TW202119745A - 升壓轉換器 - Google Patents

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Abstract

一種升壓轉換器，包括：一第一電感器、一功率切換器、一輸出級電路、一控制器、一諧振電路，以及一放電電路。第一電感器係用於接收一輸入電位。功率切換器包括一寄生電容器。輸出級電路包括一第一電阻器，其中輸出級電路係用於產生一輸出電位。控制器偵測第一電阻器之一電阻電位，並根據電阻電位來產生時脈電位、一第一控制電位，以及一第二控制電位。諧振電路係耦接至第一電感器，並根據第一控制電位來選擇性地致能或禁能。當諧振電路被致能時，諧振電路係與第一電感器和寄生電容器發生共振，以調整通過第一電感器之一電感電流。

Description

升壓轉換器
本發明係關於一種升壓轉換器，特別係關於一種高輸出效率之升壓轉換器。
在傳統升壓轉換器中，其升壓電感器容易與功率切換器之寄生電容器發生共振，並產生逆向之電感電流。此種逆向之電感電流會以熱能形式造成功率消耗(以下簡稱「熱消耗」)，同時導致升壓轉換器之輸出效率變低。有鑑於此，勢必要提出一種全新之解決方案，以克服先前技術所面臨之困境。
在較佳實施例中，本發明提出一種升壓轉換器，包括：一第一電感器，接收一輸入電位；一功率切換器，包括一寄生電容器，其中該功率切換器係根據該一時脈電位來決定是否將該第一電感器耦接至一接地電位；一輸出級電路，包括一第一電阻器，並耦接至該第一電感器和該功率切換器，其中該輸出級電路係用於產生一輸出電位；一控制器，偵測該第一電阻器之一電阻電位，並根據該電阻電位來產生該時脈電位、一第一控制電位，以及一第二控制電位；一諧振電路，耦接至該第一電感器，並根據該第一控制電位來選擇性地致能或禁能；以及一放電電路，根據該第二控制電位來決定是否將該諧振電路耦接至該接地電位；其中當該諧振電路被致能時，該諧振電路係與該第一電感器和該寄生電容器發生共振，以調整通過該第一電感器之一電感電流。
為讓本發明之目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。本領域技術人員應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的「包含」及「包括」一詞為開放式的用語，故應解釋成「包含但不僅限定於」。「大致」一詞則是指在可接受的誤差範圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，達到所述基本之技術效果。此外，「耦接」一詞在本說明書中包含任何直接及間接的電性連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接至一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電性連接至該第二裝置，或經由其它裝置或連接手段而間接地電性連接至該第二裝置。
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之升壓轉換器100之示意圖。升壓轉換器100可應用於一行動裝置，例如：桌上型電腦、筆記型電腦，或一體成形電腦。如第1圖所示，升壓轉換器100包括：一第一電感器L1、一功率切換器120、一輸出級電路130、一控制器140、一諧振電路150，以及一放電電路160，其中功率切換器120包括一寄生電容器C1，而輸出級電路130包括一第一電阻器R1。必須注意的是，雖然未顯示於第1圖中，但升壓轉換器100更可包括其他元件，例如：一穩壓器或(且)一負回授電路。
第一電感器L1可視為升壓轉換器100之一升壓電感器。第一電感器L1係用於接收一輸入電位VIN。輸入電位VIN可來自一外部電源，其中輸入電位VIN可為具有任意頻率和任意振幅之一交流電位。例如，交流電位之頻率可約為50Hz或60Hz，而交流電位之方均根值可約為110V或220V，但亦不僅限於此。功率切換器120可根據該一時脈電位VA來決定是否將第一電感器L1耦接至一接地電位VSS(例如：0V)。例如，若時脈電位VA為高邏輯位準(例如：邏輯「1」)，則功率切換器120即將第一電感器L1耦接至接地電位VSS(亦即，功率切換器120可近似於一短路路徑)；反之，若時脈電位VA為低邏輯位準(例如：邏輯「0」)，則功率切換器120不會將第一電感器L1耦接至接地電位VSS(亦即，功率切換器120可近似於一開路路徑)。功率切換器120之二端之間之總寄生電容可模擬為前述之寄生電容器CP，其並非一外部獨立元件。輸出級電路130係耦接至第一電感器L1和功率切換器120。輸出級電路130係用於產生一輸出電位VOUT。輸出電位VOUT可為一直流電位，其中輸出電位VOUT之電位位準係高於輸入電位VIN之最大值。