TW521481B

TW521481B - Switching power supply apparatus with active clamp circuit

Info

Publication number: TW521481B
Application number: TW090110423A
Authority: TW
Inventors: Masayuki Yasumura
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2001-05-01
Publication date: 2003-02-21
Also published as: EP1156580A2; US6366476B1; EP1156580A3; US20020021575A1; KR20010106228A; CN1324141A

Description

521481 Α7 Β7 五、發明説明（1 ) 蝥之背景本發明有關一種配置爲不同電子設備之電源供應器的轉換電源供應電路。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 採用諸如返馳轉換器及順向轉換器之交換轉換器的轉換電源供應電路係廣爲人知的，該等交換轉換器會在交換操作中形成矩形波形，且因此，對於交換雜訊之抑制會有所限制，同時，已知的是，因爲它們的操作特徵，對於電源轉換之改善亦會有效地限制。因此，已提議有藉種種諧振型轉換器所形成之不同的轉換電源供應電路，其可藉形成正弦波形於交換操作中而立即地獲得高的功率轉換效率及達成低的雜訊，該等諧振型轉換器具有能藉相當小之數目的部件予以形成之另一優點。第9及1 0圖爲電路圖，各顯示習知技術採用諧振型轉換器之轉換電源供應電路的實例。此電壓諧振型轉換器係外部激勵的，且例如用 MOSFET爲交換裝置Q1。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製電容器C r並聯連接於交換裝置Q 1之汲極及源極，電容器C I*與獲得於一隔離轉換器變壓器p I τ之初級繞組處之漏電感形成一電壓諧振電路，該並聯諧振電路將根據交換裝置Q 1的操作來執行諧振操作。一箝位二極體（所謂本體二極體）D D並聯連接於交換裝置Q 1之汲極及源極，該箝位二極體D D將在該交換裝置之關閉（〇 f ί )週期待間形成箝位電流流動之路徑本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 521481 A7 ______B7 _ 五、發明説明（2 ) 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 交換裝置Q 1之汲極連接於交換驅動器1 0中之振盪電路1 1 ，供應於該振盪電路1 1之汲極的輸出使用於以交換頻率控制而可變化地控制該交換裝置Q 1之交換操作之週期。該交換裝置Q 1係藉集成該諧振電路1 1與一驅動電路1 2所形成之交換驅動器1 〇予以驅動供交換操作用，而該交換裝置Q 1之交換頻率係可變化地控制以用於恆電壓控制之目的。順便一提的是，在此例中，該交換驅動器 1 0例如係配置爲一單一的積體電路。該交換驅動器1 0經由一起動電阻R s而連接於整流及平滑之電壓之E i線，該交換驅動器1 0藉經由例如電源供應器之起始處之起動電阻R s而供應有電源供應電壓以起動操作。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在交換驅動器1 0中之振盪電路1 1執行振盪操作以產生及輸出一振盪信號，驅動電路1 2會轉換該振盪信號爲一驅動電壓，且接著輸出該驅動電壓至交換裝置Q 1的閘極，所以，該交換裝置Q 1將根據驅動電路1 1所產生之該振盪信號來執行交換操作，因此，該交換裝置Q 1之交換頻率及在一交換循環內之開/關（ο η / 〇 f f )週期的責務比將依據振盪電路1 1所產生之振盪信號而定。該振盪電路1 1會根據經由光耦合器3 0所輸入之二次側直流輸出電壓E ◦之準位來改變振盪信號之頻率f s，該振盪電路1 1改變交換頻率f s且同時以此一方式來控 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 521481 A7 B7 五、發明説明（3 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 制該振盪信號之波形，即，以交換裝置Q 1關閉期間之週期T ◦ F F爲固定及交換裝置Q 1導通期間之週期τ ◦ N爲改變之方式來控制，該週期T ◦ n可根據該並聯諧振電容器 C r上之交換並聯諧振脈波電壓v 1之準位而予以變化地控制。該振盪電路1 1之此操作的結果將使該二次側直流輸出電壓E 〇穩定。該隔離轉換器變壓器P I T將傳輸交換裝置Q 1之交換輸出至該轉換電源供應電路的二次側。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製如第1 1圖中所示，該隔離轉換器變壓器P I τ具有一 E - E形狀之鐵心，該鐵心藉此一方式結合由例如鐵氧體材料所製成之E形鐵心C R 1及c R 2，即，藉該鐵心 C R 1之磁性腳相反於該鐵心C R 2之磁性腳之方式。間隙G則以如該圖中所示之方式形成於該E 一 E形狀之鐡心的中央磁性腳之中，而初級繞組N 1與次級繞組N 2則以 -狀態纏繞於該中央磁性腳之周圍，即，其中該等繞組係利用分離捲線軸B予以相互隔開之狀態，所以，在例如k ~ 〇 · 8 5之所需耦合係數處之鬆耦合之一狀態將獲得於該初級繞組N 1與二次繞組N 2之間，且因爲鬆耦合之故，並不會立即獲得飽和之狀態。該間隙G可藉使各該等E形鐵心C R 1及C R 2之中央磁性腳比各該等E形鐵心C R 1及C R 2之兩外側腳更短而形成。如第9及1 〇圖中所示，該隔離轉換器變壓器ρ〗τ 本紙張尺度適财.關家縣（CNS ) A4規格（21GX297公釐)I 一 521481 A7 B7 五、發明説明（4 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 之初級繞組N 1之終點連接於交換裝置Q 1之汲極，而該初級繞組N 1之起始點則連接於整流及平滑電壓E i ，因此，該初級繞組N 1供應有該交換裝置Q 1之交換輸出，藉此，其循環相對應於該交換裝置Q 1之交換頻率的交變電壓會發生於初級繞組N 1之中。藉該初級繞組N 1所感應之交變電壓會發生在該隔離轉換器變壓器P I T之二次側上之二次繞組N 2之中。