TWI450477B - 功率轉換器、操作功率轉換器的方法、及直流功率轉換器中橋電路的操作之方法 - Google Patents

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Description

功率轉換器、操作功率轉換器的方法、及直流功率轉換器中橋電路的操作之方法 【相關申請案的交叉參考】
本申請要求2009年4月16日提交的標題為“非對稱零電壓切換全橋功率轉換器”的美國臨時專利申請號61/170,076的優先權，基於各種目的，上述申請所公開的內容在此作為一個整體被引入本文作為參考。
本發明係關於功率轉換器，尤其是非對稱零電壓切換全橋功率轉換器。
許多直流到直流的功率轉換器拓撲，例如正向轉換器、回掃式轉換器、SEPIC、全橋轉換器等，在領域中都是已知的。這種轉換器的功率轉換效率通常在70%至95%的範圍。功率轉換效率較低的一個原因是在切換轉換器的功率電晶體時能量的浪費。為了減少能量的浪費，許多功率轉換器的設計都嘗試著在開關上的電壓接近零伏特時，將它們的功率電晶體切換至導通狀態，這通常被稱為“零電壓切換”。然而，用於全橋轉換器拓撲的真正的零電壓切換設計一直難以實現。基本的全橋轉換器只是簡單地將變壓器的能量轉儲至初級線圈的開關波形的兩個中點，而不進行選擇性轉向。因此，基本的全橋轉換器更傾向於“硬切換”，這意味著給定的功率電晶體在其傳導端子(例如漏端子和源端子)之間存在相當大的電壓時被導通，從而導致大量的功率損耗。
作為其發明的一部分，發明人已經設計了用於橋開關的更加有效的切換序列以更好地實現零電壓切換。該切換序列也能夠適於減少在一些開關的體二極體中的導通損耗，尤其在較低的工作週期值下。
本發明的第一個示例性實施方式涉及提供直流輸出功率的全橋功率轉換器。該示例性的功率轉換器包括接收待轉功率源的輸入埠、提供直流輸出功率的輸出埠、橋電路和變壓器。該橋電路包括在第一節點上串聯連接的第一開關和第二開關，及在第二節點上串聯連接的第三開關和第四開關。第一開關和第二開關的串聯組合與輸入埠並聯連接，而第三開關和第四開關的串聯組合與輸入埠並聯連接。變壓器包括連接在第一節點和第二節點上的初級線圈和至少一個次級線圈。示例性的功率轉換器還包括連接在變壓器的至少一個次級線圈上的整流電路，和在該整流電路與輸出埠之間連接的輸出電感器。在多個連續時間段內，第一至第四開關中的各個開關在導通和不導通的交替狀態之間切換多次，其中切換第一開關和第二開關使它們不會同時處於導通狀態，切換第三開關和第四開關使它們不會同時處於導通狀態，切換第二開關和第四開關使它們不會同時處於導通狀態，切換第一開關和第三開關使它們不會同時處於導通狀態。
本發明的第二個示例性實施方式涉及提供直流輸出功率的全橋功率轉換器。該示例性的功率轉換器包括接收待轉功率源的輸入埠、提供直流輸出功率的輸出埠、橋電路和變壓器。該橋電路包括第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體和第四電晶體。各個電晶體都有第一傳導端子、第二傳導端子和調變端子。該調變端子可以接收控制信號，該控制信號具有第一狀態和第二狀態，其中第一狀態使電晶體處於導通狀態，此時電流能夠從其第一傳導端子傳導至其第二傳導端子，第二狀態使電晶體處於不導通狀態，此時電流不能從其第一傳導端子傳導至其第二傳導端子。第一電晶體和第二電晶體中各自都有一個傳導端子連接在第一節點上，另一個傳導端子連接在輸入埠的相應的端子上。第三電晶體和第四電晶體中各自都有一個傳導端子連接在第二節點上，另一個傳導端子連接在輸入埠的相應的端子上。變壓器包括連接在第一節點和第二節點上的初級線圈和至少一個次級線圈。示例性的功率轉換器還包括連接在變壓器的至少一個次級線圈上的整流電路，和連接在該整流電路和輸出埠之間的輸出電感器。在多個連續時間段內，第一電晶體至第四電晶體各自在導通和不導通的交替狀態之間切換多次，其中切換第一電晶體和第二電晶體使它們不會同時處於導通狀態，切換第三電晶體和第四電晶體使它們不會同時處於導通狀態，切換第二電晶體和第四電晶體使它們不會同時處於導通狀態，切換第一電晶體和第三電晶體使它們同時處於導通狀態。
本發明的第三個示例性實施方法涉及提供直流輸出功率的全橋功率轉換器的操作方法。該功率轉換器包括接收待轉功率源的輸入埠、提供直流輸出功率的輸出埠、橋電路和變壓器。該橋電路包括在第一節點上串聯連接的第一開關和第二開關，及在第二節點上串聯連接的第三開關和第四開關。第一開關和第二開關的串聯組合與輸入埠並聯連接，第三開關和第四開關的串聯組合與輸入埠並聯連接。變壓器包括連接在第一節點和第二節點上的初級線圈和至少一個次級線圈。示例性的功率轉換器還包括連接在變壓器的至少一個次級線圈上的整流電路，和在該整流電路與輸出埠之間連接的輸出電感器。示例性方法包括：將第一開關置於導通狀態，之後將第三開關置於不導通狀態，之後將第四開關置於導通狀態，之後將第四開關置於不導通狀態，之後將第三開關置於導通狀態，之後將第一開關置於不導通狀態，之後將第二開關置於導通狀態，之後將第二開關置於不導通狀態。
本發明的實施方式的進一步詳細說明將通過下面的詳細說明部分並參考附圖來提供。
基於本發明的技術將在下文參照附圖更為全面地描述，其中附圖顯示了本發明的示例性實施方式。然而，本發明可以以不同的形式來實現，並且不應該解釋為僅限於本文所闡述的實施方式。而是可以提供這些實施方式以便本公開可以全面、完整並充分地向本領域的技術人員表達本發明的範圍。在整個說明書中，相同的參考數字始終用於表示相同的元件。對於不同的實施方式，元件可以有不同的相互關係及不同的位置。