輸出級電路130之第一電阻器R1可視為一偵測電阻器。控制器140可為一積體電路晶片。控制器140可偵測第一電阻器R1之一電阻電位VD，其中控制器140係根據此電阻電位VD來產生時脈電位VA、一第一控制電位VC1，以及一第二控制電位VC2。例如，時脈電位VA於升壓轉換器100初始化時可維持於一固定電位，而在升壓轉換器100進入正常使用階段後則可提供週期性之時脈波形。諧振電路150係耦接至第一電感器L1。諧振電路150係根據第一控制電位VC1來選擇性地致能或禁能。例如，若第一控制電位VC1為高邏輯位準，則諧振電路150即被致能；反之，若第一控制電位VC1為低邏輯位準，則諧振電路150即被禁能。放電電路160係根據第二控制電位VC2來決定是否將諧振電路150耦接至接地電位VSS。例如，若第二控制電位VC2為高邏輯位準，則放電電路160即將諧振電路150耦接至接地電位VSS(亦即，放電電路160可近似於一短路路徑)；反之，若第二控制電位VC2為低邏輯位準，則放電電路160不會將諧振電路150耦接至接地電位VSS(亦即，放電電路160可近似於一開路路徑)。必須注意的是，當諧振電路150被致能時，諧振電路150可與第一電感器L1和寄生電容器CP發生共振，以調整通過第一電感器L1之一電感電流IL。根據實際量測結果，此種電路設計方式可防止升壓轉換器100之第一電感器L1因非理想之逆向電流而產生熱消耗，故能提高升壓轉換器100之輸出效率。
以下實施例將介紹升壓轉換器100之詳細結構及操作方式。必須理解的是，這些圖式和敘述僅為舉例，而非用於限制本發明之範圍。
第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之升壓轉換器200之示意圖。在第2圖之實施例中，升壓轉換器200具有一輸入節點NIN和一輸出節點NOUT，並包括一第一電感器L1、一功率切換器220、一輸出級電路230、一控制器240、一諧振電路250，以及一放電電路260，其中功率切換器220包括一寄生電容器C1，而輸出級電路230包括一第一電阻器R1。升壓轉換器200之輸入節點NIN可由一外部電源處接收一輸入電位VIN，而升壓轉換器200之輸出節點NOUT可用於輸出一輸出電位VOUT，其中輸出電位VOUT之電位位準係高於輸入電位VIN之最大值。
第一電感器L1之第一端係耦接至輸入節點NIN，而第一電感器L1之第二端係耦接至一第一節點N1。一電感電流IL係由輸入節點NIN起通過第一電感器L1流往第一節點N1。
功率切換器220包括一第一電晶體M1。第一電晶體M1可為一N型金氧半場效電晶體。第一電晶體M1之控制端係用於接收一時脈電位VA，第一電晶體M1之第一端係耦接至一接地電位VSS，而第一電晶體M1之第二端係耦接至第一節點N1。第一電晶體M1之第一端和第二端之間之總寄生電容可模擬為前述之寄生電容器CP，其並非一外部獨立元件。寄生電容器CP之第一端係耦接至第一節點N1，而寄生電容器CP之第二端係耦接至接地電位VSS。
除了第一電阻器R1以外，輸出級電路230更可包括一第一二極體D1和一第一電容器C1。第一二極體D1之陽極係耦接至第一節點N1，而第一二極體D1之陰極係耦接至一第二節點N2。第一電阻器R1之第一端係耦接至第二節點N2，而第一電阻器R1之第二端係耦接至輸出節點NOUT。第一電容器C1之第一端係耦接至輸出節點NOUT，而第一電容器C1之第二端係耦接至接地電位VSS。
控制器240係耦接至第二節點N2和輸出節點NOUT，以偵測第一電阻器R1之一電阻電位VD。電阻電位VD可等於第一電阻器R1之第一端和第二端之間之一電位差。控制器240係根據此電阻電位VD來產生時脈電位VA、一第一控制電位VC1，以及一第二控制電位VC2。例如，時脈電位VA於升壓轉換器200初始化時可維持於一固定電位(例如：接地電位VSS)，而在升壓轉換器200進入正常使用階段後則可提供週期性之時脈波形。另外，除了初始階段以外，第二控制電位VC2之波形可以大致等同於時脈電位VA之波形。
第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之控制器240之示意圖。第3圖係顯示控制器240之至少一部份電路。在第3圖之實施例中，控制器240包括一第一比較器242和一第二比較器244。例如，第一比較器242和第二比較器244之任一者可用一誤差放大器或一運算放大器來實施，但亦不僅限於此。第一比較器242之正輸入端係用於接收電阻電位VD，第一比較器242之負輸入端係耦接至接地電位VSS，而第一比較器242之輸出端係用於輸出一比較電位VM。例如，若電阻電位VD高於接地電位VSS，則比較電位VM可為高邏輯位準；反之，若電阻電位VD低於或等於接地電位VSS，則比較電位VM可為低邏輯位準。第二比較器244之正輸入端係用於接收一參考電位VREF，第二比較器244之負輸入端係用於接收比較電位VM，而第二比較器244之輸出端係用於輸出第一控制電位VC1。例如，若參考電位VREF高於比較電位VM，則第一控制電位VC1可為高邏輯位準；反之，若參考電位VREF低於或等於比較電位VM，則第一控制電位VC1可為低邏輯位準。在另一些實施例中，控制器240更可包括其他元件，例如：一時脈產生器(未顯示)，但亦不僅限於此。
