TWI575857B

TWI575857B - 升壓型直流轉換器

Info

Publication number: TWI575857B
Application number: TW103130353A
Authority: TW
Inventors: 潘晴財; 陳定崙
Original assignee: 映興電子股份有限公司
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2017-03-21
Also published as: TW201611493A

Description

升壓型直流轉換器

本發明為一種與直流轉換器有關，特別尤指一種升壓型直流轉換器。

升壓型直流轉換器被廣泛應用於低壓升高壓之應用場合[1-3]，但由於切換式電源供應器使用開關切換，故會造成電流漣波與電壓漣波，而傳統升壓型轉換器[4]雖可達成升壓目的，但有輸出電流為脈衝式之缺點，於開關切換周期內，會有一段時間負載僅由輸出電容供電之缺點，造成輸出端電磁干擾與較大輸出電壓漣波。

為改善傳統型升壓轉換器之缺點，有文獻提出將傳統升壓型轉換器做成多相(Phase)並以交錯式切換[5-7]，以兩相交錯式切換為例，使轉換器於第一相二極體截止時，第二相電感經由二極體供電給負載，解決脈衝式輸出電流之缺點，但會造成元件數大幅增加，各相均流也須納入考慮，因此有文獻提出超級升壓轉換器[8-9]，於傳統型升壓轉換器輸出側多加一電感與電容，來達到輸出電流連續，解決傳統升壓型轉換器於輸出側使用二極體導致無全週期有能量傳遞路徑，但其輸出電壓漣波仍有過大之問題，而另一文獻提出漣波電流消除電路與原電路結合[10]，其特性為利用形成一與漣波電流反向對消之電流，以達到低漣波電流之特性，但使用到藕合電感型之漣波消除電路[11-14]，其漏感會造成轉換器額外再加入兩電感與兩電容，利用漣波電流消除電路概念，使輸出電流漣波降低，雖將電感整合成積體電路，但缺點為漏感造成之影響與需使用較大容值之電容[15]。

KY轉換器[16]，電路輸出側以電感與負載、輸出電容連接，達到輸出電流連續與輸出電壓漣波較低，但電壓漣波仍不足夠小，且該轉換器使用較多主動開關與升壓增益相較傳統升壓型轉換器還要差，故有文獻提出改善KY轉換器電壓增益[17]，但為提升該轉換器電壓增益，相較傳統升壓型轉換器需額外增加一個開關、二極體、電感與電容，造成元件數過多，並且輸出電流漣波仍有過大之缺點。

【參考文獻】

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[15] Y. Gu, D. Zhang, and Z. Zhao, “Input/Output Current Ripple Cancellation Magnetic Technique,” Power Electronics, IEEE Transactions on, vol. PP, pp. 1-1, 2014.

[16] K. I. Hwu and Y. H. Chen, “Bidirectional control of inverse KY converter,” in Industrial Electronics, 2009. ISIE 2009. IEEE International Symposium on, 2009, pp. 809-812.

[17] K. I. Hwu and Y. T. Yau, “A KY Boost Converter,” Power Electronics, IEEE Transactions on, vol. 25, pp. 2699-2703, 2010.

因此，本發明之目的即針對改進上述既有方法的缺點而提供一種升壓型直流轉換器(Step Up DC Converter)，本轉換器視其第二電感位於輸入側或輸出側可達到近零輸入電流漣波或近乎零輸出電壓漣波，且具有架構簡單、控制容易、全週期皆有能量從輸入端傳送至輸出端之特點。

一種升壓型直流轉換器，適用於電性連接在一具有一正極及一負極的直流電壓源，與一具有一第一負載端及一第二負載端的負載之間，該升壓型直流轉換器包含：一第一電感，具有一電性連接該直流電壓源之正極且形成一第一節點的第一電感第一端，及一第一電感第二端；一輔助電容，具有一電性連接該第一節點的輔助電容第一端，及一輔助電容第二端；一二極體，具有一與該輔助電容第二端電性連接並形成一第二節點的二極體陰極，及一與該第一電感第二端電性連接並形成一第三節點的二極體陽極；一主動開關，具有一電性連接該第三節點的第一開關端，一受控制與該第一開關端電性導通或斷路的第二開關端，該第二開關端與該直流電壓源之負極電性連接並形成一第四節點；一第二電感，具有一電性連接至該第二節點的第二電感第一端，及一第二電感第二端；一輸出電容，具有一與該第二電感第二端、該第一負載端電性連接的輸出電容第一端，及一與該第四節點、及該第二負載端電性連接的輸出電容第二端。

其中，該主動開關、該二極體及該第一電感可擴充至n 相(Phase)，n為一正整數，其第n相(Phase)包括有：一第n相(Phase)主動開關，具有一第n相(Phase)開關第一端，及一第n相(Phase)開關第二端，該第n相(Phase)開關第二端電性連接於該第四節點；一第n相(Phase)二極體，具有一第n相(Phase)陰極，及一第n相(Phase)陽極，該第n相(Phase)陰極電性連接於該第二節點，該第n相(Phase)陽極與該第n相(Phase)開關第一端電性連接，並形成一第n相(Phase)第三節點；一第n相(Phase)第一電感，具有一第n相(Phase)電感第一端，及一第n相(Phase)電感第二端，該第n相(Phase)電感第一端電性連接於該第一節點，該第n相(Phase)電感第二端電性連接於該第n相(Phase)第三節點。