在第9圖中，一二次側並聯諧振電容器C 2並聯連接於二次繞組N 2 ;而在第1 0圖中，一二側串聯諧振電容器C 2 則串聯連接於二次繞組N 2。因此，該二次繞組N 2之漏電電感L 2與該二次側並聯或串聯諧振電容器C 2會形成一諧振電路，該諧振電路將轉換二次繞組N 2中所感應之交變電壓爲諧振電壓，藉此，獲得電壓諧振操作於該二次側之上。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製該電源供應電路配置有並聯諧振電路而在初級側之上轉換交換操作於電壓諧振型操作，而配置有並聯或串聯諧振電路以提供電壓諧振操作於二次側之上。在本說明書中，如上述之配置有諧振電路於初級側及二次側上之交換轉換器稱爲“複合諧振型交換轉換器”。包含橋式整流器電路D B R及一平滑電容器C ^之整流及平滑電路配置於該電源供應電路之二次側之上，藉以獲得二次側直流輸出電壓E 〇。在第9圖之電源供應電路中，全波整流操作係藉二次側上之橋式整流器電路D B R予以提供。在此例中，該橋式整流器電路D B R係由二次側並本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 521481 Α7 Β7 五、發明説明（5 ) 聯諧振電路供應諧振電壓，且然後產生其準位實質地相等於二次繞組N 2中所感應之交變電壓之準位的二次側直流輸出電壓Ε〇。在第1 〇圖之電源供應電路中，兩個整流器二極體D〇1及DO 2以圖中所示之方式連接，且因此，在該二次側上之整流器電路將形成一倍壓整流器電路，所以，在二次側上之整流器電路將提供一具有準位兩倍於該二次繞組N 2中所獲得之交變電壓準位之二次側直流輸出電壓E 〇。該二次側直流輸出電壓E 〇亦經由絕緣該初級側於二次側之光耦合器3 0而輸入於初級側上之交換驅動器1 0中之振盪電路1 1。例如用於該隔離轉換器變壓器P I T之二次側操作，在初級繞組N 1之電感L 1與二次繞組N 2之電感L 2間之互感Μ會根據初級繞組N 1與二次繞組N 2之極性（纏繞方向），整流器二極體D〇1及D〇2間之連接關係，及二次繞組Ν 2中所感應之交變電壓之極性中的改變而呈 + Μ 或一 Μ。例如第1 2 Α圖中所示之等效電路具有+ Μ之互感，而第1 2 Β圖中所示之等效電路具有一 Μ之互感。此將應用於第9圖或第1 0圖中所示之隔離轉換器變壓器Ρ I Τ之二次側操作。當獲得於二次繞組Ν 2之交變電壓具有正極性時，造成整流電流流動於橋式整流器電路 D B R中之操作可視爲+ Μ操作模式或順向操作；然而，當獲得於二次繞組Ν 2之交變電壓具有負極性時，造成電本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 Χ297公釐） ~ ΙΚ___1！__L·#! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 f 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521481 A7 ___ B7 五、發明説明（6 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 流電流流動於橋式整流器二極體D B R中之操作則可視爲 - Μ操作模式或返馳操作。每當獲得於二次繞組n 2之交變電壓呈正或負時，該互感之操作模式將分別地呈+ Μ或 —Μ 〇具有此一組態，藉實現初級側並聯諧振電路及二次側並聯諧振電路所增加之功率係供應於負載側，且因此供應至負載側之功率會增加許多，藉以改善最大負載功率之增加率。此係因爲初級繞組Ν 1及二次繞組Ν 2係以一狀態來纏繞而達成，其中該等繞組係相互分離爲彼此鬆耦合於隔離轉換器變壓器Ρ I Τ之中，而藉此不會立即獲得飽和狀態。第9圖或第1 0圖中所示之電路的穩定化操作係如下文所述。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製如上述地，在初級側上之交換驅動器1 0中的振盪電路1 1經過光耦合器3 0而供應有二次側直流輸出電壓Ε 〇，該振盪電路1 1會根據所供應之二次側直流輸出電壓Ε 〇之準位中的改變來医變用於輸出之振盪信號的頻率，此意指改變交換裝置Q 1之交換頻率的操作，所以，該隔離轉換器變壓器Ρ I Τ中之初級側電壓諧振型轉換器之諧振阻抗會改變，且因此，傳輸至該隔離轉換器變壓器Ρ I Τ之二次側的能量亦會改變，結果，將控制該二次側直流輸出電壓Ε。以保恆常於所需之準位處，此意指將使該電源供應器穩定。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -9- 521481 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（7 ) 當第9圖或第1 0圖中所示之電源供應電路的振盪電路1 1改變交換頻率時，在該交換裝置Q 1關閉期間之週期丁 ◦ f f係固定的而在交換裝置Q 1導通期間之週期T。n 則係可變化地控制。特定地，藉可變化地控制交換頻率來當作恆電壓控制之操作，則該電源供應電路將控制諧振阻抗供交換輸出用，且同時將控制該交換裝置在一交換循環內之導通角度。此複合式控制操作係藉一單一控制電路系統予以實現。第 13A、13B、13C、13D、13E、及 1 3 F圖係波形圖，顯示第9圖及第1 0圖中所示之電源供應電路中之初級側電壓諧振型轉換器之操作。第1 3 A 、1 3 B、及1 3 C圖各顯示該初級側電壓諧振型轉換器在交變輸入電壓1 〇 0V (伏特）及最大負載功率 Poma x = 200W (互）時之操作；第1 3D、 1 3 E及1 3 F圖各顯示該初級側電壓諧振型轉換器在交變輸入電壓VaC= 1 〇 0V及最小負載功率P 〇m i n = 0 W，或無負載時之操作。當交換裝置Q 1執行交換操作時，初級側並聯諧振電路將在該交換裝置Q 1關閉之週期T。F f期間執行諧徑操作，所以，如第1 3 A及1 3 D圖中所示，在並聯諧振電容器C r上之並聯諧振電壓V 1會在該週期τ ◦ f f期間形成正弦諧振脈波波形。在週期T ◦ F F期間所執行之並聯諧振操作將造成並聯諧振電流I c r流過並聯諧振電容器c r ，以便形成一實 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· 、?! -L#. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 521481 A7 B7 五、發明説明（8 ) 質地正弦之波形且在該週期T ◦ F F期間從正方向改變至負方向，如第1 3 C圖及第1 3 F圖中所示。