TWI689166B - 具有延長維持時間的諧振轉換裝置及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
一種具有延長維持時間的諧振轉換裝置,包括:諧振轉換單元、延時單元及控制單元。諧振轉換單元包括初級側、變壓單元及次級側,且延時單元包括線圈與橋臂組。當初級側的切換頻率小於臨界頻率時,控制單元控制橋臂組切換導通或不導通,使諧振轉換裝置的輸出電壓在維持時間內高於預定電壓。
Description
本發明係有關一種具有延長維持時間的諧振轉換裝置,尤指一種使諧振轉換裝置的輸出電壓在維持時間內高於預定電壓的諧振轉換裝置。
近年來,電子產品對於電源的品質要求越來越高,尤其是精密電子產品在輸入電壓不穩定時有可能會產生不可逆的損壞,因此對負責供電的電源轉換器要求也隨著電子產品的普及與其對電力品質的重視而逐漸提升。電源轉換器對電子產品供電的過程中,一旦發生輸入電壓不足時,需能夠維持電源轉換器持續輸出電源一段時間,使得後端耦接的電子產品有足夠的時間反應,並進行斷電前資料的完整儲存或備份。反之,若電源轉換器無法在輸入電壓不足後的一段時間內提供穩定的輸出電壓時,會容易造成後端電子產品沒有足夠的時間反應,使得電子產品的資料流失或電子產品的損壞。
具體而言,當電源轉換器輸入電壓不足,電源轉換器的輸出電容(bulk capacitance)容量大小會影響電源轉換器輸出電壓維持時間(hold-up time)的長短。為了有效地延長在輸入電壓不足後,電源轉換器尚可提供額定輸出電壓的時間,最直接的作法係將輸出電容的容量增大,利用較大電容量可提供較長放
電時間的特性,進而延長輸入電壓不足後,輸出電壓的供電時間。但由於電容容量的增大會帶來電容體積的變大,因此利用增大電容容量來提供較長放電時間的方式,會使得電源轉換器的體積及尺寸隨之增加而難以小型化。
因此,如何設計出一種具有延長維持時間的諧振轉換裝置,以使諧振轉換裝置的輸出電壓在維持時間內高於預定電壓,以實現諧振轉換裝置小型化的優勢,乃為本案創作人所欲行克服並加以解決的一大課題。
為了解決上述問題,本發明係提供一種具有延長維持時間的諧振轉換裝置,以克服習知技術的問題。因此,本發明諧振轉換裝置,包括:諧振轉換單元,包括初級側、變壓單元及次級側,初級側接收輸入電壓,變壓單元耦接初級側與次級側,且次級側提供輸出電壓。延時單元,包括線圈與橋臂組,線圈耦合變壓單元,且橋臂組耦接線圈與次級側。控制單元,控制諧振轉換單元將輸入電壓轉換為輸出電壓。其中,當初級側的切換頻率小於臨界頻率時,控制單元控制橋臂組切換導通或不導通,使輸出電壓在維持時間內高於預定電壓。
為了解決上述問題,本發明係提供一種具有延長維持時間的諧振轉換裝置之操作方法,以克服習知技術的問題。因此,本發明諧振轉換裝置之操作方法包括下列步驟:(a)提供一諧振轉換單元,將一輸入電壓轉換為一輸出電壓。(b)提供一延時單元,當該諧振轉換單元的一切換頻率大於等於一臨界頻率時,該延時單元不工作。(c)提供一控制單元,控制該諧振轉換單元與該延時單元。及(d)當該諧振轉換單元的一切換頻率小於該臨界頻率時,該控制單元控
制該延時單元切換導通或不導通,使該輸出電壓在一維持時間內高於一預定電壓。
為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效,請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖,相信本發明之目的、特徵與特點,當可由此得一深入且具體之瞭解,然而所附圖式僅提供參考與說明用,並非用來對本發明加以限制者。
1:諧振轉換裝置
10:諧振轉換單元
102:初級側
102-1:切換單元
Q1:上開關
Q2:下開關
102-2、102-2’:諧振單元
C、C1、C2:諧振電容
L1:第一諧振電感
L2:第二諧振電感
104:變壓單元
106:次級側
