TWI525971B - 功率轉換電路 - Google Patents

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TWI525971B
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孫麗萍
郭德勝
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Description

功率轉換電路
本發明係有關於一種電力轉換技術，且特別是有關於一種功率轉換電路。
一般而言，在開關電源中的電流採樣電路是直接與開關(如：金氧半場效應電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET))串聯。然而，此電流採樣電路會增加MOSFET的引線電感，從而導致MOSFET在開關過程中產生很高的電壓尖峰。此電壓尖峰不僅會產生高頻噪聲，並且會降低開關電源的效率，更甚者，若電壓過高，此高電壓更可能對MOSFET造成永久性損壞。
現行比較常見的做法是：「1、增加MOSFET的閘極驅動電阻、或者在MOSFET兩端並聯高頻電容，以降低MOSFET的開關速度；2、採用緩衝器(snubber)電路以吸收此電壓尖峰的部分能量。」然而，上述兩種做法雖然能夠降低電壓尖峰的峰值，但是開關速度的降低會增加開關電源的開關損耗，進而導致電源轉換效率的降低。
由此可見，上述現有的方式，顯然仍存在不便與缺 陷，而有待改進。為了解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來仍未發展出適當的解決方案。
發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此發明內容並非本揭示內容的完整概述，且其用意並非在指出本發明實施例的重要/關鍵元件或界定本發明的範圍。
本發明內容之一目的是在提供一種功率轉換電路，藉以改善先前技術的缺陷。
為達上述目的，本發明內容之一技術態樣係關於一種功率轉換電路，其包含轉換器。前述轉換器用以接收並轉換輸入電源以供電予負載，轉換器包含儲能單元、開關單元及電流採樣單元。儲能單元包含輸入端及輸出端。開關單元包含第一開關及第二開關，此第二開關與第一開關串聯於公共端，公共端則耦接於儲能單元的輸出端。電容單元包含第一電容及第二電容，上述第一電容與開關單元並聯以形成電容-開關並聯結構，上述第二電容之容值至少大於第一電容之容值的十倍。電流採樣單元用以檢測第一開關與第二開關的其中至少一者之電流，且電流採樣單元與電容-開關並聯結構串聯以形成電容-採樣單元串聯結構，上述電容-採樣單元串聯結構與第二電容並聯。
因此，根據本發明之技術內容，本發明實施例藉由 提供一種功率轉換電路，藉以改善電流採樣電路與開關串聯導致之電壓尖峰所衍生出的相關問題。
在參閱下文實施方式後，本發明所屬技術領域中具有通常知識者當可輕易瞭解本發明之基本精神及其他發明目的，以及本發明所採用之技術手段與實施態樣。
100‧‧‧轉換器
100A~100I‧‧‧轉換器
110‧‧‧儲能單元
120‧‧‧第一開關單元
121‧‧‧第一電容-開關並聯結構
122‧‧‧第一開關
123‧‧‧第一電容-採樣單元串聯結構
124‧‧‧第二開關
126‧‧‧第一公共端
130‧‧‧第二開關單元
131‧‧‧第二電容-開關並聯結構
132‧‧‧第三開關
133‧‧‧第二電容-採樣單元串聯結構
134‧‧‧第四開關
136‧‧‧第二公共端
500‧‧‧電源
600‧‧‧負載
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1A圖係繪示依照本發明一實施例的一種功率轉換電路之示意圖。
第1B圖係繪示依照本發明又一實施例的一種功率轉換電路之示意圖。
第2圖係繪示先前技術的一種開關元件兩端之電壓波形示意圖。
第3圖係繪示依照本發明另一實施例的一種功率轉換電路之電壓波形示意圖。
第4圖係繪示依照本發明再一實施例的一種功率轉換電路之電流採樣信號及開關元件之電流的對照圖。
第5圖係繪示依照本發明又一實施例的一種功率轉換電路之示意圖。
第6圖係繪示依照本發明另一實施例的一種功率轉換電路之示意圖。
第7圖係繪示依照本發明再一實施例的一種功率轉換 電路之示意圖。
第8圖係繪示依照本發明又一實施例的一種降壓型轉換器之示意圖。
第9圖係繪示依照本發明另一實施例的一種半橋型轉換器之示意圖。
第10圖係繪示依照本發明再一實施例的一種圖騰柱(Totem-Pole)型轉換器之示意圖。
第11圖係繪示依照本發明又一實施例的一種全橋型轉換器之示意圖。
第12圖係繪示依照本發明另一實施例的一種T型三電平電路型轉換器之示意圖。