諧振電路250包括一第二電容器C2、一第二電感器L2、一第二二極體D2，以及一第二電晶體M2。第二電容器C2之第一端係耦接至輸入節點NIN，而第二電容器C2之第二端係耦接至一第三節點N3。第二電感器L2之第一端係耦接至輸入節點NIN，而第二電感器L2之第二端係耦接至第三節點N3。第二二極體D2之陽極係耦接至第三節點N3，而第二二極體D2之陰極係耦接至一第四節點N4。第二電晶體M2可為一N型金氧半場效電晶體。第二電晶體M2之控制端係用於接收第一控制電位VC1，第二電晶體M1之第一端係耦接至第四節點N4，而第二電晶體M2之第二端係耦接至第一節點N1。
放電電路260包括一第三電晶體M3和一第二電阻器R2。第三電晶體M3可為一N型金氧半場效電晶體。第三電晶體M3之控制端係用於接收第二控制電位VC2，第三電晶體M3之第一端係耦接至一第五節點N5，而第三電晶體M3之第二端係耦接至第四節點N4。第二電阻器R2之第一端係耦接至第五節點N5，而第二電阻器R2之第二端係耦接至接地電位VSS。
在一些實施例中，升壓轉換器200之操作原理可如下列所述，其可依序操作於一第一狀態、一第二狀態、一第三狀態，以及一第四狀態。首先，在第一狀態中，沒有任何能量輸入至輸入節點NIN，而時脈電位VA係維持於接地電位VSS。此時，第一電晶體M1、第二電晶體M2，以及第三電晶體M3皆為禁能狀態。
在第二狀態中，輸入電位VIN變為一正電位，而時脈電位VA不再等於接地電位VSS並處於週期性之高邏輯區間。此時，第一電晶體M1為致能狀態，但第二電晶體M2和第三電晶體M3皆為禁能狀態。另外，通過第一電感器L1之電感電流IL則逐漸上升。
第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之升壓轉換器200操作於第三狀態時之等效電路圖。在第三狀態中，時脈電位VA處於週期性之低邏輯區間。此時，第一電晶體M1為禁能狀態，第一二極體D1為導通狀態，而通過第一電感器L1和第一二極體D1之電感電流IL則逐漸下降。當第一電阻器R1之電阻電位VD下降至0時，比較電位VM將變為低邏輯位準，而第一控制電位VC1將變為高邏輯位準，以致能第二電晶體M2和諧振電路250。因此，第二電容器C2和第二電感器L2將與第一電感器L1和寄生電容器CP發生共振(如第4圖所示)，以調整通過第一電感器L1之電感電流IL。
第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之升壓轉換器200操作於第四狀態時之等效電路圖。在第四狀態中，時脈電位VA處於週期性之高邏輯區間。此時，第一電晶體M1為致能狀態，而第一二極體D1為斷路狀態。由於第二控制電位VC2大致跟隨時脈電位VA，故第二控制電位VC2將變為高邏輯位準，以致能第三電晶體M3和放電電路260。因此，儲存於第二電容器C2和第二電感器L2中之能量會經由第二電阻器R2釋放至接地電位VSS(如第5圖所示)。最後，升壓轉換器200將會交替地重複操作於第三狀態和第四狀態，其可視為升壓轉換器200之正常使用階段。
第6圖係顯示傳統升壓轉換器之電感電流之波形圖。如第6圖所示，傳統升壓轉換器之電感電流具有一些非理想之逆向部份(如虛線框所示)，其將造成不必要之熱消耗。第7圖係顯示根據本發明一實施例所述之升壓轉換器200之電感電流IL之波形圖。根據第7圖之量測結果，在使用所提之諧振電路250和放電電路260後，本發明之升壓轉換器200將能產生完全無逆向之電感電流IL，其不僅能降低熱消耗，更可大幅提高升壓轉換器200之輸出效率。
在一些實施例中，升壓轉換器200之元件參數可如下列所述。第一電感器L1之電感值可介於570μH至630μH之間，較佳為600μH。第二電感器L2之電感值可介於95μH至105μH之間，較佳為100μH。第一電容器C1之電容值可介於2400μF至3600μF之間，較佳為3000μF。第二電容器C2之電容值可介於64.6nF至71.4nF之間，較佳為68nF。第一電阻器R1之電阻值可介於9.9mΩ至10.1mΩ之間，較佳為10mΩ。第二電阻器R2之電阻值可介於0.95kΩ至1.05kΩ之間，較佳為1kΩ。參考電位VREF可約等於0.5V。時脈電位VA之切換頻率可約為65kHz，以上參數範圍係根據多次實驗結果而得出，其有助於最佳化升壓轉換器200之轉換效率。
