专利名称：具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器的制作方法
技术领域：
本实用新型有关一种全桥相移式转换器，尤指一种具有零电压切换辅助电路的全 桥相移式转换器。
背景技术：
由于半导体技术发展日渐蓬勃，因此许多电子产品皆朝向轻、薄、短、小的趋势发 展。传统的线性电源供应器(linear power supply)由于内部有笨重的隔离变压器及散热 片，且其效率又较低，因此逐渐地被淘汰。取而代之的则是能操作在高频下，并且，具有体积 小、重量轻、效率高等优点的切换式电源供应器(switching power supply)。一般切换式电源供应器采用传统硬式切换(hard switching)，若操作频率增加 时，功率开关组件在导通和截止时的切换损失也随之增加。因此，使用硬式切换方法所造成 热损耗的问题，不仅使转换效率变低，也容易导致开关组件寿命缩短，甚至，提高加装散热 装置所需要的体积与成本。此外，功率晶体切换动作的非理想现象也会产生电压、电流突 波，使电路组件的应力增加，亦成为电磁干扰(electromagnetic interference, EMI)的来 源。为了克服高频操作下所造成问题，因此柔性切换(soft switching)成为目前运用 在各种电力电子产品上的一种技术。柔性切换技术一般可分为零电压切换(zero voltage switching, ZVS)和零电流切换(zero current switching, ZCS)两种方式。零电压切换是 在功率开关组件欲导通的瞬时期间，先将功率开关组件两端跨压降为零，接着再将功率开 关组件导通。而零电流切换则是在功率开关组件欲导通的瞬时期间，先将流过功率开关组 件的电流降为零，接着再将功率开关组件导通。不论是零电压或是零电流切换，其目的都是 为了达成在切换瞬时期间，功率开关组件两端跨压与流过电流的乘积为零，降低功率开关 组件的切换损失，提高电路的效率，以减少功率开关组件切换所带来的噪声干扰。但，柔性 切换的两种切换方式在高频切换时以零电压切换较佳，因为若开关在零电流切换时，储存 在开关内部电容的电荷将会造成切换损失，尤其在高频时更为严重。一般而言，在中、大功率的直流对直流转换器电路中，相移控制的全桥转换器 (full-bride converter)是最常用的电路形式之一。配合参见图1，为现有全桥相移式零电 压切换转换器的电路图。该全桥相移式零电压切换转换器主要包含一全桥式切换电路10A、 一隔离变压器20A、一全波整流电路30A以及一低通滤波电路40A。该全桥式切换电路10A电性连接一直流输入电压Vga。该隔离变压器20A的一一 次侧绕组(包含一一次侧漏电感Lea)电性连接该全桥式切换电路10A。该隔离变压器20A 的一二次侧绕组电性连接该一全波整流电路30A。并且，该低通滤波电路40A电性连接该全 波整流电路30A。因此，在此电路架构下，以传送该直流输入电压Vga提供的能量至所供应 的一负载RLa。该全波整流电路30A包含一第一整流二极管SRla与一第二整流二极管SR2a，并且 电性连接该隔离变压器20A的该二次侧绕组，用以整流该隔离变压器20A的该二次侧绕组的输出电压。该低通滤波电路40A由一输出滤波电感Loa与一输出滤波电容Coa所形成， 并且电性连接该全波整流电路30A，用以滤除该全波整流电路30A所输出的整流电压的高 频谐波成分，提供该负载RLa所需电压准位的一输出电压(未标示)。该全桥式切换电路IOA包含四个功率开关组件，亦即分别为一第一功率开关组件 Qla、一第二功率开关组件Q2a、一第三功率开关组件Q3a以及一第四功率开关组件Q4a。并 且，每一该些功率开关组件Ql^Q4a皆含有一反向并联二极管(未标示)，或称为本体二极 管(body diode)与一寄生电容(parasiticcapacitance)(未标示)。此外，该全桥式切 换电路IOA由两组桥臂所构成，每组桥臂由上述两个功率开关组件所组成。由于该第一功 率开关组件Qla与该第二功率开关组件Q2a是在有效脉冲宽度调制信号(effective PWM signal)的正缘(rising edge)时触发导通，因此，该第一功率开关组件Qla与第二功率开 关组件Q2a组成的桥臂称为一超前臂(leading-edge lag)(未标示)。