TW201601436A - 直流電壓轉換裝置及適用於直流電壓轉換裝置的箝位電路 - Google Patents

直流電壓轉換裝置及適用於直流電壓轉換裝置的箝位電路 Download PDF

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Abstract

一種直流電壓轉換裝置，用於將一直流電源電壓轉換為一直流輸出電壓至一負載，並包含一直交流轉換器、一變壓器、一第一開關、一第二開關、及一箝位電路，該箝位電路電性連接該第二開關及該負載之間，並包括一箝位電容、一第一二極體、一箝位電感、一第二二極體、及一第三開關，該第三開關接收一箝位控制信號，並受控制於導通與不導通間切換，以將該第二開關所產生的電壓尖峰箝制至一預期值，並將該電壓尖峰的能量儲存至該箝位電容中，再經由該箝位電感而釋放至該負載。

Description

直流電壓轉換裝置及適用於直流電壓轉換裝置的箝位電路
本發明是有關於一種直流電壓轉換裝置，特別是指一種有效管理電壓尖峰的直流電壓轉換裝置及一種適用於直流電壓轉換裝置的箝位電路。
直流電壓轉換裝置的二次側整流器的電壓尖峰(voltage peak)一直是影響直流電壓轉換裝置的轉換效率及可靠性的重要因素。該電壓尖峰的能量主要來自整流器的寄生電容於充電時的能量，及整流器的反向恢復能量(reverse recovery energy)。習知應用於直流電壓轉換裝置(converter)的箝位電路(clamp circuit)，如RC緩衝(吸收)電路、RCD緩衝(吸收)電路，無法將二次側(secondary side)之整流器(rectifier)的電壓尖峰箝位至一理想值，且可靠性不佳，導致該直流電壓轉換裝置必須選擇電壓等級較高，也就是耐電壓較高的整流器。如此一來，因為整流器的電壓等級較高，使得整流器的成本提高，也因為電壓等級越高的整流器的導通電阻越大，使得功率損耗較大，進而影響直流電壓轉換裝置的整體轉換效率。
因此，本發明之目的，即在提供一種直流電壓轉換裝置及適用於直流電壓轉換裝置的箝位電路，該箝位電路能有效抑制電壓尖峰，並將該電壓尖峰的能量饋送至輸出。
於是，本發明直流電壓轉換裝置，包含一直交流轉換器、一變壓器、一第一開關、一第二開關、及一箝位電路。
該直交流轉換器接收一直流電源電壓，並將該直流電源電壓進行直交流轉換以產生一呈交流的電壓信號。
該變壓器包括一第一繞組、一第二繞組、及一第三繞組，該第一繞組電性連接該直交流轉換器以接收該電壓信號，該第二繞組及第三繞組分別具有一第一端及一第二端，且該第二繞組的第二端電性連接該第三繞組的第一端。
該第一開關具有一電性連接該第三繞組的第二端的第一端、一第二端及一接收一第一控制信號的控制端，且受該第一控制信號的控制於導通與不導通間切換。
該第二開關具有一電性連接該第二繞組的第一端的第一端、一電連接該第一開關的第二端的第二端及一接收一第二控制信號的控制端，且受該第二控制信號的控制於導通與不導通間切換。
該箝位電路電性連接該第二開關的第一端及第二端，以箝制該第二開關的第一端及第二端之間的跨壓於 一預設值，並儲存該第二開關所產生的電壓尖峰的能量。
本發明之功效是藉由該箝位電路箝制該第二開關的第一端及第二端的跨壓，並吸收該第二開關的電壓尖峰的能量，饋送至一負載，以實現無損失(lossless)的箝位機制，使作為整流器的第一開關及第二開關能選用如耐壓較低及損耗較小的元件，以達到可靠性較佳、成本較低且轉換效率較高的優點。
1‧‧‧直流電壓轉換裝置
2‧‧‧直交流轉換器
3‧‧‧變壓器
4‧‧‧箝位電路
5‧‧‧負載
6‧‧‧控制單元
SR1‧‧‧第一開關
SR2‧‧‧第二開關
SR3‧‧‧第三開關
SR4~SR7‧‧‧開關
S1‧‧‧第一控制信號
S2‧‧‧第二控制信號
S4~S7‧‧‧控制信號
S3‧‧‧箝位控制信號
DC1‧‧‧第一二極體
DC2‧‧‧第二二極體
D1~D2‧‧‧基體二極體
DC‧‧‧基體二極體
Cf‧‧‧二次側電容
C1‧‧‧箝位電容
L1‧‧‧第一繞組
L2‧‧‧第二繞組
L3‧‧‧第三繞組
Lf‧‧‧二次側電感
LC‧‧‧箝位電感
Lr‧‧‧寄生漏感
Lm‧‧‧勵磁電感
Vi‧‧‧直流電源電壓
VSW‧‧‧電壓信號
VC1‧‧‧C1的跨壓
VFD‧‧‧DC1跨壓
Vds_SR2‧‧‧SR2的跨壓
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一電路圖，說明本發明直流電壓轉換裝置之一較佳實施例；及圖2是一時序圖，說明本發明直流電壓轉換裝置之較佳實施例的複數個信號之間的關係。