本發明提出一種新穎之升壓轉換器，其包括諧振電路及放電電路。根據實際量測結果，使用前述設計之升壓轉換器可大幅降低非理想之逆向電感電流。大致而言，本發明可有效提高升壓轉換器之輸出效率，故其很適合應用於各種各式之電子裝置當中。
值得注意的是，以上所述之電位、電流、電阻值、電感值、電容值，以及其餘元件參數均非為本發明之限制條件。設計者可以根據不同需要調整這些設定值。本發明之升壓轉換器並不僅限於第1-7圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-7圖之任何一或複數個實施例之任何一或複數項特徵。換言之，並非所有圖示之特徵均須同時實施於本發明之升壓轉換器當中。雖然本發明之實施例係使用金氧半場效電晶體為例，但本發明並不僅限於此，本技術領域人士可改用其他種類之電晶體，例如：接面場效電晶體，或是鰭式場效電晶體等等，而不致於影響本發明之效果。
在本說明書以及申請專利範圍中的序數，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之間並沒有順序上的先後關係，其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、200:升壓轉換器 120、220:功率切換器 130、230:輸出級電路 140、240:控制器 150、250:諧振電路 160、260:放電電路 242:第一比較器 244:第二比較器 C1:第一電容器 C2:第二電容器 CP:寄生電容器 D1:第一二極體 D2:第二二極體 L1:第一電感器 L2:第二電感器 M1:第一電晶體 M2:第二電晶體 M3:第三電晶體 N1:第一節點 N2:第二節點 N3:第三節點 N4:第四節點 N5:第五節點 NIN:輸入節點 NOUT:輸出節點 R1:第一電阻器 R2:第二電阻器 VA:時脈電位 VC1:第一控制電位 VC2:第二控制電位 VD:電阻電位 VIN:輸入電位 VM:比較電位 VOUT:輸出電位 VREF:參考電位 VSS:接地電位
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之升壓轉換器之示意圖。 第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之升壓轉換器之示意圖。 第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之控制器之示意圖。 第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之升壓轉換器操作於第三狀態時之等效電路圖。 第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之升壓轉換器操作於第四狀態時之等效電路圖。 第6圖係顯示傳統升壓轉換器之電感電流之波形圖。 第7圖係顯示根據本發明一實施例所述之升壓轉換器之電感電流之波形圖。
100:升壓轉換器
120:功率切換器
130:輸出級電路
140:控制器
150:諧振電路
160:放電電路
CP:寄生電容器
IL:電感電流
L1:第一電感器
R1:第一電阻器
VA:時脈電位
VC1:第一控制電位
VC2:第二控制電位
VD:電阻電位
VIN:輸入電位
VOUT:輸出電位
VSS:接地電位

Claims (10)

  1. 一種升壓轉換器，包括： 一第一電感器，接收一輸入電位； 一功率切換器，包括一寄生電容器，其中該功率切換器係根據該一時脈電位來決定是否將該第一電感器耦接至一接地電位； 一輸出級電路，包括一第一電阻器，並耦接至該第一電感器和該功率切換器，其中該輸出級電路係用於產生一輸出電位； 一控制器，偵測該第一電阻器之一電阻電位，並根據該電阻電位來產生該時脈電位、一第一控制電位，以及一第二控制電位； 一諧振電路，耦接至該第一電感器，並根據該第一控制電位來選擇性地致能或禁能；以及 一放電電路，根據該第二控制電位來決定是否將該諧振電路耦接至該接地電位； 其中當該諧振電路被致能時，該諧振電路係與該第一電感器和該寄生電容器發生共振，以調整通過該第一電感器之一電感電流。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之升壓轉換器，其中該功率切換器包括： 一第一電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第一電晶體之該控制端係用於接收該時脈電位，該第一電晶體之該第一端係耦接至該接地電位，而該第一電晶體之該第二端係耦接至一第一節點。