本發明提供另一種升壓型直流轉換器，適用於電性連接在一具有一正極及一負極的直流電壓源，與一具有一第一負載端及一第二負載端的負載之間，該升壓型直流轉換器包含：一第一電感，具有一電性連接該直流電壓源之正極並形成一第一節點的第一電感第一端，及一第一電感第二端；一輔助電容，具有一電性連接該第一節點的輔助電容第一端，及一輔助電容第二端；一二極體，具有一與該輔助電容第二端電性連接並形成一第二節點的二極體陰極，及一與該第一電感第二端電性連接並形成一第三節點的二極體陽極；一主動開關，具有一電性連接該第三節點的第一開關端，一受控制與該第一開關端電性導通或斷路的第二開關端，該第二開關端與該直流電壓源之負極電性連接並形成一第四節點；一第二電感，具有一電性連接至該第四節點的第二電感第一端，及一第二電感第二端；一輸出電容，具有一與該第二節點、及該第一負載端電性連接的輸出電容第一端，及一與該第二電感第二端，及該第二負載端電性連接的輸出電容第二端。

其中，該主動開關、該二極體及該第一電感可擴充至n相(Phase)，n為一正整數，其第n相(Phase)包括有：一第n相(Phase)主動開關，具有一第n相(Phase)開關第一端，及一第n相(Phase)開關第二端，該第n相(Phase)開關第二端電性連接於該第四節點；一第n相(Phase)二極體，具有一第n相(Phase)陰極，及一第n相(Phase)陽極，該第n相(Phase)陰極電性連接於該第二節點，該第n相(Phase)陽極與該第n相(Phase)開關第一端電性連接，並形成一第n相(Phase)第三節點；一第n相(Phase)第一電感，具有一第n相(Phase)電感第一端，及一第n相(Phase)電感第二端，該第n相(Phase)電感第一端電性連接於該第一節點，該第n相(Phase)電感第二端電性連接於該第n相(Phase)第三節點。

本發明提供另一種升壓型直流轉換器，適用於電性連接在一具有一正極及一負極的直流電壓源，與一具有一第一負載端及一第二負載端的負載之間，該升壓型直流轉換器包含：一主動開關，具有一電性連接於該直流電壓源正極並形成一第一節點的第一開關端，一受控制與該第一開關端電性導通或斷路的第二開關端；一第一電感，具有一電性連接該直流電壓源負極並形成一第二節點的第一電感第一端，及一電性連接於該第二開關端且形成一第三節點的第一電感第二端；一輔助電容，具有一電性連接該第二節點的輔助電容第一端，及一輔助電容第二端；一二極體，具有一與該第三節點電性連接的二極體陰極，及一與該輔助電容第二端電性連接並形成一第四節點的二極體陽極；一第二電感，具有一電性連接至該第一節點的第二電感第一端，及一第二電感第二端；一輸出電容，具有一與該第二電感第二端，及與該第一負載端電性連接的輸出電容第一端，及一與該第四節點，及與該第二負載端電性連接的輸出電容第二端。

其中，該主動開關、該二極體及該第一電感可擴充至n相(Phase)，n為一正整數，其第n相(Phase)包括有：一第n相(Phase)主動開關，具有一第n相(Phase)開關第一端，及一第n相(Phase)開關第二端，該第n相(Phase)開關第一端電性連接於該第一節點；一第n相(Phase)二極體，具有一第n相(Phase)陰極，及一第n相(Phase)陽極，該第n相(Phase)陰極與該第n相(Phase)開關第二端電性連接，並形成一第n相(Phase)第三節點，該第n相(Phase)陽極電性連接於該第四節點；一第n相(Phase)第一電感，具有一第n相(Phase)電感第一端，及一第n相(Phase)電感第二端，該第n相(Phase)電感第一端電性連接於該第二節點，該第n相(Phase)電感第二端電性連接於該第n相(Phase)第三節點。

本發明提供另一種升壓型直流轉換器，適用於電性連接在一具有一正極及一負極的直流電壓源，與一具有一第一負載端及一第二負載端的負載之間，該升壓型直流轉換器包含：一主動開關，具有一電性連接於該直流電壓源正極並形成一第一節點的第一開關端，一受控制與該第一開關端電性導通或斷路的第二開關端；一第一電感，具有一電性連接該直流電壓源負極且形成一第二節點的第一電感第一端，及一電性連接於該第二開關端且形成一第三節點的第一電感第二端；一輔助電容，具有一電性連接該第二節點的輔助電容第一端，及一輔助電容第二端；一二極體，具有一與該第三節點電性連接的二極體陰極，及一與該輔助電容第二端電性連接並形成一第四節點的二極體陽極；一第二電感，具有一電性連接至該第四節點的第二電感第一端，及一第二電感第二端；一輸出電容，具有一與該第一節點，及與該第一負載端電性連接的輸出電容第一端，及一與該第二電感第二端，及與該第二負載端電性連接的輸出電容第二端。

本發明提供另一種升壓型直流轉換器，適用於電性連接在一具有一正極及一負極的直流電壓源，與一具有一第一負載端及一第二負載端的負載之間，該升壓型直流轉換器包含：一第一電感，具有一電性連接於該直流電壓源正極且形成一第一節點的第一電感第一端，及一第一電感第二端；一輔助電容，具有一與該第一節點電性連接的輔助電容第一端，及一輔助電容第二端；一二極體，具有一與該輔助電容第二端電性連接並形成一第二節點的二極體陰極，及一與該第一電感第二端電性連接並形成一第三節點的二極體陽極；一主動開關，具有一電性連接於該第三節點的第一開關端，一受控制與該第一開關端電性導通或斷路的第二開關端；一第二電感，具有一電性連接至該直流電壓源負極的第二電感第一端，及一電性連接於該第二開關端並形成一第四節點的第二電感第二端；一輸出電容，具有一與該第二節點，及與該第一負載端電性連接的輸出電容第一端，及一與該第四節點，及與該第二負載端電性連接的輸出電容第二端。