本文所使用的術語僅用於本發明的說明目的，並且不應該被解釋為限制本發明的意義或範圍。如本說明書所用，單數的形式可以包括複數的形式，除非就上下文而言明確地指明一個特例。同樣地，用於本說明書的措辭“包括”(comprise)和/或“包括”(comprising)既不限定提及的形狀、數量、步驟、行動、操作、構件、元件和/或它們的組合，也不排除存在或增加一個或多個其他不同的形狀、數量、步驟、行動、操作、構件、元件和/或它們的組合或增加它們。例如“第一”、“第二”等這類術語用於描述各種部件。然而，顯然各部件不應該被這些術語所限定。這些術語僅用於一個部件與另一個部件的區分。因此，被描述的第一部件也可以指第二部件，而不會偏離本發明的範圍。本文中便於描述所使用的，例如“頂部”、“底部”、“上部”、“左”、“右”、“上面”、“下面”等與空間有關的術語，可以用於描述一個元件或與另一個元件的特徵關係或如圖所示的特徵。可以理解為，與空間有關的術語旨在包含除了本附圖中描述的方向之外的使用或操作中的器件的不同方向。
還可以理解為，當元件，例如電子元件，被描述為被“連接至”或“電子連接至”另一元件，可能是直接連接至其他元件，或可能在連接中存在一個或多個仲介元件連接。相反，當一個元件被稱為“直接連接至”另一個元件或層時，則沒有仲介元件存在。需要瞭解的是，本申請的權利要求可以被修改，以列舉出說明書中描述的或附圖所示的示例性關係，對其的支援由原始申請所提供。本文使用的術語“和/或”包括一個或多個列舉的相關術語的任何組合或所有組合。
圖1是根據本發明實施方式的示例性的全橋直流-輸出轉換器100的示意圖。轉換器100包括接收待轉換的功率源(在電壓Vin下)的輸入埠101；在電壓Vout下提供直流輸出功率的輸出埠102；將輸入功率應用於變壓器T1的橋電路110；連接至變壓器T1的次級側的整流電路120；連接在整流電路120和輸出埠102之間的輸出電感器Lout；和與輸出埠102並聯連接的輸出電容器Cout。變壓器T1包括初級線圈、第一次級線圈(上部次級線圈)、第二次級線圈(下部次級線圈)和變壓器線圈結構自然產生的寄生漏電感LLK 。整流電路120包括連接在上部次級線圈和輸出電感器Lout之間的第一二極體D1；和連接在下部次級線圈和輸出電感器Lout之間的第二二極體D2。在各個變壓器線圈的一個端子上給出了一個大的圓點標記，用來顯示該線圈相對於其他線圈的方向。可以分配給各個線圈一個電壓名稱，例如Vpr用於表示初級線圈。不失一般性，線圈的電壓名稱的正側將分配至有大圓點的端子。當電壓施加到變壓器的初級線圈上時，將在各個次級線圈上按照變壓器的匝數比1:N的關係產生電壓。在本文所示的示意圖中，除非在其交叉處顯示有一個小點，否則彼此交叉的導線不會有電接觸。
橋電路110包括串聯連接在第一節點N1上的第一開關S1和第二開關S2；串聯連接在第二節點N2上的第三開關S3和第四開關S4。S1~S4的各個開關包括半導體開關器件(例如，MOSFET、BJT、IGBT等等)，該開關器件有與開關傳導端子(例如，MOSFET的源極和漏極、BJT和IGBT的發射極和集電極)並聯的寄生電容並且可能有一個寄生傳導二極體作類似佈置。如果該寄生傳導二極體不存在於開關的半導體器件中，那麼二極體或整流器可以被並聯連接在該半導體器件的傳導端子上。各個半導體器件還具有調變端子(例如，柵極、基極等等)，控制信號將被應用於該調變端子，以控制該器件的傳導端子之間電流的流動。在圖1中，調變端子示意性地由通過開關旁邊的箭頭符號來顯示。開關S1和開關S2的串聯組合與輸入埠101並聯，並且開關S3和開關S4的串聯組合也與輸入埠101並聯。節點N1和節點N2的各個節點電連接至變壓器T1的初級線圈的端子。如以下詳述中所述，節點之一，如節點N2，可以通過諧振電感器LR 的方式被連接至初級線圈，以增加用於轉換器100的零電壓切換的範圍。如果使用諧振電感器LR ，在連接至變壓器T1的電感器的端子上(D3的正極被連接至LR 、D3的負極被連接至輸入端101的正側、D4的正極被連接至輸入端101的負側、D4的負極被連接至LR )，可以添加二極體D3和D4來限制電感器端子上的正電壓和負電壓偏移(excursion)。如果不使用諧振電感器LR ，則可以使用直接連接105(由虛線所示)。
諧振電感器LR 可以被連接至N1或N2中的任何一個節點上；圖1說明電感器被連接至節點N2。對等地，開關S1和開關S2的組合的位置可以與開關S3和開關S4的組合的位置互換。相應地，應該理解，在本發明的權利要求部分和發明內容簡述部分中列舉出的第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體和第四電晶體，包含這些配置中的各個配置。也就是說，權利要求部分和發明內容簡述部分中列舉出的第一開關和第一電晶體的開關操作(例如，對其的控制信號)可被應用於開關S1或開關S3；權利要求部分和發明內容簡述部分中列舉出的第二開關和第二電晶體的開關操作(例如，對其的控制信號)可被應用於開關S2或開關S4；權利要求部分和發明內容簡述部分中列舉出的第三開關和第三電晶體的開關操作(例如，對其的控制信號)可被應用於開關S3或開關S1；權利要求部分和發明內容簡述部分中列舉出的第四開關和第四電晶體的開關操作(例如，對其的控制信號)可被應用於開關S4或開關S2。
當在導通狀態時，開關S1~開關S4的半導體器件可能在其傳導端子之間有0.15V或更少的壓降。該電壓被轉移至開關的傳導端子。開關S1~開關S4的寄生傳導二極體(如果存在)，當導通時，有約0.6V~0.8V的壓降；添加到開關S1~開關S4的整流器，當導通時，可能有低至約0.3V的壓降。當開關的半導體器件導通時，寄生二極體或添加的整流器將不導通，或者僅傳導一個很小量的流經開關的電流(例如，不到1%)。通常，開關的半導體器件旨在控制電流在開關的特定方向上的流動(例如，向變壓器T1提供功率的方向)。寄生二極體或添加的整流器被定位為以相反的方嚮導通，從而當正向偏置時，使電流流動，當半導體器件不導通時，限制該半導體器件兩端的電壓，從而起到一種安全機制的作用。在通過其調變端子處的控制信號而被置於導通狀態時，流經半導體器件的電流通常能夠在任何方向上流動(雙嚮導通)。相反，寄生二極體和添加的整流器各自僅在一個方向上導通(單嚮導通)。本文為了簡化描述，當開關S1~開關S4被稱為被閉合、導通或處於導通狀態時，這意味著開關半導體器件處於導通狀態；當開關S1~開關S4被稱為被斷開、不導通或處於不導通狀態時，這意味著開關半導體器件處於不導通狀態，並且如果開關的傳導端子之間存在的電壓允許這類導通的話，那麼寄生二極體(如果存在)或添加的二極體/整流器(如果存在)可以傳導電流。
