TWI740343B - 隔離型升壓轉換器 - Google Patents

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黃進忠
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李志賢
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Abstract

一種隔離型升壓轉換器包含變壓器、第一橋臂、第二橋臂以及升壓電路。變壓器包含具有次級側第一接點與次級側第二接點。第一橋臂包含第一二極體與第二二極體，第二橋臂包含第三二極體與第四二極體。升壓電路包含陽極對接於第一節點的第五二極體與第六二極體，陰極分別耦接於第一橋臂上接點與第二橋臂上接點、陰極對接於第二節點的第七二極體與第八二極體，陽極分別耦接於第一橋臂下接點與第二橋臂下接點，且第二節點耦接第一節點，以及至少兩電容耦接次級側第一接點與次級側第二接點。

Description

隔離型升壓轉換器
本發明係有關一種隔離型升壓轉換器，尤指一種具高升壓比的隔離型升壓轉換器。
請參見圖1所示，其係為相關技術之非隔離式升壓轉換器的電路方塊圖。如果需要高電壓轉換比(升壓比)，例如大於10倍，則使用兩個或兩個以上的升壓(DC-DC)轉換器來實現高升壓比的要求。如圖1所示的第一直流升壓轉換器與第二直流升壓轉換器。其中，升壓轉換器之一的電壓增益約為4倍。然而，普通的非隔離式升壓轉換器的缺點是較高的電路元件成本和較低的轉換效率。
請參見圖2所示，其係為相關技術之推挽式轉換器的電路圖。推挽式轉換器具有透過隔離變壓器實現電隔離的優勢。透過調節隔離變壓器的線圈匝數，可以實現推挽式轉換器的高升壓比(電壓轉換比)。例如，透過用調整後的線圈匝數轉換40至60伏特的輸入電壓，可以實現380伏特的輸出電壓。然而，如果電壓轉換比太高，則次級側線圈匝數過多會造成隔離變壓器的漏感增加，導致開關和/或二極體的應力更高。此外，需要使用具有較高額定電壓的元件，並且開關的導通電阻變大，將會導致電路成本增加，效率降低以及變壓器體積增大。
請參見圖3所示，其係為相關技術之半橋轉換器的電路圖。類似於圖2所示的推挽轉換器，包括透過調節變壓器來改變電壓轉換率，這與推挽式轉換器的缺點相同。此外，圖2所示的推挽轉換器和圖3中所示的半橋轉換器均使用開關的硬切換以及變壓器的第一象限和第三象限操作，此處象限是指變壓器於B-H曲線的主要操作區域(忽略磁滯現象)。
請參見圖4與圖5所示，其係分別為相關技術之全橋LLC諧振轉換器與半橋LLC諧振轉換器的電路圖。兩種LLC諧振轉換器的開關可以使用諧振技術在ZVS(零電壓切換)下工作，通常設計開關頻率操作在諧振點附近。透過調節隔離變壓器的線圈匝數，可以實現LLC諧振轉換器的高電壓轉換比。然而，如果電壓轉換率太高，則線圈匝數過多會導致變壓器的線圈匝數增加，變壓器的體積增加以及效率降低。此外，圖4所示的全橋LLC諧振轉換器與圖5所示的半橋LLC諧振轉換器提供了變壓器的第一象限和第三象限操作。
請參見圖6所示，其係為相關技術之全橋轉換器的電路圖。全橋轉換器的開關可透過相位控制技術在ZVS條件下工作，與推挽式轉換器相比，具有較少的開關損耗。透過調節隔離變壓器的線圈匝數，可以實現全橋轉換器所需的輸出電壓。然而，為了實現高升壓比(電壓轉換比)，過多的線圈匝數導致更大的變壓器體積，更高的半導體開關應力以及更低的轉換效率。
在以上幾種常見的隔離轉換器中，其隔離變壓器工作在第一象限和第三象限中。本公開提出了一種具有高升壓比的隔離型升壓轉換器，其可以在第一象限和第三象限中操作。可以透過對電容器充電以建立高輸出電壓來實現隔離轉換器的高升壓比，能夠有效地減少隔離變壓器的線圈匝數。由於減少 了隔離變壓器的線圈匝數，因此將提高升壓電路的效率，降低電路元件成本並減小體積。
