CN203368332U - 具有改良型缓冲器电路的桥式转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有改良型缓冲器电路的桥式转换器，应用于一电源装置及一负载装置，该具有改良型缓冲器电路包含一变压器、一第一二极管、一二次侧第一开关单元、一第一电容、一第二二极管、一第二电容、一二次侧第二开关单元、一直流转直流转换单元、一第三电容及一电阻；该变压器包含一一次侧绕组、一第一二次侧绕组及一第二二次侧绕组。

Description

具有改良型缓冲器电路的桥式转换器

技术领域

本实用新型涉及一种桥式转换器，特别是涉及一种具有改良型缓冲器电路的桥式转换器。

背景技术

传统的尖峰电压消除电路是通过在二次侧电路上与晶体管开关连接的二极管之后设置一电阻；由于在交换式电源供应器的设计上，功率都较大，因此通过此种电阻设置方式来消除尖峰电压，因为功率较大，因此所需要的电阻也需要较大，所以容易使电源供应器温度过高、能量损耗过大，但整体效率却不高。

实用新型内容

为改善上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种具有改良型缓冲器电路的桥式转换器。

为达成本实用新型的上述目的，本实用新型的具有改良型缓冲器电路的桥式转换器应用于一电源装置及一负载装置，该具有改良型缓冲器电路的桥式转换器电性连接至该电源装置及该负载装置，该具有改良型缓冲器电路包含：一变压器，该变压器包含一一次侧绕组、一第一二次侧绕组及一第二二次侧绕组；一第一二极管，该第一二极管电性连接至该第一二次侧绕组；一二次侧第一开关单元，该二次侧第一开关单元电性连接至该第一二次侧绕组、该第一二极管及该负载装置；一第一电容，该第一电容电性连接至该第一二极管、该二次侧第一开关单元及该负载装置；一第二二极管，该第二二极管电性连接至该第二二次侧绕组、该第一二极管及该第一电容；一第二电容，该第二电容电性连接至该第一二极管、该第二二极管、该第一电容、该二次侧第一开关单元及该负载装置；一二次侧第二开关单元，该二次侧第二开关单元电性连接至该第二二次侧绕组、该第二二极管、该第一电容、该第二电容、该二次侧第一开关单元及该负载装置；一直流转直流转换单元，该直流转直流转换单元电性连接至该第一二极管、该第二二极管、该第一电容及该第二电容；一第三电容，该第三电容电性连接至该直流转直流转换单元、该第一电容、该第二电容、该二次侧第一开关单元、该二次侧第二开关单元及该负载装置；及一电阻，该电阻电性连接至该直流转直流转换单元、该第三电容及该负载装置。

再者，还包含：一抗流器，该抗流器电性连接至该第一二次侧绕组、该第二二次侧绕组、该电阻及该负载装置。

再者，还包含：一第四电容，该第四电容电性连接至该抗流器、该电阻、该第一电容、该第二电容、该第三电容、该二次侧第一开关单元、该二次侧第二开关单元及该负载装置。

再者，还包含：一控制单元，该控制单元电性连接至该二次侧第一开关单元及该二次侧第二开关单元。

再者，还包含：一一次侧第一开关单元，该一次侧第一开关单元电性连接至该控制单元、该电源装置及该一次侧绕组。

再者，还包含：一一次侧第二开关单元，该一次侧第二开关单元电性连接至该控制单元、该电源装置、该一次侧绕组及该一次侧第一开关单元。

再者，还包含：一一次侧第三开关单元，该一次侧第三开关单元电性连接至该控制单元、该电源装置、该一次侧绕组及该一次侧第一开关单元。

再者，还包含：一一次侧第四开关单元，该一次侧第四开关单元电性连接至该控制单元、该电源装置、该一次侧绕组、该一次侧第二开关单元及该一次侧第三开关单元。

其中该控制单元为一微处理器或一微控制器。

其中该二次侧第一开关单元为一金氧半场效晶体管、一双极性接面晶体管、一绝缘栅极双极性晶体管或一硅控整流器；该二次侧第二开关单元为一金氧半场效晶体管、一双极性接面晶体管、一绝缘栅极双极性晶体管或一硅控整流器；该一次侧第一开关单元为一金氧半场效晶体管、一双极性接面晶体管、一绝缘栅极双极性晶体管或一硅控整流器；该一次侧第二开关单元为一金氧半场效晶体管、一双极性接面晶体管、一绝缘栅极双极性晶体管或一硅控整流器；该一次侧第三开关单元为一金氧半场效晶体管、一双极性接面晶体管、一绝缘栅极双极性晶体管或一硅控整流器；该一次侧第四开关单元为一金氧半场效晶体管、一双极性接面晶体管、一绝缘栅极双极性晶体管或一硅控整流器。