第13圖係繪示依照本發明再一實施例的一種I型三電平電路型轉換器之示意圖。
根據慣常的作業方式，圖中各種特徵與元件並未依比例繪製，其繪製方式是為了以最佳的方式呈現與本發明相關的具體特徵與元件。此外，在不同圖式間，以相同或相似的元件符號來指稱相似的元件/部件。
為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。實施方式中涵蓋了多個具體實施例的特徵以及用以建構與 操作這些具體實施例的方法步驟與其順序。然而，亦可利用其他具體實施例來達成相同或均等的功能與步驟順序。
除非本說明書另有定義，此處所用的科學與技術詞彙之含義與本發明所屬技術領域中具有通常知識者所理解與慣用的意義相同。此外，在不和上下文衝突的情形下，本說明書所用的單數名詞涵蓋該名詞的複數型；而所用的複數名詞時亦涵蓋該名詞的單數型。
另外，關於本文中所使用之「耦接」或「連接」，均可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。
第1A圖係繪示依照本發明一實施例的一種功率轉換電路之示意圖。如圖所示，功率轉換電路包含轉換器100。前述轉換器100用以接收並轉換輸入電源以供電予負載。轉換器100包含儲能單元110、第一開關單元120、第一電容單元(如電容C1、C2之組合)及第一電流採樣單元(如電流採樣元件T1)。儲能單元110包含輸入端及輸出端，此儲能單元110之輸入端可視電路配置狀況而耦接於電源或負載。第一開關單元120包含第一開關122及第二開關124，此第二開關124與第一開關122串聯於第一公共端126，第一公共端126則耦接於儲能單元110的輸出端。
此外，第一電容單元包含第一電容C1及第二電容C2，上述第一電容C1與第一開關單元120並聯以形成第一電容-開關並聯結構121，第二電容C2可視電路配置狀況而 耦接於電源或負載。另一方面，第一電流採樣單元(如電流採樣元件T1)用以檢測第一開關122與第二開關124的其中至少一者之電流。再者，上述第二電容C2之容值至少大於第一電容C1之容值的十倍，如此，由於第一電容C1的容值遠小於第二電容C2的容值，因此基本上第一電容C1不會影響第一電流採樣單元(如電流採樣元件T1)之採樣結果。此外，上述第一電流採樣單元與第一電容-開關並聯結構121串聯以形成第一電容-採樣單元串聯結構123，此第一電容-採樣單元串聯結構123進一步與第二電容C2並聯。
請參閱第1A圖所示之轉換器100，由於轉換器100具備第一電容C1，因此，在開關過程中，電流採樣元件T1的寄生電感內之能量突變將得以有效地被第一電容C1所抑制，從而避免了在第一開關單元120兩端產生過高的電壓尖峰。然而，本發明並不以第1A圖為限，其僅用以例示性地繪製本發明的實現方式之一，在其它實施例中，第一電流採樣單元(如電流採樣元件T1)除可耦接於節點N1及節點N5以外，第一電流採樣單元(如電流採樣元件T1)亦可耦接於節點N2及節點N6。因此，本發明可視實際需求而選擇性地配置第一電流採樣單元(如電流採樣元件T1)之位置以檢測第一開關122之電流或第二開關124之電流。
為進一步證實本發明實施例之轉換器100的功效，請一併參閱第2圖與第3圖，上述第2圖係繪示先前技術的一種開關元件兩端之電壓波形示意圖，而上述第3圖係繪示依照本發明另一實施例的一種功率轉換電路之開 關元件兩端的電壓波形示意圖。請先參閱第2圖，由圖中得以看出，先前技術之開關元件的兩端產生了很高的電壓尖峰(如標號A及B處所示)。其次，請參閱第3圖，於圖中可以清楚地得知本發明實施例之轉換器100有效地消除了先前技術之開關元件的兩端所產生之電壓尖峰(如標號A及B處所示)。據此，本發明實施例之轉換器100能夠抑制先前技術之電路所致的高頻噪聲，並提高轉換器100之效率。再者，本發明實施例之轉換器100有效地消除了先前技術之開關元件的兩端所產生之電壓尖峰，因此，本發明實施例之轉換器100能夠避免電壓尖峰對開關元件造成永久性損壞。
雖然本發明實施例之轉換器100對先前技術之電流採樣電路的連接方式進行重新配置，但是上述重新配置並不影響轉換器100中第一電流採樣單元的採樣精確度，此部分可由第4圖之實驗結果來加以證實。請參閱第4圖，其係繪示依照本發明再一實施例的一種功率轉換電路之電流採樣信號V1及開關元件之實際電流V2的對照圖。如第4圖所示，電流採樣信號V1精確地重現了開關元件之實際電流V2，因此，第4圖之實驗結果得以佐證本發明實施例之轉換器100確實能夠精準地檢測出開關元件之實際電流。