為此，如何設計出一種隔離型升壓轉換器，來解決前述的技術問題，乃為本案發明人所研究的重要課題。
本發明之目的在於提供一種隔離型升壓轉換器，解決現有技術之問題。
為達成前揭目的，本發明所提出的隔離型升壓轉換器包含變壓器、第一橋臂、第二橋臂以及升壓電路。變壓器包含具有次級側第一接點與次級側第二接點的次級側。第一橋臂包含第一二極體與第二二極體，第一二極體的陰極耦接直流正輸出接點，第一二極體的陽極耦接第一橋臂上接點，第二二極體的陽極耦接直流負輸出接點，第二二極體的陰極耦接第一橋臂下接點。第二橋臂包含第三二極體與第四二極體，第三二極體的陰極耦接直流正輸出接點，第三二極體的陽極耦接第二橋臂上接點，第四二極體的陽極耦接直流負輸出接點，第四二極體的陰極耦接第二橋臂下接點。升壓電路包含陽極對接於第一節點的第五二極體與第六二極體，陰極分別耦接於第一橋臂上接點與第二橋臂上接點、陰極對接於第二節點的第七二極體與第八二極體，陽極分別耦接於第一橋臂下接點與第二橋臂下接點，且第二節點耦接第一節點，以及至少兩電容耦接次級側第一接點與次級側第二接點。
藉由所提出的隔離型升壓轉換器，提高升壓電路的效率，降低電路元件成本並減小體積。
本發明之另一目的在於提供一種隔離型升壓轉換器，解決現有技術之問題。
為達成前揭目的，本發明所提出的隔離型升壓轉換器包含變壓器、第一橋臂、第二橋臂以及升壓電路。變壓器包含具有次級側第一接點、次級側第二接點以及中心抽頭接點的次級側。第一橋臂包含第一二極體與第二二極體，第一二極體的陰極耦接直流正輸出接點，第一二極體的陽極耦接第一橋臂上接點，第二二極體的陽極耦接直流負輸出接點，第二二極體的陰極耦接第一橋臂下接點。第二橋臂包含第三二極體與第四二極體，第三二極體的陰極耦接直流正輸出接點，第三二極體的陽極耦接第二橋臂上接點，第四二極體的陽極耦接直流負輸出接點，第四二極體的陰極耦接第二橋臂下接點。升壓電路包含陽極對接於第一節點的第五二極體與第六二極體，陰極分別耦接於第一橋臂上接點與第二橋臂上接點、陰極對接於第二節點的第七二極體與第八二極體，陽極分別耦接於第一橋臂下接點與第二橋臂下接點，且第二節點耦接第一節點與中心抽頭接點，以及四電容耦接次級側第一接點與次級側第二接點。
藉由所提出的隔離型升壓轉換器，提高升壓電路的效率，降低電路元件成本並減小體積。
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。
T1:變壓器
Lb1:第一橋臂
Lb2:第二橋臂
10:升壓電路
D1:第一二極體
D2:第二二極體
D3:第三二極體
D4:第四二極體
D5:第五二極體
D6:第六二極體
D7:第七二極體
D8:第八二極體
C1:第一電容
C2:第二電容
C3:第三電容
C4:第四電容
+Vbus:直流正輸出接點
-Vbus:直流負輸出接點
Ps1:次級側第一接點
Ps2:次級側第二接點
Pu1:第一橋臂上接點
Pu2:第二橋臂上接點
Pw1:第一橋臂下接點
Pw2:第二橋臂下接點
P1:第一節點
P2:第二節點
Pct:中心抽頭接點
Ic1:主電流
Ic2:預充電電流
圖1：為相關技術之非隔離式升壓轉換器的電路方塊圖。
圖2：為相關技術之推挽式轉換器的電路圖。
圖3：為相關技術之半橋轉換器的電路圖。
圖4：為相關技術之全橋LLC諧振轉換器的電路圖。
圖5：為相關技術之半橋LLC諧振轉換器的電路圖。
圖6：為相關技術之全橋轉換器的電路圖。
圖7：為本發明單匯流排升壓架構之隔離型升壓轉換器之第一實施例的電路圖。
圖8A：為圖7操作於第一象限的電流路徑示意圖。
圖8B：為圖7操作於第三象限的電流路徑示意圖。
圖9A：為本發明單匯流排升壓架構之隔離型升壓轉換器之第二實施例的電路圖。
圖9B：為本發明單匯流排升壓架構之隔離型升壓轉換器之第三實施例的電路圖。