第1 3A圖與第1 3D圖之比較指出，當負載功率 P 〇減少時，該交換頻率f s係控制以便上升，及當固定該週期於一恆常長度處而改變該交換裝置Q 1導通期間之週期T。N，則會改變該交換頻率。如第9圖及第1 0圖中所示，所形成之電壓諧振型轉換器會根據負載功率中之變化來改變並聯諧振電壓V 1之準位，例如在最大負載功率P 〇 m a X = 2 0 0 W時該並聯諧振電壓V 1爲5 5 Ο V，而在最小負載功率 P 〇 m i η = 〇 W時該並聯諧振電壓V 1呈3 Ο Ο V，此意指當該負載功率呈更重時該並聯諧振電壓V 1具有上升之傾向。如第1 3 Β圖及第1 3 Ε圖中所示，流過交換裝置 Q 1之汲極或集極之交換輸出電流I Q 1在週期Τ ◦ F F期間係在零準位，而在週期T。n期間則以第1 3 B圖及第 1 3 E圖之波形所示之方式流過。當該負載功率p 〇呈更重時則該交換輸出電流I Q 1亦具有上升之傾向，例如根據第1 3 B圖及第1 3 E圖，在最大負載功率P oma x =2 0 〇 W時該交換輸出電流I Q χ爲3 . 8 A (安培），而在最小負載功率P 〇 m i η = 〇 W時該交換輸出電流 1 Q 1 爲 1 Α。如第9圖及第1 〇圖中所示之電源供應電路的特徵一樣地，第1 4圖顯示交換頻率f s ，在一交換循環內之週本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) M規格（noχ π?公釐） i—NI—LPI— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521481 A7 B7 五、發明説明（9 ) 期TOFF及週期TON，以及在最大負載功率 P 〇ma x = 2 0 0W時相對於交變輸入電壓VAC之並聯諧振電壓V 1中之變化的特徵。如該圖中所示，該交換頻率f s係改變於f s = Ι ΟΟΚΗζ (仟赫茲）至140KHz之範圍內以用於交變輸出電壓VAC=9〇V至140V，此意指一根據直流輸入電壓中之變化使二次側直流輸出電壓E 〇中之變化穩定之操作。至於交變輸入電壓V a c中之變化，可控制該交換頻率以便當該交變輸入電壓V a c之準位增加時上升。至於在一交換循環內之週期T〇FF及週期T〇N，該圖顯示當相對於功率頻率f s時，週期T〇F F爲恆常’當功率頻率f s增加時該週期T ◦ N會縮短。並聯諧振電壓V 1亦根據商用交流電源V a c中之變化而改變；當該交流輸入電壓增加時，該並聯諧振電壓v 1 之準位會上升。發明之槪述如第9圖及第1 0圖中所示之建構藉複合控制方法使二次側直流輸出電壓穩定之電源供應電路將根據交流輸入電壓V A C中之負載條件及變化來改變並並聯諧振電壓V 1 之峯値準位，如第1 3 A圖至第1 3 F圖及第1 4圖中所示。特別地，當1 0 0 V商用交流電源A C之交變輸入電壓V A c之準位在約爲最大負載功率之重負載的條件下例如上升至1 4 0 V時，該並聯諧振電壓V 1會上升至最大本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董1 _ 12 _ I--------衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521481 A7 B7 五、發明説明（10) 7〇0V，如第1 4圖中所不。因此，用於1 〇 0 v之商用交流電源A c，須選擇具有8 0 〇 V耐壓之產品以用於供應有並聯諧振電壓V 1之並聯諧振電容器c r及交換裝置Q 1 ，而用於2 ο ο V之商用交流電源A C，則須選擇具有1 2 0 0 V耐壓之產品以用於該並聯諧振電容器C r及交換裝置Q 1 ，此造成該並聯諧振電容器C r及交換裝置Q 1之大小及成本上的增加。此外，當交換裝置之耐壓較高時，該交換裝置之交換特徵將劣化，所以如上述地，選擇用於交換裝置Q 1之具有高耐壓之產品會由於交換操作而增加功率損耗且同時降低轉換效率。鑑於上述該等問題，本發明之目的在於使小型化及改善功率轉換效率於建構爲複合諧振型交換轉換器之轉換電源供應電路中。根據本發明，提供有如下文所述特徵之一種轉換電源供應電路。根據本發明之轉換電源供應電路包含：一交換裝置，含一用於中斷輸入之直流輸入電壓供輸出用的主交換裝置 ;一初級側並聯諧振電容器，用於形成一初級側並聯諧振電路而轉換該交換裝置之操作爲電壓諧振型操作；以及一絕緣轉換器變壓器，具有一初級側繞組及一二次側繞組，用於傳輸獲得於該初級側繞組之該交換裝置的輸出至該二次側繞組，該初級側繞組及二次側繞組係纏繞以便相互鬆本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1 — - —----#! (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T h. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521481 A7 ___ B7 _ 五、發明説明（H) 耦合於一所需之耦合係數處。在該二次側上之轉換電源供應電路包含：一二次側諧振電路，藉連接一二次側諧振電容器於該二次側繞組而形成；以及一直流輸出電壓產生裝置，用於整流來自該二次側繞組所輸入之一交變電壓及藉以提供一直流輸出電壓。該轉換電源供應電路進一步地包含：一主動箝位裝置，用於在該主交換裝置之關閉（0 f f )期間箝位該初級側並聯諧振電容器上所產生之一初級側並聯諧振電壓，其中該主動箝位裝置含一輔助交換裝置，藉自激振盪驅動而驅動以用於交換操作；以及一交換驅動裝置，用於藉驅動該主交換裝置供交換操作用，而實行恆電壓之控制，使得該主交換裝置之交換頻率將根據該直流輸出電壓之準位及一交換循環內之主交換裝置的導通（ο η )/關閉（ ◦ f f )週期而可變化地控制。在上述初級側上之組態允許該主動箝位裝置箝位該主交換裝置之關閉（〇 f f )週期期間所產生的並聯諧振電壓，藉以抑制該諧振電壓。因此，具有較低耐壓之產品可使用於該電源供應電路中所配置之諸如交換裝置及初級側並聯諧振電容器之組件。此外，該主動箝位裝置係藉一簡單架構之自激諧振驅動電路予以驅動，以簡單架構包含一藉纏繞該絕緣轉換器變壓器之初級側繞組的配線所形成的驅動繞組，因此，該主動箝位裝置僅需小的部件數目，尤其藉此將大大地促成該電源供應電路的小型化。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）丨||.丨丨4|丨丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