參閱圖1，本發明直流電壓轉換裝置1之較佳實施例適用於接收一直流電源電壓，且電性連接一具有一第一端及一第二端的負載5，並包含一直交流轉換器2、一變壓器3、一第一開關SR1、一第二開關SR2、一個二次側電感Lf、一個二次側電容Cf、一箝位電路4、及一控制單元6。
該直交流轉換器2接收該直流電源電壓，並將該直流電源電壓進行直交流轉換以產生一呈交流的電壓信 號VSW。該直流電源電壓的電壓值為Vi。再參閱圖2，該電壓信號VSW於正半周期及負半周期時，具有相等的振幅Vi及相反的極性。
該變壓器3為一中心抽頭式，並包括一第一繞組L1、一第二繞組L2、及一第三繞組L3，且該第一繞組L1、第二繞組L2、及第三繞組L3的匝數比為K：1：1。該第一繞組L1電性連接該直交流轉換器2以接收該電壓信號VSW，並具有一極性端。該第二繞組L2及第三繞組L3分別具有一第一端及一第二端，且該第二繞組L2及第三繞組L3的第一端為極性端，該第二繞組L2的第二端電性連接該第三繞組L3的第一端。特別值得一提的是：圖1中的變壓器3為考慮非理想因素下的等效電路，因此，該變壓器3在一次側的等效電路還包括一寄生漏感Lr及一勵磁電感Lm。
該第一開關SR1具有一電性連接該第三繞組L3的第二端的第一端、一電性連接該負載5的第二端的第二端、一接收一第一控制信號S1的控制端、及一並聯於該第一端與第二端之間的基體二極體D1(body diode)，且受該第一控制信號S1的控制於導通與不導通間切換。
該第二開關SR2具有一電性連接該第二繞組L2的第一端的第一端、一電連接該第一開關SR1的第二端的第二端、一接收一第二控制信號S2的控制端、及一並聯於該第一端與第二端之間的基體二極體D2，且受該第二控制信號S2的控制於導通與不導通間切換。特別值得一提的是：該第一開關SR1及第二開關SR2可以是該技術領域中所 指的整流器或二次側整流器。
該二次側電感Lf包括一第一端及一第二端，該第一端電性連接該變壓器3的第二繞組L2的第二端，該第二端電性連接該負載5的第一端。
該二次側電容Cf包括一電性連接該二次側電感Lf的第二端的第一端，及一電性連接該第一開關SR1的第二端的第二端。
該箝位電路4包括一箝位電容C1、一第一二極體DC1、一箝位電感LC、一第二二極體DC2、及一第三開關SR3。
該箝位電容C1具有一電性連接該第二開關SR2的第一端的第一端，及一第二端。
該第一二極體DC1具有一電性連接該箝位電容C1的第二端的陽極端，及一電性連接該第二開關SR2的第二端的陰極端。
該箝位電感LC具有一第一端，及一電性連接該第二開關SR2的第二端的第二端。
該第二二極體DC2具有一電性連接該箝位電感LC的第一端的陽極端，及一電性連接該二次側電感Lf的第二端的陰極端。
該第三開關SR3具有一第一端、一第二端、一控制端、及一並聯於該第一端與第二端之間的基體二極體DC。該第一端電性連接該箝位電感LC的第一端，該第二端電性連接該箝位電容C1的第二端，該控制端接收一箝位控 制信號S3，並受該箝位控制信號S3控制於導通或不導通間切換，以將該直流電壓轉換裝置1的第二開關SR2所產生的電壓尖峰的能量，儲存至該箝位電容C1中，再釋放至該負載5，使該第二開關SR2的第一端及第二端的跨壓，即Vds_SR2的電壓峰值能有效降低至一預期值。
該控制單元6根據該箝位電路4的箝位電容C1的第一端及第二端的跨壓的大小，以產生該箝位控制信號S3來控制該第三開關SR3導通或不導通。
在本實施例中，該直交流轉換器2為一全波整流電路，在其他實施例中，該直交流轉換器2可為一全橋整流電路、一半波整流電路、或一倍流整流電路。該直交流轉換器2包括四個開關SR4~SR7，每一開關SR4~SR7具有一第一端、一第二端、及一控制端。該開關SR5的第一端電性連接該開關SR4的第一端，該開關SR7的第一端電性連接該開關SR6的第二端，該二開關SR6、SR7的第一端分別電性連接該二開關SR4、SR5的第二端。該四個開關SR4~SR7的控制端分別接收四個控制信號S4~S7，以分別控制該四個開關SR4~SR7導通或不導通。此外，在本實施例中，該第一開關SR1、第二開關SR2、第三開關SR3、及該四個開關SR4~SR7都分別為一功率電晶體。