圖10：為本發明雙匯流排升壓架構之隔離型升壓轉換器的電路圖。
圖11A：為圖10操作於第一象限的電流路徑示意圖。
圖11B：為圖10操作於第三象限的電流路徑示意圖。
圖12：為具有圖7之單匯流排升壓架構之全橋轉換器的電路圖。
圖13：為具有圖7之單匯流排升壓架構之半橋轉換器的電路圖。
圖14：為具有圖7之單匯流排升壓架構之半橋LLC諧振轉換器的電路圖。
圖15：為具有圖7之單匯流排升壓架構之全橋LLC諧振轉換器的電路圖。
圖16：為具有圖7之單匯流排升壓架構之推挽式轉換器的電路圖。
圖17：為具有圖10之雙匯流排升壓架構之全橋轉換器的電路圖。
圖18：為具有圖10之雙匯流排升壓架構之半橋轉換器的電路圖。
圖19：為具有圖10之雙匯流排升壓架構之半橋LLC諧振轉換器的電路圖。
圖20：為具有圖10之雙匯流排升壓架構之全橋LLC諧振轉換器的電路圖。
圖21：為具有圖10之雙匯流排升壓架構之推挽式轉換器的電路圖。
茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下。
請參見圖7所示，其係為本發明單匯流排升壓架構之隔離型升壓轉換器之第一實施例的電路圖。所述隔離型升壓轉換器包含變壓器T1、第一橋臂Lb1、第二橋臂Lb2以及升壓電路10。變壓器T1包含具有次級側第一接點Ps1與次級側第二接點Ps2的次級側。第一橋臂Lb1包含第一二極體D1與第二二極體D2。第一二極體D1的陰極耦接直流正輸出接點+Vbus，第一二極體D1的陽極耦接第一橋臂上接點Pu1，第二二極體D2的陽極耦接直流負輸出接點-Vbus，第二二極體D2的陰極耦接第一橋臂下接點Pw1。第二橋臂Lb2包含第三二極體 D3與第四二極體D4。第三二極體D3的陰極耦接直流正輸出接點+Vbus，第三二極體D3的陽極耦接第二橋臂上接點Pu2，第四二極體D4的陽極耦接直流負輸出接點-Vbus，第四二極體D4的陰極耦接第二橋臂下接點Pw2。
升壓電路10包含陽極對接的兩二極體D5~D6、陰極對接的兩二極體D7~D8以及至少兩電容C1~C4。具體地，兩二極體D5~D6的陽極對接於第一接點P1，兩二極體D5~D6的陰極分別耦接於第一橋臂上接點Pu1與第二橋臂上接點Pu2。兩二極體D7~D8的陰極對接於第二接點P2，兩二極體D7~D8的陽極分別耦接於第一橋臂下接點Pw1與第二橋臂下接點Pw2，且第二接點P2耦接第一接點P1。至少兩電容C1~C4耦接次級側第一接點Ps1與次級側第二接點Ps2。
如圖7所示，至少兩電容C1~C4的數量為四個，分別包含第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3以及第四電容C4。第一電容C1的兩端分別耦接於次級側第一接點Ps1與第一橋臂上接點Pu1。第二電容C2的兩端分別耦接於次級側第二接點Ps2與第二橋臂上接點Pu2。第三電容C3的兩端分別耦接於次級側第一接點Ps1與第一橋臂下接點Pw1。第四電容C4的兩端分別耦接於次級側第二接點Ps2與第二橋臂下接點Pw2。對圖7所示的升壓電路10而言，以第一接點P1與第二接點P2連接線為基準，其係為對稱的電路架構。
提出了耦合到隔離變壓器T1的次級側的對稱二極體-電容器電路，以通過次級側線圈匝對電容器充電，從而減少了線圈匝數，提高了轉換效率，並減少了佔用的體積。此外，對稱二極體-電容器電路可以用在能夠在第一象限和第三象限中工作的各種隔離轉換器中。
請參見圖8A所示，其係為圖7操作於第一象限的電流路徑示意圖。隔離型升壓轉換器操作於第一象限時，主電流Ic1流經變壓器T1的次級側、第一電容C1、第一二極體D1、直流正輸出接點+Vbus、直流負輸出接點-Vbus、第四二極體D4、第四電容C4以及次級側。在這種情況下，變壓器T1的次級側 與第一電容C1和第四電容C4串接建立高輸出電壓。由於第一二極體D1和第四二極體D4被正向偏置電壓導通，因此第一電容C1和第四電容C4被等效為串聯連接的。