開關S2和開關S3可以同時被閉合(置於導通狀態)可以使電源和正電壓應用於變壓器T1的初級線圈，並且使電流流入該初級線圈的圓點端子(正值的Ipr)。這使電流流出變壓器的上部次級線圈的圓點端子並且穿過二極體D1到達輸出電感器Lout。電流被傳送到輸出電容器Cout和輸出埠102的負載，並且返回至該上部次級線圈的非圓點端子。另一方面，開關S1和開關S4可以同時被閉合(置於導通狀態)以使負電壓應用於初級線圈，並且使電流流出該初級線圈的圓點端子(負值的Ipr)。這使電流流出變壓器的下部次級線圈的非圓點端子並且穿過二極體D2至輸出電感器Lout。該電流被發送到輸出電容Cout和輸出埠102的負載，並且返回至下部次級線圈的圓點端子。因此，無論將正電壓或負電壓應用於變壓器的初級線圈，都可以提供功率給輸出埠102。
在輸出埠102的電壓可以通過控制輸出電感器Lout提供的功率的量來調節，這反過來又可以通過控制開關對(S2/S3和S1/S4)導通的持續時間來控制。當功率不提供給電感器Lout時，開關S1和S3兩者都被置於導通狀態，以使變壓器線圈兩端的電壓接近零伏特，使得電感器Lout具有一個續流電流路徑(free-wheeling current path)通過二極體D1和D2中的一個或兩個。這種接近於零電壓的條件可以通過將開關S2和S4置於導通狀態來實現。電感器Lout的續流電流被反射回初級線圈，保持電流流動並且將能量儲存在變壓器的漏感LLK 及諧振電感器LR 上(如果存在)。各開關對中被用來針對續流而在初級線圈上提供零電壓的各個開關(例如，S1和S3、或S2和S4)在該開關置於導通狀態時，允許電流沿著任一方向流過傳導端子。這有別於與開關有關的體二極體，它只允許電流在一個方向上通過其傳導端子。因此，這些電晶體的導通狀態為雙嚮導通狀態。
下面參考圖2所示的時序圖提供一個示例性的切換序列，該序列顯示了開關S1~開關S4的調變端子的控制信號、變壓器初級線圈上的電壓Vpr和流經該變壓器的初級線圈的電流Ipr的時序圖。在時序圖中顯示了t0~t8的八個時間點。在時間點t0和t8之間發生了一個完整的開關週期。在時間點t0之前，開關S1的控制信號處於導通狀態，而控制開關S2~開關S4的控制信號處於斷開狀態。在時間點t0，開關S4被導通，並且開關S1和開關S4兩者通過LLK 和LR (如果存在)使功率和負極性的電壓施加到初級線圈上，這使功率通過二極體D2傳到電感器Lout 。在這段時間內，能量被存儲在電感LLK 和電感器LR (如果存在)中。
開關S4然後在時間點t1被斷開，一個很短的持續時間後，在時間點t2開關S3可能被導通。在這個很短的持續時間中，穿過電感器Lout的電流Iout流經下部次級線圈並被作為從開關S1流入連接至節點N2的電容器的電流反射回初級線圈，從而因為開關S4被斷開，而將節點N2的電壓從零升高至輸入電壓水準。因此，開關S3能夠在零電壓的條件或者是接近零電壓的條件下被導通(即，零電壓切換)。電感LLK 和電感器LR (如果存在)中的能量能夠在這個轉變過程中起到協助的作用。由於有來自電感器Lout的反射電流Iout，電壓轉變相對較快且有力。
由於開關S1和開關S3在時間點t2和t3之間處於導通狀態，電感器Lout被允許續流，達到對輸出電壓Vout的理想的控制。電感器Lout的電流流經兩個次級線圈，但由於變壓器作用，主要是流經二極體D2。在這段持續時間內，各個電感LLK 、電感器LR (如果有的話)和輸出電感器Lout的能量都會降低。在這段時間內，現有技術的全橋轉換器不會使開關S3處於導通狀態(ON狀態)，相反會依靠開關S3的寄生二極體來輸送電流。然而，作為其發明的一部分，本發明人已經認識到這樣的配置會導致體二極體中導電的損耗，這對於小工作週期條件是很嚴重的。這同樣會導致在各個電感LLK 、電感器LR (如果存在)和輸出電感器Lout的能量的快速耗散，這減少了在時間點t3和t4之間的下一個時間段實現零電壓切換的可能性。以5A的反射的續流電流、開關S3的體二極體的正向的0.7V的壓降，和各個開關S1和開關S3的70 mΩ的導通電阻為例，在這個時間段內在開關S1和開關S3中的功率耗散約為3.5瓦特，然而現有的技術的全橋轉換器將會耗散5.25瓦特。因此，在這個時間段內，本發明減少了約33%的這些導通損耗。
接下來，在時間點t3開關S1可以被斷開，在接下來的一個很短的持續時間後，在時間點t4開關S2可以被導通。在這第二次很短的持續時間內，由在變壓器的漏感LLK 和在可選擇的諧振電感器LR 中的能量支持的電流現在從連接至節點N1的電容流出，並且流入開關S3(仍然在導通狀態)，因此將節點N1的電壓從輸入電壓水準降低至接近零伏特(因為開關S1是斷開的)。因此，在時間點t4，開關S2能夠在零電壓的情況或接近零電壓的情況下被導通(即，零電壓切換)。與之前的時在間點t1和t2之間的電壓轉變相反，在這個轉變過程中，有相對較少的或幾乎沒有電感器Lout電流反射回初級線圈，並且這個電壓轉變不會與之前的電壓轉變一樣快速或有力。這個電壓轉變主要是基於從漏感LLK 和諧振電感器LR (如果存在)到連接至節點N1的電容的能量的共振轉移。
在時間點t4和t5之間，開關S2和開關S3兩個都是導通的，正極性電壓和功率通過LLK 和LR (如果存在)的方式被應用於初級線圈，且功率經由二極體D1傳輸至電感器Lout。在此期間，能量被存儲在電感LLK 和電感器LR (如果存在)中。
在時間點t5開關S2可以被斷開，然後在接下來的一個很短的持續時間後，在時間點t6開關S1可以被導通。在這個很短的持續時間內，通過電感器Lout的電流Iout流經上部次級線圈並作為從開關S3流入連接至節點N1的電容的電流而被反射回初級線圈，從而由於開關S2是斷開的而將節點N1的電壓從零升高至輸入電壓水準。因此，開關S1能夠在零電壓下的情況或者是接近零電壓的情況下導通(即，零電壓切換)。在電感LLK 和電感器LR (如果存在)中的能量能夠在這個轉變過程中起到協助的作用。由於有來自電感器Lout的反射電流的存在，此電壓轉變相對較快且有力。