-P 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14- 521481 A7 B7 五、發明説明（12) 圖式簡單說明第1圖係根據本發明第一實施例之轉換電源供應電路的電路組態圖；第 2A，2B，2C，2D，2E，2F，2G， 2H，2I ，2J ，2K，2L，2M，2N，2〇，& 2 P圖係波形圖，顯示第1圖該轉換電源供應電路中之主要部件的操作；第3圖係根據本發明第二實施例之轉換電源供應電路的電路組態圖；第 4A，4B，4C，4D，4E，4F，4G， 4 Η，4 I ，4 J ，4 K，4 L，4 Μ，及 4·Ν 圖係波形圖，顯示第3圖該轉換電源供應電路中之主要部件的操作第5圖係特性圖，顯示當作根據本發明第一及第二實施例之轉換電源供應電路之特性之相對於負載功率的功率轉換效率，交換頻率，及週期丁 0 Ν / Τ 〇 F F ; 第6圖係特性圖，顯示當作根據本發明第一及第二實施例之轉換電源供應電路之特性之相對於輸入電壓的功率轉換效率，交換頻率，及週期Τ ο N / 丁〇 F F ; 第7圖係根據本發明第三實施例之轉換電源供應電路的電路組態圖；第8圖係根據本發明第四實施例之轉換電源供應電路的電路組態圖；本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -15- 521481 A7 B7 五、發明説明（13) 第9圖係電路圖，顯示習知技術轉換電源供應電路的組態實例；第1 0圖係電路圖，顯示習知技術轉換電源供應電路的另一組態實例；第1 1圖係絕緣轉換器變壓器之剖視圖；第1 2A及1 2 B圖係協助解說當互感爲+ M及一 Μ 時之操作的等效電路圖；第 13A，13B，13C，13D，13E，& 1 3 F圖係波形圖，顯示習知技術轉換電源供應電路的操作；以及第1 4圖係電路圖，顯示習知技術轉換電源供應電路之特性相對於交變輸入電壓之圖。 1 1 :振盪電路 3 0 ·光稱合器 N 2 :二次繞組 Q 1 :交換裝置 DBR :橋式整流器電路 P I T :隔離轉換器變壓器 2 0 :主動箝位電路 C g :電容器 D D 2 :箝位二極體 c c h :箝位電容器本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） !!?1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製元件對照表 1 0 :交換驅動器 1 2 :驅動電路 N 1 :初級繞組 C R 1，C R 2 :鐵心 L 2 :漏電電感 + Μ，— Μ :互感 V 1 :並聯諧振電壓 N g :驅動繞組 R 1，R 2 :電阻 Q 2 :輔助交換裝置 521481 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ______ B7 五、發明説明（Η) 月之詳細說明第1圖係根據本發明第一實施例之電源供應電路的電路組態圖，以及第3圖係根據本發明第二實施例之電源供應電路的電路組態圖。例如在第9及1 0圖中，該等圖中所示之各電源供應電路爲複合諧振型交換轉換器，配置有一電壓諧振型轉換器於初級側之上及一諧振電路於二次側之上。因此，在此例中，該等電源供應電路各具有一建構如第1 1圖中所示之隔離轉換器變壓器p I T，其係真正用於根據稍後將描述之其他實施例的電源供應電路。第1圖或第3圖之電源供應電路之大致初級側組態包含一電壓諧振型轉換器，其具有一主交換裝置Q 1且基本地藉外部激勵來執行單端之交換操作。此外，該電源供應電器具有一主動箝位電路2 0，用以箝位並聯諧振電容器 C r上之並聯諧振電壓v 1 ，其將於稍後說明。在此例中 ’ Μ 0 S F E T係使用爲主輔助交換裝置Q 2且使用爲一輔助交換裝置Q 2。根據該第一及第二實施例之交換裝置1 0相同於例如第9圖中，且特定地具有一諧振電路1 1及一驅動電路 1 2，該諧振電路1 1根據二次側直流輸出電壓Ε 〇中之改變來改變其振盪頻率及根據初級側並聯諧振電壓V 1之脈波準位來改變一交換循環內其波形之責務比而產生一振盪信號，且接著輸出藉以產生之振盪信號到驅動電路1 2 而驅動主交換裝置Q 1 ，所以，該主交換裝置Q 1之交換本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 29<7公釐） -17- !!# — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ L·. 521481 A7 B7 五、發明説明（15) 頻率係根據負載中之變化及交變輸入電壓中之變化而改變，且同時，其在一交換循環內之開/關（Ο η / 〇 f f ) 週期會改變。尤其，在第一及第二實施例中，因爲主動箝位電路 2.0之輔助交換裝置Q 2係藉含有一纏繞在隔離轉換器變壓器P I T中之驅動繞組N g的自激振盪驅動電路所驅動，故不僅該主驅動電路Q 1在一交換循環內之導通（〇 η )週期而且其關閉（〇 f f )週期將可變化地控制。因此，在第一及第二實施例中，藉複合控制方法之恆電壓之控制係藉改變三個參數而實現：主交換裝置Q 1之交換頻率，以及該主交換裝置Q 1之一交換循環內之導通（〇 η ) 週期及關閉（〇 f f )週期。在此例中，主動箝位電路2 0形成有輔助交換裝置 Q 2，一箝位電容器C C L，及一箝位二極體D D 2。例如所謂之本體二極體係選擇用於該箝位二極位D D 2。用於驅動該輔助交換裝置Q 2之驅動電路系統包含驅動繞組 Ng，一電容器Cg，及電阻R1及R2。箝位二極體D D 2並聯連接於該輔助交換裝置Q 2之汲極及源極。在此例中，該箝位二極體D D 2之陽極連接於該輔助交換裝置Q 2之源極，而該箝位二極體D D 2之陰極連接於該輔助交換裝置Q 2之汲極，該輔助交換裝置 Q 2之汲極連接於箝位電容器C C L之一端，而該箝位電容器C C L之另一端則連接於一連接整流及平滑電壓E i 之線與初級繞組N 1之起始點之節點，該輔助交換裝置本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） !!·1 — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、?τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521481 Α7 Β7 五、發明説明（16) Q 2之源極連接於初級繞組N 1之終點。所以，在第一及第一實施例中之主動箱位電路2 0係藉串聯連接箝位電容器C C L及輔助交換裝置Q 2與箝位二極體〇 D 2之並聯連接電路而形成；藉此所形成之電路則並聯連接於該隔離轉換器變壓器P I T之初級繞組N 1。如該等圖中所示’包含在該驅動電路系統中用於驅動輔助交換裝置Q 2之電阻R 1 ’電容器c g，及驅動繞組 N g的串聯連接電路連接於該輔助交換裝置q 2之閘極；該串聯連接電路形成自激振盪驅動電路，用以驅動輔助交換裝置Q 2 ;該驅動繞組N g係藉纏繞一配線於該隔離轉換器變壓器P I T之初級繞組N 1的終點側之上，而在此例中之匝數例如爲1 T (匝），所以，在初級繞組N 1中所獲得之藉交變電壓所感應之電壓會發生於驅動繞組N g 中。在此例中，因爲其繞組方向間之關係，在驅動繞組 N g中所獲得之電壓係相反極性於該初級繞組n 1之極性。應注意的是，當驅動繞組N g之匝數爲1 τ時，將實用地確保該驅動繞組N g之操作；然而，匝數並未受限於 1 τ 〇電阻R 2插置於該隔離轉換器變壓器P I T之初級繞組N 1與驅動繞組N g之節點間。如第1圖中所示，電源供應電路在二次側之上配置有一由二次繞組N 2與二次側諧振電容器C 2所形成之二次側並聯諧振電路，以及一連接於二次繞組N 2之起始點之由整流二極體D 〇與平滑電容器C 〇所形成之半波整流器本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ：297公釐） ----------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521481 A7 B7 ___ 五、發明説明（17) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 電路。替換性地，如第3圖中所示，電源供應電路在二次側之上配置有一由二次繞組N 2與二次側串聯諧振電容器 C 2所形成之二次側串聯諧振電路，以及一由整流二極體組合DO 1及DO 2與平滑電容器C ◦所形成之倍壓半波整流器電路。各該等半波整流器電路提供一二次側直流輸出電壓E 〇。第 2A，2B，2C，2D，2E，2F，2G， 2H，2I ，2J ，2仄，2乙，2“，21^，2〇，及 2 P圖係波形圖，主要顯示第1圖之電源供應電路之初級側上的交換操作。特定地，該等圖示顯示配置有主動箝位電路2 0之電壓諧振型轉換器之操作，第2 A至2 P圖中所示之操作係獲得於當第1圖之電路建構用於 AC 1 〇〇V時，第2A至2H圖顯示該電路中之部件在交變輸入電壓= 1 〇 0V及最大負載功率p 〇ma x =2 0 〇 W之條件下的操作，第2 I至2 P圖顯示分別相同於第2 A至2 Η圖之該等部件在交變輸入電壓VAC = 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 0 0V及最大負載功率P 〇m i η二2 0W之條件下的操作。首先，將描述第2 Α至2 Η圖中所示之在最大負載功率Ρ 〇 m a X = 2 0 〇 W時的操作。該主交換裝置Q 1係控制導通於週期T ◦ N期間，而輔助交換裝置Q 2則控制以便以關閉（〇 f f )狀態維持於該週期丁 0 N期間。例如，藉第2 B圖中之波形所示，一交換輸出電流 I紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） :9〇 _ ' ' 521481 A7 B7 五、發明説明（18) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) I 1會在週期T ◦ n期間流過主交換裝置Q 1的汲極’該交換輸出電流經由隔離轉換器變壓器P I T之初級繞組N 1 的漏電感L 1流到主交換裝置Q 1 ，在此週期中之交換輸出電流I 1具有初始地從負方向反轉至正方向之波形，如第2 B圖之週期T〇n中所示。在當交換輸出電壓I 1以負方向流動之週期期間，在並聯諧振電容器C r正好在週期 T d 2之前的終點處完成電性放電之後’箝位二極體 D D 1會導通而交換輸出電流I Q 1會流過箝位二極體 D D 1及初級繞組N 1。在其中該交換輸出電流I 1如第2 B圖中所示地從負的方向反轉至正的方向時，該主交換裝置Q1藉ZVS ( 零電壓交換法）及Z C S (零電流交換法）而導通。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在下一個週期T d 1期間，主交換裝置Q 1關閉，因此已流過初級繞組N 1的電流會流到並聯諧振電容器C r 。如第2 F圖中所示，在此週期期間流過該並聯諧振電容器C r之電流I c r顯示正極性之脈波形波形，此代表在部分諧振模式中之操作。在此週期期間，因爲該並聯諧振電谷益C r係並聯連接於主父換裝置Q 1 ，故該主父換裝置Q 1藉Z V S而關閉。在下一個週期期間，控制輔助交換裝置Q 2以便在導通（〇 η )狀態中，而控制主交換裝置q 1以便在關閉（〇 f f )狀態中，此週期相對應於一週期Τ〇Ν 2，在此週期期間，第2 C圖中所示之輔助交換裝置Q 2上之電壓係在零準位。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -21 - 521481 A7 B7 五、發明説明（19) 該週期Τ Ο N 2係主動箝位電路2 0之操作週期，其中該主動箝位電路執行下述操作。該並聯諧振電容器C r係以流嵆初級繞組N 1之電流充電，藉此在初級繞組N 1處所獲得的電壓係相同画位於或較高電壓於該週期Τ〇N 2之開始處在箝位電容器 CCL1上之電壓準位。所以，滿足了並聯連接於輔助交換裝置Q 2之箝位二極體D D 2的導通條件，然後，電流流過一路徑從該箝位二極體DD 2至箝位電容器C C丄1 ，且在週期TON 2 起始之後如第2 E圖中所示地當時間通過時該箝位電流 I C L會提供一趨進零準位之平滑波形。例如當選擇該箝位電容器C C L 1之電容5 0倍於或更多倍於並聯諧振電容器C r之電容時，大多數之電流將流到箝位電容器C C L 1當作箝位電流I C L，而少數電流流到並聯諧振電容器C r。所以，在週期Τ〇N 2期間，施加於主交換裝置Q 1 之諧振電壓V 1之梯度係和緩的，且藉此獲得並聯諧振電壓V 1上箝位操作。