預充電電流Ic2流經變壓器T1的次級側、第三電容C3、第七二極體D7、第六二極體D6、第二電容C2以及次級側。其中，預充電電流Ic2係對第二電容C2與第三電容C3預充電。由於第六二極體D6和第七二極體D7通過正向偏壓導通，因此第二電容C2和第三電容C3被等效為串聯連接的。
請參見圖8B所示，其係為圖7操作於第三象限的電流路徑示意圖。隔離型升壓轉換器操作於第三象限時，主電流Ic1流經變壓器T1的次級側、第二電容C2、第三二極體D3、直流正輸出接點+Vbus、直流負輸出接點-Vbus、第二二極體D2、第三電容C3以及次級側。在這種情況下，變壓器T1的次級側與第二電容C2和第三電容C3串接建立高輸出電壓。特別地，由於第二二極體D2和第三二極體D3被正向偏置電壓導通，因此第二電容C2和第三電容C3被等效為串聯連接的。
預充電電流Ic2流經變壓器T1的次級側、第四電容C4、第八二極體D8、第五二極體D5、第一電容C1以及次級側。其中，預充電電流Ic2係對第一電容C1與第四電容C4預充電。由於第五二極體D5和第八二極體D8通過正向偏壓導通，因此第一電容C1和第四電容C4被等效為串聯連接的。
請參見圖9A所示，其係為本發明單匯流排升壓架構之隔離型升壓轉換器之第二實施例的電路圖。如圖9A所示，至少兩電容C1~C4的數量為兩個，分別包含第一電容C1與第二電容C2。第一電容C1的兩端分別耦接於次級側第一接點Ps1與第一橋臂上接點Pu1。第二電容C2的兩端分別耦接於次級側第二接點Ps2與第二橋臂上接點Pu2。次級側第一接點Ps1耦接第一橋臂下接點Pw1，次級側第二接點Ps2耦接第二橋臂下接點Pw2。同樣地，對圖9A所示的 升壓電路10而言，以第一接點P1與第二接點P2連接線為基準，其係為對稱的電路架構。有別於圖7所示的第一實施例，圖9A的電容數少於圖7的電容數，即圖9A的電容數是圖7的電容數的一半。由於第一電容C1和第四電容C4的串聯操作以及第二電容C2和第三電容C3的串聯操作，所以僅用一個電容可以是等效的，亦即使用第一電容C1可替換串聯的第一電容C1和第四電容C4，使用第二電容C2可替換串聯的第二電容C2和第三電容C3。
在圖9A的電路架構下，隔離型升壓轉換器操作於第一象限時，主電流(未圖示)流經變壓器T1的次級側、第一電容C1、第一二極體D1、直流正輸出接點+Vbus、直流負輸出接點-Vbus、第四二極體D4以及次級側。預充電電流(未圖示)流經變壓器T1的次級側、第七二極體D7、第六二極體D6、第二電容C2以及次級側。隔離型升壓轉換器操作於第三象限時，主電流(未圖示)流經變壓器T1的次級側、第二電容C2、第三二極體D3、直流正輸出接點+Vbus、直流負輸出接點-Vbus、第二二極體D2以及次級側。預充電電流(未圖示)流經變壓器T1的次級側、第八二極體D8、第五二極體D5、第一電容C1以及次級側。
請參見圖9B所示，其係為本發明單匯流排升壓架構之隔離型升壓轉換器之第三實施例的電路圖。如圖9B所示，至少兩電容C1~C4的數量為兩個，分別包含第三電容C3與第四電容C4。第三電容C3的兩端分別耦接於次級側第一接點Ps1與第一橋臂下接點Pw1。第四電容C4的兩端分別耦接於次級側第二接點Ps2與第二橋臂下接點Pw2。次級側第一接點Ps1耦接第一橋臂上接點Pu1，次級側第二接點Ps2耦接第二橋臂上接點Pu2。同樣地，對圖9B所示的升壓電路10而言，以第一接點P1與第二接點P2連接線為基準，其係為對稱的電路架構。有別於圖7所示的第一實施例，圖9B的電容數少於圖7的電容數，即圖9B的電容數是圖7的電容數的一半。由於第一電容C1和第四電容C4的串聯操作以及第二電容C2和第三電容C3的串聯操作，所以僅用一個電容可以是等 效的，亦即使用第四電容C4可替換串聯的第一電容C1和第四電容C4，使用第三電容C3可替換串聯的第二電容C2和第三電容C3。
