以驰返式交换电源转换器为基础架构的同步式减振电路制造技术

本发明专利技术提供一种以驰返式交换电源转换器为基础架构的同步式减振电路，用以与一种交换电源转换装置的一种同步整流器整合，其包含第二功率变压器、第二功率开关、整流电路。第二功率变压器具有一次侧绕组与二次侧绕组，一次侧绕组的一端电连接至第三电容器，以提供输出端的稳压电流的来源。第二功率开关电连接介于第二功率变压器的一次侧绕组与第一功率变压器的一次侧绕组之间，以导通该第一功率变压器的泄漏电感的虚功率至输出端。整流电路电连接介于第二功率变压器的二次侧绕组与输出端之间，提供输出端的稳压电流。该同步式减振电路将第一功率变压器的泄漏电感所储存电能不以热的形式消耗，经由虚功率转移路径输出至输出端，提高电路的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种同步式减振电路，尤其涉及一种以驰返式交换电源转换器为基础架构的同步式减振电路。
技术介绍
随着科技演进，交换式电源也有走向短小轻薄的趋势。要想缩小其尺寸的必要条件乃更高的效率、更简易的架构。一般而言，驰返式转换电路不易达到高效能的主要原因为，在转换电路中，变压器的泄漏电感所造成的转换损失。虽然，越大的输出峰值电流会产生越大的传导损耗，但是，有时为了能提供所需输出的电压和电流值，以传统的做法也只有这个办法。不过，若超过额定的电压或电流，转换电路中的开关元件容易受到冲击而损坏，并且会有电磁辐射干扰(EMI)产生。所以，为了避免此问题，通常都会借着一般型的无损缓冲器(snubber)线路，将变压器的泄漏电感所产生的虚功率，转化成热能而排出，避免开关元件容易受到冲击而损坏，同时也可以抑制EMI的产生。然而，此种做法并没有解决泄漏电感所造成的转换损失，转换电路仍无法有效提高其转换效率，且还会额外增加散热结构的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计一种以驰返式交换电源转换器为基础架构的同步式减振电路，与一种交换电源转换装置的一种同步整流器整合，用以改善驰返式交换电源转换器的效率。此一同步式减振电路也能改善功率切换元件在切换时所产生的突波电压(surge)，避免损毁该功率切换元件。驰返式交换电路操作时的电流切换，除了造成非常高的突波电压，而且也造成电磁辐射干扰。为了避免突波电压损毁电路，常使用减振电路以消除该突波电压。减振的方式即为将变压器的泄漏电感所储存的电能以热的形式消耗掉。这种方式可以降低瞬间的突波电压或电流，同时，也可以抑制电磁辐射干扰。然而，此一方式却也会有额外热能的产生，以及功率转换的效率变差的副作用。另外，释放高热能的散热片也会使得整个电源交换电路不符合轻薄短小的趋势，因此，如何有效利用泄漏电感的储存电能不以热的形式消耗，而能提高电路的效率，则为本专利技术的主要目的。为达到上述目的，本专利技术提供一种以驰返式交换电源转换器为基础架构的同步式减振电路，该同步减振电路与一种交换电源转换装置的一种同步整流器整合，其中该交换电源转换装置包括一同步整流器，提供一输入端至一输出端功率移转的一途径，该同步整流器的一第一功率开关以反复切换的方式将一输入功率间歇性的馈入一第一功率变压器、一整流器控制器，通过一输出电压波幅信号，以产生导通该功率移转的途径与一虚功率移转的途径的控制信号、一隔离驱动器，提供一金属氧化物半导体场效晶体管栅极控制信号、一光隔离器及误差放大器，将一输出电压的一比较误差经由光隔离器耦合、一波幅调变控制器，通过发出一脉冲宽度调变控制信号，使得该第一功率开关执行该功率移转的途径的导通、及一同步减振电路，提供该虚功率移转的途径，将该同步整流器中功率变压器的泄漏电感的虚功率移转至输出端，使得输入功率全部转换为输出功率，其中该同步减振电路包括一第二功率变压器，具有一一次侧绕组与一二次侧绕组，该一次侧绕组的一端电性连接至一第三电容器，该二次侧的输出电压提供一输出端的稳压电流的来源；一第二功率开关，电性连接介于该第二功率变压器的该一次侧绕组与该第一功率变压器的一一次侧绕组之间，用来导通该第一功率变压器的一泄漏电感的虚功率至输出端；及一整流电路，电性连接介于该第二功率变压器的该二次侧绕组与该输出端之间，提供该输出端的稳压电流。根据上述构想的同步减振电路，其中该第二功率开关为一金属氧化物半导体场效晶体管与反向并联的一二极管所构成的一电流双向开关(current-bidirectional switch)。根据上述构想的同步减振电路，其中该第二功率开关的场效晶体管的一栅极电性连接至该隔离驱动器，接受来自该驱动器的控制信号，且该第二功率开关与该第一功率开关的电压电平相反。根据上述构想的同步减振电路，其中该整流电路为一桥式整流电路。根据上述构想的同步减振电路，其中该第二功率开关、该第二功率变压器的该一次侧绕组及该第三电容器形成该第一功率变压器的该泄漏电感的一功率路径。