本發明提供另一種升壓型直流轉換器，適用於電性連接在一具有一正極及一負極的直流電壓源，與一具有一第一負載端及一第二負載端的負載之間，該升壓型直流轉換器包含：一第二電感，具有一電性連接至該直流電壓源正極的第二電感第一端，及一第二電感第二端；一輔助電容，具有一與該第二電感第二端電性連接並形成一第一節點的輔助電容第一端，及一輔助電容第二端；一第一電感，具有一電性連接於該第一節點的第一電感第一端，及一第一電感第二端；一二極體，具有一與該輔助電容第二端電性連接並形成一第二節點的二極體陰極，及一與該第一電感第二端電性連接並形成一第三節點的二極體陽極；一主動開關，具有一電性連接於該第三節點的第一開關端，一受控制與該第一開關端電性導通或斷路的第二開關端，該第二開關端電性連接於該直流電壓源負極並形成一第四節點；一輸出電容，具有一與該第二節點，及與該第一負載端電性連接的輸出電容第一端，及一與該第四節點，及與該第二負載端電性連接的輸出電容第二端。

本發明提供另一種升壓型直流轉換器，適用於電性連接在一具有一正極及一負極的直流電壓源，與一具有一第一負載端及一第二負載端的負載之間，該升壓型直流轉換器包含：一第二電感，具有一電性連接至該直流電壓源正極的第二電感第一端，及一第二電感第二端；一主動開關，具有一電性連接於該第二電感第二端且形成一第一節點的第一開關端，一受控制與該第一開關端電性導通或斷路的第二開關端；一第一電感，具有一電性連接於該直流電壓源負極且形成一第二節點的第一電感第一端，及一電性連接於該第二開關端且形成一第三節點的第一電感第二端；一二極體，具有一與該第三節點電性連接的二極體陰極，及一二極體陽極；一輔助電容，具有一與該第二節點電性連接的輔助電容第一端，及一與該二極體陽極電性連接且形成一第四節點的輔助電容第二端；一輸出電容，具有一與該第一節點，及與該第一負載端電性連接的輸出電容第一端，及一與該第四節點，及與該第二負載端電性連接的輸出電容第二端。

本發明提供另一種升壓型直流轉換器，適用於電性連接在一具有一正極及一負極的直流電壓源，與一具有一第一負載端及一第二負載端的負載之間，該升壓型直流轉換器包含：一第二電感，具有一電性連接至該直流電壓源負極的第二電感第一端，及一第二電感第二端；一主動開關，具有一電性連接於該直流電壓源正極且形成一第一節點的第一開關端，一受控制與該第一開關端電性導通或斷路的第二開關端；一第一電感，具有一電性連接於該第二電感第二端且形成一第二節點的第一電感第一端，及一電性連接於該第二開關端且形成一第三節點的第一電感第二端；一輔助電容，具有一與該第二節點電性連接的輔助電容第一端，及一輔助電容第二端；一二極體，具有一與該第三節點電性連接的二極體陰極，及一與該輔助電容第二端電性連接且形成一第四節點的二極體陽極；一輸出電容，具有一與該第一節點，及與該第一負載端電性連接的輸出電容第一端，及一與該第四節點，及與該第二負載端電性連接的輸出電容第二端。

本發明之升壓型直流轉換器其最大特點在於第二電感電流漣波非常小，當第二電感位於輸出側時其輸出電壓漣波遠低於一般升壓型轉換器之漣波，並具有近乎零輸出電壓漣波特性，而當第二電感位於輸入側時，其輸入電流漣波可近乎零輸入電流漣波，且具有架構簡單、控制容易、全週期皆有能量從輸入端傳送至輸出端之特點。