參閱圖1與圖2，圖2是一時序圖，說明本發明直流電壓轉換裝置1之較佳實施例的箝位控制信號S3如何控制該箝位電路4的第三開關SR3，其中，橫軸為時間t，電流iLr為流經該變壓器3的一次側的寄生漏感Lr的電流， 且正方向如箭號所示。iC1為流經該箝位電容C1的電流，且方向是由該箝位電容C1的第一端流向其第二端為正。VC1為該箝位電容C1的第一端及其第二端的跨壓。iLc為流經該箝位電感LC的電流，且方向是由該箝位電感LC的第一端流向其第二端為正。Vds_SR2為該第二開關SR2的第一端及其第二端的跨壓。
該等控制信號S1~S2、S4~S7來自一脈寬調變(Pulse Width Modulation,PWM)電路(圖未示)，以控制該直交流轉換器2的四個開關SR4~SR7、第一開關SR1、及第二開關SR2分別導通或不導通，使該直流電源電壓經由該直交流轉換器2、變壓器3、第一開關SR1、第二開關SR2、二次側電感Lf、及二次側電容Cf，輸出一直流輸出電壓Vout於該負載5。由於該脈寬調變電路產生該等控制信號S1~S2、S4~S7的方式為習知技術，因此，於圖2僅列出該二個控制信號S1、S2隨時間變化的態樣。
於時刻t0~t1之間：在時刻t0時，來自該直交流轉換器2的電壓信號VSW的振幅開始由零轉為負值。由於該變壓器3的等效電路具有該一次測的寄生漏感Lr，且該第一控制信號S1及第二控制信號S2都為高準位，使該第一開關SR1及第二開關SR2都導通。此時，該變壓器3的第二繞組L2及第三繞組L3處於短路的狀態，且流經該第一開關SR1及第二開關SR2的電流處於一換流狀態，也就是流經該第二開關SR2的電流漸漸減少，而流經該第一開關SR1的電流漸漸增加。在時刻t1時，該換流狀態完成，也就是流經 該第二開關SR2的電流為零。在該換流狀態完成前，該第二控制信號S2變為低準位，使該第二開關SR2不導通，在該第二開關SR2不導通之後，且時刻t1之前，流經該第二開關SR2的電流是經由該第二開關SR2的基體二極體D2通過。
於時刻t1~t2之間：在時刻t1時，Vds_SR2的大小等於該變壓器3的二次側繞組的電壓差，也就是第二繞組L2的第一端及第三繞組L3的第二端之間的電壓差。此時，該第二開關SR2的基體二極體D2的反向恢復能量(reverse recovery energy)及其接面電容(junction capacitance)(圖未示)的能量都透過該變壓器3耦合而儲存於該一次側的寄生漏感Lr中。由於在該變壓器3的二次側繞組會將該一次側的寄生漏感Lr等效成一個二次側漏感，該二次側漏感及該第二開關SR2的接面電容形成諧振。在時刻t1之後，該箝位電路4的第一二極體DC1導通，使該箝位電路4的箝位電容C1參與該二次側漏感及該第二開關SR2的接面電容的諧振中。再由於該箝位電容C1的大小遠大於該第二開關SR2的接面電容，使VC1的大小緩慢增加，流經二次側漏感的電流(圖未示)緩慢下降。在時刻t2時，該流經二次側漏感的電流降至零，此時，iC1也為零且VC1的大小達到一峰值，表示該第二開關SR2的基體二極體D2的反向恢復能量及其接面電容的能量都轉移至該箝位電容C1中。
於時刻t2~t3之間：在時刻t2時，該控制單元6偵測該箝位電路4的箝位電容C1的第一端及第二端的跨 壓，根據該跨壓VC1的大小，在VC1達到該峰值時，切換該箝位控制信號S3為高準位，使該箝位電路4的第三開關SR3導通，進而使該箝位電容C1、箝位電感LC、及二次側漏感形成諧振，且此時該第一二極體DC1由導通變為不導通。又因為該箝位電感LC的大小遠大於該二次側漏感，使該二次側漏感可以被忽略，VC1的大小緩慢下降，iLc的大小緩慢增加(指電流的絕對值大小緩慢增加)。在時刻t3時，iLc的大小達到一峰值，VCc的大小下降至2Vi/K-VFD，VFD為該第一二極體DC1的導通電壓。
於時刻t3~t4之間：在時刻t3時，該第一二極體DC1導通，使得該箝位電容C1及箝位電感LC所形成的諧振終止，且iLc的大小能保持在該峰值。在時刻t4時，該控制單元6根據VC1的大小，在VC1降至最小值時，切換該箝位控制信號S3為低準位，使該箝位電路4的第三開關SR3不導通。
於時刻t4~t5之間：在時刻t4時，若不考慮該第二二極體DC2的導通電壓，該箝位電感LC的第一端及第二端的跨壓與該直流輸出電壓的大小相同，iLc開始通過該第二二極體DC2向該負載5提供能量，使iLc的大小慢慢下降(指電流的絕對值大小緩慢減小)。在時刻t5時，該電壓信號VSW為零，該第一控制信號S1及第二控制信號S2為高準位，分別使該第一開關SR1及第二開關SR2導通，此時，經過該第一開關SR1及第二開關SR2的電流繼續流過。