請參閱第1B圖，在另一實施例中，第一電容-開關並聯結構121包含第一端N1以及第二端N2，第二電容C2包含第一端N5以及第二端N6。第一電流採樣單元包含第一電流採樣元件T1及第二電流採樣元件T2。於連接關係 上，第一電流採樣元件T1耦接於第一電容-開關並聯結構121的第一端N1與第二電容C2的第一端N5之間，而第二電流採樣元件T2耦接於第一電容-開關並聯結構121的第二端N2與第二電容C2的第二端N6之間。在另一實施例中，儲能單元110之輸出端包含第一端子O1及第二端子O2。於連接關係上，第一端子O1耦接於第一公共端126，第二端子O2耦接於第二電容C2。相較於第1A圖，第一電流採樣單元之第一電流採樣元件T1及第二電流採樣元件T2可分別用以檢測第一開關122與第二開關124之電流，例如第一電流採樣元件T1可檢測第一開關122之電流，第二電流採樣元件T2可檢測第二開關124之電流。
第5圖係繪示依照本發明又一實施例的一種功率轉換電路的轉換器100A之示意圖。相較於第1B圖所示之轉換器100，在此之轉換器100A更包含第二開關單元130，第二開關單元130包含第三開關132及第四開關134。於連接關係上，第三開關132耦接於第二電容C2，第四開關134與第三開關132串聯於第二公共端136，第四開關134耦接於第二電容C2，第二公共端136耦接於儲能單元110的輸出端。在另一實施例中，儲能單元110之第一端子O1耦接於第一公共端126，而第二端子O2耦接於第二公共端136。
第6圖係繪示依照本發明另一實施例的一種功率轉換電路的轉換器100B之示意圖。相較於第5圖所示之轉換器100A，在此之轉換器100B更包含第二電容單元(如電容C3、C4之組合)及第二電流採樣單元(如電流採樣元件 T3、T4之組合)。第二電容單元包含第三電容C3及第四電容C4。第三電容C3與第二開關單元130並聯以形成一第二電容-開關並聯結構131，第四電容C4之容值至少大於第三電容C3之容值的十倍。第二電流採樣單元與第二電容-開關並聯結構131串聯以形成第二電容-採樣單元串聯結構133，第二電容-採樣單元串聯結構133與第四電容C4並聯。上述第二電流採樣單元(如電流採樣元件T3、T4之組合)用以檢測第三開關132與第四開關134的其中至少一者之電流。
請參閱第6圖，在另一實施例中，第二電容-開關並聯結構131包含第一端N3以及第二端N4，第四電容C4包含第一端N7以及第二端N8。第二電流採樣單元包含第三電流採樣元件T3及第四電流採樣元件T4。於連接關係上，第三電流採樣元件T3耦接於第二電容-開關並聯結構131的第一端N3與第四電容C4的第一端N7之間，而第四電流採樣元件T4耦接於第二電容-開關並聯結構131的第二端N4與第四電容C2的第二端N8之間。
於實現本發明時，上述第一開關至第四開關122、124、132、134各自包含二極體(Diode)、金氧半場效應電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)及絕緣閘雙極電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)的其中至少一者。然本發明並不以上述實施例為限，熟習此技藝者當可選擇性地採用適當之元件來實現第一開關至第四開關。此外，於實現本發明時，上述 第一電容C1及第三電容C3各自包含薄膜電容及陶瓷電容的其中至少一者，而第二電容C2及第四電容C4各自包含電解電容。然本發明並不以上述實施例為限，熟習此技藝者當可選擇性地採用適當之元件來實現第一電容至第四電容C1~C4。再者，於實現本發明時，第一電流採樣元件至第四電流採樣元件T1~T4包含電流互感器及採樣電阻的其中至少一者。然本發明並不以上述實施例為限，熟習此技藝者當可選擇性地採用適當之元件來實現第一電流採樣元件至第四電流採樣元件T1~T4。
第7圖係繪示依照本發明再一實施例的一種功率轉換電路之示意圖。第7圖所示之轉換器100C為第1A圖所示之轉換器100的具體實施例。在第7圖之實施例中，儲能單元110以電感L1來實現，第一開關122以二極體Q2來實現，第二開關124以電晶體Q1來實現。此外，電感L1可用以耦接於電源500，此電源500可提供輸入電源。再者，第二電容C2可用以耦接於負載600。再者，第一電流採樣單元包含電流採樣元件T1，電流採樣元件T1耦接於第一電容-開關並聯結構121的第二端N2與第二電容C2的第二端N6之間。
於操作上，電流採樣元件T1測量到的電流將是電晶體Q1與第一電容C1的電流之和。在電晶體Q1開通，且二極體Q2關斷時，第一電容C1上的電流為0，因此，電流採樣元件T1所測到的電流就等於電晶體Q1上的電流。在電晶體Q1關斷，且二極體Q2開通時，第一電容C1 上的電流與第二電容C2上的電流於電容容值呈反比，由於第一電容C1的容值遠小於第二電容C2的容值(C1<C2*10%)，因此基本不會影響被採樣信號。同時由於第一電容C1的高頻濾波作用，電晶體Q1內的高頻電流被分離出去，可以使電流採樣元件T1的採樣信號更加平滑、準確。然本發明並不以上述實施例為限，其僅用以例示性地說明本發明的實現方式之一，以使本發明之概念易於理解。