反之，由于该第三功 率开关组件Q3a与该第四功率开关组件Q4a是在有效脉冲宽度调制信号的负缘(falling edge)时触发导通，因此，该第三功率开关组件Q3a与该第四功率开关组件Q4a组成的桥臂 称为一落后臂(lagging-edge lag)(未标示)。对该落后臂而言，零电压切换的实现在于负载电流由该隔离变压器20A的该二次 侧反射至该一次侧。因此，该落后臂所产生的感应能量如下列第1式表示Elag = 0. 5XLmXIm2+0. 5Xn2XLoaX (ILoap/n)2+0. 5XLeaX (Im+IL。ap/n)2...(第 1 式)其中，Elag表示该落后臂所产生的感应能量；Im表示该隔离变压器20A的该一次侧 绕组的磁化电流(magnetizing current)；该Ι ΜΡ则表示流经该输出滤波电感Loa电流的 最大值；而该系数η则为该隔离变压器20Α的该一次侧绕组与该二次侧绕组的匝数比。因为该低通滤波电路40Α的该输出滤波电感Loa所储存能量相较于该些一次侧寄 生电容充电或放电所需的能量是大的，也就是说，该落后臂提供零电压切换所需要能量是 足够的。因此，在负载变化较大的使用范围下，该第三功率开关组件Q3a与该第四功率开关 组件Q4a是容易达成零电压切换。然而，对该超前臂而言，零电压切换的实现在该隔离变压器20A的该漏电感Le和 该第一功率开关组件Qla与该第二功率开关组件Q2a所提供的谐振。因此，该超前臂所产 生的感应能量如下列第2式表示Elead = 0. 5 X LeaX (Ipr+Im)2···(第 2 式)其中，Elead表示该超前臂所产生的感应能量。特别是在轻载时，该第一功率开关组件Qla与该第二功率开关组件Q2a是较难实 现零电压切换。故此，整体而言，该相移式全桥零电压切换转换器较不适合应用在负载变化 较大的使用范围下。因此，如何设计出一种具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器，能改善现 有相移式全桥零电压切换转换器的超前臂无法提供零电压切换所需的能量，乃为本案发明 人所欲行克服并加以解决的一大课题。
发明内容为了达成上述目的，本实用新型提供一种具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器。具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器电性连接直流输入电压，以传送直 流输入电压提供的能量至所供应的负载。具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器包 含全桥式切换电路、隔离变压器、零电压切换辅助电路、全波整流电路以及低通滤波电路。全桥式切换电路包含四个功率开关组件，分别为第一功率开关组件、第二功率开 关组件、第三功率开关组件以及第四功率开关组件，以切换直流输入电压为方波电压；其 中，每一功率开关组件分别具有与功率开关组件并联的二极管与寄生电容，并且，第一功率 开关组件与第二功率开关组件系形成超前臂，第三功率开关组件与第四功率开关组件系形 成落后臂。隔离变压器具有一次侧绕组与二次侧绕组，并且电性连接全桥式切换电路，以接 收方波电压，并利用一次侧绕组与二次侧绕组的匝数比转换方波电压的大小。零电压切换辅助电路包含第一辅助电容、第二辅助电容以及辅助电感。第一辅助 电容具有第一端与第二端；其中，第一端电性连接全桥式切换电路的第一功率开关组件与 第三功率开关组件。第二辅助电容具有第一端与第二端；其中，第一端电性连接第一辅助 电容的第二端，而第二端电性连接全桥式切换电路的第二功率开关组件与第四功率开关组 件。辅助电感具有第一端与第二端；其中，第一端电性连接第一辅助电容的第二端，而第二 端电性连接隔离变压器的一次侧绕组。全波整流电路电性连接隔离变压器的二次侧绕组，整流隔离变压器的二次侧绕组 的输出电压。低通滤波电路电性连接全波整流电路，滤除全波整流电路所输出的整流电压的高 频谐波成分；藉此，利用提供零电压切换辅助电路的辅助电感，以增加超前臂所提供的储能，而 确保全桥相移式转换器达成正常的零电压切换操作。