由於開關S1和開關S3在時間點t6和t7之間處於導通狀態，允許電感器Lout續流，以達到對輸出電壓Vout的理想的控制。電感器Lout的電流流經兩個次級線圈，但由於變壓器作用，主要是通過二極體D1流通。在這段持續時間內，各個電感LLK 、電感器LR (如果有的話)和輸出電感器Lout中的能量都會降低。在這段時間內，現有的技術全橋轉換器不會使開關S1處於導通狀態(ON狀態)，相反會依靠開關S1的寄生二極體來輸送電流。然而，作為其發明的一部分，發明人已經認識到這樣的配置會導致體二極體中導電的損耗，這對於小工作週期情況是很嚴重的。這還會導致在各個電感LLK 、電感器LR (如果存在)和輸出電感器Lout中的能量的快速耗散，這減少了在時間點t7和t8之間的下一個時間段實現零電壓的可能性。以5A的反射的續流電流、對於開關S1的體二極體的一個正向的0.7V的壓降、和開關S1和開關S3中各個開關的70 mΩ的導通電阻為例，在這個時間段內在開關S1和開關S3中的功率耗散約為3.5瓦特，然而現有的技術的全橋轉換器將會耗散5.25瓦特。因此，在這個時間段內，本發明減少了約33%的這些導通損耗。
接下來，在時間點t7開關S3可以被斷開，在接下來的一個很短的持續時間後，在時間點t8開關S4可以被導通。在這第二次很短的持續時間內，由在變壓器的漏感LLK 和在可選擇的諧振電感器LR 中的能量支持的電流，現在從連接至節點N2的電容流出，並且流入開關S1(仍然在導通狀態)，因此將節點N2的電壓從輸入電壓水準降低至接近零伏特(因為開關S3是斷開的)。因此，在時間點t8，開關S4能夠在零電壓的情況(即，零電壓切換)或接近零電壓的情況下被導通。與之前的時在間點t5和t6之間的電壓轉變相反，在這個轉變過程中，有相對較少的電流或幾乎沒有電感器Lout電流反射回初級線圈，並且這個電壓轉變不會與之前的電壓轉變一樣快速或有力。這個電壓轉變主要是基於從漏感LLK 和諧振電感器LR (如果存在)到連接至節點N2的電容的能量的共振轉移。時間點t8對應於時間點t0，成為一個完整的切換週期。
在上述實施例中，需要瞭解的是橋電路110的每一邊都可以作為不對稱半橋拓撲來操作，其中一邊包括開關S1和S2，另一邊包括開關S3和S4。在各個半橋中，一個開關(S2或S4)在一個工作週期D內被操作，該週期D介於0和0.5(50%)之間，並且另一個開關(S1或S3)在一個工作週期(1-D-△)內，其中△是兩個電壓轉換的死區時間(dead time)(例如，t1~t2和t7~t8)。並且(1-D-△)的值總是大於0.5(50%)，並且有可能達到1.00(100%)。在一個半橋中的開關的操作是與另一半橋相應的開關操作發生180度的相位移。也就是說，開關S2的控制信號的波形與開關S4的控制信號的波形發生180度的相位移，或者延遲0.5*(t8~t0)的時間。類似地，開關S1的控制信號的波形與開關S3的控制信號的波形發生180度的相位移，或者延遲0.5*(t8~t0)的時間。下面將提供產生開關S1~開關S4的控制信號的示例性電路。需要瞭解的是開關控制信號的一個邊沿可以通過一個時鐘信號或類似的信號來設定，而另一個邊沿可以基於D或(1-D-△)來調變，具體視情況而定。在一個典型的實施中，控制信號的上升沿可以由時鐘信號設定，而下降沿可以被調變電路來調變，以根據調節輸出電壓至理想值的需要來改變工作週期值D。
還需要瞭解的是，上述配置使存儲在變壓器的初級線圈的漏感LLK 和該初級側的諧振電感器LR (如果存在)的能量能夠使該初級線圈的“開路”中點電壓升至正輸入電壓(圖2中的+Vin)或降至負輸入電壓(-Vin)，並允許橋開關的零電壓導通。
還需要瞭解的是開關S1和開關S3(上部橋路開關)在開關週期中的大部分中同時被導通，總計約為(1-2D-2△)。此時間對應於t2~t3和t6~t7的持續時間，這是輸出電感器Lout續流的持續時間。相比之下，現有技術的全橋直流輸出轉換器的上部橋開關被配置為非重疊導通狀態，且接近0.5(50%)的工作週期。因此，現有的技術的全橋直流輸出轉換器依靠上部橋開關的體二極體來傳導反射的負載電流Iout和變壓器的漏感電流。作為其發明的一部分，發明人已經認識到通過體二極體的這些電流的傳導會產生巨大的功率損耗，尤其是在工作週期為低值的情況下，其中續流持續時間佔據了大量的開關週期。通過在電感器Lout的續流持續時間的相當一部分(例如，通常大於90%)內，開關S1和開關S3兩個都處於導通狀態，上述這些損耗可以通過本發明的上述實施方式大大地減少。
雖然這些示例性實施方式被說明為下部開關S2和開關S4具有工作週期D及上部開關S1和開關S3具有工作週期(1-D-△)，但需要瞭解的是也可以使用相反的佈置(例如，下部的開關S1和開關S3具有工作週期(1-D-△)及上部的開關S2和開關S4具有工作週期D)。相應地，應該認識到，在權利要求部分和發明內容簡述部分中列舉的上述第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體和第四電晶體的開關操作，涵蓋了各個配置。也就是說，權利要求部分和發明內容簡述部分中列舉出的第一開關和第一電晶體的開關操作(例如，對其的控制信號)可被應用於開關S1或開關S2；權利要求部分和發明內容簡述部分中列舉出的第二開關和第二電晶體的開關操作(例如，對其的控制信號)可被應用於開關S2或開關S1；權利要求部分和發明內容簡述部分中列舉出的第三開關和第三電晶體的開關操作(例如，對其的控制信號)可被應用於開關S3或開關S4；權利要求部分和發明內容簡述部分中列舉出的第四開關和第四電晶體的開關操作(例如，對其的控制信號)可被應用於開關S4或開關S3。一般來說，橋電路100的開關S1~開關S4的開關操作(例如，對其的控制信號)對於頂部-底部的開關對(一對可以為S1和S2、另一對可以為S3和S4)來說，可以將頂部與底部互換；對於右-左的開關對(一對可以為S1和S3、另一對可以為S2和S4)來說，可以將左與右互換。也可以是這些互換的組合(例如，這些組合同等於進行180度旋轉或雙對角線互換，S1與S4、S2與S3)。然而，例如，S1與S4或S2與S3之類的開關操作(例如，控制信號)的單對角線互換是不允許的。