Sb1:第一整流開關
Sb2:第二整流開關
106-1:整流單元
106-2:輸出電容
20:延時單元
202:線圈
204:橋臂組
204-1:第一橋臂
D1:第一二極體
S1:第一開關
204-2:第二橋臂
D2:第二二極體
S2:第二開關
204-3:儲能電容
30:控制單元
2:負載
Vin:輸入電壓
Vo:輸出電壓
Sc:控制訊號
I1:第一電流迴路
I2:第二電流迴路
Ir1:第一諧振電流
Ir2:第一諧振電流
t0-t7:時間
(S200)~(S800):步驟
圖1為本發明具有延長維持時間的諧振轉換裝置之方塊示意圖;圖2A為本發明具有延長維持時間的諧振轉換裝置第一實施例之電路示意圖;圖2B為本發明具有延長維持時間的諧振轉換裝置第二實施例之電路示意圖;圖3A為本發明具有延長維持時間的諧振轉換裝置的切換頻率小於臨界頻率之第一電流迴路示意圖;圖3B為本發明具有延長維持時間的諧振轉換裝置的切換頻率小於臨界頻率之第二電流迴路示意圖;圖4為本發明具有延長維持時間的諧振轉換裝置在切換頻率小於臨界頻率時的波形示意圖;及圖5為本發明具有延長維持時間的操作方法之流程圖。
茲有關本發明之技術內容及詳細說明,配合圖式說明如下:
請參閱圖1為本發明具有延長維持時間的諧振轉換裝置之方塊示意圖。諧振轉換裝置1接收輸入電壓Vin,且轉換輸入電壓Vin為輸出電壓Vo對負載2供電。諧振轉換裝置1包括諧振轉換單元10、延時單元20及控制單元30,諧振轉換單元10耦接延時單元20,且控制單元30耦接諧振轉換單元10與延時單元20。諧振轉換單元10包括初級側102、變壓單元104及次級側106,初級側102接收輸入電壓Vin,變壓單元104耦接初級側102與次級側106,次級側106提供輸出電壓Vo。延時單元20包括線圈202與橋臂組204,線圈202耦合變壓單元104,且橋臂組204耦接線圈202與次級側106。控制單元30輸出控制訊號Sc控制初級側102、次級側106及橋臂組204,以維持諧振轉換裝置1的運作。
當輸入電壓Vin正常時,控制單元30輸出控制訊號Sc控制初級側102與次級側106,以控制諧振轉換單元10將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vo。此時,控制單元30並未輸出控制訊號Sc控制橋臂組204,使得延時單元20不工作。當輸入電壓Vin不足時,控制單元30輸出控制訊號Sc進一步控制橋臂組204,使初級側102所儲存的能量轉換為輸出電壓Vo,而暫時的維持輸出電壓Vo高於預定的輸出電壓(之後簡稱預定電壓)。
值得一提,於本發明之一實施例中,輸入電壓Vin不足主要指的是輸入電壓Vin逐漸下降至0。具體而言,諧振轉換裝置1前端通常耦接一前級裝置(例如,但不限於功率因數校正器),因此當前級裝置因輸入電源斷電,或前級裝置本身異常而停止運作時,前級裝置的輸出電壓會因為其儲存於輸出電容的能量而暫時維持於某一水平之上,當能量逐漸消耗,前級裝置的輸出電壓(即諧振轉換裝置1的輸入電壓Vin)逐漸下降至0。
具體而言,本發明之主要目的在於,當諧振轉換裝置1的輸入電壓Vin不足時,控制單元30能夠控制橋臂組204的導通或不導通,使線圈202短路或耦接次級側106,以將初級側102的能量通過變壓單元104或延時單元20傳輸至
次級側106,使諧振轉換裝置1能夠在輸入電壓Vin不足的情況下,仍然能夠維持輸出電壓Vo在維持時間內高於預定電壓。例如,但不限於未加裝延時單元20的諧振轉換裝置僅能維持輸出電壓Vo不低於預定電壓約10毫秒鐘的時間,而本發明之諧振轉換裝置1由於包括延時單元20,因此可延長維持時間至例如但不限於,20毫秒以上,意即輸出電壓Vo高於預定電壓的維持時間會延長至大約2倍以上。相較於未加裝延時單元20的諧振轉換器而言,本發明之諧振轉換裝置1無需加大次級側106的儲能容量,即可達到延長維持時間的功效。