在圖9B的電路架構下，隔離型升壓轉換器操作於第一象限時，主電流(未圖示)流經變壓器T1的次級側、第一二極體D1、直流正輸出接點+Vbus、直流負輸出接點-Vbus、第四二極體D4、第四電容C4以及次級側。預充電電流(未圖示)流經變壓器T1的次級側、第三電容C3、第七二極體D7、第六二極體D6以及次級側。隔離型升壓轉換器操作於第三象限時，主電流(未圖示)流經變壓器T1的次級側、第三二極體D3、直流正輸出接點+Vbus、直流負輸出接點-Vbus、第二二極體D2、第三電容C3以及次級側。預充電電流(未圖示)流經變壓器T1的次級側、第四電容C4、第八二極體D8、第五二極體D5以及次級側。
請參見圖10所示，其係為本發明雙匯流排升壓架構之隔離型升壓轉換器的電路圖。在對稱二極體-電容器電路的相同概念中，針對特定應用提出了雙總線電路結構，例如UPS功率轉換器的雙總線輸出。相較於圖7所示的單匯流排升壓架構之隔離型升壓轉換器之第一實施例，圖10所示的雙匯流排升壓架構之隔離型升壓轉換器的變壓器更包含中心抽頭接點Pct，透過中心抽頭的架構，達到輸出雙匯流排電壓平衡充放電。具體地，所述隔離型升壓轉換器包含變壓器T1、第一橋臂Lb1、第二橋臂Lb2以及升壓電路10。變壓器T1包含具有次級側第一接點Ps1與次級側第二接點Ps2的次級側。第一橋臂Lb1包含第一二極體D1與第二二極體D2。第一二極體D1的陰極耦接直流正輸出接點+Vbus，第一二極體D1的陽極耦接第一橋臂上接點Pu1，第二二極體D2的陽極耦接直流負輸出接點-Vbus，第二二極體D2的陰極耦接第一橋臂下接點Pw1。第二橋臂Lb2包含第三二極體D3與第四二極體D4。第三二極體D3的陰極耦接直流正輸出接點+Vbus，第三二極體D3的陽極耦接第二橋臂上接點Pu2，第四二極體D4 的陽極耦接直流負輸出接點-Vbus，第四二極體D4的陰極耦接第二橋臂下接點Pw2。
升壓電路10包含陽極對接的兩二極體D5~D6、陰極對接的兩二極體D7~D8以及四電容C1~C4。具體地，兩二極體D5~D6的陽極對接於中心抽頭接點Pct，兩二極體D5~D6的陰極分別耦接於第一橋臂上接點Pu1與第二橋臂上接點Pu2。兩二極體D7~D8的陰極對接於中心抽頭接點Pct，兩二極體D7~D8的陽極分別耦接於第一橋臂下接點Pw1與第二橋臂下接點Pw2。四電容C1~C4耦接次級側第一接點Ps1與次級側第二接點Ps2。
如圖10所示，電容C1~C4的數量為四個，分別包含第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3以及第四電容C4。第一電容C1的兩端分別耦接於次級側第一接點Ps1與第一橋臂上接點Pu1。第二電容C2的兩端分別耦接於次級側第二接點Ps2與第二橋臂上接點Pu2。第三電容C3的兩端分別耦接於次級側第一接點Ps1與第一橋臂下接點Pw1。第四電容C4的兩端分別耦接於次級側第二接點Ps2與第二橋臂下接點Pw2。對圖10所示的升壓電路10而言，其係為對稱的電路架構。
請參見圖11A所示，其係為圖10操作於第一象限的電流路徑示意圖。隔離型升壓轉換器操作於第一象限時，主電流Ic1流經變壓器T1的次級側、第一電容C1、第一二極體D1、直流正輸出接點+Vbus、直流負輸出接點-Vbus、第四二極體D4、第四電容C4以及次級側。在這種情況下，變壓器T1的次級側與第一電容C1和第四電容C4串接建立高輸出電壓。特別地，由於第一二極體D1和第四二極體D4被正向偏置電壓導通，因此第一電容C1和第四電容C4被等效為串聯連接的。
預充電電流Ic2流經變壓器T1的次級側、第三電容C3、第七二極體D7、第六二極體D6、第二電容C2以及次級側。其中，預充電電流Ic2係 對第二電容C2與第三電容C3預充電。由於第六二極體D6和第七二極體D7通過正向偏壓導通，因此第二電容C2和第三電容C3被等效為串聯連接的。