從上述描述來看，需要瞭解的是，操作轉換器100的示例性方法包括以下步驟：將開關S1置於導通狀態、之後將開關S3置於不導通狀態、之後將開關S4置於導通狀態、之後將開關S4置於不導通狀態、之後將開關S3置於導通狀態、之後將開關S1置於不導通狀態、之後將開關S2置於導通狀態、之後將開關S2置於不導通狀態。
圖3表示示例性電路200，該電路用於產生上述轉換器100的開關S1~開關S4的示例性控制信號。電路200包括：分壓網路，用於將輸出電壓抽樣；參考；誤差放大器，將抽樣的輸出電壓與上述參考對比；回饋網路，產生誤差信號。上述誤差信號提供了開關工作週期D的代表，該開關工作週期目的應當是將輸出電壓Vout調節至理想值。電路200還含：振盪器；脈寬調變器；鎖存器；邏輯門(例如，或閘)，被配置為在邏輯門產生輸出(圖3中最右邊的信號)，該輸出包括一系列的脈衝，各個脈衝的寬度都隨著(1-D)的理想值而變化。上述脈寬調變器能夠從振盪器或邏輯門的輸出接收觸發信號，其中該觸發信號結束先前的調變週期並且啟動一個新的調變週期。在圖3所示的實施例中，上述脈寬調變器可以以反轉的形式輸出工作週期信號，在調變週期的初始部分，將低電壓用於工作週期的持續時間“D”，在調變週期的後面部分，將高電壓脈衝用於1-D的持續時間。(在輸送到開關之前，如下文所述的後來的電路將上述調變信號反轉。)雖然，上述脈寬調變器提供了其不反轉的形式的輸出調變信號。在任何情況下，可以產生兩個調變週期(例如，兩個高電壓脈衝)用於轉換器100的各個開關週期。開關電源領域中的技術人員能夠將上述部件排列來提供這樣的脈衝調變信號，或構想該部件的另一個排列來提供上述脈衝信號。參照圖3B，將上述該脈衝信號提供給一個邏輯電路(例如，雙穩態觸發器，2或閘和2反或閘)，該邏輯電路可以產生兩套用於兩個半橋的初始控制信號。每一套初始控制信號都有一個D寬的脈衝信號及一個(1-D)寬的脈衝信號。上述兩套初始控制信號，相對於彼此有一個180度的相移(例如，開關週期的一半)。然後將該初始信號提供給各延遲元件，該延遲元件能夠通過可調的延遲量來延遲信號的前緣，進而產生了最終控制信號。用於“D”信號的上述延遲元件的可調延遲可以在圖中記為δ1，及用於“1-D”信號的上述延遲元件的可調延遲可以在圖中記為δ2。δ1與δ2之和為△(如圖2所示)。δ1和δ2的數值可以相同也可以不同。上述延遲元件可以提供先前描述的用於零電壓切換的短持續時間t1~t2、t3~t4、t5~t6和t7~t8。開關電源領域中的技術人員能夠將上述部件排列來提供這樣的初始調變信號和最終控制信號，或構想該部件的另一個排列來提供這些信號。
圖4是橋電路110的實施方式110’，其中開關S1~開關S4可以通過絕緣柵場效應電晶體(IGBT)來實現。圖5是橋電路110的實施方式110”，其中開關S1~開關S4可以通過金屬氧化物場效應電晶體(MOSFET)來實現。(電容和體二極體，無論是寄生或分立的器件，均明確地包括在內。)轉回圖1，雖然變壓器T1通過連接至整流電路120的兩個次級線圈來實現，但是，如圖6所示，需要瞭解的是，變壓器T1可以通過一個次級線圈作為連接至全波橋整流電路120’的修改的變壓器T1’來實現。作為另一種實現方式，如圖7所示，上述修改的變壓器T1’可以連接至有兩個二極體的整流電路120”，該整流電路120”可以連接至兩個輸出電感器Lout1和Lout2。儘管各個整流電路120、120’和120”使用二極體作為整流部件來說明，需要瞭解的是，同步整流器(例如，同步開關電晶體)或同步整流器與二極體的組合可能用於替代圖中顯示的二極體D1、D2和DB。相應地，應該認識到，術語“整流電路”包含使用二極體、同步整流器、其他的整流器件或其組合的實現。
列舉的“一個”、“一種”和“上述”旨在表示一個或多個，除非明確表示與之相反。
本文所採用的術語和表達均被用作描述且不限制的術語，並且在使用這些術語及表達時沒有任何意圖排除所顯示和描述的特徵的等同特徵，應認識到，各種修改都可能包括在本發明的要求的範圍內。
此外，本發明的一個或多個實施方式的一個或多個特徵均可以與本發明的其他實施方式的一個或多個特徵來結合，而不會偏離本發明的範圍。
雖然已經就所闡釋的實施方式具體說明了本發明，但需要瞭解的是，作出的各種變更、修改、改寫以及等價的安排，都可以是基於本公開的，並且旨在處於本發明和所附的權利要求的範圍之內。
100．．．全橋直流-輸出轉換器
101．．．輸入埠
102．．．輸出埠
105．．．直接連接
110．．．橋電路
110’．．．橋電路
110”．．．橋電路
120．．．整流電路
120’．．．整流電路
120”．．．整流電路
200．．．電路
Cout．．．輸出電容器
C_S1~C_S4．．．控制信號
D．．．工作週期
D1~D4．．．二極體
DB．．．二極體
LLK ．．．寄生漏電感
Lout．．．輸出電感器
Lout1．．．輸出電感器
Lout2．．．輸出電感器
Ipr．．．初級線圈的電流
LR ．．．諧振電感器
N1、N2．．．節點
S1~S4．．．開關
t0~t8．．．時間點
T1．．．變壓器
T1’．．．修改的變壓器
Vin‧‧‧功率源電壓
Vout‧‧‧直流輸出功率電壓
Vpr‧‧‧初級線圈上的電壓
△‧‧‧兩個電壓轉換的死區時間
圖1是根據本發明實施方式的示例性的全橋直流-輸出轉換器的示意圖。
圖2是根據本發明實施方式的用於開關控制信號和圖1所示的轉換器的變壓器的初級電壓和初級電流的示例性時序圖。
圖3是根據本發明實施方式的產生用於圖1所示的轉換器的示例性開關控制信號的示例性電路。