本实用新型的效果在于使桥式转换器的工作温度降低、能量损耗降低，并提高桥式转换器的整体效率。

附图说明

图1为本实用新型的具有改良型缓冲器电路的桥式转换器方块图。

附图标记

10：具有改良型缓冲器电路的桥式转换器

20：电源装置                  30：负载装置

102：变压器                   104：第一二极管

106：二次侧第一开关单元       108：第一电容

110：第二二极管               112：第二电容

114：二次侧第二开关单元       116：直流转直流转换单元

118：第三电容                 120：电阻

122：抗流器                   124：第四电容

126：控制单元                 128：一次侧第一开关单元

130：一次侧第二开关单元       132：一次侧第三开关单元

134：一次侧第四开关单元       1022：一次侧绕组

1024：第一二次侧绕组          1026：第二二次侧绕组

具体实施方式

请参考图1，其为本实用新型的具有改良型缓冲器电路的桥式转换器方块图。一具有改良型缓冲器电路的桥式转换器10应用于一电源装置20及一负载装置30；该具有改良型缓冲器电路的桥式转换器10电性连接至该电源装置20及该负载装置30。

该具有改良型缓冲器电路10包含一变压器102、一第一二极管104、一二次侧第一开关单元106、一第一电容108、一第二二极管110、一第二电容112、一二次侧第二开关单元114、一直流转直流转换单元116、一第三电容118、一电阻120、一抗流器122、一第四电容124、一控制单元126、一一次侧第一开关单元128、一一次侧第二开关单元130、一一次侧第三开关单元132及一一次侧第四开关单元134。

该变压器102包含一一次侧绕组1022、一第一二次侧绕组1024及一第二二次侧绕组1026。

该第一二极管104电性连接至该第一二次侧绕组1024；该二次侧第一开关单元106电性连接至该第一二次侧绕组1024、该第一二极管104及该负载装置30；该第一电容108电性连接至该第一二极管104、该二次侧第一开关单元106及该负载装置30；该第二二极管110电性连接至该第二二次侧绕组1026、该第一二极管104及该第一电容108。

该第二电容112电性连接至该第一二极管104、该第二二极管110、该第一电容108、该二次侧第一开关单元106及该负载装置30；该二次侧第二开关单元114电性连接至该第二二次侧绕组1026、该第二二极管110、该第一电容108、该第二电容112、该二次侧第一开关单元106及该负载装置30；该直流转直流转换单元116电性连接至该第一二极管104、该第二二极管110、该第一电容108及该第二电容112。

该第三电容118电性连接至该直流转直流转换单元116、该第一电容108、该第二电容112、该二次侧第一开关单元106、该二次侧第二开关单元114及该负载装置30；该电阻120电性连接至该直流转直流转换单元116、该第三电容118及该负载装置30；该抗流器122电性连接至该第一二次侧绕组1024、该第二二次侧绕组1026、该电阻120及该负载装置30。

该第四电容124电性连接至该抗流器122、该电阻120、该第一电容108、该第二电容112、该第三电容118、该二次侧第一开关单元106、该二次侧第二开关单元114及该负载装置30；该控制单元126电性连接至该二次侧第一开关单元106及该二次侧第二开关单元114；该一次侧第一开关单元128电性连接至该控制单元126、该电源装置20及该一次侧绕组1022。

该一次侧第二开关单元130电性连接至该控制单元126、该电源装置20、该一次侧绕组1022及该一次侧第一开关单元128；该一次侧第三开关单元132电性连接至该控制单元126、该电源装置20、该一次侧绕组1022及该一次侧第一开关单元128；该一次侧第四开关单元134电性连接至该控制单元126、该电源装置20、该一次侧绕组1022、该一次侧第二开关单元130及该一次侧第三开关单元132。