請參閱圖2A為本發明具有延長維持時間的諧振轉換裝置第一實施例之電路示意圖,復配合參閱圖1。初級側102包括切換單元102-1與諧振單元102-2,切換單元102-1接收輸入電壓Vin,且諧振單元102-2耦接切換單元102-1與變壓單元104的一次側。次級側106包括整流單元106-1與輸出電容106-2,整流單元106-1耦接變壓單元104的二次側,輸出電容106-2耦接整流單元106-1與橋臂組204,且輸出電容106-2穩定輸出電壓Vo的電壓值。橋臂組204包括並聯的第一橋臂204-1、第二橋臂204-2及儲能電容204-3,第一橋臂204-1包括串聯的第一二極體D1與第一開關S1,第二橋臂204-2包括串聯的第二二極體D2與第二開關S2。線圈202包括第一端與第二端,第一端耦接第一二極體D1的陽極與第一開關S1之間,第二端耦接第二二極體D2的陽極與第二開關S2之間。第一二極體D1的陰極、第二二極體D2的陰極及儲能電容204-3的一端耦接輸出電容106-2。
切換單元102-1及整流單元106-1的切換頻率可由控制單元30根據其偵測到的諧振轉換裝置1的輸入端或輸出端的狀態來決定。具體而言,當控制單元30送出給切換單元102-1的控制訊號Sc,其切換頻率大於等於臨界頻率(臨界頻率值由電路設計者依實務設定)時,代表諧振轉換裝置1的輸入電壓Vin正常。此時,控制單元30控制切換單元102-1的切換而將輸入電壓Vin的能量對諧振單元102-2儲能。諧振單元102-2上的能量通過變壓單元104轉換至次級側106,
且通過整流單元106-1整流為輸出電壓Vo,以及通過輸出電容106-2穩定輸出電壓Vo的電壓值。此時,控制單元30不輸出控制訊號Sc控制橋臂組204的第一開關S1與第二開關S2,使得第一開關S1與第二開關S2不導通。由於第一開關S1與第二開關S2不導通,線圈202無法形成儲能路徑,而使得延時單元20不工作。
當切換單元102-1的切換頻率小於臨界頻率時,代表諧振轉換裝置1的輸入電壓Vin不足。意即,當輸入電壓Vin越低時,切換單元102-1的切換頻率會越來越低。當切換單元102-1的切換頻率已經小於控制單元30的臨界頻率時,代表輸入電壓Vin已經低於控制單元30所能接受的範圍。此時,控制單元30為了維持輸出電壓Vo在維持時間內高於預定電壓,控制單元30控制橋臂組204的第一開關S1與第二開關S2切換導通或不導通。當控制單元30控制橋臂組204的第一開關S1與第二開關S2切換導通時,線圈202被短路,使得諧振單元102-2開始儲能。此時,諧振轉換裝置1僅依靠輸出電容106-2先前所儲存的能量穩定輸出電壓Vo的電壓值。當控制單元30控制橋臂組204的第一開關S1與第二開關S2不導通時,諧振單元102-2儲存的能量通過線圈202與橋臂組204提供至次級側106的輸出電容106-2,使得輸出電容106-2能夠持續的維持輸出電壓Vo高於預定電壓。
值得一提,由於本發明的操作方式係以控制單元30所輸出的控制訊號Sc作為判斷的依據,意即,控制切換單元102-1的控制訊號Sc是由控制單元30所提供的,且控制單元30本身在輸出控制訊號Sc當下,既可得知切換頻率。藉此,可達到更為迅速,且準確的得知輸入電壓Vin不足的狀況。此外,當諧振轉換裝置1的負載轉為重載時,也可能會造成切換單元102-1的切換頻率小於臨界頻率。因此,為了增加辨識輸入電壓Vin是否真的不足的準確性,於本發明之一實施例中,也可增加輔助判斷輸入電壓Vin是否不足的條件。例如,但不限於,於本發明之一實施例中,加入諧振轉換裝置1前端耦接的電子裝置(例如功
率因數校正裝置,圖未式)正常時,所提供的電源正常訊號(AC_OK訊號)。當輸入電壓Vin不足時,控制單元30自覺切換頻率小於臨界頻率,而控制單元30亦未接收到前級裝置所提供的AC_OK訊號,此時,可準確的判斷切換頻率降低的原因是由於輸入電壓Vin不足,藉此可降低誤動作的狀況發生。