請參見圖11B所示，其係為圖10操作於第三象限的電流路徑示意圖。隔離型升壓轉換器操作於第三象限時，主電流Ic1流經變壓器T1的次級側、第二電容C2、第三二極體D3、直流正輸出接點+Vbus、直流負輸出接點-Vbus、第二二極體D2、第三電容C3以及次級側。在這種情況下，變壓器T1的次級側與第二電容C2和第三電容C3串接建立高輸出電壓。由於第二二極體D2和第三二極體D3被正向偏置電壓導通，因此第二電容C2和第三電容C3被等效為串聯連接的。
預充電電流Ic2流經變壓器T1的次級側、第四電容C4、第八二極體D8、第五二極體D5、第一電容C1以及次級側。其中，預充電電流Ic2係對第一電容C1與第四電容C4預充電。由於第五二極體D5和第八二極體D8通過正向偏壓導通，因此第一電容C1和第四電容C4被等效為串聯連接的。
請參見圖12所示，其係為具有圖7之單匯流排升壓架構之全橋轉換器的電路圖。圖7所示的對稱的二極體-電容器電路係應用於具有單總線電路結構的全橋轉換器，以實現具有高升壓比和高效率的DC-DC轉換器。
此外，圖9A和圖9B中所示的對稱的二極體-電容器電路係也適用於具有單總線電路結構的全橋轉換器(未示出詳細的電路圖)。
請參見圖13所示，其係為具有圖7之單匯流排升壓架構之半橋轉換器的電路圖。圖7所示的對稱的二極體-電容器電路係應用於具有單總線電路結構的半橋轉換器，以實現具有高升壓比和高效率的DC-DC轉換器。
此外，圖9A和圖9B中所示的對稱的二極體-電容器電路係也應用於具有單總線電路結構的半橋轉換器(未示出詳細的電路圖)。
請參見圖14所示，其係為具有圖7之單匯流排升壓架構之半橋LLC諧振轉換器的電路圖。圖7所示的對稱的二極體-電容器電路係應用於具有單總線電路結構的半橋LLC諧振轉換器，以實現具有高升壓比和高效率的DC-DC轉換器。
此外，圖9A和圖9B中所示的對稱的二極體-電容器電路係也應用於具有單總線電路結構的半橋LLC諧振轉換器(未示出詳細的電路圖)。
請參見圖15所示，其係為具有圖7之單匯流排升壓架構之全橋LLC諧振轉換器的電路圖。圖7所示的對稱的二極體-電容器電路係應用於具有單總線電路結構的全橋LLC諧振轉換器，以實現具有高升壓比和高效率的DC-DC轉換器。
此外，圖9A和圖9B中所示的對稱的二極體-電容器電路係也應用於具有單總線電路結構的全橋LLC諧振轉換器(未示出詳細的電路圖)。
請參見圖16所示，其係為具有圖7之單匯流排升壓架構之推挽式轉換器的電路圖。圖7所示的對稱的二極體-電容器電路係應用於具有單總線電路結構的推挽式轉換器，以實現具有高升壓比和高效率的DC-DC轉換器。
此外，圖9A和圖9B中所示的對稱的二極體-電容器電路係也應用於具有單總線電路結構的推挽轉換器(未示出詳細的電路圖)。
請參見圖17所示，其係為具有圖10之雙匯流排升壓架構之全橋轉換器的電路圖。圖10所示的對稱的二極體-電容器電路係應用於具有雙總線電路結構的全橋轉換器，以實現具有高升壓比和高效率的DC-DC轉換器。
請參見圖18所示，其係為具有圖10之雙匯流排升壓架構之半橋轉換器的電路圖。圖10所示的對稱的二極體-電容器電路係應用於具有雙總線電路結構的半橋轉換器，以實現具有高升壓比和高效率的DC-DC轉換器。
請參見圖19所示，其係為具有圖10之雙匯流排升壓架構之半橋LLC諧振轉換器的電路圖。圖10所示的對稱的二極體-電容器電路係應用於具有雙總線電路結構的半橋LLC諧振變換器，以實現具有高升壓比和高效率的DC-DC變換器。
請參見圖20所示，其係為具有圖10之雙匯流排升壓架構之全橋LLC諧振轉換器的電路圖。圖10所示的對稱的二極體-電容器電路係應用於具有雙總線電路結構的全橋LLC諧振轉換器，以實現具有高升壓比和高效率的DC-DC轉換器。