该控制单元126可为例如但不限定为一微处理器或一微控制器；该二次侧第一开关单元106可为例如但不限定为一金氧半场效晶体管（metal oxidesemiconductor field effect transistor，通常简称为MOSFET）、一双极性接面晶体管（bipolar junction transistor，通常简称为BJT）、一绝缘栅极双极性晶体管（insulation gate bipolar transistor，通常简称为IGBT）或一硅控整流器（siliconcontrolled rectifier，通常简称为SCR）；该二次侧第二开关单元114可为例如但不限定为一金氧半场效晶体管、一双极性接面晶体管、一绝缘栅极双极性晶体管或一硅控整流器。

该一次侧第一开关单元128可为例如但不限定为一金氧半场效晶体管、一双极性接面晶体管、一绝缘栅极双极性晶体管或一硅控整流器；该一次侧第二开关单元130可为例如但不限定为一金氧半场效晶体管、一双极性接面晶体管、一绝缘栅极双极性晶体管或一硅控整流器；该一次侧第三开关单元132可为例如但不限定为一金氧半场效晶体管、一双极性接面晶体管、一绝缘栅极双极性晶体管或一硅控整流器；该一次侧第四开关单元134可为例如但不限定为一金氧半场效晶体管、一双极性接面晶体管、一绝缘栅极双极性晶体管或一硅控整流器。

本实用新型的该具有改良型缓冲器电路的桥式转换器10通过该直流转直流转换单元116、该第三电容118及该电阻120，以该直流转直流转换单元116转换电压效率较高的特性，来达到消除尖峰电压，并且将电流储存于电容当中；当放电的时候，只需要视输出电压的负载需求，即可通过电阻进行微调；由于经过转换后的电压值较低，因此可以采用较小的电阻，如此即可使该具有改良型缓冲器电路的桥式转换器10的工作温度降低、能量损耗降低，并提高该具有改良型缓冲器电路的桥式转换器10的整体效率。

该第一二极管104及该第一电容108用以吸收该二次侧第一开关单元106的尖峰能量（spike energy），借以保护该二次侧第一开关单元106；该第二二极管110及该第二电容112用以吸收该二次侧第二开关单元114的尖峰能量，借以保护该二次侧第二开关单元114；尖峰能量被回收以借由该直流转直流转换单元116、该第三电容118及该电阻120输出。储存在该第一电容108及该第二电容112的尖峰能量被回收以成为有用的能量输出。本实用新型的方法比目前任何现有技术还要更好，因为储存在该第一电容108及该第二电容112的能量经由该直流转直流转换单元116转换至该第三电容118。

本实用新型的一具体实施例如下：假设储存在该第一电容108及该第二电容112的2瓦特能量要被转换传输至输出端；对于一个输出为12伏特的转换器来说，该第一电容108及该第二电容112的电压被箝制（clamp）在60伏特，假设该直流转直流转换单元116的效率（efficiency）是90%，则在该直流转直流转换单元116的之后的能量转换为1.8瓦特（由2*0.9=1.8得来），此1.8瓦特的能量将储存于该第三电容118；该第三电容118被设定（由该直流转直流转换单元116输出）成在储存此能量时为13伏特（接近输出的12伏特），借以提高效率；因此，1.8/13＝0.138安培的电流将会流经该电阻120，该电阻120的阻值为(13-12)/0.138=7.25欧姆。该电阻120的损耗为0.138*0.138*7.25=0.14瓦特，因此电力转换为1.8-0.14=1.66瓦特，转换效率为1.66/2=83%，此转换效率将远远高于目前任何现有技术。

然而以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，其不能限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型权利要求书所作的均等变化与修饰等，皆应仍属本实用新型的专利涵盖范围意图保护的范畴。综上所述，本实用新型已具有工业利用性、新颖性与进步性，又本实用新型的构造也未曾见于同类产品及公开使用，完全符合实用新型专利申请要件，故依据专利法提出申请。

Claims (10)

1.一种具有改良型缓冲器电路的桥式转换器，其特征在于，应用于一电源装置及一负载装置，该具有改良型缓冲器电路的桥式转换器电性连接至该电源装置及该负载装置，该具有改良型缓冲器电路包含：

