切换式电源转换电路制造技术

一种切换式电源转换电路，包括：　　　　一可饱和式负载组件，其由一负载与一可饱和式电抗器组成；　　　　一第一切换式电感线圈组件，由一第一开关串接一第一线圈组成，其连接于该可饱和式负载组件与一第一电位；　　　　一第二切换式电感线圈组件，由一第二开关串接一第二线圈组成，其连接于该第一切换式电感线圈组件与一第二电位；　　　　其中，该第一线圈与第二线圈相互磁力耦合，该第一电位与第二电位在该第一开关与第二开关共同导通时对所述线圈充磁，所述线圈的磁能量在所述开关交替开路时传输至该可饱和式负载组件，且在一定时间后，该可饱和式电抗器通过其饱和效应使得该开路的开关端点电位为零，该开路的开关在此时导通。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种切换式电源转换电路及变压器，特别是涉及一种通过开关作电力供应切换时，其开关的交越电位为零电位的切换式电源转换电路及可饱和式变压器。
技术介绍
对于高效率的切换式电源转换器来说，零电压切换是很重要的一环技术，由于切换式电源转换器，其开关切换时需要流通整个负载电流，因此开关将承受很高的切换应力(switching stress)及与切换频率成正比的高切换损耗。此外高速切换所引起的di/dt(电流变化率)及dv/dt(电压变化率)会造成严重的电磁干扰(EMI)。为了降低转换器的体积及重量以提高其功率密度，必须提高其切换频率，这将使得切换式转换器的缺点更加恶化。因此若能使开关切换瞬间开关的电压为零便可改善上述缺点。因此，如何降低切换式转换器的切换损耗、切换应力及电磁干扰(EMI)实为使用者所关切。已知的零电压切换有使用软切换技术(soft-switching techniques)，如共振式转换器或半共振式转换器，通常通过共振电感与共振电容所组成的振荡电路，来产生一零电位在切换开关的两端点，使得切换开关在投入负载电力前的切换开关端电压为零电位。请参阅图1A，该图为已知的零电压切换的降压式共振转换器，此类转换器利用与开关并联的共振电容，产生零电位使开关可以作零电压切换。上述的软切换技术虽可因为零电压切换而降低切换开关在切换时所产生的切换损耗，但是震荡电路却带来大量的槽路电流(tank current)，这些槽路电流将会在电路中产生传导损耗，且该传导损耗将严重影响电力的供应及传送，使得电源的转换效率降低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种切换式电源转换电路，其不仅可以简化电路来产生零电压切换降低切换损耗，还可以减少槽路电流的产生，大大的降低传导损失。为达到上述目的，本专利技术提供一种切换式电源转换电路，包括一可饱和式负载组件，其由一负载与一可饱和式电抗器组成；一第一切换式电感线圈组件，由一第一开关串接一第一线圈组成，其连接于该可饱和式负载组件与一第一电位；一第二切换式电感线圈组件，由一第二开关串接一第二线圈组成，其连接于该第一切换式电感线圈组件与一第二电位；其中，该第一线圈与第二线圈相互磁力耦合，该第一电位与第二电位在该第一开关与第二开关共同导通时对所述线圈充磁，所述线圈的磁能量在所述开关交替开路时传输至该可饱和式负载组件，且在一定时间后，该可饱和式电抗器通过其饱和效应使得该开路的开关端点电位为零，该开路的开关在此时导通。为达到上述目的，本专利技术还提供一种切换式电源转换电路，包括一变压器，包括一第一初级线圈、一第二初级线圈及一次级线圈，且该次级线圈并接一负载；一可饱和式电抗器，其并联于该变压器的任一线圈或所述线圈的串联组合；一第一切换式初级线圈组合，由一第一开关串接该第一初级线圈组成；一第二切换式初级线圈组合，由一第二开关串接该第二初级线圈组成；其中，该第一切换式初级线圈组合与该第二切换式初级线圈组合串联，且其接点连接至一电抗器而该电抗器的另一接点连接于一第一电位，所述切换式初级线圈组合的另一端点则连接于一参考电位；所述初级线圈在第一开关与第二开关共同导通时因互感而构成等效短路，该第一电位因而得以对该电抗器充磁，该电抗器的磁能量在所述开关交替开路时传输至所述初级线圈，且在一定时间后，该可饱和式电抗器通过其饱和效应使得该开路开关的端点电位为零，该开路开关在此时导通。