S‧‧‧主動開關

S₁‧‧‧第一開關端

S₂‧‧‧第二開關端

S_n‧‧‧第n相(Phase)主動開關

S_n1‧‧‧第n相(Phase)開關第一端

S_n2‧‧‧第n相(Phase)開關第二端

D_a‧‧‧二極體

D_a+‧‧‧二極體陽極

D_a-‧‧‧二極體陰極

D_an‧‧‧第n相(Phase)二極體

D_an+‧‧‧第n相(Phase)陽極

D_an-‧‧‧第n相(Phase)陰極

L₁‧‧‧第一電感

L₁₁‧‧‧第一電感第一端

L₁₂‧‧‧第一電感第二端

L_1n‧‧‧第n相(Phase)第一電感

L_1n1‧‧‧第n相(Phase)電感第一端

L_1n2‧‧‧第n相(Phase)電感第二端

C_A‧‧‧輔助電容

C_A1‧‧‧輔助電容第一端

C_A2‧‧‧輔助電容第二端

C_o‧‧‧輸出電容

C_o1‧‧‧輸出電容第一端

C_o2‧‧‧輸出電容第二端

L₂‧‧‧第二電感

L₂₁‧‧‧第二電感第一端

L₂₂‧‧‧第二電感第二端

R_L‧‧‧負載

R_L1‧‧‧第一負載端

R_L2‧‧‧第二負載端

V_in‧‧‧直流電壓源

V_in+‧‧‧正極

V_in-‧‧‧負極

N₁‧‧‧第一節點

N₂‧‧‧第二節點

N₃‧‧‧第三節點

N_3n‧‧‧第n相(Phase)第三節點

N₄‧‧‧第四節點

V_GS‧‧‧主動開關控制電壓

V_DS‧‧‧第一開關端與第二開關端間電壓

(V_in+V_cA-V_o)x50‧‧‧第二電感上的跨壓放大50倍檢視

(V_in+V_cA-V_o)x10³‧‧‧第二電感上的跨壓放大1000倍檢視

I_s‧‧‧主動開關電流

V_Da‧‧‧二極體電壓

I_Da‧‧‧二極體電流

I_in‧‧‧輸入電流

V_CA‧‧‧輔助電容電壓

V_CAx50‧‧‧輔助電容電壓放大50倍檢視

V_CAx800‧‧‧輔助電容電壓放大800倍檢視

I_CA‧‧‧輔助電容電流

P_CA‧‧‧輔助電容功率

V_O‧‧‧輸出電壓

V_ox10³‧‧‧輸出電壓放大1000倍檢視

V_ox10⁴‧‧‧輸出電壓放大10000倍檢視

I_Co‧‧‧輸出電容電流

I_Cox10²‧‧‧輸出電容電流放大100倍檢視

I_Cox500‧‧‧輸出電容電流放大500倍檢視

P_Cox10²‧‧‧輸出電容功率放大100倍檢視

P_Cox200‧‧‧輸出電容功率放大200倍檢視

V_in+V_CA-V_o‧‧‧第二電感上的跨壓

V_L1‧‧‧第一電感電壓

I_L1‧‧‧第一電感電流

I_L1x10‧‧‧第一電感電流放大10倍檢視

P_L1‧‧‧第一電感功率

V_L2‧‧‧第二電感電壓

V_L2x50‧‧‧第二電感電壓放大50倍檢視

V_L2x10³‧‧‧第二電感電壓放大1000倍檢視

I_L2‧‧‧第二電感電流

I_L2 x10‧‧‧第二電感電流放大10倍檢視

I_L2x10²‧‧‧第二電感電流放大100倍檢視

P_L2x10²‧‧‧第二電感功率放大100倍檢視

P_L2x10³‧‧‧第二電感功率放大1000倍檢視

圖1 本發明之升壓型直流轉換器實施例一電路架構圖。

圖2 本發明之升壓型直流轉換器實施例一之n相(Phase)擴充電路架構圖。

圖3 本發明之升壓型直流轉換器實施例一於連續導通模式之模式一等效電路圖。

圖4 本發明之升壓型直流轉換器實施例一於連續導通模式之模式二等效電路圖。

圖5 本發明之升壓型直流轉換器實施例一於連續導通模式之各元件電壓、電流與功率波形圖。

圖6(A) 本發明之升壓型直流轉換器實施例一於不連續導通模式一輸出電容儲能之等效電路圖。

圖6(B) 本發明之升壓型直流轉換器實施例一於不連續導通模式一輸出電容釋能之等效電路圖。

圖7 本發明之升壓型直流轉換器實施例一於不連續導通模式二等效電路圖。

圖8 本發明之升壓型直流轉換器實施例一於不連續導通模式三等效電路圖。

圖9 本發明之升壓型直流轉換器實施例一於不連續導通模式之各元件電壓、電流與功率波形圖。

圖10 本發明之升壓型直流轉換器實施例二電路架構圖。

圖11 本發明之升壓型直流轉換器實施例二之n相(Phase)擴充電路架構圖。

圖12 本發明之升壓型直流轉換器實施例三電路架構圖。

圖13 本發明之升壓型直流轉換器實施例三之n相(Phase)擴充電路架構圖。

圖14 本發明之升壓型直流轉換器實施例四電路架構圖。

圖15 本發明之升壓型直流轉換器實施例四之n相(Phase)擴充電路架構圖。

圖16 本發明之升壓型直流轉換器實施例五電路架構圖。

圖17 本發明之升壓型直流轉換器實施例五之n相(Phase)擴充電路架構圖。

圖18 本發明之升壓型直流轉換器實施例六電路架構圖。

圖19 本發明之升壓型直流轉換器實施例六之n相(Phase)擴充電路架構圖。

圖20 本發明之升壓型直流轉換器實施例七電路架構圖。

圖21 本發明之升壓型直流轉換器實施例七之n相(Phase)擴充電路架構圖。

圖22 本發明之升壓型直流轉換器實施例八電路架構圖。

圖23 本發明之升壓型直流轉換器實施例八之n相(Phase)擴充電路架構圖。

參閱圖1為本發明之升壓型直流轉換器實施例一電路架構圖，該升壓型直流轉換器，適用於電性連接在一具有一正極Vin+及一負極Vin-的直流電壓源Vin，與一具有一第一負載端R_L1及一第二負載端R_L2的負載R_L之間，該升壓型直流轉換器主要係由一第一電感L₁、一輔助電容C_A、一二極體Da、一主動開關S、一第二電感L₂、及一輸出電容C_o所組成，其中：該第一電感L₁，具有一電性連接於該直流電壓源Vin之正極Vin+並形成一第一節點N₁的第一電感第一端L₁₁，及一第一電感第二端L₁₂。

該輔助電容C_A，具有一電性連接於該第一節點N1的輔助電容第一端C_A1，及一輔助電容第二端C_A2。

該二極體D_a，具有一與該輔助電容第二端C_A2電性連接並形成一第二節點的二極體陰極D_a-，及一與該第一電感第二端L₁₂電性連接並形成一第三節點N₃的二極體陽極D_a+。

該主動開關S，具有一電性連接該第三節點N₃的第一開關端S₁，一受控制與該第一開關端S₁電性導通或斷路的第二開關端S₂，該第二開關端S₂與該直流電壓源V_in之負極V_in-電性連接並形成一第四節點N₄。

該第二電感L₂，具有一電性連接至該第二節點N₂的第二電感第一端L₂₁，及一第二電感第二端L₂₂。

該輸出電容C_o，具有一與該第二電感第二端L₂₂、該第一負載端R_L1電性連接的輸出電容第一端C_o1，及一與該第四節點N₄、第二負載端R_L2電性連接的輸出電容第二端C_o2。

參閱圖2為本發明之升壓型直流轉換器實施例一之n相(Phase)擴充電路架構圖，其中，該主動開關S、該二極體D_a及該第一電感L₁可擴充至n相(Phase)，n為一正整數，其第n相(Phase)包括有：一第n相(Phase)主動開關S_n，具有一第n相(Phase)開關第一端S_n1，及一第n相(Phase)開關第二端S_n2，該第n相(Phase)開關第二端S_n2電性連接於該第四節點N₄；一第n相(Phase)二極體D_an，具有一第n相(Phase)二極體陰極D_an-，及一第n相(Phase)二極體陽極D_an+，該第n相(Phase)二極體陰極D_an-電性連接於該第二節點N₂，該第n相(Phase)二極體陽極D_an+與該第n相(Phase)開關第一端S_n1電性連接，並形成一第n相(Phase)第三節點N_3n；一第n相(Phase)第一電感端L_1n，具有一第n相(Phase)第一電感第一端L_1n1，及一第n相(Phase)第一電感第二端L_1n2，該第n相(Phase)第一電感第一端L_1n1電性連接於該第一節點N₁，該第n相(Phase)第一電感第二端L_1n2電性連接於該第n相(Phase)第三節點N_3n。

