CN101277064A - 隔离式转换器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为涉及一种隔离式直流/直流转换器、一种隔离式直流/交流转换器以及所述转换器的控制方法。所述直流/直流转换器包含：直流/交流切换装置、变压器、整流器以及占空比与频率调变装置，所述占空比与频率调变装置耦合于所述整流器与所述切换装置，用于产生驱动信号，且据以调整所述切换装置的占空比与频率，从而稳定所述转换器的直流输出电压。因此，本发明通过调整所述转换器的占空比与频率以稳定所述转换器的交流输出电压，且可达到使所述转换器的直流输入电压具有相对较广的输入范围以及使所述占空比与所述频率的变动量相对减少等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种隔离式直流/直流转换器(isolated DC/DC converter)与一种隔离式直流/交流转换器(isolated DC/AC converter)，尤其涉及一种具有占空比与频率调变装置(duty ratio and frequency modulating apparatus)的隔离式直流/直流转换器与一种具有占空比与频率调变装置的隔离式直流/交流转换器。
背景技术
请参阅图1，其为显示现有技术中具有频率调变装置的隔离式直流/直流转换器的电路示意图。所述具有频率调变装置的公知隔离式直流/直流转换器1，包含直流/交流切换装置(DC/AC switching device)11、频率调变装置(frequency modulating apparatus)12、整流器13、输入电容CI、阻隔电容(blockcapacitor)CB、漏感(leakage inductor)Lk、变压器TR与输出电容CO。其中，所述直流/交流切换装置11用于接收直流输入电压VIN与输出第一交流输出电压，其包括第一功率切换模块(包括第一功率开关Q1与第一二极管D1)、第二功率切换模块(包括第二功率开关Q2与第二二极管D2)、第三功率切换模块(包括第三功率开关Q3与第三二极管D3)与第四功率切换模块(包括第四功率开关Q4与第四二极管D4)。所述频率调变装置12包括电压传感器(voltage sensor)121、比较器(comparator)122与频率调变器(frequency modulator)123。而所述整流器13则包括第一整流二极管Dr1与第二整流二极管Dr2。所述频率调变装置12为利用所述电压传感器121所测得的感测电压以及参考电压(reference voltage)，通过所述比较器122以产生错误信号(如图1所示，所述错误信号为反馈信号)并输入所述频率调变器123的反馈(feedback)端。所述频率调变器123并依据所述错误信号以产生驱动信号，且自所述频率调变器123的栅极驱动(gate drive)端输出至所述第一至所述第四功率开关(Q1-Q4)的控制端，以调变所述切换装置11的频率(其波形如图1中CB与Lk连接处所述频率的波形图所示)，从而据以稳定在所述输出电容CO与接地端间的直流输出电压VO。
请参阅图2，其为显示现有技术中具有占空比调变装置(duty ratiomodulating apparatus)的隔离式直流/直流转换器的电路示意图。所述具有占空比调变装置的公知隔离式直流/直流转换器2，包含直流/交流切换装置11、占空比调变装置21、整流器13、输入电容CI、阻隔电容CB、漏感Lk、变压器TR与输出电容CO。所述占空比调变装置21包括电压传感器121、比较器122与占空比调变器(duty ratio modulator)211。所述占空比调变装置21为利用所述电压传感器121所测得的感测电压以及参考电压，通过所述比较器122以产生错误信号并输入所述占空比调变器211的反馈端。所述占空比调变器211并依据所述错误信号以产生驱动信号，且自所述频率调变器211的栅极驱动端输出至所述第一至所述第四功率开关(Q1-Q4)的控制端，以调变所述切换装置11的占空比(所述占空比的波形如图2中CB与Lk连接处所述频率的波形图所示)，从而据以稳定在所述输出电容CO与接地端间的直流输出电压VO。