進一步而言,當初級側102的切換單元102-1的切換頻率大於等於臨界頻率時,控制單元30根據輸出電壓Vo的電壓值,而控制或調整切換單元102-1的切換頻率。當切換單元102-1的切換頻率小於臨界頻率(例如但不限於,40kHz)時且未收到前級裝置的AC_OK訊號(假設有引入AC_OK判斷條件的情況),代表輸入電壓Vin不足,此時控制單元30會強制的調高切換單元102-1的切換頻率至諧振頻率(例如但不限於,50kHz),且當切換單元102-1的切換頻率調高至諧振頻率後,控制單元30控制切換單元102-1的切換頻率與占空比為定值(意即,將切換頻率固定在諧振頻率)。當切換單元102-1的切換頻率調整至諧振頻率時,會降低諧振單元102-2的諧振電流,以降低諧振轉換裝置1為了維持輸出電壓Vo穩定的損耗。當初級側102的切換單元102-1的切換頻率小於臨界頻率時,控制單元30控制橋臂組204開始切換,且將橋臂組204的切換頻率調整至諧振頻率,然後控制單元30會根據輸出電壓Vo來調整橋臂組204的占空比,占空比的大小會決定諧振單元102-2儲存能量的多寡,在輸入電壓Vin較高時,所需的占空比較小就能滿足負載所需的能量,反之亦然。當橋臂組204的占空比越大時(意即,第一開關S1與第二開關S2的占空比開的越大時),次級側106可獲得的能量就越多,使得輸出電壓Vo維持高於預定電壓的維持時間能夠更久(例如但不限於,由2倍時間拉長至2.5倍)。
請參閱圖2B為本發明具有延長維持時間的諧振轉換裝置第二實施例之電路示意圖,復配合參閱圖2A。圖2B之諧振轉換裝置1與圖2A的諧振轉換裝置1差異在於,圖2B的諧振單元102-2’為雙電容式的諧振單元,而圖2A的
諧振單元102-2為單電容式的諧振單元。其差異在於,單電容式的諧振單元102-2僅有1個諧振電容C耦接切換單元102-1的上開關Q1、下開關Q2與第一諧振電感L1,而雙電容式的諧振單元102-2’主要係為2個諧振電容(C1、C2)串聯的電路結構,耦接切換單元102-1的上開關Q1、下開關Q2與第二諧振電感L2,因此相較於單個諧振電容C而言,使用2個諧振電容(C1、C2)可降低每個諧振電容(C1、C2)上的電壓應力,使諧振電容規格的選擇更為彈性(意即,可降規格選用諧振電容)。但是,無論是圖2B或圖2A的諧振轉換裝置,其延長時間的控制方式皆相同。
值得一提,於本發明之一實施例中,切換單元102-1可為半橋式(如圖2A、2B所示)或全橋式的切換單元(圖未式)。全橋式的切換單元為2組橋臂並聯的結構,其電路結構或控制方式為本領域技術人員已知,不再加以贅述。此外,於本發明之一實施例中,開關元件(例如上開關Q1、下開關Q2、第一整流開關Sb1、第二整流開關Sb2、第一開關S1及第二開關S2)旁邊所並接的二極體可為開關元件內部的接面二極體,或者可以為外部額外並接的二極體。
請參閱圖3A為本發明具有延長維持時間的諧振轉換裝置的切換頻率小於臨界頻率之第一電流迴路示意圖,復配合參閱圖2A。當初級側102的切換單元102-1的切換頻率小於臨界頻率時,控制單元30輸出控制訊號Sc控制橋臂組204的第一開關S1與第二開關S2導通或不導通。在切換單元102-1的上開關Q1導通,且切換頻率小於臨界頻率時,控制單元30控制第一開關S1與第二開關S2導通,且整流單元106-1至輸出電容106-2的路徑不導通。此時,初級側102的輸入電壓Vin、切換單元102-1(上開關Q1)及諧振單元102-2構成一電流迴路。由於第一開關S1與第二開關S2導通,使得線圈202被短路。此時,延時單元20的線圈202(由打點端流出)、第一開關S1及第二開關S2構成第一電流迴路I1,使得諧振單元102-2流經的元件開始儲能(意即,諧振電容C、第一諧振電感L1能夠繼續
儲能)。而且,由於次級側106的整流單元106-1不導通,使得輸出電容106-2上所儲存的能量對負載2供電而持續消耗。