其中，該第n相(Phase)主動開關S_n控制方式，為可交錯式或同步導通或切斷。

參閱圖3為本發明之升壓型直流轉換器實施例一於連續導通模式之模式一等效電路圖，在模式一t₀ t<t₁下，主動開關S導通，直流電壓源V_in對第一電感L₁儲能，同時間，直流電壓源V_in對輔助電容C_A經由第二電感L₂一起供給能量給負載R_L與輸出電容C_o。

參閱圖4為本發明之升壓型直流轉換器實施例一於連續導通模式之模式二等效電路圖，在模式二t₁ t<T_s下，主動開關S截止，二極體D_a導通，第一電感L_I將於模式一時儲存之能量，於此模式下與直流電壓源V_in，經由二極體D_a與第二電感L₂一起將能量傳送至負載R_L端，此時輸出電容C_o也一起對負載R_L供給能量，在此模式，同時第一電感L₁亦將部分能量輸送至輔助電容C_A進行儲能。

參閱圖5為本發明之升壓型直流轉換器實施例一於連續導通模式之各元件電壓、電流與功率波形圖，DTs段為電路於模式一t₀ t<t₁下之變化情形，T_s-DT_s段為電路於模式二t₁ t<T_s下之變化情形，在連續導通模式下，同時輸入直流電壓源Vin與第一電感L_I將部分能量對輔助電容C_A進行儲能，在模式一與模式二時，第二電感L₂跨壓同為V_in+V_CA-V_o，相較於一般轉換器於不同模式下，電感跨壓不相同，本創作升壓型直流轉換器中第二電感L₂之跨壓V_in+V_CA-V_o僅為甚小之漣波電壓，因此可達到第二電感電流I_L2漣波較小與輸出電壓V_o近乎為一直流成分，達到輸出電壓V_o漣波極小。

參閱圖6(A)為本發明之升壓型直流轉換器實施例一於不連續導通模式一輸出電容儲能之等效電路圖，參閱圖6(B)為本發明之升壓型直流轉換器實施例一於不連續導通模式一輸出電容釋能之等效電路圖，在模式一t₀ t<t₁下，主動開關S導通，直流電壓源V_in對第一電感L₁儲能，同時間，直流電壓源Vin和輔助電容C_A經由第二電感L₂一起將能量傳送至負載R_L端，當第二電感電流I_L2下降至比平均輸出電流小時，輸出電容C_o會從一開始儲能轉變成對負載R_L釋能。

參閱圖7為本發明之升壓型直流轉換器實施例一於不連續導通模式二等效電路圖，在模式二t₁ t<t₂下，主動開關S截止，二極體Da導通，第一電感L₁將於模式一時儲存之能量，於此模式下與直流電壓源V_in，經由二極體D_a與第二電感L₂一起將能量傳送至負載R_L端，此時輸出電容C_o也一起對負載R_L供給能量，在此模式，另一能量迴路為第一電感L₁將部分能量對輔助電容C_A進行儲能。

參閱圖8為本發明之升壓型直流轉換器實施例一於不連續導通模式三等效電路圖，在模式三t₂ t<T_s下，第一電感L₁能量已經釋放到零，僅剩下一能量傳遞迴路，為直流電壓源V_in和輔助電容C_A經由第二電感L₂一起供給能量給輸出電容C_o與負載R_L使用，以維持輸出電壓V_o。

參閱圖9為本發明之升壓型直流轉換器實施例一於不連續導通模式之各元件電壓、電流與功率波形圖，橫軸t表時間，縱軸為於電路上各元件之電壓或電流於上述各模式下之變化情形，DT_s段為電路於模式一t₀ t<t₁下之變化情形，D₁T_s段為電路於模式二t₁ t<t₂下之變化情形，T_s-(DT_s+D₁T_s)段為電路於模式三t₂ t<T_s之變化情形，可看見輸出電壓V_o於各模式下皆幾乎維持於一定值，且第二電感電流I_L2波形近乎為一直流成分，達到輸出電壓V_o漣波極小。

參閱圖10為本發明之升壓型直流轉換器實施例二電路架構圖，其功效同於實施例一，故不再贅述；一種升壓型直流轉換器，適用於電性連接在一具有一正極V_in+及一負極V_in-的直流電壓源V_in，與一具有一第一負載端R_L1及一第二負載端R_L2的負載RL之間，該升壓型直流轉換器包含：一第一電感L₁，具有一電性連接該直流電壓源V_in之正極V_in+並形成一第一節點N₁的第一電感第一端L₁₁，及一第一電感第二端L₁₂；一輔助電容C_A，具有一電性連接該第一節點N₁的輔助電容第一端C_A1，及一輔助電容第二端C_A2；一二極體D_a，具有一與該輔助電容第二端C_A2電性連接並形成一第二節點N₂的二極體陰極D_a-，及一與該第一電感第二端L₁₂電性連接並形成一第三節點N₃的二極體陽極D_a+；一主動開關S，具有一電性連接該第三節點N₃的第一開關端S₁，一受控制與該第一開關端S₁電性導通或斷路的第二開關端S₂，該第二開關端S₂與該直流電壓源V_in之負極V_in-電性連接並形成一第四節點N₄；一第二電感L₂，具有一電性連接至該第四節點N₄的第二電感第一端L₂₁，及一第二電感第二端L₂₂；一輸出電容C_O，具有一與該第二節點N₂、及該第一負載端R_L1電性連接的輸出電容第一端C_O1，及一與該第二電感第二端L₂₂，及該第二負載端R_L2電性連接的輸出電容第二端C_O2。