为达到上述目的，本专利技术还提供一种可饱和式变压器，其磁心包括一磁通路径，其中一段的断面积小于其它部分的断面积，该段磁心因而得以比其它部分磁心在相当磁通量下提早进入磁饱和状态。附图说明图1A为已知的零电压切换的降压式共振转换器；图1B为已知的变压器磁心立体图；图2为本专利技术第一实施例的切换式电源转换电路图；图3为本专利技术的操作波形示意图；图4为本专利技术第一实施例的另一切换式电源转换电路图；图5为本专利技术第一实施例的又一切换式电源转换电路图；图6为本专利技术第一实施例的再一之切换式电源转换电路图；图7为本专利技术第二实施例的切换式电源转换电路图；图8为本专利技术第三实施例的切换式电源转换电路图；图9为本专利技术第三实施例的另一切换式电源转换电路图；图10为本专利技术的可饱和式变压器磁心立体图。其中，附图标记说明如下11第一切换式电感线圈组件13第二切换式电感线圈组件15可饱和式负载组件V1第一电位V2第二电位GND参考电位 S1第一开关S2第二开关L1主电感线圈L1a第一线圈 L1b第二线圈L2可饱和式电抗器 D1第一二极管D2第二二极管 C3第三电容器C4第四电容器 R1负载I1第一电流I2第二电流I3第三电流I4第四电流I5第五电流V3中间端点电压12第一端点14第二端点 16中间端点 18整流电路T1第一变压器 I6次级电流T2第一可饱和式变压器 17共接输出点21第一端点 22第二端点23第三端点 24第四端点C1第一电容器 C2第二电容器T3第二变压器 T4第二可饱和式变压器32第一端点 34第二端点36中间抽头端点 38切换电路L3电抗器 C5第五电容器R2交流负载 40侧柱对42肩柱对 44磁通路径45中柱 A0中间断面积Ae磁通路径的断面积具体实施方式请参阅图2，其为本专利技术第一实施例的切换式电源转换电路图。其中第一切换式电感线圈组件11由第一开关S1串接第一线圈L1a组成，第二切换式电感线圈组件13由第二开关S2串接第二线圈L1b组成，可饱和式负载组件15，由负载R1经由整流电路18与可饱和式电抗器L2组成，其中第一线圈L1a与第二线圈L1b磁力耦合，组成主电感线圈L1，且主电感线圈L1中间部位设有中间端点16，因此中间端点16将主电感线圈L1分为第一线圈L1a与第二线圈L1b，第一线圈L1a的另一端点为主电感线圈L1的第一端点12，第二线圈L1b的另一端点为主电感线圈L1的第二端点14，第一端点12连接于第一开关S1的一端而第二端点14连接于第二开关S2的一端，并且第一开关S1的另一端则连接到第一电位V1，第二开关S2的另一端则连接到第二电位V2，且主电感线圈L1的中间端点16连接到可饱和式电抗器L2的一端，可饱和式电抗器L2另一端则连接于参考电位GND，该整流电路18并接于可饱和式电抗器L2两端将电源转换供给负载R1所需的电力，其中该整流电路18由第一二极管D1、第二二极管D2、第三电容器C3及第四电容器C4所组成。请参阅图3，该图为本专利技术的操作波形示意图，请再结合图2本专利技术第一实施例的切换式电源转换电路图，其中该纵轴为分别为S1、S2、I1、I2、I3、V3、I5、I6及I4的操作波形轴，横轴为时间轴，当时间从t1到t2时，第一开关S1为闭路状态(ON)且第二开关为开路状态(OFF)，此时第一线圈L1a承接来自第一电位V1所供应的电力，产生第一电流I1，由于第二开关S2为开路状态(OFF)所以第二电流I2为零，第一电流I1经由中间端点16流出，形成第三电流I3，由于可饱和式电抗器L2具有排斥电流突然增加的特性所以流经可饱和式电抗器L2的第五电流几乎为零，因此第三电流I3几乎全数流向整流电路18形成第四电流I4，经由整流电路18整流后，供给负载R1所需的电力，此时中间端点16的电压V3与第一电位V本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张志雄，
申请(专利权)人：柏怡国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：