請參閱圖3B為本發明具有延長維持時間的諧振轉換裝置的切換頻率小於臨界頻率之第二電流迴路示意圖,復配合參閱圖2A。在切換單元102-1的上開關Q1導通,且切換頻率小於臨界頻率時,控制單元30控制第一開關S1與第二開關S2不導通,延時單元20的線圈202(由打點端流出)、第一二極體D1、儲能電容204-3、輸出電容106-2及第二開關S2(流經第二開關S2的接面二極體:Junction Diode)構成第二電流迴路I2,使諧振單元102-2上的能量耦合至線圈202,而對儲能電容204-3與輸出電容106-2釋能,且當輸出電容106-2上儲存的能量不足時,能量可由儲能電容204-3提供至輸出電容106-2,以使輸出電容106-2能夠持續的穩定輸出電壓Vo。進一步而言,當切換頻率小於臨界頻率,且第一開關S1與第二開關S2不導通時,次級側106也提供路徑供諧振單元102-2上的部分能量通過。當第一整流開關Sb1不導通時,電流流過第一整流開關Sb1的接面二極體,且當第一整流開關Sb1導通時,電流流過第一整流開關Sb1。第一整流開關Sb1的導通或不導通可為控制單元30所控制,但若為了效率考量,第一整流開關Sb1導通時,效率較佳。
值得一提,於本發明之一實施例中,圖3A與圖3B係示意以切換單元102-1的上開關Q1導通時的電流路徑,當切換單元102-1的下開關Q2導通時,初級側102的電流路徑為切換單元102-1的下開關Q2與諧振單元102-2構成另一電流迴路(初級側102的電流路徑與圖3A、3B相反),次級側106與延時單元20的電流迴路與圖3A、3B相同,但在第一開關S1與第二開關S2不導通時,次級側106提供給諧振單元102-2上的部分能量通過的電流路徑改由第二整流開關Sb2經過。
進一步而言,在第一開關S1與第二開關S2不導通時,由於電流可以由第二開關S2的接面二極體流過,而形成第二電流迴路I2,使得在第一開關S1與第二開關S2不導通時,電流有路徑可流通。因此可用能量不會因為第一開關S1與第二開關S2的不導通,而沒有路徑可流通,因此可降低可用能量的浪費。此外,由於當第一開關S1與第二開關S2的不導通時,儲能電容204-3可儲存能量,且補充輸出電容106-2的不足。因此除了可穩定輸出電壓Vo的電壓值外,還可以在輸入電壓不足時,可以達成有效穩定輸出電壓Vo的漣波(ripple),且在第一開關S1與第二開關S2不導通的瞬間,讓多餘的電流不會湧浪至輸出電容106-2而產生電流突波(spike)。
請參閱圖4為本發明具有延長維持時間的諧振轉換裝置在切換頻率小於臨界頻率時的波形示意圖,復配合參閱圖1~3B,且反覆參閱圖3A、3B。當切換頻率小於臨界頻率,且在時間t0-t3時,初級側102的上開關Q1導通,且在時間處於t0-t1時,整流單元106-1至輸出電容106-2的路徑不導通,以及第一開關S1與第二開關S2導通而造成線圈202短路(第一電流迴路I1)。此時,諧振單元102-2中的諧振電容C、第一諧振電感L1儲存能量,第一諧振電流Ir1開始上升。在時間處於t1-t2時,第一開關S1與第二開關S2不導通。此時,第一諧振電感L1由儲能逐漸轉為釋能,第一諧振電流Ir1由上升逐漸轉為下降,能量流過第二開關S2的接面二極體(第二電流迴路I2)。此時,若第一整流開關Sb1導通時(不導通時走接面二極體),整流單元106-1至輸出電容106-2的路徑導通,使得部分的電流流過第一整流開關Sb1對輸出電容106-2充電。在時間處於t2-t3時,整流單元106-1至輸出電容106-2的路徑不導通,第一開關S1與第二開關S2也不導通。此時,初級側102未有能量釋放至次級側106與延時單元20,使得初級側102自行成電流路徑。
當切換頻率小於臨界頻率,且在時間t4-t7時,初級側102的下開關Q2導通,且在時間處於t4-t5、t5-t6、t6-t7時,第一諧振電流Ir1與第一諧振電流Ir2恰與時間處於t0-t3相反。原本配合上開關Q1導通時流過第一整流開關Sb1的電流,變成流過第二整流開關Sb2,以及流過第一開關S1與第二開關S2的電流波形恰與時間處於t0-t3相反。
