专利名称：可降低待机损耗的电源转换器的制作方法
技术领域：
本实用新型是与电源转换的技术有关，特别是指一种可降低待机损耗的电源转换
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背景技术：
现有的直流对直流转换器(DC/DC converter)在进行电源转换的过程中会有功率 损耗，此功率的损耗降低了转换的效率。然而直流对直流转换器在功率密度的要求上日益增加，为了提高其转换效率，目 前广泛使用的方式是在变压器的二次侧以功率金氧半场效晶体管(power M0SFET)做为同 步整流开关元件。此种方式确实可以提高重载时的效率，但是因为增加了驱动时的功率损 失，所以在无载时仍然有功率上的损耗，造成了无载时的效率较低。美国第US7，443，146号专利，即揭露了在二次侧以M0SFET来进行整流的技术，其 具有上述在无载时仍有功率上的损耗的缺失。
发明内容本实用新型的主要目的在于提供一种可降低待机损耗的电源转换器，其可降低电 源转换器在无载模式下的功率损耗，具有节能的功效。为了达成前述目的，依据本实用新型所提供的一种可降低待机损耗的电源转换 器，包含有一直流电源，具有一正极端以及一负极端；一第一变压器，具有一一次侧以及 一二次侧；其中，该一次侧的一端连接于该直流电源的正极端，且该一次侧具有一第一电控 开关，具有一控制端，且连接于该一次侧的另一端；一电流侦测及转换单元，连接于该第一 电控开关以及该直流电源的负极端，侦测由该一次侧经过该第一电控开关所传来的电源， 并转换为一交流电压讯号以及一直流电压讯号，而分别借由一交流讯号端以及一直流讯号 端输出；一功率控制器，连接于该交流信号端以及该第一电控开关的控制端；一电压侦测 及控制单元，连接于该直流讯号端，侦测该直流讯号端的电压，该电压侦测及控制单元具有 一电压输出端；该第一变压器的二次侧具有一同步整流电路，具有一电压控制端连接于该电压 输出端；两个M0SFET (金氧半场效晶体管)，连接于该同步整流电路，这两个M0SFET分别具 有一内部二极管(Body Diode)；以及一振荡回路，一端接地，另一端连接于该二次侧的一 端，且该振荡回路用以连接于一负载，该振荡回路并且具有一回授端连接于该功率控制器。借由上述电路结构，可由该电流侦测及转换单元以及电压侦测及控制单元的转换 电路来达到降低无载时的功率损耗，进而具有节能的功效。
图1是本实用新型第一较佳实施例的电路示意图。
4[0011]图2是本实用新型第一较佳实施例的电路结构图。图3是本实用新型第二较佳实施例的电路结构图。图4是本实用新型第三较佳实施例的电路结构图。
具体实施方式
为了详细说明本实用新型的构造及特点所在，兹举以下较佳实施例并配合图式说 明如后，其中如图1至图2所示，本实用新型第一较佳实施例所提供的一种可降低待机损耗 的电源转换器10，主要由一直流电源11、一第一变压器、一第一电控开关仏、一电流侦 测及转换单元26、一功率控制器31、一电压侦测及控制单元36、一同步整流电路41、两个 M0SFET (金氧半场效晶体管)Q2，Q3、以及一振荡回路51所组成，其中该直流电源11，具有一正极端12以及一负极端13。该第一变压器，具有一一次侧&以及一二次侧N2。其中，该一次侧&的一端连接于该直流电源11的正极端12，且该一次侧&具有 该第一电控开关仏、该电流侦测及转换单元26、该功率控制器31、以及该电压侦测及控制单 元36 该第一电控开关仏，具有一控制端G连接于该一次侧&的另一端。该第一电控开 关Qi为一 M0SFET，其控制端即为栅极G，并以其漏极D连接于该一次侧R，源极S则连接于 该电流侦测及转换单元26。该电流侦测及转换单元26，具有一第二变压器T2以及二分压电阻礼，Rs，第二变压 器T2的一次侧&的一端连接于该第一电控开关Q”另一端则连接于该直流电源11的负极 端13 ；该二分压电阻礼，Rs相串联，且以这个串联组合来并联于该第二变压器1~2的二次侧 N2 ；该第二变压器T2的二次侧N2还具有一二极管Di、一电阻R2、以及一电容Ci相串联。