參閱圖11為本發明之升壓型直流轉換器實施例二之n相(Phase)擴充電路架構圖，其中，該主動開關S、該二極體D_a及該第一電感L₁可擴充至n相(Phase)，n為一正整數，其第n相(Phase)包括有：一第n相(Phase)主動開關S_n，具有一第n相(Phase)開關第一端S_n1，及一第n相(Phase)開關第二端S_n2，該第n相(Phase)開關第二端S_n2電性連接於該第四節點N₄；一第n相(Phase)二極體D_an，具有一第n相(Phase)陰極D_an-，及一第n相(Ph_ase)陽極D_an+，該第n相(Phase)陰極D_an-電性連接於該第二節點 N₂，該第n相(Phase)陽極D_an+與該第n相(Phase)開關第一端S_n1電性連接，並形成一第n相(Phase)第三節點N_3n；一第n相(Phase)第一電感L_1n，具有一第n相(Phase)電感第一端L_1n1，及一第n相(Phase)電感第二端L_1n2，該第n相(Phase)電感第一端L_1n1電性連接於該第一節點N₁，該第n相(Phase)電感第二端L_1n2電性連接於該第n相(Phase)第三節點N_3n。

參閱圖12為本發明之升壓型直流轉換器實施例三電路架構圖，其功效同於實施例一，故不再贅述；一種升壓型直流轉換器，適用於電性連接在一具有一正極V_in+及一負極V_in-的直流電壓源V_in，與一具有一第一負載端R_L1及一第二負載端R_L2的負載R_L之間，該升壓型直流轉換器包含：一主動開關S，具有一電性連接於該直流電壓源V_in正極V_in+並形成一第一節點N₁的第一開關端S₁，一受控制與該第一開關端S₁電性導通或斷路的第二開關端S₂；一第一電感L₁，具有一電性連接該直流電壓源V_in負極V_in-並形成一第二節點N₂的第一電感第一端L₁₁，及一電性連接於該第二開關端S₂且形成一第三節點N₃的第一電感第二端L₁₂；一輔助電容C_A，具有一電性連接該第二節點N₂的輔助電容第一端C_A1，及一輔助電容第二端C_A2；一二極體D_a，具有一與該第三節點N₃電性連接的二極體陰極D_a-，及一與該輔助電容第二端C_A2電性連接並形成一第四節點N₄的二極體陽極D_a+；一第二電感L₂，具有一電性連接至該第一節點N₁的第二電感第一端L₂₁，及一第二電感第二端L₂₂；一輸出電容C_O，具有一與該第二電感第二端L₂₂，及與該第一負載端R_L1電性連接的輸出電容第一端C_O1，及一與該第四節點N₄，及與該第二負載端R_L2電性連接的輸出電容第二端C_O2。

參閱圖13為本發明之升壓型直流轉換器實施例三之n相(Phase)擴充電路架構圖，其中，該主動開關S、該二極體D_a及該第一電感L₁可擴充至n相(Phase)，n為一正整數，其第n相(Phase)包括有：一第n相(Phase)主動開關S_n，具有一第n相(Phase)開關第一端S_n1，及一第n相(Phase)開關第二端S_n2，該第n相(Phase)開關第一端S_n1電性連接於該第一節點N₁；一第n相(Phase)二極體D_an，具有一第n相(Phase)陰極D_an-，及一第n相(Phase)陽極D_an+，該第n相(Phase)陰極D_an-與該第n相(Phase)開關第二端S_n2電性連接，並形成一第n相(Phase)第三節點N_3n，該第n相(Phase)陽極D_an+電性連接於該第四節點N₄；一第n相(Phase)第一電感L_1n，具有一第n相(Phase)電感第一端L_1n1，及一第n相(Phase)電感第二端L_1n2，該第n相(Phase)電感第一端L_1n1電性連接於該第二節點N₂，該第n相(Phase)電感第二端L_1n2電性連接於該第n相(Phase)第三節點N_3n。

參閱圖14為本發明之升壓型直流轉換器實施例四電路架構圖，其功效同於實施例一，故不再贅述；一種升壓型直流轉換器，適用於電性連接在一具有一正極V_in+及一負極V_in-的直流電壓源V_in，與一具有一第一負載端R_L1及一第二負載端R_L2的負載R_L之間，該升壓型直流轉換器包含：一主動開關S，具有一電性連接於該直流電壓源V_in正極V_in+並形成一第一節點N₁的第一開關端S₁，一受控制與該第一開關端S1電性導通或斷路的第二開關端S₂；一第一電感L₁，具有一電性連接該直流電壓源V_in負極V_in-且形成一第二節點N₂的第一電感第一端L₁₁，及一電性連接於該第二開關端S₂且形成一第三節點N₃的第一電感第二端L₁₂；一輔助電容C_A，具有一電性連接該第二節點N₂的輔助電容第一端C_A1，及一輔助電容第二端C_A2；一二極體D_a，具有一與該第三節點N3電性連接的二極體陰極D_a-，及一與該輔助電容第二端C_A2電性連接並形成一第四節點N₄的二極體陽極D_a+；一第二電感L₂，具有一電性連接至該第四節點N₄的第二電感第一端L₂₁，及一第二電感第二端L₂₂；一輸出電容C_O，具有一與該第一節點N₁，及與該第一負載端R_L1電性連接並形成一第四節點N₄的輸出電容第一端C_O1，及一與該第二電感第二端L₂₂，及與該第二負載端R_L2電性連接的輸出電容第二端C_O2。