因此，雖然在第9及1 0圖之習知技術電路中之諧振電壓V 1具有5 5 0 V的準位，但在該第一及第二實施例中之諧振電壓V 1會抑制於3 0 0 V。接著，第2 E圖中所示之箝位電流I C L會從負的方向反轉至正的方向，該輔助交換裝置Q 2會由Z V S及 Z C S於相關於該箝位電流I C L自負的方向到正的方向之反轉的時序中導通。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210'乂297公釐） I---------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -22- 521481 A7 B7 五、發明説明（20) 在該輔助交換裝置Q 2之導通（〇 n )狀態中，由於在此狀態中所獲得之初級側並聯諧振電路的諧振效應，箝位電流I C L會流過初級繞組Ν 1及箝位電容器c C L，且接著從該輔助交換裝置Q 2之汲極至源極，而形成以正方向增加之波形，如第2 Ε圖中所示。雖未圖示，但施加於該輔助交換裝置Q 2之閘極的電壓係感應於驅動繞組N g中之電壓，且會形成一矩形脈波波形。使流過該輔助交換裝置Q 2之閘極的閘極流入電流 I g流動以便藉電容器C g及画阻R 2所形成之微分電路立即形成如第2 D圖中所示之微分波形於週期t d 1之終點之後以及在週期t d 2之期間。該等週期t d 1及 t d 2係臨限週期，在該等週期期間主交換裝置Q 1及輔助交換裝置Q 2兩者均會關閉；該等臨限週期會藉閘極流入電流I g之流動而保持。週期T。F F係結束於當週期T ◦ F F期間因爲輔助交換裝置Q 2已導通而在零準位處之輔助交換裝置Q 2上之電壓V 2開始上升之時，然後，該並聯諧振電容器C r放電一電流進入該初級繞組Ν 1之內，此代表部分之諧振操作。因爲該並聯諧振電容器C r之小電容値，故施加於該主交換裝置Q 1之並聯諧振電壓V 1的梯度係陡峭的。所以，如第2 A圖中所示，該並聯諧振電壓V 1會迅速地掉落至零準位。接著，該輔助交換裝置Q 2之關閉開始。在此例中，本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 23- 521481 A7 B7 五、發明説明（21) 因爲並聯諧振電壓v 1以某一梯度掉落，故輔助交換裝置 Q 2係藉Z V S予以關閉。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 藉關閉該輔助交換裝置Q 2所產生之電壓，因爲並聯諧振電容器C r之放電，並不會陡峭地上升，此操作係例如第2 C圖中所示之輔助交換裝置Q 2上之電壓V 2，該電壓具有一波形，該波形在週期t d 2中以某一梯度完成從零準位至峯値準位之變迂。該輔助交換裝置Q 2上之電壓V 2在該輔助交換裝置 Q 2關閉期間之週期T ◦ F F 2期間具有例如3 Ο Ο V之準位，接著在週期t d 1期間完成自3 0 0V至零準位之變迂，該週期t d 1爲週期T〇FF2之起始週期，且如上述地在週期t d 2期間完成自零準位至3 0 0V之變迂，該週期 t d 2期間爲週期T ◦ F F 2之結束週期；之後，重複上述操作以用於各交換循環。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製例如在二次側上之操作，第2 G圖顯示二次側並聯或串聯諧振電容器C 2上之二次側交變電壓V 3，以及第 2 Η圖顯示流動於二次側整流器二極體D 〇之二次側整流電流I 〇。該二次側交變電壓V 3係在二次側整流器二極體 D〇1導通之週期D ◦ ν期間箝位於二次側直流電壓Ε 〇之準位且因此係在一導通（ο η )狀態中，而在該二次側整流器二極體D〇1於關閉（〇 f f )狀態中之週期D ◦ F F 期間具有負極性方向峯値的正弦波形。在週期D ◦ F F期間，該二次側整流之電流I 〇係在零本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 521481 A7 B7 五、發明説明（22) 準位，而在週期D ◦ N期間，則以第2 Η圖中之波形所示方式流動。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在其中該負載功率降低至例如最小負載功率P m i η 二2 0 W的條件下，第2 Α至2 Η圖中所示之該等部件的操作波形分別地以第2 I至2 Ρ圖之方式改變。例如第2 Α與2 I圖中之初級側並聯諧振電壓V 1的比較指出第2 I圖中所示之波形相較於第2 A圖中所示之波形，在主交換裝置Q 1導通之期間具有明顯較短的週期 T〇N，所以，在最大負載功率處，第2I圖之交換頻率會比第2 A圖之交換頻率更高，但須注意的是，在主交換裝置Q 1關閉之期間的週期T。f F實際上會稍爲改變。此指出當負載功率降低而二次側輸出電壓E 〇上升時，將控制初級側上之主交換裝置Q 1以便提升其交換頻率，且同時亦可變化地控制該主交換裝置Q 1之一交換循環內之開/關（ο η / 〇 f f )週期，所以指示出藉可變化地控制上述三個參數：交換頻率f s ，週期T ◦ N，及週期 T。f F之複合控制方法之用於恆電壓之操作。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製另一方面，該輔助交換裝置Q 2係以根據驅動繞組 N g中所獲得電壓波形之時序來驅動，在驅動繞組N g中所獲得的電壓藉發生於初級繞組N 1中之交變電壓所感應，因此，在與以上述方式控制之主交換裝置Q 1之交換操作的同步中，將改變輔助交換裝置Q 2之導通（〇 η )週期Τ ◦ ν 2及關閉（〇 f f )週期Τ ◦ f F 2，所以，亦可變化地控制該輔助交換裝置Q 2之交換頻率。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210'〆297公釐） -25- 521481 A7 B7 五、發明説明（23) 更特定地，根據該第一及第二實施例，即使該輔助交換裝置Q 2係藉自激振盪系統予以驅動，該輔助交換裝置 Q 2之開/關（ο η / 〇 f f )週期亦可根據當主交換裝置Q 1改變開/關週期時予以變化地控制。此係因爲用於驅動輔助交換裝置Q 2之電壓準位係變化於當驅動繞組 N g中所感應之電壓係根據負載變化以及該整流及平滑電壓E i中之變化而改變之時。即使在此一輕負載之下，執行於第2 I至2 P圖所示之時序中之模式1至5中的操作將抑制初級側並聯諧振電壓V 1之峯値準位，且亦抑制該輔助交換裝置Q 2上之電壓V 2的峯値準位於例如約2 4 Ο V。尤其，在最小負載功率處將抑制該初級側並聯諧振電壓V 1於1 5 Ο V。當獲得如第2 A至2 P圖中所示之實驗結果時，選擇用於第1圖之電源供應電路中之主要組件之値係顯示於下文中供參考。首先，選擇具有4 0 0V/1 Ο A之低導通電阻的產品供主交換裝置Q 1用，以及選擇具有4 0 0 V/3 A之低導通電阻的產品供輔助交換裝置Q 2用。下列値係選擇用於其他組件。諧振型交換轉換器C r = 3 3 0 〇 P F (微微法拉）箝位電容器CCL = 0. 1//F (微法拉）