具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器，还包含一电压补偿电路，电性连 接该低通滤波电路，以接收该全桥相移式转换器的一输出电压，并产生一输出补偿电压；及 一相移脉冲宽度调制控制器，电性连接该电压补偿电路，以接收该输出补偿电压，并产生四 个开关驱动信号，分别为一第一开关驱动信号、一第二开关驱动信号、一第三开关驱动信号 以及一第四开关驱动信号，分别控制所对应的该些功率开关组件的导通与截止。该第一开关驱动信号与该第二开关驱动信号为准位互补的电压信号。该第三开关驱动信号与该第四开关驱动信号为准位互补的电压信号。该超前臂的该第一功率开关组件与该第二功率开关组件的谐振，由该隔离变压器 的一一次侧漏电感与该第一该寄生电容和该第二该寄生电容所形成的一等效谐振电容所 产生。该落后臂的该第三功率开关组件与该第四功率开关组件的谐振，由该隔离变压器 的一一次侧漏电感与该第三该寄生电容和该第四该寄生电容所形成的一等效谐振电容所产生。该隔离变压器的该二次侧绕组为一中心抽头式绕组。 该低通滤波电路为一电感与一电容所组成。 为了能更进一步了解本实用新型为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请 参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，相信本实用新型的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限 制。
图1为现有全桥相移式零电压切换转换器的电路图；图2为本实用新型一具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器的电路图；及图3为该全桥相移式转换器操作的时序与电压、电流波形图；图4A为该全桥相移式转换器于能量传送操作下的等效电路图；及图4B为该全桥相移式转换器于飞轮状态操作下的等效电路图。其中，附图说明Vga直流输入电压IOA全桥式切换电路[0040]Qla第一功率开关组件Q2a第二功率开关组件[0041]Q3a第三功率开关组件Q4a第四功率开关组件[0042]20A隔离变压器Lea一次侧漏电感[0043]30A全波整流电路SRla第一整流二极管[0044]SR2a 第二整流二极管40A低通滤波电路[0045]Loa输出滤波电感Coa输出滤波电容[0046]RLa负载Vg直流输入电压[0047]10全桥式切换电路Ql第一功率开关组件[0048]Dl第一二极管Cl第一寄生电容[0049]Q2第二功率开关组件D2第二二极管[0050]C2第二寄生电容Q3第三功率开关组件[0051]D3第三二极管C3第三寄生电容[0052]Q4第四功率开关组件D4第四二极管[0053]C4第四寄生电容SQl第一开关驱动信号[0054]SQ2第二开关驱动信号SQ3第三开关驱动信号[0055]SQ4第四开关驱动信号100零电压切换辅助电路[0056]Ls辅助电感Csl第一辅助电容[0057]Cs2第二电辅助容VLs辅助电感电压[0058]ILs辅助电感电流ILsp辅助电感电流最大值[0059]20隔离变压器Le一次侧漏电感[0060]Vpr一次侧电压Ipr一次侧电流
具体实施方式
有关本实用新型的技术内容及详细说明，配合附图说明如下请参见图2，为本实用新型一具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器的电 路图。该全桥相移式转换器电性连接一直流输入电压Vg，以传送该直流输入电压Vg提供的 能量至所供应的一负载RL。该全桥相移式转换器主要包含一全桥式切换电路10、一隔离变 压器20、一全波整流电路30以及一低通滤波电路40。本实用新型的该全桥相移式转换器与现有的全桥相移式转换器最大差异在于，本实用新型的该全桥相移式转换器更提供一零 电压切换辅助电路100。该全桥式切换电路10包含四个功率开关组件，亦即分别为一第一功率开关组件 Q1、一第二功率开关组件Q2、一第三功率开关组件Q3以及一第四功率开关组件Q4，用以切 换该直流输入电压Vg为一方波电压。其中，每一功率开关组件QfQ4分别具有与该功率开 关组件Ql Q4反向并联的一二极管Dl D4，或称为本体二极管(body diode)与一寄生电容 (parasiticcapacitance) C1 C4，亦即，该第一功率开关组件Ql并联该第一二极管Dl与该 第一寄生电容Cl ；该第二功率开关组件Q2并联该第二二极管D2与该第二寄生电容C2 ；该 第三功率开关组件Q3并联该第三二极管D3与该第三寄生电容C3 ；以及，该第四功率开关 组件Q4并联该第四二极管D4与该第四寄生电容C4。