請參閱圖5為本發明具有延長維持時間的操作方法之流程圖,復配合參閱圖1~4。諧振轉換裝置1接收輸入電壓Vin,且轉換輸入電壓Vin為輸出電壓Vo對負載2供電。諧振轉換裝置1包括諧振轉換單元10、延時單元20及控制單元30,諧振轉換單元10耦接延時單元20,且控制單元30耦接諧振轉換單元10與延時單元20。操作方法包括下列步驟:將輸入電壓轉換為輸出電壓(S200)。當輸入電壓Vin正常時,控制單元30輸出控制訊號Sc控制初級側102與次級側106,以控制諧振轉換單元10將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vo。然後,當諧振轉換單元的切換頻率大於等於臨界頻率時,延時單元不工作(S400)。當諧振轉換單元10的切換頻率大於等於臨界頻率時,代表輸入電壓Vin仍在正常範圍,此時控制單元30不輸出控制訊號Sc控制橋臂組204,使得延時單元20不工作。
當諧振轉換單元的切換頻率小於臨界頻率,且控制單元控制橋臂組導通時,初級側儲存能量(S600)。當諧振轉換單元10的切換頻率小於臨界頻率時(此處判斷可選擇性的同時加入前級裝置提供的AC_OK訊號,已於前面段落說明,在此不加以贅述),代表輸入電壓Vin不足,此時控制單元30輸出控制訊號Sc導通橋臂組204中的開關,線圈短路,使初級側中的諧振單元102-2儲能。當切換頻率小於臨界頻率,且控制單元控制橋臂組不導通時,初級側的能量通過線圈與橋臂組提供至次級側(S800)。通過步驟(S600)~(S800),可使諧振轉換裝置1的輸出電壓Vo在維持時間內高於預定電壓。
綜上所述,本發明的主要目的在於,當諧振轉換裝置的輸入電壓不足時,控制單元能夠控制延時單元通過線圈電磁耦合至變壓單元的方式,將感應能量傳輸至諧振轉換單元,使諧振轉換裝置能夠在輸入電壓不足的情況下,仍然能夠達到維持輸出電壓在維持時間內高於預定電壓之功效。
惟,以上所述,僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式,惟本發明之特徵並不侷限於此,並非用以限制本發明,本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準,凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例,皆應包括於本發明之範疇中,任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內,可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。
1:諧振轉換裝置
10:諧振轉換單元
102:初級側
104:變壓單元
106:次級側
20:延時單元
202:線圈
204:橋臂組
30:控制單元
2:負載
Vin:輸入電壓
Vo:輸出電壓
Sc:控制訊號
Claims (16)
- 一種具有延長維持時間的諧振轉換裝置,包括:一諧振轉換單元,包括一初級側、一變壓單元及一次級側,該初級側接收一輸入電壓,該變壓單元耦接該初級側與該次級側,且該次級側輸出一輸出電壓;一延時單元,包括一線圈與一橋臂組,該線圈耦合該變壓單元,且該橋臂組耦接該線圈與該次級側;及一控制單元,控制該諧振轉換單元將該輸入電壓轉換為該輸出電壓;其中,當該初級側的一切換頻率小於一臨界頻率時,該控制單元控制該橋臂組切換導通或不導通,且控制該切換頻率逐漸調升至該諧振轉換單元中的一諧振單元的一諧振頻率,使該輸出電壓在一維持時間內高於一預定電壓。
- 如申請專利範圍第1項所述之諧振轉換裝置,其中該初級側包括:一切換單元,接收該輸入電壓;及該諧振單元,耦接該切換單元與該變壓單元;其中,當該切換頻率小於該臨界頻率時,該控制單元控制該切換單元切換導通或不導通,以提供一能量對該諧振單元儲能;該能量通過該線圈與該變壓單元耦合至該延時單元,使該延時單元能夠維持該輸出電壓。