一变压器，该变压器包含一一次侧绕组、一第一二次侧绕组及一第二二次侧绕组；

一第一二极管，该第一二极管电性连接至该第一二次侧绕组；

一二次侧第一开关单元，该二次侧第一开关单元电性连接至该第一二次侧绕组、该第一二极管及该负载装置；

一第一电容，该第一电容电性连接至该第一二极管、该二次侧第一开关单元及该负载装置；

一第二二极管，该第二二极管电性连接至该第二二次侧绕组、该第一二极管及该第一电容；

一第二电容，该第二电容电性连接至该第一二极管、该第二二极管、该第一电容、该二次侧第一开关单元及该负载装置；

一二次侧第二开关单元，该二次侧第二开关单元电性连接至该第二二次侧绕组、该第二二极管、该第一电容、该第二电容、该二次侧第一开关单元及该负载装置；

一直流转直流转换单元，该直流转直流转换单元电性连接至该第一二极管、该第二二极管、该第一电容及该第二电容；

一第三电容，该第三电容电性连接至该直流转直流转换单元、该第一电容、该第二电容、该二次侧第一开关单元、该二次侧第二开关单元及该负载装置；及

一电阻，该电阻电性连接至该直流转直流转换单元、该第三电容及该负载装置。

2.根据权利要求1所述的具有改良型缓冲器电路的桥式转换器，其特征在于，还包含：

一抗流器，该抗流器电性连接至该第一二次侧绕组、该第二二次侧绕组、该电阻及该负载装置。

3.根据权利要求2所述的具有改良型缓冲器电路的桥式转换器，其特征在于，还包含：

一第四电容，该第四电容电性连接至该抗流器、该电阻、该第一电容、该第二电容、该第三电容、该二次侧第一开关单元、该二次侧第二开关单元及该负载装置。

4.根据权利要求3所述的具有改良型缓冲器电路的桥式转换器，其特征在于，还包含：

一控制单元，该控制单元电性连接至该二次侧第一开关单元及该二次侧第二开关单元。

5.根据权利要求4所述的具有改良型缓冲器电路的桥式转换器，其特征在于，还包含：

一一次侧第一开关单元，该一次侧第一开关单元电性连接至该控制单元、该电源装置及该一次侧绕组。

6.根据权利要求5所述的具有改良型缓冲器电路的桥式转换器，其特征在于，还包含：

一一次侧第二开关单元，该一次侧第二开关单元电性连接至该控制单元、该电源装置、该一次侧绕组及该一次侧第一开关单元。

7.根据权利要求6所述的具有改良型缓冲器电路的桥式转换器，其特征在于，还包含：

一一次侧第三开关单元，该一次侧第三开关单元电性连接至该控制单元、该电源装置、该一次侧绕组及该一次侧第一开关单元。

8.根据权利要求7所述的具有改良型缓冲器电路的桥式转换器，其特征在于，还包含：

一一次侧第四开关单元，该一次侧第四开关单元电性连接至该控制单元、该电源装置、该一次侧绕组、该一次侧第二开关单元及该一次侧第三开关单元。

9.根据权利要求8所述的具有改良型缓冲器电路的桥式转换器，其特征在于，该控制单元为一微处理器或一微控制器。

10.根据权利要求9所述的具有改良型缓冲器电路的桥式转换器，其特征在于，该二次侧第一开关单元为一金氧半场效晶体管、一双极性接面晶体管、一绝缘栅极双极性晶体管或一硅控整流器；该二次侧第二开关单元为一金氧半场效晶体管、一双极性接面晶体管、一绝缘栅极双极性晶体管或一硅控整流器；该一次侧第一开关单元为一金氧半场效晶体管、一双极性接面晶体管、一绝缘栅极双极性晶体管或一硅控整流器；该一次侧第二开关单元为一金氧半场效晶体管、一双极性接面晶体管、一绝缘栅极双极性晶体管或一硅控整流器；该一次侧第三开关单元为一金氧半场效晶体管、一双极性接面晶体管、一绝缘栅极双极性晶体管或一硅控整流器；该一次侧第四开关单元为一金氧半场效晶体管、一双极性接面晶体管、一绝缘栅极双极性晶体管或一硅控整流器。