请参阅图3，其为显示现有技术中具有频率调变装置的隔离式直流/交流转换器的电路示意图。所述具有频率调变装置的公知隔离式直流/直流转换器3，包含直流/交流切换装置11、频率调变装置31、输入电容CI、阻隔电容CB、多个变压器TR、漏感Lk、与多个荧光灯(Cb1+Lp1、Cb2+Lp2...Cbn+Lpn)，其中Cb1、Cb2...Cbn为多个安定器电容，而Lp1、Lp2...Lpn则为多个灯具。所述频率调变装置31包括电流传感器(current sensor)311、比较器122与频率调变器312。所述频率调变装置31为利用所述电流传感器311所测得的感测电流以及参考电压，通过所述比较器122以产生错误信号(如图3所示，所述错误信号为反馈信号)并输入所述频率调变器312的反馈端。所述频率调变器312并依据所述错误信号以产生驱动信号，且自所述频率调变器312的栅极驱动端输出至所述第一至所述第四功率开关(Q1-Q4)的控制端，以调变所述切换装置11的频率(其波形如图3中CB与多个TR连接处所述频率的波形图所示)，从而据以稳定在所述多个荧光灯(相当于一个负载)并联电连接处的两端点间的交流输出电压(未显示)。
请参阅图4，其为显示公知现有技术中具有占空比调变装置的隔离式直流/交流转换器的电路示意图。所述具有占空比调变装置的公知隔离式直流/直流转换器4，包含直流/交流切换装置11、频率调变装置41、输入电容CI、阻隔电容CB、多个变压器TR、漏感Lk、与多个荧光灯(Cb1+Lp1、Cb2+Lp2...Cbn+Lpn)，其中Cb1、Cb2...Cbn为多个安定器电容，而Lp1、Lp2...Lpn则为多个灯具。所述频率调变装置41包括电流传感器311、比较器122与频率调变器411。所述频率调变装置41为利用所述电流传感器311所测得的感测电流以及参考电压，通过所述比较器122以产生错误信号(如图4所示，所述错误信号为反馈信号)并输入所述频率调变器411的反馈端。所述频率调变器411并依据所述错误信号以产生驱动信号，且自所述频率调变器411的栅极驱动端输出至所述第一至所述第四功率开关(Q1-Q4)的控制端，以调变所述切换装置11的频率(其波形如图4中CB与多个TR连接处所述频率的波形图所示)，从而据以稳定在所述多个荧光灯(相当于一个负载)并联电连接处的两端点间的交流输出电压(未显示)。
请参阅图5，其为显示在现有技术中，当调变频率已达到前述这些隔离式直流/直流与直流/交流转换器输出电压的稳压，而占空比为90％时，输入电压VIN(自300V至400V)相对于频率(自55K至65K)的波型示意图。本领域技术人员均知，利用调变频率来达到稳压的缺点为操控频率的变化范围较大，而其中某些频率则会干扰到其它电子装备。例如，其频率有可能会干扰到电视机的某些频道，而如为避免此干扰现象，则会增加上述这些隔离式直流/直流与直流/交流转换器的电子元件设计上的困难。
请参阅图6，其为显示在现有技术中，当调变占空比已达到稳压，而频率为55K时，输入电压VIN(自300V至400V)相对于占空比(自67.5％至90％)的波型示意图。本领域技术人员均知，调变占空比来达到上述这些隔离式直流/直流与直流/交流转换器输出电压的稳压的缺点为，当上述这些隔离式直流/直流与直流/交流转换器运行于相对高压之时，其切换噪音(switching noise)则相对较大。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的主要目的在于，提供一种具有相对较佳效益的隔离式直流/直流转换器，其通过调整所述转换器的占空比与频率以稳定所述转换器的直流输出电压，且可达到使所述转换器的直流输入电压具相对较广的输入范围以及使所述占空比与所述频率的变动量减少等优点。
本发明的另一个主要目的在于，提供一种具有相对较佳效益的隔离式直流/交流转换器，通过调整所述转换器的占空比与频率以稳定所述转换器的交流输出电压，且可达到使所述转换器的直流输入电压具有相对较广的输入范围以及使所述占空比与所述频率的变动量减少等优点。
本发明的又一个主要目的在于，提供一种隔离式直流/直流转换器，包含：直流/交流切换装置，用于接收直流输入电压与输出第一交流输出电压；变压器，用于接收所述第一交流输出电压与输出第二交流输出电压；整流器，用于接收所述第二交流输出电压与输出直流输出电压；以及占空比与频率调变装置，耦合于所述整流器与所述切换装置，用于产生驱动信号，且据以调整所述切换装置的占空比与频率，从而稳定所述直流输出电压。
根据上述的构想，所述占空比与频率调变装置，包括电压传感器，耦合于所述整流器，用以产生感测电压；比较器，接收所述感测电压与参考电压，用以产生反馈信号；以及占空比与频率调变器，接收所述反馈信号与产生所述驱动信号，且据以调变所述占空比与所述频率。