第8圖係繪示依照本發明又一實施例的一種降壓型轉換器100D之示意圖。第8圖所示之轉換器100D為第1A圖所示之轉換器100的另一具體實施例。在第8圖之實施例中，儲能單元110以電感L1來實現，第一開關122以電晶體Q1來實現，第二開關124以二極體Q2來實現。此外，電感L1可用以耦接於負載600，再者，第二電容C2可用以耦接於電源500，此電源500可提供輸入電源。另外，電流採樣單元包含電流採樣元件T1，電流採樣元件T1耦接於第一電容-開關並聯結構121的第一端N1與第二電容C2的第一端N5之間。然本發明並不以此實施例為限，其僅用以例示性地說明本發明的實現方式之一，以使本發明之概念易於理解。
本發明第1B圖所示之轉換器100可應用於各式轉換器中，且均可達到避免於開關元件兩端產生過高的電壓尖峰之目的。如第9圖所示，其係繪示依照本發明另一實施例的一種半橋型轉換器100E之示意圖。在第9圖之實施 例中，儲能單元110以電感L1來實現，第一開關122以電晶體Q1來實現，第二開關124以電晶體Q2來實現。此外，電感L1可用以耦接於負載600，再者，第二電容C2於此可適應性地依照半橋型轉換器100E之結構，而配置為電容C3及電容C4。再者，電容C3及電容C4可採用串聯之方式來配置，兩者串聯於節點N9，此節點N9可用以耦接於負載600。另外，電容C3及電容C4之整體串聯結構則可耦接於電源500，此電源500可提供電源給半橋型轉換器100E。
再者，第一電流採樣元件T1可耦接於電容C1及電容C3，而第二電流採樣元件T2可耦接於電容C1及電容C4，上述第一電流採樣元件T1可檢測電晶體Q1之電流，而第二電流採樣元件T2可檢測電晶體Q2之電流。然本發明並不以此實施例為限，其僅用以例示性地說明本發明的實現方式之一，以使本發明之概念易於理解。
本發明之轉換器100能應用之轉換器類型舉例如後。如第10圖所示，其係繪示依照本發明再一實施例的一種圖騰柱(Totem-Pole)型轉換器100F之示意圖。如第11圖所示，其係繪示依照本發明又一實施例的一種全橋型轉換器100G之示意圖。如第12圖所示，其係繪示依照本發明另一實施例的一種T型三電平電路型轉換器100H之示意圖。如第13圖所示，其係繪示依照本發明再一實施例的一種I型三電平電路型轉換器100I之示意圖。然本發明並不以上述實施例為限，其僅用以例示性地說明本發明的部分 實現方式，在不脫離本發明之精神的狀況下，本發明之轉換器100當可應用於各式轉換器中，並達到避免於開關元件兩端產生過高的電壓尖峰之目的。
由上述本發明實施方式可知，應用本發明具有下列優點。本發明實施例藉由提供一種功率轉換電路，藉以改善電流採樣電路與開關串聯導致之電壓尖峰所衍生出的相關問題。
雖然上文實施方式中揭露了本發明的具體實施例，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不悖離本發明之原理與精神的情形下，當可對其進行各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當以附隨申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧轉換器
110‧‧‧儲能單元
120‧‧‧第一開關單元
121‧‧‧第一電容-開關並聯結構
122‧‧‧第一開關
123‧‧‧第一電容-採樣單元串聯結構
124‧‧‧第二開關
126‧‧‧第一公共端

Claims (17)

  1. 一種功率轉換電路，包含一轉換器，其中該轉換器用以接收並轉換一輸入電源以供電予一負載，該轉換器包含：一儲能單元，包含：一輸入端；以及一輸出端；一第一開關單元，包含：一第一開關；以及一第二開關，與該第一開關串聯於一第一公共端，其中該第一公共端耦接於該儲能單元的該輸出端；一第一電容單元，包含：一第一電容，與該第一開關單元並聯以形成一第一電容-開關並聯結構；以及一第二電容，其中該第二電容之容值至少大於該第一電容之容值的十倍；以及一第一電流採樣單元，與該第一電容-開關並聯結構串聯以形成一第一電容-採樣單元串聯結構，該第一電容-採樣單元串聯結構與該第二電容並聯，其中該第一電流採樣單元用以檢測該第一開關與該第二開關的其中至少一者之電流。
  2. 如請求項1所述之功率轉換電路，其中該第一 電容-開關並聯結構包含一第一端以及一第二端，其中該第二電容包含一第一端以及一第二端；其中該第一電流採樣單元包含：一第一電流採樣元件，耦接於該第一電容-開關並聯結構的該第一端與該第二電容的該第一端之間；以及一第二電流採樣元件，耦接於該第一電容-開關並聯結構的該第二端與該第二電容的該第二端之間。