參閱圖15為本發明之升壓型直流轉換器實施例四之n相(Phase)擴充電路架構圖，其中，該主動開關S、該二極體D_a及該第一電感L₁可擴充至n相(Phase)，n為一正整數，其第n相(Phase)包括有：一第n相(Phase)主動開關S_n，具有一第n相(Phase)開關第一端S_n1，及一第n相(Phase)開關第二端S_n2，該第n相(Phase)開關第一端S_n1電性連接於該第一節點N₁；一第n相(Phase)二極體D_an，具有一第n相(Phase)二極體陰極D_an-，及一第n相(Phase)二極體陽極D_an+，該第n相(Phase)二極體陰極D_an-與該第n相(Phase)開關第二端S_n2電性連接，並形成一第n相(Phase)第三節點N_3n，該第n相(Ph_ase)二極體陽極D_an+電性連接於該第四節點N₄；一第n相(Phase)第一電感L_1n，具有一第n相(Phase)電感第一端L_1n1，及一第n相(Phase)電感第二端L_1n2，該第n相(Phase)電感第一端L_1n1電性連接於該第二節點N₂，該第n相(Phase)電感第二端L_1n2電性連接於該第n相(Phase)第三節點N_3n。

參閱圖16為本發明之升壓型直流轉換器實施例五電路架構圖，其功效同於實施例一，故不再贅述；一種升壓型直流轉換器，適用於電性連接在一具有一正極V_in+及一負極V_in-的直流電壓源V_in，與一具有一第一負載端R_L1及一第二負載端R_L2的負載R_L之間，該升壓型直流轉換器包含：一第一電感L₁，具有一電性連接於該直流電壓源V_in正極V_in+且形成一第一節點N₁的第一電感第一端L₁₁，及一第一電感第二端L₁₂；一輔助電容C_A，具有一與該第一節點N₁電性連接的輔助電容第一端C_A1，及一輔助電容第二端C_A2；一二極體D_a，具有一與該輔助電容第二端C_A2電性連接並形成一第二節點N₂的二極體陰極D_a-，及一與該第一電感第二端L₁₂電性連接並形成一第三節點N₃的二極體陽極D_a+；一主動開關S，具有一電性連接於該第三節點N₃的第一開關端S₁，一受控制與該第一開關端S₁電性導通或斷路的第二開關端S₂；一第二電感L₂，具有一電性連接至該直流電壓源V_in負極V_in-的第二電感第一端L₂₁，及一電性連接於該第二開關端S₂並形成一第四節點N₄的第二電感第二端L₂₂；一輸出電容C_O，具有一與該第二節點N₂，及與該第一負載端R_L1電性連接的輸出電容第一端C_O1，及一與該第四節點N₄，及與該第二負載端R_L2電性連接的輸出電容第二端C_O2。

參閱圖17為本發明之升壓型直流轉換器實施例五之n相 (Phase)擴充電路架構圖，其中，該主動開關S、該二極體D_a及該第一電感L₁可擴充至n相(Phase)，n為一正整數，其第n相(Phase)包括有：一第n相(Phase)主動開關S_n，具有一第n相(Phase)開關第一端S_n1，及一第n相(Phase)開關第二端S_n2，該第n相(Phase)開關第二端S_n2電性連接於該第四節點N₄；一第n相(Phase)二極體D_an，具有一第n相(Phase)二極體陰極D_an-，及一第n相(Phase)二極體陽極D_an+，該第n相(Phase)二極體陰極D_an-電性連接於該第二節點N₂，該第n相(Phase)二極體陽極D_an+與該第n相(Phase)開關第一端S_n1電性連接，並形成一第n相(Phase)第三節點N_3n；一第n相(Phase)第一電感L_1n，具有一第n相(Phase)電感第一端L_1n1，及一第n相(Phase)電感第二端L_1n2，該第n相(Phase)電感第一端L_1n1電性連接於該第一節點N₁，該第n相(Phase)電感第二端L_1n2電性連接於該第n相(Phase)第三節點N_3n。

參閱圖18為本發明之升壓型直流轉換器實施例六電路架構圖，其功效同於實施例一，故不再贅述；一種升壓型直流轉換器，適用於電性連接在一具有一正極V_in+及一負極V_in-的直流電壓源V_in，與一具有一第一負載端R_L1及一第二負載端R_L2的負載R_L之間，該升壓型直流轉換器包含：一第二電感L₂，具有一電性連接至該直流電壓源正極V_in+的第二電感第一端L₂₁，及一第二電感第二端L₂₂；一輔助電容C_A，具有一與該第二電感第二端L₂₂電性連接並形成一第一節點N₁的輔助電容第一端C_A1，及一輔助電容第二端C_A2；一第一電感L₁，具有一電性連接於該第一節點N₁的第一電感第一端L₁₁，及一第一電感第二端L₁₂；一二極體D_a，具有一與該輔助電容第二端C_A2電性連接並形成一第二節點N₂的二極體陰極D_a-，及一與該第一電感第二端L₁₂電性連接並形成一第三節點N₃的二極體陽極D_a+；一主動開關S，具有一電性連接於該第三節點N₃的第一開關端S₁，一受控制與該第一開關端S₁電性導通或斷路的第二開關端S₂，該第二開關端S₂電性連接於該直流電壓源V_in負極V_in-並形成一第四節點N₄；一輸出電容C_O，具有一與該第二節點N₂，及與該第一負載端R_L1電性連接的輸出電容第一端C_O1，及一與該第四節點N₄，及與該第二負載端R_L2電性連接的輸出電容第二端C_O2。

參閱圖19為本發明之升壓型直流轉換器實施例六之n相(Phase)擴充電路架構圖，其中，該主動開關S、該二極體D_a及該第一電感L₁可擴充至n相(Phase)，n為一正整數，其第n相(Phase)包括有：一第n相(Phase)主動開關S_n，具有一第n相(Phase)開關第一端S_n1，及一第n相(Phase)開關第二端S_n2，該第n相(Phase)開關第二端S_n2電性連接於該第四節點N₄；一第n相(Phase)二極體D_an，具有一第n相(Phase)二極體陰極D_an-，及一第n相(Phase)二極體陽極D_an+，該第n相(Phase)二極體陰極D_an-電性連接於該第二節點N₂，該第n相(Phase)二極體陽極D_an+與該第n相(Phase)開關第一端S_n1電性連接，並形成一第n相(Phase)第三節點N_3n；一第n相(Phase)第一電感L_1n，具有一第n相(Phase)電感第一端L_1n1，及一第n相(Phase)電感第二端L_1n2，該第n相(Phase)電感第一端L_1n1電性連接於該第一節點N₁，該第n相(Phase)電感第二端L_1n2電性連接於該第n相(Phase)第三節點N_3n。