於時刻t5~t6之間：在時刻t5時，iLc的大小繼續 下降(指電流的絕對值大小緩慢減小)。直到時刻t6時，iLc的大小降為零，該箝位電感LC中的能量都饋送至該負載5，也就是將該第二開關SR2的基體二極體D2的反向恢復能量及其接面電容的能量都饋送至該負載5。
於時刻t6~t7之間：在時刻t7時，該電壓信號VSW開始變為正，而進入下個半周期。在該下個半周期和時間t0~t7之間的半周期相較，因為該電壓信號VSW的正負對稱，所以該直流電壓轉換裝置1的運作原理也就類似，就不再重複說明。
在本實施例中，藉由該箝位電路4將能量轉移至該負載5，能使圖2中，該第二開關SR2的第一端及第二端之間的跨壓Vds_SR2於時刻t1~t3之間的電壓漣波(ripple)的大小，由未使用該箝位電路4時的2Vi/K*100%降至2Vi/K*10%，也就是使得Vds_SR2的振幅能夠小於2Vi/K*110%，而達成有效地吸收該第二開關SR2的電壓尖峰，並在不考慮該第一二極體DC1及第二二極體DC2的導通電壓的條件下，而達成無損失的能量轉換至該負載5。
特別值得一提的是：該直流電壓轉換裝置1還可以包含另一個相同的箝位電路4，且該另一箝位電路4電性連接於該第一開關SR1的第一端、該負載5的第一端及第二端，以吸收該第一開關SR1的基體二極體D1所產生的反向恢復能量及其接面電容所產生的能量，並轉移該能量至該負載5。
綜上所述，根據該箝位電路4的箝位電容C1的 跨壓，以控制該箝位電路4的第三開關SR3導通或不導通，以吸收該第二開關SR2的電壓尖峰並無損失地轉移能量至負載5，使作為整流器的第一開關及第二開關能選用如耐壓較低及損耗較小的元件，以達到可靠性較佳、成本較低且轉換效率較高的優點，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧直流電壓轉換裝置
2‧‧‧直交流轉換器
3‧‧‧變壓器
4‧‧‧箝位電路
5‧‧‧負載
6‧‧‧控制單元
SR1‧‧‧第一開關
SR2‧‧‧第二開關
SR3‧‧‧第三開關
SR4~SR7‧‧‧開關
S1‧‧‧第一控制信號
S2‧‧‧第二控制信號
S3‧‧‧箝位控制信號
S4~S7‧‧‧控制信號
DC1‧‧‧第一二極體
DC2‧‧‧第二二極體
D1~D2‧‧‧基體二極體
DC‧‧‧基體二極體
Cf‧‧‧二次側電容
C1‧‧‧箝位電容
L1‧‧‧第一繞組
L2‧‧‧第二繞組
L3‧‧‧第三繞組
Lf‧‧‧二次側電感
LC‧‧‧箝位電感
Lr‧‧‧寄生漏感
Lm‧‧‧勵磁電感
Vi‧‧‧直流電源電壓
VSW‧‧‧電壓信號
VC1‧‧‧C1的跨壓

Claims (8)

  1. 一種直流電壓轉換裝置，包含：一直交流轉換器，接收一直流電源電壓，並將該直流電源電壓進行直交流轉換以產生一呈交流的電壓信號；一變壓器，包括一第一繞組、一第二繞組、及一第三繞組，該第一繞組電性連接該直交流轉換器以接收該電壓信號，該第二繞組及第三繞組分別具有一第一端及一第二端，且該第二繞組的第二端電性連接該第三繞組的第一端；一第一開關，具有一電性連接該第三繞組的第二端的第一端、一第二端及一接收一第一控制信號的控制端，且受該第一控制信號的控制於導通與不導通間切換；一第二開關，具有一電性連接該第二繞組的第一端的第一端、一電連接該第一開關的第二端的第二端及一接收一第二控制信號的控制端，且受該第二控制信號的控制於導通與不導通間切換；及一箝位電路，電性連接該第二開關的第一端及第二端，以箝制該第二開關的第一端及第二端之間的跨壓於一預設值，並儲存該第二開關所產生的電壓尖峰的能量。
  2. 如請求項1所述的直流電壓轉換裝置，還包含：一個二次側電感，包括一電性連接該變壓器的第 二繞組的第二端的第一端，及一電性連接一負載的第二端；及一個二次側電容，包括一電性連接該二次側電感的第二端的第一端，及一電性連接該第一開關的第二端的第二端。
  3. 如請求項2所述的直流電壓轉換裝置，其中，該箝位電路包括：一箝位電容，具有一電性連接該第二開關的第一端的第一端，及一第二端；一第一二極體，具有一電性連接該箝位電容的第二端的陽極端，及一電性連接該第二開關的第二端的陰極端；一箝位電感，具有一第一端，及一電性連接該第二開關的第二端的第二端；一第二二極體，具有一電性連接該箝位電感的第一端的陽極端，及一電性連接該二次側電感的第二端的陰極端；及一第三開關，具有一第一端、一第二端、及一控制端，該第一端電性連接該箝位電感的第一端，該第二端電性連接該箝位電容的第二端，該控制端接收一箝位控制信號，並受該箝位控制信號控制於導通或不導通間切換，以將該直流電壓轉換裝置的第二開關所產生的電壓尖峰的能量，儲存至該箝位電容中，再釋放至該負載。