請參見圖21所示，其係為具有圖10之雙匯流排升壓架構之推挽式轉換器的電路圖。圖10所示的對稱的二極體-電容器電路係應用於具有雙總線電路結構的推挽式轉換器，以實現具有高升壓比和高效率的DC-DC轉換器。
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，皆應包含於本發明之範疇中，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。
T1:變壓器
Lb1:第一橋臂
Lb2:第二橋臂
10:升壓電路
D1:第一二極體
D2:第二二極體
D3:第三二極體
D4:第四二極體
D5:第五二極體
D6:第六二極體
D7:第七二極體
D8:第八二極體
C1:第一電容
C2:第二電容
C3:第三電容
C4:第四電容
+Vbus:直流正輸出接點
-Vbus:直流負輸出接點
Ps1:次級側第一接點
Ps2:次級側第二接點
Pu1:第一橋臂上接點
Pu2:第二橋臂上接點
Pw1:第一橋臂下接點
Pw2:第二橋臂下接點
P1:第一節點
P2:第二節點

Claims (14)

  1. 一種隔離型升壓轉換器，包含：一變壓器，包含具有一次級側第一接點與一次級側第二接點的一次級側；一第一橋臂，包含一第一二極體與一第二二極體，該第一二極體的陰極耦接一直流正輸出接點，該第一二極體的陽極耦接一第一橋臂上接點，該第二二極體的陽極耦接一直流負輸出接點，該第二二極體的陰極耦接一第一橋臂下接點；一第二橋臂，包含一第三二極體與一第四二極體，該第三二極體的陰極耦接該直流正輸出接點，該第三二極體的陽極耦接一第二橋臂上接點，該第四二極體的陽極耦接該直流負輸出接點，該第四二極體的陰極耦接一第二橋臂下接點；及一升壓電路，包含：陽極對接於一第一節點的一第五二極體與一第六二極體，陰極分別耦接於該第一橋臂上接點與該第二橋臂上接點；陰極對接於一第二節點的一第七二極體與一第八二極體，陽極分別耦接於該第一橋臂下接點與該第二橋臂下接點，且該第二節點耦接該第一節點；及至少兩電容，耦接該次級側第一接點與該次級側第二接點。
  2. 如申請專利範圍第1項所述隔離型升壓轉換器，其中該至少兩電容的數量為四個，分別包含一第一電容、一第二電容、一第三電容以及一第四電容；其中該第一電容的兩端分別耦接於該次級側第一接點與該第一橋臂上接點；該第二電容的兩端分別耦接於該次級側第二接點與該第二橋臂上接點；該第三 電容的兩端分別耦接於該次級側第一接點與該第一橋臂下接點；該第四電容的兩端分別耦接於該次級側第二接點與該第二橋臂下接點。
  3. 如申請專利範圍第1項所述隔離型升壓轉換器，其中該至少兩電容的數量為兩個，分別包含一第一電容與一第二電容；其中該第一電容的兩端分別耦接於該次級側第一接點與該第一橋臂上接點；該第二電容的兩端分別耦接於該次級側第二接點與該第二橋臂上接點；該次級側第一接點耦接該第一橋臂下接點；該次級側第二接點耦接該第二橋臂下接點。
  4. 如申請專利範圍第1項所述隔離型升壓轉換器，其中該至少兩電容的數量為兩個，分別包含一第三電容與一第四電容；其中該第三電容的兩端分別耦接於該次級側第一接點與該第一橋臂下接點；該第四電容的兩端分別耦接於該次級側第二接點與該第二橋臂下接點；該次級側第一接點耦接該第一橋臂上接點；該次級側第二接點耦接該第二橋臂上接點。
  5. 如申請專利範圍第2項所述隔離型升壓轉換器，其中該隔離型升壓轉換器操作於第一象限時：一主電流流經該次級側、該第一電容、該第一二極體、該直流正輸出接點、該直流負輸出接點、該第四二極體、該第四電容以及該次級側；一預充電電流流經該次級側、該第三電容、該第七二極體、該第六二極體、該第二電容以及該次級側。
