈耦合变压单元，且桥臂组耦接线圈与次级侧。控制单元，控制谐振转换单元将输入电压转换为输出电压。其中，当初级侧的切换频率小于临界频率时，控制单元控制桥臂组切换导通或不导通，使输出电压在维持时间内高于预定电压。为了解决上述问题，本专利技术提供一种具有延长维持时间的谐振转换装置的操作方法，以克服现有技术的问题。因此，本专利技术谐振转换装置的操作方法包括下列步骤：(a)提供一谐振转换单元，将一输入电压转换为一输出电压。(b)提供一延时单元，当该谐振转换单元的一切换频率大于等于一临界频率时，该延时单元不工作。(c)提供一控制单元，控制该谐振转换单元与该延时单元。及(d)当该谐振转换单元的一切换频率小于该临界频率时，该控制单元控制该延时单元切换导通或不导通，使该输出电压在一维持时间内高于一预定电压。为了能更进一步了解本专利技术为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，相信本专利技术的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制者。附图说明图1为本专利技术具有延长维持时间的谐振转换装置的方块示意图；图2A为本专利技术具有延长维持时间的谐振转换装置第一实施例的电路示意图；图2B为本专利技术具有延长维持时间的谐振转换装置第二实施例的电路示意图；图3A为本专利技术具有延长维持时间的谐振转换装置的切换频率小于临界频率的第一电流回路示意图；图3B为本专利技术具有延长维持时间的谐振转换装置的切换频率小于临界频率的第二电流回路示意图；图4为本专利技术具有延长维持时间的谐振转换装置在切换频率小于临界频率时的波形示意图；及图5为本专利技术具有延长维持时间的操作方法的流程图。其中，附图标记1…谐振转换装置10…谐振转换单元102…初级侧102-1…切换单元Q1…上开关Q2…下开关102-2、102-2’…谐振单元C、C1、C2…谐振电容L1…第一谐振电感L2…第二谐振电感104…变压单元106…次级侧Sb1…第一整流开关Sb2…第二整流开关106-1…整流单元106-2…输出电容20…延时单元202…线圈204…桥臂组204-1…第一桥臂D1…第一二极管S1…第一开关204-2…第二桥臂D2…第二二极管S2…第二开关204-3…储能电容30…控制单元2…负载Vin…输入电压Vo…输出电压Sc…控制信号I1…第一电流回路I2…第二电流回路Ir1…第一谐振电流Ir2…第一谐振电流t0-t7…时间(S200)～(S800)…步骤具体实施方式兹有关本专利技术的
技术实现思路
及详细说明，配合图式说明如下：请参阅图1为本专利技术具有延长维持时间的谐振转换装置的方块示意图。谐振转换装置1接收输入电压Vin，且转换输入电压Vin为输出电压Vo对负载2供电。谐振转换装置1包括谐振转换单元10、延时单元20及控制单元30，谐振转换单元10耦接延时单元20，且控制单元30耦接谐振转换单元10与延时单元20。谐振转换单元10包括初级侧102、变压单元104及次级侧106，初级侧102接收输入电压Vin，变压单元104耦接初级侧102与次级侧106，次级侧106提供输出电压Vo。延时单元20包括线圈202与桥臂组204，线圈202耦合变压单元104，且桥臂组204耦接线圈202与次级侧106。控制单元30输出控制信号Sc控制初级侧102、次级侧106及桥臂组204，以维持谐振转换装置1的运作。当输入电压Vin正常时，控制单元30输出控制信号Sc控制初级侧102与次级侧106，以控制谐振转换单元10将输入电压Vin转换为输出电压Vo。此时，控制单元30并未输出控制信号Sc控制桥臂组204，使得延时单元20不工作。当输入电压Vin不足时，控制单元30输出控制信号Sc进一步控制桥臂组204，使初级侧102所储存的能量转换为输出电压Vo，而暂时的维持输出电压Vo高于预定的输出电压(之后简称预定电压)。值得一提，于本专利技术的一实施例中，输入电压Vin不足主要指的是输入电压Vin逐渐下降至0。具体而言，谐振转换装置1前端通常耦接一前级装置(例如，但不限于功率因子校正器)，因此当前级装置因输入电源断电，或前级装置本身异常而停止运作时，前级装置的输出电压会因为其储存于输出电容的能量而暂时维持于某一水平之上，当能量逐渐消耗，前级装置的输出电压(即谐振转换装置1的输入电压Vin)逐渐下降至0。具体而言，本专利技术的主要目的在于，当谐振转换装置1的输入电压Vin不足时，控制单元30能够控制桥臂组204的导通或不导通，使线圈202短路或耦接次级侧106，以将初级侧102的能量通过变压单元104或延时单元20传输至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有延长维持时间的谐振转换装置，其特征在于，包括：/n一谐振转换单元，包括一初级侧、一变压单元及一次级侧，该初级侧接收一输入电压，该变压单元耦接该初级侧与该次级侧，且该次级侧输出一输出电压；/n一延时单元，包括一线圈与一桥臂组，该线圈耦合该变压单元，且该桥臂组耦接该线圈与该次级侧；及/n一控制单元，控制该谐振转换单元将该输入电压转换为该输出电压；/n其中，当该初级侧的一切换频率小于一临界频率时，该控制单元控制该桥臂组切换导通或不导通，使该输出电压在一维持时间内高于一预定电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有延长维持时间的谐振转换装置，其特征在于，包括：
一谐振转换单元，包括一初级侧、一变压单元及一次级侧，该初级侧接收一输入电压，该变压单元耦接该初级侧与该次级侧，且该次级侧输出一输出电压；
一延时单元，包括一线圈与一桥臂组，该线圈耦合该变压单元，且该桥臂组耦接该线圈与该次级侧；及
一控制单元，控制该谐振转换单元将该输入电压转换为该输出电压；
其中，当该初级侧的一切换频率小于一临界频率时，该控制单元控制该桥臂组切换导通或不导通，使该输出电压在一维持时间内高于一预定电压。