  3. 如請求項1所述之功率轉換電路，其中該儲能單元之該輸出端包含：一第一端子，耦接於該第一公共端；以及一第二端子，耦接於該第二電容。
  4. 如請求項1所述之功率轉換電路，其中該第一電容包含一薄膜電容及一陶瓷電容的其中至少一者。
  5. 如請求項1所述之功率轉換電路，其中該第二電容包含一電解電容。
  6. 如請求項1所述之功率轉換電路，其中該第一電流採樣單元包含一電流互感器及一採樣電阻的其中至少一者。
  7. 如請求項1所述之功率轉換電路，更包含：一第二開關單元，包含：一第三開關，耦接於該第二電容；以及一第四開關，與該第三開關串聯於一第二公共端，並耦接於該第二電容，其中該第二公共端耦接於該儲能單元的該輸出端。
  8. 如請求項7所述之功率轉換電路，其中該第一開關至該第四開關各自包含一二極體(Diode)、一金氧半場效應電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)及一絕緣柵雙極電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)的其中至少一者。
  9. 如請求項7所述之功率轉換電路，其中該儲能單元之該輸出端包含：一第一端子，耦接於該第一公共端；以及一第二端子，耦接於該第二公共端。
  10. 如請求項7所述之功率轉換電路，更包含：一第二電容單元，包含：一第三電容，與該第二開關單元並聯以形成一第二電容-開關並聯結構；以及一第四電容，其中該第四電容之容值至少大於該第 三電容之容值的十倍；以及一第二電流採樣單元，與該第二電容-開關並聯結構串聯以形成一第二電容-採樣單元串聯結構，該第二電容-採樣單元串聯結構與該第四電容並聯，其中該第二電流採樣單元用以檢測該第三開關與該第四開關的其中至少一者之電流。
  11. 如請求項10所述之功率轉換電路，其中該第一電容及該第三電容各自包含一薄膜電容及一陶瓷電容的其中至少一者。
  12. 如請求項10所述之功率轉換電路，其中該第二電容及該第四電容各自包含一電解電容。
  13. 如請求項10所述之功率轉換電路，其中該第二電容-開關並聯結構包含一第一端以及一第二端，其中該第四電容包含一第一端以及一第二端；其中該第二電流採樣單元包含：一第三電流採樣元件，耦接於該第二電容-開關並聯結構的該第一端與該第四電容的該第一端之間；以及一第四電流採樣元件，耦接於該第二電容-開關並聯結構的該第二端與該第四電容的該第二端之間。
  14. 如請求項13所述之功率轉換電路，其中該第一電流採樣元件至該第四電流採樣元件包含一電流互感器及一採樣電阻的其中至少一者。
  15. 如請求項1所述之功率轉換電路，其中該第一電流採樣單元包含一電流採樣元件，該第一電容-開關並聯結構包含一第一端以及一第二端，該第二電容包含一第一端以及一第二端，該電流採樣元件耦接於該第一電容-開關並聯結構的該第二端與該第二電容的該第二端之間，該儲能單元之該輸入端用以接收該輸入電源，該第二電容耦接於該負載。
  16. 如請求項1所述之功率轉換電路，其中該第一電流採樣單元包含一電流採樣元件，該第一電容-開關並聯結構包含一第一端以及一第二端，該第二電容包含一第一端以及一第二端，該電流採樣元件耦接於該第一電容-開關並聯結構的該第一端與該第二電容的該第一端之間，該儲能單元之該輸入端耦接於該負載，該第二電容用以接收該輸入電源。
  17. 如請求項1所述之功率轉換電路，其中該轉換器包含一半橋電路、一圖騰柱(Totem-Pole)電路、一全橋電路、一T型三電平電路及一I型三電平電路的其中至少一 者。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105375740B (zh) * 2014-09-01 2018-01-30 台达电子工业股份有限公司 功率转换电路
TWI590555B (zh) 2016-09-29 2017-07-01 台達電子工業股份有限公司 電源轉換裝置、供電系統及其控制方法
CN108092533B (zh) * 2017-12-25 2019-10-29 阳光电源股份有限公司 一种多电平无损吸收电路以及光伏发电系统
CN111490678A (zh) * 2019-01-29 2020-08-04 维谛技术有限公司 一种电压变换电路及电子设备
CN115694206B (zh) * 2022-10-31 2024-07-09 重庆星座汽车科技有限公司 一种分流式变换器电路