根据上述的构想，所述反馈信号为电压信号。
根据上述的构想，所述占空比与频率调变装置为依据所述反馈信号而切换于第一工作模式与第二工作模式两者其中之一，所述第一工作模式用以控制所述频率，而所述第二工作模式用以控制所述占空比，当所述调变装置作业于所述第一工作模式时，所述反馈信号用于在第一相位的一个范围内调变所述频率，当所述调变装置作业于所述第二工作模式时，所述反馈信号用于在第二相位的一个范围内调变所述占空比，且所述第一相位的所述范围与所述第二相位的所述范围可以互相重叠。
根据上述的构想，所述直流/交流切换装置具有第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，且还包括第一功率开关模块、第二功率开关模块、第三功率开关模块以及第四功率开关模块；所述第一功率开关模块包括第一功率开关和第一二极管，所述第一功率开关具有第一端、第二端与控制端，其中所述第一端耦合于所述第一输入端，且所述第二端耦合于所述第二输出端，以及第一二极管，具有阳极与阴极，其中所述阳极耦合于所述第一功率开关的第二端，且所述阴极耦合于所述第一功率开关的第一端；第二功率开关模块，包括第二功率开关和第二二极管，第二功率开关具有第一端、第二端与控制端，其中所述第一端耦合于所述第一输出端，且所述第二端耦合于所述第二输入端，以及第二二极管，具有阳极与阴极，其中所述阳极耦合于所述第二功率开关的第二端，且所述阴极耦合于所述第二功率开关的第一端；第三功率开关模块，包括第三功率开关和第三二极管，所述第三功率开关具有第一端、第二端与控制端，其中所述第一端耦合于所述第一功率开关的第一端，且所述第二端耦合于所述第一输出端，以及第三二极管，具有阳极与阴极，其中所述阳极耦合于所述第三功率开关的第二端，且所述阴极耦合于所述第三功率开关的第一端；以及第四功率开关模块包括第四功率开关和第四二极管，所述第四功率开关具有第一端、第二端与控制端，其中所述第一端耦合于所述第一功率开关的第二端，且所述第二端耦合于所述第二功率开关的第二端，以及第四二极管，具有阳极与阴极，其中所述阳极耦合于所述第四功率开关的第二端，且所述阴极耦合于所述第四功率开关的第一端，其中所述第一至所述第四功率开关的控制端均耦合于所述占空比与频率调变装置，用于接收所述驱动信号。
根据上述的构想，所述转换器还包括阻隔电容(block capacitor)，具有第一端与第二端，其中所述第一端耦合于所述直流/交流切换装置所述第一输出端，漏感(leakage inductor)，具有第一端与第二端，其中所述第二端耦合于所述整流器，以及输出电容，具有第一端与第二端，其中所述第一端耦合于所述整流器，且所述第二端耦合于接地端，其中所述变压器还包括一次侧线圈与二次侧线圈，所述一次侧线圈耦合于所述阻隔电容的第二端，所述二次侧线圈具第一端、第二端与中央抽头，所述第一端耦合于所述漏感的第一端，所述第二端耦合于所述整流器，且所述中央抽头耦合于所述输出电容的第二端。
根据上述的构想，所述转换器还包括阻隔电容，具有第一端与第二端，其中所述第一端耦合于所述直流/交流切换装置所述第一输出端，漏感，具有第一端与第二端，其中所述第一端耦合于所述阻隔电容的第二端，以及输出电容，具有第一端与第二端，其中所述第一端耦合于所述整流器，且所述第二端耦合于接地端，所述变压器还包括一次侧线圈与二次侧线圈，所述一次侧线圈耦合于所述漏感的第二端，所述二次侧线圈具有第一端、第二端与中央抽头，所述第一端与所述第二端耦合于所述整流器，且所述中央抽头耦合于所述输出电容的第二端。
根据上述的构想，所述整流器为半桥式整流器。
本发明的下一个主要目的在于提供一种隔离式直流/交流转换器，包含直流/交流切换装置，用于接收直流输入电压与输出第一交流输出电压，变压器，用于接收所述第一交流输出电压与输出第二交流输出电压，以及占空比与频率调变装置，耦合于所述变压器与所述切换装置，用于产生驱动信号，且据以调整所述切换装置的占空比与频率，从而稳定所述第二交流输出电压。
根据上述的构想，所述变压器包括二次侧线圈，且所述占空比与频率调变装置，包括电流传感器，耦合于所述二次侧线圈，用以产生感测电流，比较器，接收所述感测电流与参考电压，用以产生反馈信号，以及占空比与频率调变器，接收所述反馈信号与产生所述驱动信号，且据以调变所述占空比与所述频率。
根据上述的构想，所述反馈信号为电流信号。
