本发明专利技术公开一种具有相对较少组件的软切换直流／直流转换器，其包含：一输入电容；一主电感；一主开关模块，包括：一主开关以及一共振电容并联电连接该主开关；一辅助开关模块，并联电连接该主电感，包括一辅助开关、一共振电感，串联电连接该辅助开关、与一共振二极管，其阴极串连电连接该主开关；一主二极管；以及一输出电容。其中，该转换器自一驱动电路输入一驱动信号以控制该主开关与该辅助开关做软切换，使该转换器不具有切换损失。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具软切换的直流/直流转换器，特别是涉及一种具有相对较少组件的软切换直流/直流转换器。
技术介绍
有关本专利技术的公知技术一，请参看图1，该电路由一个输入电容Ci、一个主电感(main choke)L、一个开关Sm、一个主二极管(main diode)Db及一个输出电容Cb彼此并联电连接所构成。其为一传统的无隔离升压式直流/直流转换器(boost DC/DC converter)，属硬切换(hard-switching)的架构。因此若想提高切换频率将导致切换损失大幅提升，也因而形成散热片的尺寸(size)需加大，另外电磁干扰(EMI)的问题将因切换频率的提高而日益加剧，为了解决此电磁干扰问题所须的电磁干扰滤波器也跟着加大。有关公知技术二，请参看图2，即是为了解决公知技术一的缺点所提出的解决方案，其在原架构上多加了三个二极管Dc、Da1与Da2，一共振电感Lr，一变压器Tr，一共振电容Cr及一辅助开关Sa，通过这些组件的运作，可以获得软切换(soft-switching)无切换损失的优点。此无切换损失的优点不但使频率提高变成可能，也具有降低电磁干扰及射频干扰(RFI)的效果。但其仍有缺点，因其所追加的零件颇多，因此在某些场合的运用下其净尺寸无法缩小，若能再降低其零件的个数，将可以运用到更广的范围并获得更好的成效。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种具有相对较少组件的软切换直流/直流转换器，并可达成降低转换器的切换损失、缩减转换器的净尺寸、降低转换器的电磁干扰、提高转换器的效率以及降低转换器的相对总成本。本专利技术的另一主要目的在于提供一种具有软切换的直流/直流转换器，包含一输入电容；一主电感；一主开关模块，包括一主开关，具有一第一端、一第二端与一控制端；以及一共振电容，其第一端电连接该主开关的该第二端且其第二端电连接该主开关的该第一端；一具有软切换的辅助开关模块，包括一辅助开关，具有一第一端、一第二端与一控制端，该第一端电连接该主电感的一第一端；一共振电感，其第一端电连接该辅助开关的该第二端；以及一共振二极管，其阴极电连接该共振电感的一第二端；一主二极管；以及一输出电容，其中，该转换器运用一软切换方法，自一驱动电路分别输入一驱动信号至该主开关与该辅助开关的所述控制端，以驱动该主开关与该辅助开关分别于零电压与零电流时切换，从而使该转换器不具有切换损失。根据上述构想，该主开关与该辅助开关为一金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、一具有高逆偏电压的绝缘栅双极性晶体管(IGBT)以及一二极管与一绝缘栅双极性晶体管串联电连接的组合三者其中之一。根据上述构想，该共振电容为该主开关的一内建电容及一外加电容二者之一。根据上述构想，该驱动电路包含一驱动集成电路(driving IC)与一单稳态电路。根据上述构想，该直流/直流转换器可为一升压式直流/直流转换器(boosting DC/DC converter)。根据上述构想，该升压式直流/直流转换器的该主电感的该第一端电连接该输入电容的一第一端，该主开关的该第一端电连接该输入电容的一第二端且该主开关的该第二端电连接该主电感的该第二端，该主二极管的一阳极电连接该主电感的该第二端且其阴极电连接该输出电容的一第一端，以及该输出电容的一第二端电连接该输入电容的该第二端。根据上述构想，该直流/直流转换器可为一降压式直流/直流转换器(buckDC/DC converter)。根据上述构想，该降压式直流/直流转换器的该主开关的该第二端电连接该输入电容的一第一端，该主电感的该第一端电连接该主开关的该第一端且该主电感的该第二端电连接该输出电容的一第一端，以及该主二极管的一阴极电连接该主电感的该第一端且其阳极电连接该输入电容的一第二端与该输出电容的一第二端。根据上述构想，该直流/直流转换器为一降压及升压式直流/直流转换器(buck-boost DC/DC converter)。