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之升壓轉換器，其中該第一電感器具有一第一端和一第二端，該第一電感器之該第一端係耦接至一輸入節點以接收該輸入電位，該第一電感器之該第二端係耦接至該第一節點，該寄生電容器具有一第一端和一第二端，該寄生電容器之該第一端係耦接至該第一節點，而該寄生電容器之該第二端係耦接至該接地電位。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之升壓轉換器，其中該輸出級電路更包括： 一第一二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第一二極體之該陽極係耦接至該第一節點，而該第一二極體之該陰極係耦接至該一第二節點；以及 一第一電容器，具有一第一端和一第二端，其中該第一電容器之該第一端係耦接至一輸出節點以輸出該輸出電位，而該第一電容器之該第二端係耦接至該接地電位； 其中該第一電阻器具有一第一端和一第二端，該第一電阻器之該第一端係耦接至該第二節點，而該第一電阻器之該第二端係耦接至該輸出節點。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之升壓轉換器，其中該控制器係耦接至該第二節點和該輸出節點，以偵測該電阻電位，而該電阻電位係等於該第一電阻器之該第一端和該第二端之間之一電位差。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之升壓轉換器，其中該諧振電路包括： 一第二電容器，具有一第一端和一第二端，其中該第二電容器之該第一端係耦接至該輸入節點，而該第二電容器之該第二端係耦接至一第三節點；以及 一第二電感器，具有一第一端和一第二端，其中該第二電感器之該第一端係耦接至該輸入節點，而該第二電感器之該第二端係耦接至該第三節點。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之升壓轉換器，其中該諧振電路更包括： 一第二二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第二二極體之該陽極係耦接至該第三節點，而該第二二極體之該陰極係耦接至一第四節點；以及 一第二電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第二電晶體之該控制端係用於接收該第一控制電位，該第二電晶體之該第一端係耦接至該第四節點，而該第二電晶體之該第二端係耦接至該第一節點。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之升壓轉換器，其中該放電電路更包括： 一第三電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第三電晶體之該控制端係用於接收該第二控制電位，該第三電晶體之該第一端係耦接至一第五節點，而該第三電晶體之該第二端係耦接至該第四節點；以及 一第二電阻器，具有一第一端和一第二端，其中該第二電阻器之該第一端係耦接至該第五節點，而該第二電阻器之該第二端係耦接至該接地電位。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之升壓轉換器，其中該控制器包括： 一第一比較器，具有一正輸入端、一負輸出端，以及一輸出端，其中該第一比較器之該正輸入端係用於接收該電阻電位，該第一比較器之該負輸入端係耦接至該接地電位，而該第一比較器之該輸出端係用於輸出一比較電位；以及 一第二比較器，具有一正輸入端、一負輸出端，以及一輸出端，其中該第二比較器之該正輸入端係用於接收一參考電位，該第二比較器之該負輸入端係用於接收該比較電位，而該第二比較器之該輸出端係用於輸出該第一控制電位。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之升壓轉換器，其中該參考電位約等於0.5V，該時脈電位之切換頻率約為65kHz，而該第二控制電位之波形係大致等同於該時脈電位之波形。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI704757B (zh) * 2020-02-11 2020-09-11 宏碁股份有限公司 升壓轉換器
TWI751658B (zh) * 2020-08-24 2022-01-01 宏碁股份有限公司 低損耗之升壓轉換器
TWI812113B (zh) * 2022-03-25 2023-08-11 宏碁股份有限公司 升壓轉換器