二次側並聯諧振電容器C 2二0 · 〇 1 # F

初級繞組N 1 =二次繞組N 2二4 3 T 電容器 Cg = 〇 . 33//F I--------衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!0X297公釐） 26- 521481 A7 B7 五、發明説明（24) 電阻R1 = 22Q (歐姆）

電阻R2=l〇〇D 當選擇該等組件時將設定可變化交換頻率之範圍爲例如ΙΟΟΚΗζ至150KHZ (仟赫茲）。如第1圖之電源供應電路的特徵一樣，第5圖顯示相對於負載功率P 〇之功率轉換效率7 D C - D C，功率頻率f s以及主交換裝置Q1之週期Tqn及T〇fF。在該圖中所示之該等特徵係獲得於A C 2 0 0 V之條件下，且因此測量於一恆常之整流及平滑電壓E i = 2 5 0 V。如該圖中所示，當負載功率呈較重時，P W Μ係實施使得主交換裝置Q 1導通期間之週期Τ ◦ ν加長，且同時亦會加長主交換裝置Q 1關閉期間之週期丁 ◦ F F加長，雖然以比週期T ◦ N小的程度。此外，同時會控制功率頻率i s 降低。如該圖中所示，雖然當該負載呈較重時多少會增加初級側並聯諧振電壓V 1，但會抑制並聯諧振電壓於6 0 0 V的範圍。所獲得的結果顯示功率轉換效率約係9 2 %於諸如負載功率Ρ 〇二5 0W之輕負載時，而9 4%或更大的功率轉換效率則維持於負載功率ρ 〇 = 1 〇〇 w或更大時。

如第1圖之電源供應電路的特徵一樣地，第6圖顯示相對於直流輸入電壓之功率轉換效率7 D C -> D C，功率頻率f S以及主交換裝置Q1之週期Τ〇Ν及Toff。在該圖中所示之該等特徵係獲得於負載功率P 〇 = 2 0 〇 W 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --· --------蠢— — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

:、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521481 Α7 Β7 五、發明説明（25) 之條件下。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在此例中，當整流及平滑電壓E i升高時，主交換裝置Q 1導通期間之週期T ◦ n會控制縮短，且同時，主交換裝置Q 1關閉期間之週期T ◦ F F會以和緩的梯度加長。此外，整個地，當整流及平滑電壓E i升高時，功率頻率 f s會控制升高。雖然當整流及平滑電壓E i升高時，該初級側並聯諧振電壓V 1會增加，但並聯諧振電壓V 1會抑制於V 1 = 8 Ο Ο V或更少，即使在例如E i = 4 Ο Ο V時。 9 4 %或更大的功率轉換效率會維持而無關於該整流及平滑電壓E i中的改變。如理解自目前所作成之說明，第1圖中所示電路會箝位主交換裝置Q 1之關閉（〇 f f )週期期間所產生的並聯諧振電壓而抑制其準位。此外，例如即使當 AC 1 0 0V在最大負載之條件下上升至大約VAC = 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 4 4 V，並聯諧電壓V 1可抑制於大約3 Ο Ο V。即使在A C 2 Ο Ο V之例中，在正常操作中可抑制該並聯諧振電壓V 1之峯値準位的最大値於大約6 Ο Ο V。所以當作第1圖中所示電路之主交換裝置Q1 ，可選擇具有4 0 0 V耐壓之產品用於AC 1 〇 0V，以及可選擇具有8 0 0 V耐壓之產品用於A C 2 0 0 V。因此，可使用具有比第 9及1 〇圖中所示電路更低耐壓之產品；此外，可使用具有一致低耐壓之產品用於輔助交換裝置Q 2。所以，第1圖中所示電路之交換裝置的特徵係改善勝本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董1 ' ' 521481 Α7 Β7 五、發明説明（26) 於第9及1 0圖中所示電路之特徵，例如當該交換裝置爲一 M OSFE 丁時，其導通（〇電阻會降低，藉以造成功率轉換效率中的改善，例如所獲得之實驗結果會顯示出第9及1 0圖之電路中的功率轉換效率爲9 2%，而在第.1圖之電路中的功率轉換效率爲9 3 % (在交流輸入電壓 VAC=l〇〇V 時）。此外，該第一及第二實施例藉可變化地控制上述三個參數：該交換裝置之功率頻率fs ，導通（on)週期，及關閉（〇 f ί )週期的複合控制方法來執行操作，藉此擴充用於恆電壓之控制範圍。再者，因爲選擇具有低耐壓之產品供交換裝置用，故該交換裝置可予以小型化，例如需要具有1 0 0 0 V或更高的耐壓之產品當作使用於第9及1 0圖之電路中的交換裝置，所以會造成相當大的封裝大小；相反地，可使用較小的封裝產品當作第1圖之電路中的交換裝置Q 1及Q 2 〇此外，因爲抑制並聯諧振電壓V 1之準位’故可採用具有比第9及1 0圖電路之耐壓更低的產品來當作第1圖電路中之並聯諧振電容器，所以亦可使該並聯諧振電容器 C r小型化。因爲第1掘中所示之電源供應電路可根據負載功率中之變化來控制該初級側交換轉換器之交換頻率’故當負載中的短路發生時，該電源供應電路會操作以降低交換頻率本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐）喊 · - — ----------^衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521481 Α7 Β7 五、發明説明（27) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 例如，當負載中之短路發生時，第9及1 0圖之電路會降低交換頻率且藉此加長該交換裝置之導通（ο η )週期，因而增加了施加於該交換裝置及並聯諧振電容器的電壓，所以，該等電源供應電路必須配置有保護電路以用於藉限制負載中之短路時所產生之高準位電壓及電流來保護交換裝置。