2.如权利要求1所述的谐振转换装置，其特征在于，该初级侧包括：
一切换单元，接收该输入电压；及
一谐振单元，耦接该切换单元与该变压单元；
其中，当该切换频率小于该临界频率时，该控制单元控制该切换单元切换导通或不导通，以提供一能量对该谐振单元储能；该能量通过该线圈与该变压单元耦合至该延时单元，使该延时单元能够维持该输出电压。


3.如权利要求2所述的谐振转换装置，其特征在于，当该切换频率小于该临界频率时，该控制单元控制该切换频率逐渐调升至该谐振单元的一谐振频率；当该切换频率调高至该谐振频率时，该控制单元控制该切换频率固定在该谐振频率，且控制该切换单元固定一占空比。


4.如权利要求2所述的谐振转换装置，其特征在于，该切换单元为一半桥式切换单元或为一全桥式切换单元。


5.如权利要求1所述的谐振转换装置，其特征在于，当该切换频率小于该临界频率，且该控制单元未收到该谐振转换装置前端耦接的一前级装置所提供的一输入确认信号时，该控制单元始控制该桥臂组切换导通或不导通。


6.如权利要求1所述的谐振转换装置，其特征在于，该桥臂组包括：
一第一桥臂，耦接该次级侧，且包括串联的一第一二极管与一第一开关，该线圈耦接该第一二极管与该第一开关；及
一第二桥臂，并联该第一桥臂，且包括串联的一第二二极管与一第二开关，该线圈耦接该第二二极管与该第二开关；
其中，当该切换频率小于该临界频率，且该第一开关与该第二开关导通时，该线圈、该第一开关及该第二开关构成一第一电流回路。


7.如权利要求6所述的谐振转换装置，其特征在于，当该切换频率大于等于该临界频率时，该第一开关与该第二开关不导通，使该延时单元不工作。


8.如权利要求6所述的谐振转换装置，其特征在于，该桥臂组更包括：
一储能电容，并联该第二桥臂；
其中，当该切换频率小于该临界频率，且该第一开关与该第二开关不导通时，该线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄嘉熊，邱奕勳，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71