根据上述的构想，所述转换器还包括阻隔电容，具有第一端与第二端，其中所述第一端耦合于所述直流/交流切换装置的第一输出端，漏感，具有第一端与第二端，以及负载，耦合于所述漏感的第二端，其中所述变压器还包括一次侧线圈与二次侧线圈，所述一次侧线圈耦合于所述阻隔电容和第二端，且所述二次侧线圈耦合于所述漏感的第一端。
根据上述的构想，所述转换器还包括阻隔电容，具有第一端与第二端，其中所述第一端耦合于所述直流/交流切换装置所述第一输出端，漏感，具有第一端与第二端，且所述第二端耦合于所述阻隔电容的第二端，以及负载，其中所述变压器还包括一次侧线圈与二次侧线圈，所述一次侧线圈耦合于所述漏感的第二端，且所述二次侧线圈并联电连接于所述负载。
本发明另一个主要目的在于提供一种用于隔离式直流/直流转换器的控制方法，其中所述隔离式直流/直流转换器包括直流/交流切换装置、变压器，整流器，以及占空比与频率调变装置，耦合于所述整流器与所述切换装置，所述方法包含下列的步骤：(a)使所述直流/交流切换装置接收直流输入电压与输出第一交流输出电压；(b)使所述变压器接收所述第一交流输出电压与输出第二交流输出电压；(c)使所述整流器接收所述第二交流输出电压与输出直流输出电压；以及(d)通过所述占空比与频率调变装置以产生驱动信号，且据以调整所述切换装置的占空比与频率，从而稳定所述直流输出电压。
根据上述的构想，所述步骤(d)还包括下列的步骤：(d1)使所述占空比与频率调变装置产生感测电压，且据以产生反馈信号而使所述占空比与频率调变装置切换于第一工作模式与第二工作模式两者其中之一；(d2)通过所述第一工作模式以控制所述频率，且通过所述第二工作模式以控制所述占空比；(d3)当所述调变装置作业于所述第一工作模式时，通过所述反馈信号在第一相位的一个范围内调变所述频率并据以产生所述驱动信号；以及(d4)当所述调变装置作业于所述第二工作模式时，通过所述反馈信号在第二相位的一个范围内调变所述占空比并据以产生所述驱动信号。
根据上述的构想，所述调变装置包括电压传感器，耦合于所述整流器，且用于产生所述感测电压。
本发明的下一个主要目的在于提供一种用于隔离式直流/交流转换器的控制方法，其中所述隔离式直流/交流转换器包括直流/交流切换装置、变压器以及占空比与频率调变装置，所述占空比与频率调变装置耦合于所述变压器与所述切换装置，所述方法包含下列的步骤：(a)使所述直流/交流切换装置接收直流输入电压与输出第一交流输出电压；(b)使所述变压器接收所述第一交流输出电压与输出第二交流输出电压；以及(c)通过所述占空比与频率调变装置以产生驱动信号，且据以调整所述切换装置的占空比与频率，从而稳定所述第二交流输出电压。
根据上述的构想，所述步骤(c)还包括下列的步骤：(c1)使所述占空比与频率调变装置产生感测电流，且据以产生反馈信号而使所述占空比与频率调变装置切换于第一工作模式与第二工作模式两者其中之一；(c2)通过所述第一工作模式以控制所述频率，且通过所述第二工作模式以控制所述占空比；(c3)当所述调变装置作业于所述第一工作模式时，通过所述反馈信号在第一相位的范围内调变所述频率并据以产生所述驱动信号；以及(c4)当所述调变装置作业于所述第二工作模式时，通过所述反馈信号在第二相位的范围内调变所述占空比并据以产生所述驱动信号。
根据上述的构想，所述变压器包括二次侧线圈，所述调变装置包括电流传感器，耦合于所述变压器所述二次侧线圈，且用于产生所述感测电流。
由上述的技术方案可以看出，本发明提供的一种具有相对较佳效益的隔离式直流/直流转换器，通过调整所述转换器的占空比与频率以稳定所述转换器的直流输出电压，且可达到使所述转换器的直流输入电压具有相对较广的输入范围以及使所述占空比与所述频率的变动量相对减少等优点。另外，本发明还提供一种具有相对较佳效益的隔离式直流/交流转换器，也通过调整所述转换器的占空比与频率以稳定所述转换器的交流输出电压，且可达到使所述转换器的直流输入电压具有相对较广的输入范围以及使所述占空比与所述频率的变动量相对减少等优点。
附图说明
图1：其为显示现有技术中具有频率调变装置的隔离式直流/直流转换器的电路示意图；
图2：其为显示现有技术中具有占空比调变装置的隔离式直流/直流转换器的电路示意图；
图3：其为显示现有技术中具有频率调变装置的隔离式直流/交流转换器的电路示意图；
图4：其为显示现有技术中具有占空比调变装置的隔离式直流/交流转换器的电路示意图；
图5：其为显示在现有技术中，当调变占空比已达到稳压，而频率为55K时，输入电压相对于占空比的波型示意图；
图6：其为显示在现有技术中，当调变频率已达到稳压，而占空比为90％时，输入电压相对于频率的波型示意图；