该 电流侦测及转换单元26侦测由该第一变压器的一次侧&经过该第一电控开关Qi所传 来的电源，并转换为一交流电压讯号以及一直流电压讯号，而分别借由一交流讯号端Va以 及一直流讯号端Vd输出。其中，该二分压电阻礼，Rs相连接的节点即为该交流讯号端Va，而 该电阻R2与该电容Q连接的节点即为该直流讯号端Vd。该功率控制器31，为一 PWM(脉冲宽度调变)控制IC，连接于该交流讯号端Va以 及该第一电控开关Qi的控制端G。该电压侦测及控制单元36，具有一比较器37，该比较器37连接于该直流讯号端Vd 以及具有一参考电压端连接于一参考电压，该比较器37的输出端即做为一电压输出端 371。该电压侦测及控制单元36系侦测该直流讯号端Vd的电压。该第一变压器的二次侧N2具有该同步整流电路41、该二 MOSFET Q2，Q3、以及 该振荡回路51。该同步整流电路41，具有一电压控制端42连接于该电压输出端371，且该同步整 流电路41亦连接于功率控制器31。这两个MOSFET Q2，Q3，彼此以源极S相连接且接地，且该二 MOSFET Q2，Q3的栅极G 均连接于该同步整流电路41，该二 MOSFET Q2，Q3的漏极D则分别连接于该二次侧队的两 端，该二 MOSFET Q2，03分别具有一内部二极管(Body Diode)Dn。[0026]该振荡回路51，一端接地，另一端连接于该二次侧N2的一端，且该振荡回路51用 以连接于一负载R。，该振荡回路51并且具有一回授端FB连接于该功率控制器31。该振荡 回路51由一电感L以及一电容C。相串联所组成，该负载R。并联于该电容C。，且该电感L与 该电容C。连接的节点即做为该回授端FB。本第一实施例的操作方式说明如下在该第一变压器的一次侧&的部份借由该功率控制器31来控制该第一电控开关Qi的导通，而该一次侧&的电源即 进入该电流侦测及转换单元26的第二变压器T2的一次侧经变压后，于该第二变压器 T2的二次侧N2产生电源，经由该交流讯号端^输出一交流电压讯号至该功率控制器31 ；并 经由该二极管Di整流，而由该直流讯号端Vd输出一直流电压讯号至该电压侦测及控制单元 36的该比较器37。在正常整流工作时(或重载模式时)，该直流讯号端Vd的直流电压讯号的电压高 于该参考电压端的参考电压，因此该同步整流电路41即驱动该二 MOSFET Q2，Q3进行工 作。当进入无载模式时，该直流讯号端Vd的直流电压讯号的电压下降至低于该参考电 压端的参考电压时，该比较器37的电压输出端371的位准为low，进而将该同步整流电 路41关闭，该二 MOSFET Q2，Q3即关闭，而转为利用其内部二极管(Body 0丨0如)011来进行整 流，由于此时无须再对该二 MOSFET Q2，03进行驱动，因此没有驱动时的能量损耗，借此可降 低无载时的功率损耗。请再参阅表一及表二。表一显示，没有使用本案的电流侦测及转换单元26以 及电压侦测及控制单元36的电路，在无载时仍然驱动了 MOSFET Q2，Q3来进行整流，其在 36Vin(输入电压)时功率耗损仍然在5.904W(瓦特)。而在表二中，使用了本案的电流侦测 及转换单元26以及电压侦测及控制单元36的电路，在无载时，使用了 M0SFETQ2，Q3的内部 二极管Dn来进行整流，其在36Vin (输入电压)时功率耗损大幅度的降低至0. 864W (瓦特)。 由此可见耗损的能量大幅度降低了。表一