  4. 如請求項3所述的直流電壓轉換裝置，還包含一控制單元，該控制單元根據該箝位電路的箝位電容的第一端及第二端的跨壓的大小，以產生該箝位控制信號來控制該第三開關導通或不導通。
  5. 如請求項4所述的直流電壓轉換裝置，其中，該直流電源電壓的電壓值為Vi，該變壓器的第一繞組、第二繞組、及第三繞組的匝數比為K：1：1，該直流電壓轉換裝置經由該二次側電感輸出一直流輸出電壓至該負載，該箝位電容所電性連接的第二開關的第一端及第二端的跨壓的電壓峰值能有效降低至該預期值，該預期值小於2Vi/K*110%。
  6. 一種適用於直流電壓轉換裝置的箝位電路，該直流電壓轉換裝置用於將一直流電源電壓轉換為一直流輸出電壓，並包含一直交流轉換器、一變壓器、一第一開關、及一第二開關，該變壓器具有一接收來自該直交流轉換器的電壓信號的一次側，及一電性連接該第一開關及該第二開關的二次側，該箝位電路包含：一箝位電容，具有一電性連接該第二開關的第一端的第一端，及一第二端；一第一二極體，具有一電性連接該箝位電容的第二端的陽極端，及一電性連接該第二開關的第二端的陰極端；一箝位電感，具有一第一端，及一電性連接該第二開關的第二端的第二端； 一第二二極體，具有一電性連接該箝位電感的第一端的陽極端，及一陰極端；及一第三開關，具有一第一端、一第二端、及一控制端，該第一端電性連接該箝位電感的第一端，該第二端電性連接該箝位電容的第二端，該控制端接收一箝位控制信號，並受該箝位控制信號控制於導通或不導通間切換，以將該直流電壓轉換裝置的第二開關所產生的電壓尖峰的能量，儲存至該箝位電容中，再釋放至一負載。
  7. 如請求項6所述的適用於直流電壓轉換裝置的箝位電路，還包含一控制單元，該控制單元根據該箝位電路的箝位電容的第一端及第二端的跨壓的大小，以產生該箝位控制信號來控制該第三開關導通或不導通。
  8. 如請求項7所述的適用於直流電壓轉換裝置的箝位電路，該直流電源電壓的電壓值為Vi，該變壓器具有一第一繞組、一第二繞組、及一第三繞組，且其匝數比為K：1：1，其中，該箝位電容所電性連接的直流電壓轉換裝置的第二開關的第一端及第二端的跨壓的電壓峰值能有效降低至該預期值，該預期值小於2Vi/K*110%。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI819586B (zh) * 2022-04-29 2023-10-21 亞源科技股份有限公司 具電壓箝制之全橋相移轉換器
TWI830212B (zh) * 2021-04-28 2024-01-21 日商松下知識產權經營股份有限公司 通訊終端及通訊系統

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3484032B1 (en) * 2013-08-01 2020-03-04 Mitsubishi Electric Corporation Gate-power-supply device and semiconductor circuit breaker using same
US9705415B2 (en) * 2015-07-23 2017-07-11 Chicony Power Technology Co., Ltd. Power supply apparatus with active clamping circuit
CN106655764B (zh) * 2015-10-29 2019-04-05 光宝科技股份有限公司 交错式降压转换器
US10277107B1 (en) * 2017-12-27 2019-04-30 Stmicroelectronics S.R.L. Synchronous rectifier gate driver with active clamp
US10523127B1 (en) * 2019-04-30 2019-12-31 Navitas Semiconductor, Inc. Output clamped flyback converter
WO2020239327A1 (en) * 2019-05-31 2020-12-03 Pepperl+Fuchs Se A power conditioning circuit
EP3826157B1 (en) * 2019-11-22 2023-05-17 Hamilton Sundstrand Corporation Voltage clamp