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5532919A (en) * 1993-03-30 1996-07-02 Motorola, Inc. Variable frequency, zero voltage switching, quasi-resonant converters with resonant bridge switch
US5594635A (en) * 1993-03-30 1997-01-14 Motorola, Inc. Constant frequency, zero-voltage-switching converters with resonant switching bridge
US5543704A (en) * 1994-06-08 1996-08-06 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Pulse width modulated DC-to-DC boost converter
US5636114A (en) * 1995-11-30 1997-06-03 Electronic Measurements, Inc. Lossless snubber circuit for use in power converters
US5923153A (en) * 1997-02-24 1999-07-13 Lucent Technologies Inc. Circuit for moderating a peak reverse recovery current of a rectifier and method of operation thereof
US5991174A (en) * 1998-08-28 1999-11-23 Lucent Technologies Inc. Snubber circuit for a rectifier, method of operation thereof and power converter employing the same
US6236191B1 (en) * 2000-06-02 2001-05-22 Astec International Limited Zero voltage switching boost topology
KR20060126951A (ko) * 2003-10-13 2006-12-11 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 전력 컨버터
US7233507B2 (en) * 2005-05-18 2007-06-19 Optimum Power Conversion, Inc. Non dissipative snubber circuit with saturable reactor
JP4714250B2 (ja) * 2008-09-10 2011-06-29 株式会社日立製作所 Ｄｃ−ｄｃコンバータ
US9490719B2 (en) * 2013-12-18 2016-11-08 Infineon Technologies Ag System and method for a power converter
JP2018519787A (ja) * 2015-07-06 2018-07-19 ティーエム４・インコーポレーテッド 電圧コンバータのスイッチング位相を軟化するための回路
CN205039692U (zh) * 2015-08-25 2016-02-17 张恒雄 升压降压复合型zvt零电压转换驱动控制电路
US10008922B2 (en) * 2016-07-18 2018-06-26 Silicon Works Co., Ltd. Switching power supply
WO2018066444A1 (ja) * 2016-10-06 2018-04-12 株式会社村田製作所 Ｄｃ－ｄｃコンバータ
US10361619B2 (en) * 2018-02-23 2019-07-23 Vignan Technology Business Incubator Realizing ZVS and ZCS in a CCM boost converter with BCM control with a single switch
CN108923632B (zh) * 2018-08-29 2020-03-24 阳光电源股份有限公司 一种多电平boost装置
CN109951072A (zh) * 2019-03-26 2019-06-28 哈尔滨工业大学 基于Sepic电路的新型软开关高升压比变换器及其工作方法

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