图7：其为显示本发明第一较佳实施例的具有占空比与频率调变装置的隔离式直流/直流转换器；
图8：其为显示本发明第二较佳实施例的具有占空比与频率调变装置的隔离式直流/交流转换器；
图9：其为显示，当通过调整本发明第一/第二较佳实施例的所述转换器的占空比与频率以达到使所述转换器的直流输入电压具有相对较广的输入范围时，输入电压相对于所述频率与所述占空比的波型图；
图10：其为显示，当通过调整本发明第一/第二较佳实施例的所述转换器的占空比与频率以达到使所述转换器的占空比与所述频率的变动量相对减少时，输入电压相对于所述频率与所述占空比的波型图；
图11(a)：其为显示，当本发明第一/第二较佳实施例的所述转换器的调变装置作业于第一相位时，通过改变频率以降低反馈电压，以及当所述调变装置作业于第二相位时，通过改变占空比以降低所述反馈电压的波型图；以及
图11(b)：其为显示，当本发明第一/第二较佳实施例的所述转换器的调变装置作业于所述第一相位时，通过改变频率以升高反馈电压，以及当所述调变装置作业于所述第二相位时，通过改变占空比以升高所述反馈电压的波型图。
其中，附图标记说明如下：
1 具有频率调变装置的公知隔离式直流/直流转换器
11 直流/交流切换装置
12 频率调变装置
121 电压传感器
122 比较器
123 频率调变器
13 整流器
2 具有占空比调变装置的公知隔离式直流/直流转换器
21 占空比调变装置
3 具有频率调变装置的公知隔离式直流/交流转换器
31 频率调变装置
311 电流传感器
312 频率调变器
4 具有占空比调变装置的公知隔离式直流/交流转换器
41 占空比调变装置
411 占空比调变器
5 本发明第一较佳实施例的具有占空比与频率调变装置的隔离式直流/直流转换器
51 占空比与频率调变装置
511 占空比与频率调变器
6 本发明第二较佳实施例的具有占空比与频率调变装置的隔离式直流/交流转换器
61 占空比与频率调变装置
611 占空比与频率调变器
具体实施方式
请参阅图7，其为显示本发明第一较佳实施例的具有占空比与频率调变装置的隔离式直流/直流转换器。所述具有占空比与频率调变装置的隔离式直流/直流转换器5，包含直流/交流切换装置11、占空比与频率调变装置51、漏感Lk、变压器TR、整流器13、输入电容CI、阻隔电容CB与输出电容CO。其中所述直流/交流切换装置11为用于接收直流输入电压VIN与输出第一交流输出电压，其包括第一功率切换模块(包括第一功率开关Q1与第一二极管D1)、第二功率切换模块(包括第二功率开关Q2与第二二极管D2)第三功率切换模块(包括第三功率开关Q3与第三二极管D3)与第四功率切换模块(包括第四功率开关Q4与第四二极管D4)。所述占空比与频率调变装置51包括电压传感器121、比较器122与占空比与频率调变器511。而所述整流器13则包括第一整流二极管Dr1与第二整流二极管Dr2。所述占空比与频率调变装置51为通过所述电压传感器121所测得的感测电压以及参考电压，通过所述比较器122以产生错误信号(如图7所示，所述错误信号为反馈信号)并输入所述占空比与频率调变器511的反馈端。所述占空比与频率调变器511并依据所述错误信号以产生驱动信号，且自所述频率调变511的栅极驱动端输出至所述第一至所述第四功率开关(Q1-Q4)的控制端，以调变所述切换装置11的占空比与频率(其波形如图1中CB与Lk连接处所述占空比与所述频率的二波形图所示)，从而据以稳定在所述输出电容CO与接地端间的直流输出电压VO。
请参阅图8，其为显示本发明第二较佳实施例的具有占空比与频率调变装置的隔离式直流/交流转换器。所述具有占空比与频率调变装置的隔离式直流/直流转换器6，包含直流/交流切换装置11、占空比与频率调变装置61、输入电容CI、阻隔电容CB、多个变压器TR、漏感Lk、与多个荧光灯(Cb1+Lp1、Cb2+Lp2...Cbn+Lpn)，其中Cb1、Cb2...Cbn为多个安定器电容，而Lp1、Lp2...Lpn则为多个灯具。所述占空比与频率调变装置61包括电流传感器311、比较器122及占空比与频率调变器611。所述占空比与频率调变装置61为通过所述电流传感器311所测得的感测电流以及参考电压，通过所述比较器122以产生错误信号(如图8所示，所述错误信号为反馈信号)并输入所述占空比与频率调变器611的反馈端。所述占空比与频率调变器611并依据所述错误信号以产生驱动信号，且自所述占空比与频率调变器611的栅极驱动端输出至所述第一至所述第四功率开关(Q1-Q4)的控制端，以调变所述切换装置11的占空比与频率(其波形如图8中CB与多个TR连接处所述占空比与所述频率的两个波形图所示)，从而据以稳定在所述多个荧光灯(相当于一个负载)并联电连接处的两端点间的交流输出电压(未显示)。