參閱圖20為本發明之升壓型直流轉換器實施例七電路架構圖，其功效同於實施例一，故不再贅述；一種升壓型直流轉換器，適用於電性連接在一具有一正極V_in+及一負極V_in-的直流電壓源V_in，與一具有一第一負載端R_L1及一第二負載端R_L2的負載RL之間，該升壓型直流轉換器包含：一第二電感L₂，具有一電性連接至該直流電壓源V_in正極V_in+的第二電感第一端L₂₁，及一第二電感第二端L₂₂；一主動開關S，具有一電性連接於該第二電感第二端L₂₂且形成一第一節點N₁的第一開關端S₁，一受控制與該第一開關端S₁電性導通或斷路的第二開關端S₂；一第一電感L₁，具有一電性連接於該直流電壓源V_in負極V_in-且形成一第二節點N₂的第一電感第一端L₁₁，及一電性連接於該第二開關端S₂且形成一第三節點N₃的第一電感第二端L₁₂；一二極體D_a，具有一與該第三節點N₃電性連接的二極體陰極D_a-，及一二極體陽極D_a+；一輔助電容C_A，具有一與該第二節點N₂電性連接的輔助電容第一端C_A1，及一與該二極體陽極D_a+電性連接且形成一第四節點N₄的輔助電容第二端C_A2；一輸出電容C_O，具有一與該第一節點N₁，及與該第一負載端R_L1電性連接的輸出電容第一端C_O1，及一與該第四節點N₄，及與該第二負載端R_L2電性連接的輸出電容第二端C_O2。

參閱圖21為本發明之升壓型直流轉換器實施例七之n相(Phase)擴充電路架構圖，其中，該主動開關S、該二極體D_a及該第一電感L₁可擴充至n相(Phase)，n為一正整數，其第n相(Phase)包括有：一第n 相(Phase)主動開關S_n，具有一第n相(Phase)開關第一端S_n1，及一第n相(Phase)開關第二端S_n2，該第n相(Phase)開關第一端S_n1電性連接於該第一節點N₁；一第n相(Phase)二極體D_an，具有一第n相(Phase)二極體陰極D_an-，及一第n相(Phase)二極體陽極D_an+，該第n相(Phase)二極體陰極D_an-與該第n相(Phase)開關第二端S_n2電性連接，並形成一第n相(Phase)第三節點N_3n，該第n相(Phase)二極體陽極D_an+電性連接於該第四節點N₄；一第n相(Phase)第一電感L_1n，具有一第n相(Phase)電感第一端L_1n1，及一第n相(Phase)電感第二端L_1n2，該第n相(Phase)電感第一端L_1n1電性連接於該第二節點N₂，該第n相(Phase)電感第二端L_1n2電性連接於該第n相(Phase)第三節點N_3n。

參閱圖22為本發明之升壓型直流轉換器實施例八電路架構圖，其功效同於實施例一，故不再贅述；一種升壓型直流轉換器，適用於電性連接在一具有一正極V_in+及一負極V_in-的直流電壓源V_in，與一具有一第一負載端R_L1及一第二負載端R_L2的負載RL之間，該升壓型直流轉換器包含：一第二電感L₂，具有一電性連接至該直流電壓源V_in負極V_in-的第二電感第一端L₂₁，及一第二電感第二端L₂₂；一主動開關S，具有一電性連接於該直流電壓源V_in正極V_in+且形成一第一節點N₁的第一開關端S₁，一受控制與該第一開關端S₁電性導通或斷路的第二開關端S₂；一第一電感L₁，具有一電性連接於該第二電感第二端L₂₂且形成一第二節點N₂的第一電感第一端L₁₁，及一電性連接於該第二開關端S₂且形成一第三節點N₃的第一電感第二端L₁₂；一輔助電容C_A，具有一與該第二節點N₂電性連接的輔助電容第一端C_A1，及一輔助電容第二端C_A2；一二極體D_a，具有一與該第三節點N₃電性連接的二極體陰極D_a-，及一與該輔助電容第二端C_A2電性連接且形成一第四節點N₄的二極體陽極D_a+；一輸出電容C_Ｏ，具有一與該第一節點N₁，及與該第一負載端R_L1電性連接的輸出電容第一端C_O1，及一與該第四節點N₄，及與該第二負載端R_L2電性連接的輸出電容第二端C_O2。

參閱圖23為本發明之升壓型直流轉換器實施例八之n相(Phase)擴充電路架構圖，其中，該主動開關S、該二極體D_a及該第一電感L₁可擴充至n相(Phase)，n為一正整數，其第n相(Phase)包括有：一第n相(Phase)主動開關S_n，具有一第n相(Phase)開關第一端S_n1，及一第n相(Phase)開關第二端S_n2，該第n相(Phase)開關第一端S_n1電性連接於該第一節點N₁；一第n相(Phase)二極體D_an，具有一第n相(Phase)陰極D_an-，及一第n相(Phase)陽極D_an+，該第n相(Phase)陰極D_an-與該第n相(Phase)開關第二端S_n2電性連接，並形成一第n相(Phase)第三節點N_3n，該第n相(Phase)陽極D_an+電性連接於該第四節點N₄；一第n相(Phase)第一電感L_1n，具有一第n相(Phase)電感第一端L_1n1，及一第n相(Phase)電感第二端L_1n2，該第n相(Phase)電感第一端L_1n1電性連接於該第二節點N₂，該第n相(Phase)電感第二端L_1n2電性連接於該第n相(Phase)第三節點N_3n。