CN113740597A (zh) * 2020-09-08 2021-12-03 台达电子企业管理（上海）有限公司 开关管尖峰电压检测电路及方法
US11349401B1 (en) * 2021-01-25 2022-05-31 Semiconductor Components Industries, Llc Method and system of a power converter with secondary side active clamp
US11804782B2 (en) * 2022-01-28 2023-10-31 Analog Devices, Inc. Active-clamp current-fed push-pull converter for bidirectional power transfer
FR3132994A1 (fr) * 2022-02-22 2023-08-25 Valeo Siemens Eautomotive France Sas Amortisseur actif de tension et convertisseur de tension

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5559685A (en) * 1994-10-12 1996-09-24 Electronic Power Conditioning, Inc. Voltage clamped parallel resonant converter with controllable duty cycle
US6088247A (en) * 1997-10-29 2000-07-11 Pi Electronics (H. K.) Limited Voltage clamp
US6259235B1 (en) * 1999-08-26 2001-07-10 Tyco Electronics Logistics Ag Active clamp for power converter and method of operation thereof
US6349044B1 (en) * 1999-09-09 2002-02-19 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Zero voltage zero current three level dc-dc converter
JP2001314079A (ja) * 2000-04-28 2001-11-09 Sony Corp スイッチング電源回路
US6191960B1 (en) * 2000-05-09 2001-02-20 Lucent Technologies Inc. Active clamp for isolated power converter and method of operating thereof
TW521481B (en) * 2000-05-17 2003-02-21 Sony Corp Switching power supply apparatus with active clamp circuit
US6239989B1 (en) * 2000-08-25 2001-05-29 Chou Ming-Ching Forward converter with improved reset circuitry
US6314002B1 (en) * 2000-11-20 2001-11-06 Philips Electronics North America Corporation Voltage clamping system and method for a DC/DC power converter
US7088602B2 (en) * 2001-01-25 2006-08-08 Texas Instruments Incorporated Active gate clamp circuit for self driven synchronous rectifiers
TW556401B (en) * 2002-02-01 2003-10-01 Potrans Electrical Corp Converter using synchronous rectification circuit and associated with LC snubber apparatus