权利要求1.一种可降低待机损耗的电源转换器，其特征在于，包含有 一直流电源，具有一正极端以及一负极端；一第一变压器，具有一一次侧以及一二次侧； 其中，该一次侧的一端连接于该直流电源的正极端，且该一次侧具有 一第一电控开关，具有一控制端，且连接于该一次侧的另一端； 一电流侦测及转换单元，连接于该第一电控开关以及该直流电源的负极端，侦测由该 一次侧经过该第一电控开关所传来的电源，并转换为一交流电压讯号以及一直流电压讯 号，而分别借由一交流讯号端以及一直流讯号端输出；一功率控制器，连接于该交流信号端以及该第一电控开关的控制端； 一电压侦测及控制单元，连接于该直流讯号端，侦测该直流讯号端的电压，该电压侦测 及控制单元具有一电压输出端； 该第一变压器的二次侧具有一同步整流电路，具有一电压控制端连接于该电压输出端； 两个M0SFET，连接于该同步整流电路，这两个M0SFET分别具有一内部二极管；以及 一振荡回路，一端接地，另一端连接于该二次侧的一端，且该振荡回路用以连接于一负 载，该振荡回路并且具有一回授端连接于该功率控制器。
2.根据权利要求1所述的可降低待机损耗的电源转换器，其特征在于这两个M0SFET， 彼此以源极相连接且接地，且该二 M0SFET的栅极均连接于该同步整流电路，这两个M0SFET 中的一个的漏极连接于该二次侧的一端，这两个M0SFET中的另一个的漏极连接于该二次 侧的另一端。
3.根据权利要求1所述的可降低待机损耗的电源转换器，其特征在于该第一电控开 关为一 M0SFET，其控制端即为栅极，该栅极与漏极一起连接于该一次侧的一端，源极则连接 于该电流侦测及转换单元。
4.根据权利要求1所述的可降低待机损耗的电源转换器，其特征在于该功率控制器 为一 PWM控制IC。
5.根据权利要求1所述的可降低待机损耗的电源转换器，其特征在于该振荡回路由 一电感以及一电容相串联所组成，该负载并联于该电容，且该电感与该电容连接的节点即 做为该回授端。
6.根据权利要求1所述的可降低待机损耗的电源转换器，其特征在于该电流侦测及 转换单元具有一第二变压器以及两个分压电阻，该第二变压器的一次侧的一端连接于该第 一电控开关，另一端则连接于该直流电源的负极端；这两个分压电阻相串联，且以这个串联 组合来并联于该第二变压器的二次侧，该二分压电阻相连接的节点即做为该交流讯号端； 此外，该第二变压器的二次侧还具有一二极管、一电阻、以及一电容相串联，该电阻与该电 容连接的节点即做为该直流讯号端。
7.根据权利要求1所述的可降低待机损耗的电源转换器，其特征在于该电压侦测及 控制单元，具有一比较器，该比较器连接于该直流讯号端以及具有一参考电压端连接于一 参考电压，该比较器的输出端即做为该电压输出端，且该同步整流电路连接于该功率控制器。
8.根据权利要求1所述的可降低待机损耗的电源转换器，其特征在于该电压侦测及控制单元，具有一比较器以及一光耦合开关以及一第二电控开关，该比较器连接于该直流 讯号端以及具有一参考电压端连接于一参考电压，该比较器的输出端连接于该光耦合开 关；该第二电控开关具有一控制端连接于该光耦合开关，以及具有二连接端分别做为该电 压输出端以及接地。
9.根据权利要求8所述的可降低待机损耗的电源转换器，其特征在于该电压侦测及 控制单元的该第二电控开关为一晶体管。
10.根据权利要求8所述的可降低待机损耗的电源转换器，其特征在于更包含有一稳 定电容，其两端分别连接于该电压输出端以及接地。
专利摘要一种可降低待机损耗的电源转换器，主要是在一第一变压器的一次侧设置一第一电控开关、一电流侦测及转换单元、一功率控制器、以及一电压侦测及控制单元，另外再于二次侧设置一同步整流电路、两个MOSFET、以及一振荡回路；而实际操作时，该电流侦测及转换单元输出一交流电压讯号至该功率控制器，以及输出一直流电压讯号至该电压侦测及控制单元，该电压侦测及控制单元即与一参考电压比较，借以在无载时将该同步整流电路关闭，而利用这两个MOSFET的内部二极管(body diode)来进行整流。为此，可达到降低无载时的功率损耗，具有节能的功效。
文档编号H02M3/325GK201781416SQ20092017884
公开日2011年3月30日 申请日期2009年9月8日 优先权日2009年9月8日
发明者刘力豪, 陈联兴 申请人:博大科技股份有限公司