请参阅图9，其为显示，当通过调整本发明第一/第二较佳实施例的所述转换器的占空比与频率以达到使所述转换器的直流输入电压具有相对较广的输入范围时，直流输入电压VIN相对于所述频率与所述占空比的波型图。首先，当调变频率而使占空比固定为90％时，所述直流输入电压VIN为调变于自300V至400V的范围内，而此时其相对的频率则为调变于自55K至65K的范围内。其次，当所述直流输入电压VIN达到400V，而其相对的频率则为达到65K之时，则可改为固定其频率于65K，而开始调变其占空比，当其占达到65K之时，则可改为固定其频率于65K，而开始调变其占空比，当其占空比调变于自90％降至67.5％的范围内时，则其相对的所述直流输入电压VIN调变于自400V至533V的范围内。因此，通过上述的两阶段的频率与占空比的调变，则其相对的所述直流输入电压VIN调变于自300V至533V的范围内。也就是说，所述直流输入电压VIN具有相对较广的输入范围。
请参阅图10，其为显示，当通过调整本发明第一/第二较佳实施例的所述转换器的占空比与频率以达到使所述转换器的占空比与所述频率的变动量减少时，直流输入电压VIN相对于所述频率与所述占空比的波型图。首先，当调变占空比来达到稳压，而使频率固定为65K时，其直流输入电压VIN为调变于自400V至360V的范围内，而此时其相对的占空比则为调变于自81％至90％的范围内。其次，当直流输入电压VIN达到360V，而其相对的占空比则为达到90％之时，则可改为固定其占空比于90％，而开始调变其频率，当其频率调变于自65K降至60K的范围内时，其相对的所述直流输入电压VIN调变于自360V至300V的范围内。因此，通过上述的两个阶段的频率与占空比的调变，所述转换器其直流输入电压VIN为调变于自400V至300V的范围内，其占空比为调变于自81％至90％的范围内，而其频率则为调变于自65K至60K的范围内。也就是说，相较于图5与图6中，公知技术中的所述占空比与所述频率的变动量(当直流输入电压VIN为调变于自400V至300V的范围内时，图5中的频率为调变于自55K至65K的范围内，而图6的占空比则为调变于自67.5％至90％的范围内)，本发明通过调整第一/第二较佳实施例的所述转换器的占空比与频率确已达到使所述转换器的占空比与频率的变动量减少的效果。
请参阅图11(a)，其为显示，当本发明第一/第二较佳实施例的所述转换器的调变装置51/61作业于第一相位时，通过改变频率以降低反馈电压，以及当所述调变装置作业于第二相位时，通过改变占空比以降低所述反馈电压的波型图。其中所述反馈电压为指所述调变装置51/61所述反馈端所接收所述错误信号(所述反馈信号)的电压，且所述反馈电压可经由上述所述第一相位的改变频率与所述第二相位的改变占空比而使其逐步降低。
请参阅图11(b)，其为显示，当本发明第一/第二较佳实施例的所述转以及当所述调变装置作业于所述第二相位时，通过改变占空比以升高所述反馈电压的波型图。其中所述反馈电压也是指所述调变装置51/61所述反馈端所接收所述错误信号(所述反馈信号)的电压，且所述反馈电压可经由上述所述第一相位的改变频率与所述第二相位的改变占空比而使其逐步升高。
由上述的说明可知，本发明在于提供一种具有相对较佳效益的隔离式直流/直流转换器，通过调整所述转换器的占空比与频率以稳定所述转换器的直流输出电压，且可达到使所述转换器的直流输入电压具有相对较广的输入范围以及使所述占空比与所述频率的变动量相对减少等优点。另外，本发明也在于提供一种具有相对较佳效益的隔离式直流/交流转换器，通过调整所述转换器的占空比与频率以稳定所述转换器的交流输出电压，且可达到使所述转换器的直流输入电压具有相对较广的输入范围以及使所述占空比与所述频率的变动量相对减少等优点。
因此，即使本发明已由上述的实施例所详细叙述而可由本领域的技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱离所附权利要求所欲保护的范围。
Claims (12)
1. 一种隔离式直流/直流转换器，其特征在于，包括：
直流/交流切换装置，用于接收直流输入电压与输出第一交流输出电压；
变压器，用于接收所述第一交流输出电压与输出第二交流输出电压；