- 如申請專利範圍第2項所述之諧振轉換裝置,其中當該切換頻率調高至該諧振頻率時,該控制單元控制該切換頻率固定在該諧振頻率,且控制該切換單元固定一占空比。
- 如申請專利範圍第2項所述之諧振轉換裝置,其中該切換單元為一半橋式切換單元或為一全橋式切換單元。
- 如申請專利範圍第1項所述之諧振轉換裝置,其中當該切換頻率小於該臨界頻率,且該控制單元未收到該諧振轉換裝置前端耦接的一前級裝置所提供的一輸入確認訊號時,該控制單元始控制該橋臂組切換導通或不導通。
- 如申請專利範圍第1項所述之諧振轉換裝置,其中該橋臂組包括:一第一橋臂,耦接該次級側,且包括串聯的一第一二極體與一第一開關,該線圈耦接該第一二極體與該第一開關;及一第二橋臂,並聯該第一橋臂,且包括串聯的一第二二極體與一第二開關,該線圈耦接該第二二極體與該第二開關;其中,當該切換頻率小於該臨界頻率,且該第一開關與該第二開關導通時,該線圈、該第一開關及該第二開關構成一第一電流迴路。
- 如申請專利範圍第6項所述之諧振轉換裝置,其中當該切換頻率大於等於該臨界頻率時,該第一開關與該第二開關不導通,使該延時單元不工作。
- 如申請專利範圍第6項所述之諧振轉換裝置,其中該橋臂組更包括:一儲能電容,並聯該第二橋臂;其中,當該切換頻率小於該臨界頻率,且該第一開關與該第二開關不導通時,該線圈、該第一二極體、該第二開關及該儲能電容構成一第二電流迴路。
- 如申請專利範圍第6項所述之諧振轉換裝置,其中該次級側包括:一整流單元,耦接該變壓單元;及一輸出電容,耦接該整流單元與該橋臂組; 其中,當該切換頻率小於該臨界頻率,且該第一開關與該第二開關不導通時,該輸出電容穩定該輸出電壓。
- 如申請專利範圍第9項所述之諧振轉換裝置,其中當該切換頻率大於等於該臨界頻率時,該變壓單元的能量通過該整流單元整流為該輸出電壓,且該輸出電容穩定該輸出電壓的電壓值。
- 一種具有延長維持時間的諧振轉換裝置之操作方法,該操作方法包括下列步驟:(a)提供一諧振轉換單元,將一輸入電壓轉換為一輸出電壓;(b)提供一延時單元,當該諧振轉換單元的一切換頻率大於等於一臨界頻率時,該延時單元不工作;(c)提供一控制單元,控制該諧振轉換單元與該延時單元;及(d)當該諧振轉換單元的一切換頻率小於該臨界頻率時,該控制單元控制該延時單元切換導通或不導通,使該輸出電壓在一維持時間內高於一預定電壓。
- 如申請專利範圍第11項所述之操作方法,其中步驟(d)包括:(d1)該控制單元控制該切換頻率逐漸調升至該諧振單元的一諧振頻率;當該切換頻率調高至該諧振頻率時,該控制單元控制該切換頻率固定在該諧振頻率,且控制該諧振轉換單元的一切換單元固定一占空比。
- 如申請專利範圍第11項所述之操作方法,其中步驟(d)包括:(d2)當該切換頻率小於該臨界頻率,且該控制單元未收到該諧振轉換裝置前端耦接的一前級裝置所提供的一輸入確認訊號時,該控制單元控制該延時單元切換導通或不導通。
- 如申請專利範圍第11項所述之操作方法,其中步驟(d)包括: (d3)該延時單元包括一線圈以及並聯的一第一開關、一第二開關及一儲能電容,該線圈耦接該第一開關與該第二開關;當該第一開關與該第二開關導通時,該線圈、該第一開關及該第二開關構成一第一電流迴路。
- 如申請專利範圍第14項所述之操作方法,其中步驟(d3)更包括:(d4)該延時單元更包括一儲能電容;當該第一開關與該第二開關不導通時,該線圈、該第一二極體、該第二開關及該儲能電容構成一第二電流迴路。
- 如申請專利範圍第14項所述之操作方法,其中步驟(d3)包括:(d5)當該第一開關與該第二開關不導通時,該延時單元提供能量至該諧振轉換單元,以使該諧振轉換單元穩定該輸出電壓。
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