US6882548B1 (en) * 2003-02-24 2005-04-19 Tyco Electronics Power Systems, Inc. Auxiliary active clamp circuit, a method of clamping a voltage of a rectifier switch and a power converter employing the circuit or method
US6917529B2 (en) * 2003-12-02 2005-07-12 Power-One Limited Unregulated DC-DC converter having synchronous rectification with efficient gate drives
KR101129391B1 (ko) * 2007-08-13 2012-03-28 삼성전자주식회사 수동 클램프 회로를 갖는 스위칭 모드 전원공급장치
TWI358188B (en) * 2008-09-17 2012-02-11 Delta Electronics Inc Forward-flyback converter with active-clamp circui
JP5157987B2 (ja) * 2009-03-25 2013-03-06 株式会社豊田自動織機 絶縁形ｄｃ−ｄｃコンバータ
TWI392210B (zh) * 2009-08-11 2013-04-01 Delta Electronics Inc 具過流保護裝置之諧振變換器及其控制方法
US8503201B2 (en) * 2009-12-03 2013-08-06 Schneider Electric It Corporation Transient clamping circuitry for voltage converter
US8363427B2 (en) * 2010-06-25 2013-01-29 Greecon Technologies Ltd. Bi-directional power converter with regulated output and soft switching
US8547711B2 (en) * 2010-11-19 2013-10-01 General Electric Company LLC converter active snubber circuit and method of operation thereof
CN102013805B (zh) * 2010-12-17 2013-08-21 上海同沪电气科技股份有限公司 一种具有无源无损钳位电路的全桥变换器
CN103098360A (zh) * 2011-08-12 2013-05-08 英特赛尔美国股份有限公司 用于电力转换器的箝位电路
JP6238567B2 (ja) * 2012-08-01 2017-11-29 キヤノン株式会社 放電回路、電源装置及び画像形成装置
CN103812317B (zh) * 2012-11-14 2016-08-24 台达电子工业股份有限公司 箝位吸收电路及其阻抗调节方法
KR101397728B1 (ko) * 2012-12-21 2014-05-20 한국과학기술원 전원 공급 장치
CN104143919A (zh) * 2013-05-07 2014-11-12 台达电子工业股份有限公司 双向直流变换器
US9473036B2 (en) * 2014-06-05 2016-10-18 Lite-On Electronics (Guangzhou) Limited Direct current voltage conversion device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI830212B (zh) * 2021-04-28 2024-01-21 日商松下知識產權經營股份有限公司 通訊終端及通訊系統
TWI819586B (zh) * 2022-04-29 2023-10-21 亞源科技股份有限公司 具電壓箝制之全橋相移轉換器

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