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5982160A (en) * 1998-12-24 1999-11-09 Harris Corporation DC-to-DC converter with inductor current sensing and related methods
US6370047B2 (en) * 2000-03-10 2002-04-09 Power-One, Inc. Dual input range power supply using two series or parallel connected converter sections with automatic power balancing
US6424129B1 (en) * 2001-08-21 2002-07-23 Semtech Corporation Method and apparatus for accurately sensing output current in a DC-to-DC voltage converter
US6812677B2 (en) * 2001-08-21 2004-11-02 Intersil Americas Inc. Thermally compensated current sensing of intrinsic power converter elements
TWI231643B (en) * 2003-09-05 2005-04-21 Shindengen Electric Mfg Switching power supply
KR100759897B1 (ko) * 2006-08-02 2007-09-18 삼성전자주식회사 전류 검출 회로 및 방법
TW200923631A (en) * 2007-11-22 2009-06-01 Inventec Corp Apparatus and method for adjusting working frequency of VRD by detecting current
US8120346B2 (en) * 2007-12-11 2012-02-21 Infineon Technologies Austria Ag Methods and apparatus for current sensing
EP2075909A3 (en) 2007-12-26 2016-10-12 TPO Displays Corp. Current sampling method and circuit
TWI433592B (zh) 2010-12-16 2014-04-01 Monolithic Power Systems Inc 驅動多串發光二極體的裝置、方法及其液晶顯示設備
JP2013236428A (ja) * 2012-05-07 2013-11-21 Sanken Electric Co Ltd 直流変換装置
TWI482410B (zh) * 2012-06-28 2015-04-21 Niko Semiconductor Co Ltd 多相直流對直流電源轉換裝置
CN102904457B (zh) * 2012-08-29 2015-05-27 华为技术有限公司 高频开关电源和高频电流检测方法
CN203056949U (zh) * 2012-11-30 2013-07-10 西安智海电力科技有限公司 Led芯片用高效率输出供电适配电路
CN203101479U (zh) 2013-01-08 2013-07-31 美的集团股份有限公司 一种电流检测电路
TW201525673A (zh) * 2013-12-27 2015-07-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 充斷電控制系統
JPWO2015136592A1 (ja) * 2014-03-10 2017-04-06 富士電機株式会社 電流検出器及び電力変換装置
US9391518B2 (en) * 2014-06-11 2016-07-12 Semiconductor Components Industries, Llc Current sensing circuit for switching power converters
CN105375740B (zh) * 2014-09-01 2018-01-30 台达电子工业股份有限公司 功率转换电路
CN106159992B (zh) * 2015-04-28 2019-02-12 台达电子企业管理（上海）有限公司 电力供应系统及电力变换装置

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