相反地，根據第一及第二實施例之電源供應電路僅限據負載變化以小程度來改變並聯諧振電壓V 1 ，因此，將控制並聯諧振電壓V 1之上升，即使當交換頻率降低於負載中之短路時，藉此可省略保護電路而處理負載中的短路〇尤其，該第一及第二實施例包含自激振盪驅動電路系統，該自激振盪驅動電路系統含驅動繞組N g，電容器 C g以及電阻R 1及R 2，用以驅動主動箝位電路2 0中之輔助交換裝置Q 2供交換操作用。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製當作用於驅動輔助交換裝置Q 2供交換操作用之另一設置可額外地配’置用於藉複合控制來驅動該輔助交換裝置 Q 2的外部振盪驅動電路系統於該交換驅動器1 0之中。特定地，主交換裝置Q 1及輔助交換裝置Q 2雨者均藉諸如外部振盪I C之電路予以驅動。然而，具有此一設置，必須提供用於同時實現主交換裝置Q 1之交換頻率控制及 P W Μ控制之外部振盪電路系統以及用於同時實現該輔助交換裝置Q 2之交換頻率控制及P W Μ控制之外部振盪電路系統。因此，該電路組態呈更複雜且部件之數目亦會增本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 30- 521481 A7 __ B7_ 五、發明説明（28) 加，所以將妨礙電源供應電路的小型化。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 相反地，具有根據上述第一及第二實施例之設置，用於驅動輔助交換裝置Q 2之電路系統具有極簡單的電路組態，含僅1 T之纏繞於隔離轉換器變壓器P I T之繞組，兩個電阻，及單一之電容器，而實現相同於該外部振盪驅動電路系統所實現的操作。第7圖係根據本發明第三實施例之電源供應電路的電路組態圖，以及第8圖係根據本發明第四實施例之電源供應電路的電路組態圖。在該等圖中，相同於第1圖中之部件係藉相同的參考符號識別，且將省略其說明。如第7及8圖中所示，選擇I G B T (絕緣閘極雙極性電晶體）當作主交換裝置Q 1及當作輔助交換裝置Q 2 於電源供應電路之初級側之上，在其他方面，該初級側上之組態則相同於第1圖中所示之電路的組態。在此一組態之內，例如藉選擇I G B T，可獲得相同於第1圖中所示電路之相同效應，且亦可獲得更高的功率轉換效率。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在圖中所示之電源供應電路的二次側之上，兩個整流器二極體DO 1及DO 2以及兩個平滑電容器CO 1及 C〇2係以圖中所示方式連接於二次側並聯諧振電路，藉此形成倍壓器整流器電路，所以，在平滑電容器C〇1之正端與二次側接地間所取得之電壓，亦即，二次側直流電壓E 〇具有兩倍於二次繞組从2中所獲得之交流電壓，因此，在其中電壓準位相等於當連接一正常相等之電壓整流本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -31 - 521481 A7 __B7 五、發明説明（29) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 器電路所獲得之電壓準位之例中，將滿足爲二次側直流電壓E 〇之準位，所以例如二次繞組N 2之匝數可降低至 1 / 2，藉此可使隔離轉換器變壓器P I T盡可能地小型化。二次側上之諧振電路並未受限於該等圖中所示之組態，例如可使用第3圖中之二次側串聯諧振電路。須注意的是，本發明並未受限於該等圖示中所示之組態，例如在上朮該等實施例中，係使用Μ〇S F E T， B J T s (雙極性接面電晶體）或I GBT s爲主交換裝置及輔助交換裝置；然而，亦可使用諸如S I T s (靜態感應閘流體）。同時，用於藉外部振盪來驅動主交換裝置 Q 1的交換驅動器並不需要受限於該等圖中所示；而可視需要修正爲適當的電路組態。此外，在二次側之上含有二次側諧振電路之整流器電路並未受限於如本發明實施例之該等圖示中所示之組態；該整流器電路可採用不同的電路組態。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐）

Claims

521481 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製六、申請專利範圍 1 . 一種轉換電源供應電路，包含：交換裝置，包含主交換裝置，用於中斷輸入之直流輸入電壓供輸出用；初級側並聯諧振電容器，用於形成轉換該交換裝置之操作爲電壓諧振型操作之初級側並聯諧振電路；隔離轉換器變壓器，具有初級側繞組及二次側繞組，用於傳輸獲得於該初級側繞組中之該交換裝置之輸出至該二次側繞組，該初級側繞組及該二次側繞組係纏繞成相互鬆耦合於所要的耦合係數；二次側諧振電路，藉連接二次側諧振電容器於該二次側繞組而形成； :直；流轍出電壓產生裝置，用於整流自該二次側繞組輸入之交變電壓，且藉此提供直流輸出電壓；主動箝位裝置，用於在該主交換裝置之關閉（〇 f f )期間箝位產生於該初級側並聯諧振電容器上之並聯諧振電壓，該主動箝位裝置包含藉自激振盪驅動而執行交換操作之輔助交換裝置；以及交換驅動裝置，用於藉驅動用於交換操作之該主交換裝置來實現恆電壓之控制，使得該主交換裝置之交換頻率可根據該直流輸出電壓之準位而變化地控制，且同時改變該主交換裝置在一交換循環內之開/關（ο η / 〇 f f ) 週期。 2 ·如申請專利範圍第1項之轉換電源供應電路，其中該輔助交換裝置係藉取得於驅動繞組中之自激振盪交換 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -.—丨丨丨丨丨訂-丨— si. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -33- 521481 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍輸出所驅動，該驅動繞組係藉纏繞該初級側繞組之配線而形成。 3 ·如申請專利範圍第1項之轉換電源供應電路，其中該諧振電路係藉串聯或並聯連接於該二次側諧振電容器於該二次側繞組而形成。 4 ·如申請專利範圍第1項之轉換電源供應電路，其中該輔助交換裝置係由Μ〇S F E T或絕緣閘極雙極電晶體（I G Β Τ )形成。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）