整流器，用于接收所述第二交流输出电压与输出直流输出电压；以及
占空比与频率调变装置，耦合于所述整流器与所述切换装置，用于产生驱动信号，且据以调整所述切换装置的占空比与频率，以稳定所述直流输出电压。
2. 根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，所述占空比与频率调变装置，包括：
电压传感器，耦合于所述整流器，用以产生感测电压；
比较器，接收所述感测电压与参考电压，用以产生反馈信号；以及
占空比与频率调变器，接收所述反馈信号与产生所述驱动信号，且据以调变所述占空比与所述频率，其中：
所述反馈信号为电压信号；或
所述占空比与频率调变装置为依据所述反馈信号而切换于第一工作模式与第二工作模式两者其中之一，所述第一工作模式为用以控制所述频率，而所述第二工作模式为用以控制所述占空比，当所述调变装置作业于所述第一工作模式时，所述反馈信号用于在第一相位的一个范围内调变所述频率，当所述调变装置作业于所述第二工作模式时，所述反馈信号用于在第二相位的一个范围内调变所述占空比，且所述第一相位的所述范围与所述第二相位的所述范围可以互相重叠。
3. 根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，所述直流/交流切换装置具有第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，且还包括：
第一功率开关模块，包括：
第一功率开关，具有第一端、第二端与控制端，其中所述第一端耦合于所述第一输入端，且所述第二端耦合于所述第二输出端；以及
第一二极管，具有阳极与阴极，其中所述阳极耦合于所述第一功率开关的第二端，且所述阴极耦合于所述第一功率开关的第一端；
第二功率开关模块，包括：
第二功率开关，具有第一端、第二端与控制端，其中所述第一端耦合于所述第一输出端，且所述第二端耦合于所述第二输入端；以及
第二二极管，具有阳极与阴极，其中所述阳极耦合于所述第二功率开关的第二端，且所述阴极耦合于所述第二功率开关的第一端；
第三功率开关模块，包括：
第三功率开关，具有第一端、第二端与控制端，其中所述第一端耦合于所述第一功率开关的第一端，且所述第二端耦合于所述第一输出端；以及
第三二极管，具有阳极与阴极，其中所述阳极耦合于所述第三功率开关的第二端，且所述阴极耦合于所述第三功率开关的第一端；以及
第四功率开关模块，包括：
第四功率开关，具有第一端、第二端与控制端，其中所述第一端耦合于所述第一功率开关的第二端，且所述第二端耦合于所述第二功率开关所述第二端；以及
第四二极管，具有阳极与阴极，其中所述阳极耦合于所述第四功率开关的第二端，且所述阴极耦合于所述第四功率开关的第一端，
其中，所述第一至所述第四功率开关的控制端均耦合于所述占空比与频率调变装置，用于接收所述驱动信号。
4. 根据权利要求3所述的转换器，其特征在于，还包括以下两组元件的其中之一：
第一组元件包括：
阻隔电容，具有第一端与第二端，其中所述第一端耦合于所述直流/交流切换装置的第一输出端；
漏感，具有第一端与第二端，其中所述第二端耦合于所述整流器；以及
输出电容，具有第一端与第二端，其中所述第一端耦合于所述整流器，且所述第二端耦合于接地端，
其中，所述变压器还包括一次侧线圈与二次侧线圈，所述一次侧线圈耦合于所述阻隔电容的第二端，所述二次侧线圈具有第一端、第二端与中央抽头，所述第一端耦合于所述漏感的第一端，所述第二端耦合于所述整流器，且所述中央抽头耦合于所述输出电容的第二端；及
第二组元件包括：
阻隔电容，具有第一端与第二端，其中所述第一端耦合于所述直流/交流切换装置的第一输出端；
漏感，具有第一端与第二端，其中所述第一端耦合于所述阻隔电容的第二端；以及
输出电容，具有第一端与第二端，其中所述第一端耦合于所述整流器，且所述第二端耦合于接地端，所述变压器还包括一次侧线圈与二次侧线圈，所述一次侧线圈耦合于所述漏感的第二端，所述二次侧线圈具有第一端、第二端与中央抽头，所述第一端与所述第二端耦合于所述整流器，且所述中央抽头耦合于所述输出电容的第二端。
5. 根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，所述整流器为半桥式整流器。
6. 一种隔离式直流/交流转换器，其特征在于，包括：
直流/交流切换装置，用于接收直流输入电压与输出第一交流输出电压；
变压器，用于接收所述第一交流输出电压与输出第二交流输出电压；以及