根据上述构想的同步减振电路，其中当该第二功率变压器于该第一功率开关关闭且该第二功率开关打开时，将该第一功率变压器的泄漏电感的能量所形成于该功率路径的一共振电流由该一次侧绕组转移至该二次侧绕组，并且流经该桥式整流器至该输出端。本专利技术还提供一种交换电源转换装置，其中包括一同步整流器，提供一输入端至一输出端功率的移转；一整流器控制器，接受一电压信号以产生控制信号；一隔离驱动器，提供一金属氧化物半导体场效晶体管栅极控制信号；一光隔离器及误差放大器，将一输出电压的一比较误差经由光隔离器耦合；一波幅调变控制器，通过一脉冲宽度调变信号控制功率的导通；及一同步减振电路，将该同步整流器的泄漏电感的虚功率移转至输出端，该同步减振电路包括一第二功率变压器，具有一一次侧绕组与一二次侧绕组，该一次侧绕组的一端电性连接至一第三电容器，该二次侧的输出电压提供一输出端稳压电流的来源；一第二功率开关，电性连接介于该第二功率变压器的该一次侧绕组与该第一功率变压器的一一次侧绕组之间，用来导通该第一功率变压器的一泄漏电感的虚功率至输出端；及一整流电路，电性连接介于该第二功率变压器的该二次侧绕组与该输出端之间，提供该输出端的稳压电流。根据上述构想的转换装置，其中该转换装置的该同步整流器包括一第一一功率开关、一第一功率变压器，该第一功率开关以反复切换的方式将该第一功率变压器的一一次侧绕组磁性连接至该输入端、一第三功率开关，该第一功率变压器的一二次侧绕组的一端电性连接至该第三功率开关的源极、一第三功率变压器，其中一一次侧绕组电性连结至该输出端，一二次侧绕组电性连接至该整流器控制器、一第二电容器，与该输出端串联。根据上述构想的转换装置，其中该整流器控制器的一输入端电性连接至该第三功率变压器的该二次侧绕组的两端，一输出端电性连接至该第三功率开关的栅极与该隔离驱动器，使得该第三功率开关在该同步整流器动作的半周期为打开的状态。根据上述构想的转换装置，其中该整流器控制器通过一输出电压波幅信号，以产生导通该功率移转的途径与一虚功率移转的途径的控制信号。根据上述构想的转换装置，其中该第二功率开关为一金属氧化物半导体场效晶体管与反向并联的一二极管所构成的一电流双向开关(current-bidirectional switch)。根据上述构想的转换装置，其中该第二功率开关的场效晶体管的栅极电性连接至一隔离栅极驱动器，接受来自该驱动器的控制信号，且该第二功率开关与该第一功率开关的电压电平相反。根据上述构想的转换装置，其中该整流电路为一桥式整流电路。根据上述构想的转换装置，其中该第二功率开关、该第二功率变压器的该一次侧绕组及该第三电容器形成该第一功率变压器的泄漏电感的一功率路径。根据上述构想的转换装置，其中当该第二功率变压器于该第一功率开关关闭且该第二功率开关打开时，将该第一功率变压器的泄漏电感的能量所形成于该功率路径的一共振电流由该一次侧绕组转移至该二次侧绕组，并且流经该桥式整流器至该输出端。关于本专利技术的优点与精神可以通过以下的专利技术详述及附图得到进一步的了解。附图说明图1为本专利技术以驰返式交换电源转换器为基础架构的同步式减振电路的示意图。其中10同步式减振电路 12第二功率开关14第二功率变压器16整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以驰返式交换电源转换器为基础架构的同步式减振电路，该同步减振电路与一种交换电源转换装置的一种同步整流器整合，其中该交换电源转换装置包括一同步整流器，提供一输入端至一输出端功率移转的一途径，该同步整流器的一第一功率开关以反复切换的方式将一输入功率间歇性的馈入一第一功率变压器、一整流器控制器，通过一输出电压波幅信号，以产生导通该功率移转的途径与一虚功率移转的途径的控制信号、一隔离驱动器，提供一金属氧化物半导体场效晶体管栅极控制信号、一光隔离器及误差放大器，将一输出电压的一比较误差经由光隔离器耦合、一波幅调变控制器，通过发出一脉冲宽度调变控制信号，使得该第一功率开关执行该功率移转的途径的导通、及一同步减振电路，提供该虚功率移转的途径，将该同步整流器中功率变压器的泄漏电感的虚功率移转至输出端，使得输入功率近乎全部转换为输出功率，该同步减振电路包括：一第二功率变压器，具有一一次侧绕组与一二次侧绕组，该一次侧绕组的一端电性连接至一第三电容器，该二次侧的输出电压提供一输出端的稳压电流的来源；一第二功率开关，电性连接介于该第二功率变压器的该一 次侧绕组与该第一功率变压器的一一次侧绕组之间，用来导通该第一功率变压器的一泄漏电感的虚功率至输出端；及一整流电路，电性连接介于该第二功率变压器的该二次侧绕组与该输出端之间，提供该输出端的稳压电流。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪清材，周重甫，
申请(专利权)人：丰昱科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]