圖4和圖5是根據本發明各實施方式的用於圖1所示的轉換器的示例性橋電路。
圖6和圖7是根據本發明各實施方式的用於圖1所示的轉換器的變壓器和整流電路的另一個示例性實施方式。
100‧‧‧全橋直流-輸出轉換器
101‧‧‧輸入埠
102‧‧‧輸出埠
105‧‧‧直接連接
110‧‧‧橋電路
120‧‧‧整流電路
Cout‧‧‧輸出電容器
D1~D4‧‧‧二極體
LLK ‧‧‧寄生漏電感
Lout‧‧‧輸出電感器
Ipr‧‧‧初級線圈的電流
LR ‧‧‧諧振電感器
N1、N2‧‧‧節點
S1~S4‧‧‧開關
T1‧‧‧變壓器
Vin‧‧‧功率源電壓
Vout‧‧‧直流輸出功率電壓
Vpr‧‧‧初級線圈上的電壓

Claims (50)

  1. 一種提供直流輸出功率的全橋功率轉換器，該功率轉換器包括：輸入埠，藉以接收待轉換的功率源；輸出埠，藉以提供直流輸出功率；橋電路，該橋電路具有在第一節點串聯連接的第一開關和第二開關以及在第二節點串聯連接的第三開關和第四開關，該第一開關和該第二開關的串聯組合與該輸入埠並聯連接，該第三開關和該第四開關的串聯組合與該輸入埠並聯連接；變壓器，該變壓器具有連接到該第一節點和該第二節點的初級線圈和至少一個次級線圈；整流電路，該整流電路連接到該變壓器的該至少一個次級線圈；和輸出電感器，該輸出電感器連接在該整流電路和該輸出埠之間；以及其中，在多個連續時間段內，每個開關在交替的導通和不導通狀態之間切換多次，其中，切換該第一開關和該第二開關使它們不會同時處於導通狀態，切換該第三開關和該第四開關使它們不會同時處於導通狀態，切換該第二開關和該第四開關使它們在至少部分持續時間期間同時處於導通狀態，切換該第一開關和該第三開關使它們在至少部分持續時間期間同時處於導通狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之功率轉換器，其中， 該第一開關和該第三開關中的每一個在其導通狀態下都比其不導通狀態花費更多的時間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之功率轉換器，其中，該第二開關和該第四開關中的每一個在其不導通狀態下都比其導通狀態花費更多的時間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之功率轉換器，其中，該橋電路包括以下用於該等開關的切換時序：該第一開關處於導通狀態；之後，該第三開關處於不導通狀態；之後，該第四開關處於導通狀態；之後，該第四開關處於不導通狀態；之後，該第三開關處於導通狀態；之後，該第一開關處於不導通狀態；之後，該第二開關處於導通狀態；以及之後，該第二開關處於不導通狀態。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之功率轉換器，其中，流入該輸出電感器的電流週期性地反射至該變壓器的初級線圈，並且當該第一開關和該第三開關中的至少一個開關處於導通狀態時，所反射的電流被該第一開關和該第三開關中的其中至少一個開關所傳導。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之功率轉換器，其中，該初級線圈的電壓在時間上為不對稱的形狀。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之功率轉換器，其中，該初級線圈的電壓在中點值和在該中點值兩邊的兩個極值 之間切換，並且從該中點值到一極值的切換時間不同於從該極值到該中點值的切換時間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之功率轉換器，進一步包括在第三節點上與該變壓器的初級線圈串聯連接的電感器，該電感器位於該初級線圈與該第一節點和該第二節點中的一個節點之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之功率轉換器，進一步包括在該第三節點和該輸入埠之間連接的整流器。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之功率轉換器，其中，該變壓器包括連接至該整流電路的第一次級線圈，和連接至該整流電路的第二次級線圈。
  11. 一種提供直流輸出功率的全橋功率轉換器，該功率轉換器包括：輸入埠，藉以接收待轉換的功率源；輸出埠，藉以提供直流輸出功率；橋電路，該橋電路包括第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體和第四電晶體，其中每個電晶體都有第一傳導端子、第二傳導端子和用以接收控制信號的調變端子，該控制信號具有第一狀態，該狀態使電晶體處於導通狀態，這時電流可以從該電晶體的第一傳導端子傳導至其第二傳導端子，該控制信號還具有第二狀態，該狀態使電晶體處於不導通狀態，這時電流不能從該電晶體的第一傳導端子傳導至其第二傳導端子，該第一電晶體和該第二電晶體每一個都使其傳導端子中的一個連接在第一節點上，使其傳導 端子中的另一個連接在該輸入埠的相應端子上，該第三電晶體和該第四電晶體每一個都使其傳導端子中的一個連接在第二節點上，使其傳導端子中的另一個連接在該輸入埠的相應端子上；變壓器，該變壓器具有連接至該第一節點和該第二節點的初級線圈和至少一個次級線圈；整流電路，該整流電路連接至該變壓器的該至少一個次級線圈；和輸出電感器，該輸出電感器連接在該整流電路和該輸出埠之間；以及其中，在多個連續時間段內，每個該等電晶體在交替的導通和不導通狀態之間切換多次，其中，切換該第一電晶體和該第二電晶體使它們不會同時處於導通狀態，切換該第三電晶體和該第四電晶體使它們不會同時處於導通狀態，切換該第二電晶體和該第四電晶體使它們在至少部分持續時間期間同時處於導通狀態，切換該第一電晶體和該第三電晶體使它們在至少部分持續時間期間同時處於導通狀態。