占空比与频率调变装置，耦合于所述变压器与所述切换装置，用于产生驱动信号，且据以调整所述切换装置的占空比与频率，以稳定所述第二交流输出电压。
7. 根据权利要求6所述的转换器，其特征在于，所述变压器包括二次侧线圈，且所述占空比与频率调变装置，包括：
电流传感器，耦合于所述二次侧线圈，用以产生感测电流；
比较器，接收所述感测电流与参考电压，用以产生反馈信号；以及
占空比与频率调变器，接收所述反馈信号与产生所述驱动信号，且据以调变所述占空比与所述频率，其中所述反馈信号为电流信号。
8. 根据权利要求6所述的转换器，其特征在于，所述直流/交流切换装置为根据权利要求5所述的直流/交流切换装置，而所述的转换器，还包括以下两组元件其中之一：
第一组元件包括：
阻隔电容，具有第一端与第二端，其中所述第一端耦合于所述直流/交流切换装置的第一输出端；
漏感，具有第一端与第二端；以及
负载，耦合于所述漏感的第二端，其中，所述变压器还包括一次侧线圈与二次侧线圈，所述一次侧线圈耦合于所述阻隔电容的第二端，且所述二次侧线圈耦合于所述漏感的第一端；及
第二组元件包括：
阻隔电容，具有第一端与第二端，其中所述第一端耦合于所述直流/交流切换装置所述第一输出端；
漏感，具有第一端与第二端，且所述第二端耦合于所述阻隔电容的第二端；以及
负载，其中所述变压器还包括一次侧线圈与二次侧线圈，所述一次侧线圈耦合于所述漏感的第二端，且所述二次侧线圈并联电连接于所述负载。
9. 一种用于隔离式直流/直流转换器的控制方法，其特征在于，所述隔离式直流/直流转换器包括直流/交流切换装置、变压器、整流器、以及占空比与频率调变装置，所述占空比与频率调变装置耦合于所述整流器与所述切换装置，所述方法包括下列的步骤：
(a)使所述直流/交流切换装置接收直流输入电压与输出第一交流输出电压；
(b)使所述变压器接收所述第一交流输出电压与输出第二交流输出电压；
(c)使所述整流器接收所述第二交流输出电压与输出直流输出电压；以及
(d)通过所述占空比与频率调变装置以产生驱动信号，且据以调整所述切换装置的占空比与频率，以稳定所述直流输出电压。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中所述步骤(d)还包括下列的步骤：
(d1)使所述占空比与频率调变装置产生感测电压，且据以产生反馈信号而使所述占空比与频率调变装置切换于第一工作模式与第二工作模式两者其中之一；
(d2)通过所述第一工作模式以控制所述频率，且通过所述第二工作模式以控制所述占空比；
(d3)当所述调变装置作业于所述第一工作模式时，通过所述反馈信号在第一相位的一个范围内调变所述频率并据以产生所述驱动信号；以及
(d4)当所述调变装置作业于所述第二工作模式时，通过所述反馈信号在第二相位的一个范围内调变所述占空比并据以产生所述驱动信号，其中所述调变装置包括电压传感器，耦合于所述整流器，且用于产生所述感测电压。
11. 一种用于隔离式直流/交流转换器的控制方法，其特征在于，所述隔离式直流/交流转换器包括直流/交流切换装置、变压器以及占空比与频率调变装置，所述占空比与频率调变装置耦合于所述变压器与所述切换装置，所述方法包括下列的步骤：
(a)使所述直流/交流切换装置接收直流输入电压与输出第一交流输出电压；
(b)使所述变压器接收所述第一交流输出电压与输出第二交流输出电压；以及
(c)通过所述占空比与频率调变装置以产生驱动信号，且据以调整所述切换装置的占空比与频率，以稳定所述第二交流输出电压。
12. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)还包括下列的步骤：
(c1)使所述占空比与频率调变装置产生感测电流，且据以产生反馈信号而使所述占空比与频率调变装置切换于第一工作模式与第二工作模式两者其中之一；
(c2)通过所述第一工作模式以控制所述频率，且通过所述第二工作模式以控制所述占空比；
(c3)当所述调变装置作业于所述第一工作模式时，通过所述反馈信号在第一相位的范围内调变所述频率并据以产生所述驱动信号；以及
(c4)当所述调变装置作业于所述第二工作模式时，通过所述反馈信号在第二相位的范围内调变所述占空比并据以产生所述驱动信号，其中所述变压器包括二次侧线圈，所述调变装置包括电流传感器，耦合于所述变压器所述二次侧线圈，且用于产生所述感测电流。
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