  6. 如申請專利範圍第2項所述隔離型升壓轉換器，其中該隔離型升壓轉換器操作於第三象限時： 一主電流流經該次級側、該第二電容、該第三二極體、該直流正輸出接點、該直流負輸出接點、該第二二極體、該第三電容以及該次級側；一預充電電流流經該次級側、該第四電容、該第八二極體、該第五二極體、該第一電容以及該次級側。
  7. 如申請專利範圍第3項所述隔離型升壓轉換器，其中該隔離型升壓轉換器操作於第一象限時：一主電流流經該次級側、該第一電容、該第一二極體、該直流正輸出接點、該直流負輸出接點、該第四二極體以及該次級側；一預充電電流流經該次級側、該第七二極體、該第六二極體、該第二電容以及該次級側。
  8. 如申請專利範圍第3項所述隔離型升壓轉換器，其中該隔離型升壓轉換器操作於第三象限時：一主電流流經該次級側、該第二電容、該第三二極體、該直流正輸出接點、該直流負輸出接點、該第二二極體以及該次級側；一預充電電流流經該次級側、該第八二極體、該第五二極體、該第一電容以及該次級側。
  9. 如申請專利範圍第4項所述隔離型升壓轉換器，其中該隔離型升壓轉換器操作於第一象限時：一主電流流經該次級側、該第一二極體、該直流正輸出接點、該直流負輸出接點、該第四二極體、該第四電容以及該次級側；一預充電電流流經該次級側、該第三電容、該第七二極體、該第六二極體以及該次級側。
  10. 如申請專利範圍第4項所述隔離型升壓轉換器，其中該隔離型升壓轉換器操作於第三象限時：一主電流流經該次級側、該第三二極體、該直流正輸出接點、該直流負輸出接點、該第二二極體、該第三電容以及該次級側；一預充電電流流經該次級側、該第四電容、該第八二極體、該第五二極體以及該次級側。
  11. 一種隔離型升壓轉換器，包含：一變壓器，包含具有一次級側第一接點、一次級側第二接點以及一中心抽頭接點的一次級側；一第一橋臂，包含一第一二極體與一第二二極體，該第一二極體的陰極耦接一直流正輸出接點，該第一二極體的陽極耦接一第一橋臂上接點，該第二二極體的陽極耦接一直流負輸出接點，該第二二極體的陰極耦接一第一橋臂下接點；一第二橋臂，包含一第三二極體與一第四二極體，該第三二極體的陰極耦接該直流正輸出接點，該第三二極體的陽極耦接一第二橋臂上接點，該第四二極體的陽極耦接該直流負輸出接點，該第四二極體的陰極耦接一第二橋臂下接點；及一升壓電路，包含：陽極對接於一第一節點的一第五二極體與一第六二極體，陰極分別耦接於該第一橋臂上接點與該第二橋臂上接點； 陰極對接於一第二節點的一第七二極體與一第八二極體，陽極分別耦接於該第一橋臂下接點與該第二橋臂下接點，且該第二節點耦接該第一節點與該中心抽頭接點；及四電容，耦接該次級側第一接點與該次級側第二接點。
  12. 如申請專利範圍第11項所述隔離型升壓轉換器，其中該四電容分別包含一第一電容、一第二電容、一第三電容以及一第四電容；其中該第一電容的兩端分別耦接於該次級側第一接點與該第一橋臂上接點；該第二電容的兩端分別耦接於該次級側第二接點與該第二橋臂上接點；該第三電容的兩端分別耦接於該次級側第一接點與該第一橋臂下接點；該第四電容的兩端分別耦接於該次級側第二接點與該第二橋臂下接點。
  13. 如申請專利範圍第12項所述隔離型升壓轉換器，其中該隔離型升壓轉換器操作於第一象限時：一主電流流經該次級側、該第一電容、該第一二極體、該直流正輸出接點、該直流負輸出接點、該第四二極體、該第四電容以及該次級側；一預充電電流流經該次級側、該第三電容、該第七二極體、該第六二極體、該第二電容以及該次級側。
  14. 如申請專利範圍第12項所述隔離型升壓轉換器，其中該隔離型升壓轉換器操作於第三象限時：一主電流流經該次級側、該第二電容、該第三二極體、該直流正輸出接點、該直流負輸出接點、該第二二極體、該第三電容以及該次級側；一預充電電流流經該次級側、該第四電容、該第八二極體、該第五二極體、該第一電容以及該次級側。
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