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之功率轉換器，其中，該第一電晶體和該第三電晶體具有連接至該輸入埠的同一端子的傳導端子，該第三電晶體和該第四電晶體具有連接至該輸入埠的同一端子的傳導端子。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之功率轉換器，其中，該第一電晶體和該第三電晶體每一個都在其導通狀態 比不導通狀態花費更多的時間。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之功率轉換器，其中，該第二電晶體和該第四電晶體每一個都在其不導通狀態比導通狀態花費更多的時間。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之功率轉換器，其中，該橋電路包括以下用於該電晶體的切換時序：該第一電晶體處於導通狀態；之後，該第三電晶體處於不導通狀態；之後，該第四電晶體處於導通狀態；之後，該第四電晶體處於不導通狀態；之後，該第三電晶體處於導通狀態；之後，該第一電晶體處於不導通狀態；之後，該第二電晶體處於導通狀態；以及之後，該第二電晶體處於不導通狀態。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之功率轉換器，其中，流入該輸出電感器的電流週期性地反射至該變壓器的初級線圈，並且當該第一電晶體和該第三電晶體中的至少一個處於導通狀態時，所反射的電流被該第一電晶體和該第三電晶體中的其中至少一個所傳導。
  17. 如申請專利範圍第11項所述之功率轉換器，其中，該初級線圈的電壓在時間上為不對稱形狀。
  18. 如申請專利範圍第11項所述之功率轉換器，其中，該初級線圈的電壓在中點值和該中點值兩邊的兩個極值之間轉換，並且從該中點值到一極值的切換時間不同於 從該極值到該中點值的切換時間。
  19. 如申請專利範圍第11項所述之功率轉換器，進一步包括在第三節點上與該變壓器的初級線圈串聯的電感器，該電感器位於該初級線圈與該第一節點和該第二節點中的一個節點之間。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之功率轉換器，進一步包括在該第三節點和該輸入埠之間連接的整流器。
  21. 如申請專利範圍第11項所述之功率轉換器，其中，該變壓器包括連接至該整流電路的第一次級線圈，和連接至該整流電路的第二次級線圈。
  22. 一種操作全橋功率轉換器的方法，所述功率轉換器具有接收待轉換的功率源的輸入埠；提供直流輸出功率的輸出埠；橋電路，該橋電路具有在第一節點上串聯連接的第一開關和第二開關以及在第二節點上串聯連接的第三開關和第四開關，該第一開關和該第二開關的串聯組合與該輸入埠並聯，該第三開關和該第四開關的串聯組合與該輸入埠並聯；變壓器，該變壓器具有連接至該第一節點和該第二節點的初級線圈和至少一個次級線圈；連接至該變壓器的該至少一個次級線圈的整流電路；和在該整流電路與該輸出埠之間連接的輸出電感器，該方法包括：將該第一開關置於導通狀態；之後將該第三開關置於不導通狀態；之後將該第四開關置於導通狀態； 之後將該第四開關置於不導通狀態；之後將該第三開關置於導通狀態；之後將該第一開關置於不導通狀態；之後將該第二開關置於導通狀態；以及之後將該第二開關置於不導通狀態。
  23. 一種直流功率轉換器中橋電路的操作之方法，該方法包括：藉由在第一連續時間段內閉合該橋電路中的第一多個電晶體開關來產生正電壓或負電壓中的至少一者；將正電壓或負電壓中的該至少一者連接到該直流功率轉換器中的變壓器的初級線圈；藉由在第二連續時間段內閉合該橋電路中的第二多個電晶體開關和在第三連續時間段內閉合該橋電路中的第三多個電晶體開關來產生接近於零的電壓；以及將該接近於零的電壓連接到該變壓器的該初級線圈。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之方法，其中，產生該正電壓包括閉合該橋電路中的該第一多個電晶體開關，以及產生該負電壓包括斷開該橋電路中的該第一多個電晶體開關且閉合該橋電路中的該第二多個電晶體開關。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之方法，其中，產生該正電壓包括閉合該橋電路中的該第一多個電晶體開關，產生該負電壓包括斷開該橋電路中的該第一多個電晶體開關且閉合該橋電路中的該第二多個電晶體開關，以及產生接近於零的電壓包括斷開該第一多個電晶體開關中的第一 開關且斷開該第二多個電晶體開關中的第二開關。
  26. 一種直流功率轉換器中橋電路的操作之方法，該方法包括：在第一連續時間段的開始處切換到第一導通狀態；在第二連續時間段的開始處切換到第一不導通狀態；在第三連續時間段的開始處切換到第二導通狀態；在第四連續時間段的開始處切換到第二不導通狀態；以及在第五連續時間段的開始處切換到第三導通狀態，其中該切換到該第二導通狀態包括在該第三連續時間段內致能續流電流路徑。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之方法，進一步包括：在第六連續時間段的開始處切換到第三不導通狀態；在第七連續時間段的開始處切換到第四導通狀態；以及在第八連續時間段的開始處切換到第四不導通狀態。
  28. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中，該切換包括控制用於該第一連續時間段、該第三連續時間段、該第五連續時間段其中至少一者的持續時間。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之方法，其中，該切換進一步包括控制用於該第七連續時間段的持續時間。