根据上述构想，该降压及升压式直流/直流转换器的该主开关的该第二端电连接该输入电容的一第一端，该主电感的该第一端电连接该主开关的该第一端且该主电感的该第二端电连接该输入电容的一第二端，该主二极管的一阴极电连接该主电感的该第一端且其阳极电连接该输出电容的一第二端，以及该输出电容的一第一端电连接该输入电容的该第二端。本专利技术提供的具有相对较少组件的软切换直流/直流转换器，可获得如下优点，即降低转换器的切换损失、缩减转换器的净尺寸(不只是主要的磁性组件而且包括散热片及为了达成软切换所须追加的所有组件均能减少尺寸)、降低转换器的电磁干扰、提高转换器的效率以及降低转换器的相对总成本(具有比上述公知技术二相对较低的制造与运输等的总成本结构)。本专利技术的前述及其它优点与特征，通过下面的实施例配合下列附图的详细说明，将得以更深入的了解。附图说明图1显示传统的无隔离升压式直流/直流转换器的电路示意图；图3显示常用的另一种升压式直流/直流转换器的电路示意图；图3显示本专利技术第一较佳实施例具有软切换的升压式直流/直流转换器的电路示意图；图4显示本专利技术第一较佳实施例的脉宽调变集成电路的输出信号以及升压式直流/直流转换器的辅助开关与主开关的驱动信号、共振电容电压波形与共振电感电流波形的示意图；图5至图10显示本专利技术第一较佳实施例具有软切换的升压式直流/直流转换器各电路运作模式的等效电路图；图11显示本专利技术第二较佳实施例具有软切换的降压式直流/直流转换器的电路示意图；以及图12显示本专利技术第三较佳实施例具有软切换的降压及升压式直流/直流转换器的电路示意图。图中1具有软切换的直流/直流转换器11主开关模块12具有软切换的辅助开关模块具体实施方式请参看图3，其为本专利技术第一较佳实施例具有软切换的(升压式)直流/直流转换器1的电路示意图，现将其架构与运作原理分述如下。图3中该具有软切换的(升压式)直流/直流转换器1，其包含前述具有软切换的直流/直流转换器的基本组件一输入电容Ci；一主电感L；一主开关模块11，包括一主开关Sm(一MOSFET)，具有一第一端(源极)、一第二端(漏极)与一控制端(栅极)；以及一共振电容Cr，其第一端电连接该主开关Sm的该第二端且其第二端电连接该主开关Sm的该第一端；一具有软切换的辅助开关模块12，包括一辅助开关Sa(一MOSFET)，具有一第一端(源极)其电连接该主电感L的一第一端、一第二端(漏极)与一控制端(栅极)；一共振电感Lr，其第一端电连接该辅助开关Sa的该第二端；以及一共振二极管Dr，其阴极电连接该共振电感L的一第二端且其阳极电连接该主电感L的一第二端；一主二极管Db；以及一输出电容Cb。其中，该主电感L的该第一端电连接该输入电容Ci的一第一端，该主开关模块Sm的该第一端电连接该输入电容Ci的一第二端且该主开关模块Sm的该第二端电连接该主电感L的该第二端，该主二极管Db的一阳极电连接该主电感L的该第二端且其阴极电连接该输出电容Cb的一第一端，以及该输出电容Cb的一第二端电连接该输入电容Ci的该第二端。此外，该转换器1运用一软切换方法，自一驱动电路(可为一脉宽调变集成电路PWMIC，图中未显示)分别输入一驱动信号(图中未显示)至该主开关Sm与该辅助开关Sa的所述控制端，以驱动该主开关Sm与该辅本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有软切换的直流／直流转换器，包含： 一输入电容； 一主电感； 一主开关模块，包括： 一主开关，具有一第一端、一第二端与一控制端；以及 一共振电容，其第一端电连接该主开关的该第二端且其第二端电连接该主开关的该第一端； 一具有软切换的辅助开关模块，包括： 一辅助开关，具有一第一端、一第二端与一控制端，该第一端电连接该主电感的一第一端； 一共振电感，其第一端电连接该辅助开关的该第二端；以及 一共振二极管，其阴极电连接该共振电感的一第二端且其阳极电连接该主电感的一第二端； 一主二极管；以及 一输出电容， 其中，该转换器运用一软切换方式，自一驱动电路分别输入一驱动信号至该主开关与该辅助开关的所述控制端，以驱动该主开关与该辅助开关分别于零电压与零电流时切换。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张育铭，
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：71[中国|台湾]
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