  30. 一種直流功率轉換器中橋電路的操作之方法，該橋電路包含多個電子開關，該方法包括：在第一連續時間段的開始處閉合該橋電路中的第一開 關；在第二連續時間段的開始處斷開該橋電路中的第二開關；在第三連續時間段的開始處閉合該橋電路中的第三開關；在第四連續時間段的開始處斷開該橋電路中的該第三開關；在第五連續時間段的開始處閉合該橋電路中的該第二開關，其中該等連續時間段為連貫的連續時間段，且該閉合該第一開關和該閉合該第二開關進一步包括將接近於零的電壓連接跨越到該直流功率轉換器中的變壓器的初級線圈。
  31. 如申請專利範圍第30項所述之方法，進一步包括：在第六連續時間段的開始處斷開該橋電路中的該第一開關；在第七連續時間段的開始處閉合該橋電路中的第四開關；以及在第八連續時間段的開始處斷開該橋電路中的該第四開關。
  32. 如申請專利範圍第30項所述之方法，其中，該閉合該等電子開關和該斷開該等電子開關包括控制被閉合的該等電子開關中所預選的兩個的持續時間。
  33. 如申請專利範圍第30項所述之方法，其中，該閉合該等電子開關和該斷開該等電子開關進一步包括控制該 直流功率轉換器中的輸出電感器中之功率的量。
  34. 如申請專利範圍第31項所述之方法，其中，該閉合該第三開關和該閉合該第四開關進一步包括將接近於零的電壓連接跨越到該直流功率轉換器中的變壓器的初級線圈和次級線圈。
  35. 如申請專利範圍第31項所述之方法，其中，閉合該第一開關、該第二開關、該第三開關、該第四開關其中至少一者進一步包括將電流連接通過該第一開關、該第二開關、該第三開關、該第四開關其中至少一者的方向。
  36. 如申請專利範圍第31項所述之方法，其中，該閉合該等電子開關和該斷開該等電子開關包括致能一個單一開關週期。
  37. 如申請專利範圍第30項所述之方法，其中，該閉合包括電晶體接收將該電晶體切換到導通狀態的第一控制信號；以及該斷開包括該電晶體接收將該電晶體切換到不導通狀態的第二控制信號。
  38. 如申請專利範圍第30項所述之方法，其中，該閉合該等電子開關和該斷開該等電子開關包括當至少該第一開關和該第二開關為閉合的時候控制連續時間段的持續時間。
  39. 如申請專利範圍第30項所述之方法，其中，該閉合該等電子開關和該斷開該等電子開關包括當至少該第三開關和該第四開關為斷開的時候控制連續時間段的持續時 間。
  40. 一種直流功率轉換器的操作之方法，該直流功率轉換器包含輸入埠、輸出埠、橋電路，該橋電路包含在第一節點串聯連接的第一電晶體開關和第二電晶體開關、在第二節點串聯連接的第三電晶體開關和第四電晶體開關，以及連接到該第一節點、該第二節點和該輸出埠的變壓器，該第一電晶體開關和該第二電晶體開關與該輸入埠並聯連接，該第三電晶體開關和該第四電晶體開關與該輸入埠並聯連接，該方法包括：將該第一電晶體開關切換到導通狀態；將該第三電晶體開關切換到不導通狀態；將該第四電晶體開關切換到導通狀態；將該第四電晶體開關切換到不導通狀態；將該第三電晶體開關切換到導通狀態；將該第一電晶體開關切換到不導通狀態；將該第二電晶體開關切換到導通狀態；以及將該第二電晶體開關切換到不導通狀態，其中該等切換係在連貫的連續時間段內執行。
  41. 如申請專利範圍第40項所述之方法，其中，該等切換進一步包括接收與導通狀態或不導通狀態相關聯的控制信號，且從而使得一電晶體開關能夠切換到導通狀態或不導通狀態。
  42. 如申請專利範圍第40項所述之方法，其中，該等切換進一步包括該第一電晶體開關或該第三電晶體開關接 收與導通狀態相關聯的第一控制信號和與不導通狀態相關聯的第二控制信號，且從而使得該第一電晶體開關或該第三電晶體開關能夠保持在導通狀態一段比不導通狀態還要長的持續時間。
  43. 如申請專利範圍第40項所述之方法，其中，該等切換進一步包括該第二電晶體開關或該第四電晶體開關接收與導通狀態相關聯的第一控制信號和與不導通狀態相關聯的第二控制信號，且從而使得該第二電晶體開關或該第四電晶體開關能夠保持在不導通狀態一段比導通狀態還要長的持續時間。
  44. 如申請專利範圍第40項所述之方法，進一步包括：反射流經該變壓器的初級線圈中的該輸出埠之電流，且倘若該第一電晶體開關和該第三電晶體開關的其中至少一者在導通狀態中，則將該反射電流傳導通過該第一電晶體開關和該第三電晶體開關的其中該至少一者。
  45. 如申請專利範圍第40項所述之方法，其中，該等切換包括：切換該第一電晶體開關和該第二電晶體開關，使得該第一電晶體開關和該第二電晶體開關不會同時在導通狀態中。
  46. 如申請專利範圍第40項所述之方法，其中，該等切換包括：切換該第三電晶體開關和該第四電晶體開關，使得該第三電晶體開關和該第四電晶體開關不會同時在導通狀態 中。
  47. 如申請專利範圍第40項所述之方法，其中，該等切換包括：切換該第二電晶體開關和該第四電晶體開關，使得該第二電晶體開關和該第四電晶體開關不會同時在導通狀態中。
  48. 如申請專利範圍第40項所述之方法，其中，該等切換包括：切換該第一電晶體開關和該第三電晶體開關，使得該第一電晶體開關和該第三電晶體開關在複數個持續時間期間同時在導通狀態中。
  49. 如申請專利範圍第40項所述之方法，其中，該等切換包括：控制複數個電晶體開關對係操作於導通狀態中的持續時間；以及從而控制該直流功率轉換器的輸出功率。
  50. 一種直流功率轉換器的操作之方法，該直流功率轉換器包含輸入埠、輸出埠、橋電路，該橋電路包含在第一節點串聯連接的第一電晶體開關和第二電晶體開關、在第二節點串聯連接的第三電晶體開關和第四電晶體開關，以及連接到該第一節點、該第二節點和該輸出埠的變壓器，該第一電晶體開關和該第二電晶體開關與該輸入埠並聯連接，該第三電晶體開關和該第四電晶體開關與該輸入埠並聯連接，該方法包括： 將該第二電晶體開關切換到導通狀態；將該第四電晶體開關切換到不導通狀態；將該第三電晶體開關切換到導通狀態；將該第三電晶體開關切換到不導通狀態；將該第四電晶體開關切換到導通狀態；將該第二電晶體開關切換到不導通狀態；將該第一電晶體開關切換到導通狀態；以及將該第一電晶體開關切換到不導通狀態，其中該等切換係在連貫的連續時間段內執行。
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