此外，该第一功率开关组件Ql与该第 二功率开关组件Q2形成一超前臂(leading-edge lag)(未标示)，而该第三功率开关组件 Q3与该第四功率开关组件Q4形成一落后臂(lagging-edge lag)(未标示)。该隔离变压器20具有一一次侧绕组(未标示)与一二次侧绕组(未标示)。该隔 离变压器20具有与该一次侧绕组串联的一一次侧漏电感Le，并且，该二次侧绕组为一中心 抽头式绕组。该隔离变压器20电性连接该全桥式切换电路10，用以接收该方波电压，并利 用该一次侧绕组与该二次侧绕组的匝数比转换该方波电压的大小。此外，该隔离变压器20 可提供一次侧电路与二次侧电路之间达到隔离的功能。该零电压切换辅助电路100包含一第一辅助电容Csl、一第二辅助电容Cs2以及 一辅助电感Ls。该第一辅助电容Csl具有一第一端(未标示)与一第二端(未标示)。其 中，该第一端电性连接该全桥式切换电路10的该第一功率开关组件Ql与该第三功率开关 组件Q3 (即该全桥式切换电路10的上臂功率开关组件)。该第二辅助电容Cs2具有一第一 端(未标示)与一第二端(未标示)。其中，该第一端电性连接该第一辅助电容Csl的该第 二端，而该第二端电性连接该全桥式切换电路10的该第二功率开关组件Q2与该第四功率 开关组件Q4 (即该该全桥式切换电路的下臂功率开关组件)。该辅助电感Ls具有一第一端 (未标示)与一第二端(未标示)。其中，该第一端电性连接该第一辅助电容Csl的该第二 端，而该第二端电性连接该隔离变压器20的该一次侧绕组。该全波整流电路30包含一第一整流二极管SRl与一第二整流二极管SR2，并且电 性连接该隔离变压器20的该二次侧绕组，用以整流该隔离变压器20的该二次侧绕组的输 出电压。该低通滤波电路40包含一输出滤波电感Lo与一输出滤波电容Co，并且电性连接 该全波整流电路30，用以滤除该全波整流电路30所输出的整流电压的高频谐波成分，提供 该负载RL所需电压准位的一输出电压Vo。此外，该具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器也配合一反馈控制电路 (未图标)，藉由相位调制的方式，对该些功率开关组件QfQ4提供不同相移控制，以达成该 输出电压Vo的稳压调节(regulation)功能。也就是说，该反馈控制电路用以确保该输出 电压Vo受到该直流输入电压Vg或该输出负载RL的变动影响程度最小。该反馈控制电路 主要包含一电压补偿电路与一相移脉冲宽度调制控制器。该电压补偿电路电性连接该低通 滤波电路40，用以接收该全桥相移式转换器的该输出电压Vo，并产生一输出补偿电压。该 相移脉冲宽度调制控制器电性连接该电压补偿电路，用以接收该输出补偿电压，并且根据 该输出补偿电压控制该相移脉冲宽度调制控制器的输出方波的责任周期Dp (参见图3)，并产生四个开关驱动信号，分别为一第一开关驱动信号SQ1、一第二开关驱动信号SQ2、一第 三开关驱动信号SQ3以及一第四开关驱动信号SQ4，分别控制所对应的该些功率开关组件 Ql、4的导通与截止。亦即，该第一开关驱动信号SQl用以控制该第一功率开关组件Ql的 导通与截止；该第二开关驱动信号SQ2用以控制该第二功率开关组件Q2的导通与截止；该 第三开关驱动信号SQ3用以控制该第三功率开关组件Q3的导通与截止；以及，该第四开关 驱动信号SQ4用以控制该第四功率开关组件Q4的导通与截止。该第一开关驱动信号SQl与该第二开关驱动信号SQ2为准位互补的电压信号 (参见图3)，并且，该第三开关驱动信号SQ3与该第四开关驱动信号SQ4为准位互补的电 压信号。此外，由于该些功率开关组件Qf Q4具有导通延迟(turn-on delay)与截止延迟 (turn-off delay)的非理想现象，因此，为了避免该超前臂或该落后臂在非完全导通或截 止状态下发生短路的情况，故此，在本实施例中，在该第一功率开关组件Ql与该第二功率 开关组件Q2，或该第三功率开关组件Q3与该第四功率开关组件Q4导通与截止时，提供一延 迟时间Td。值得一提，该延迟时间Td乃为该些功率开关组件QfQ4完成零电压切换的关 键。因此，在考虑该延迟时间Td的效应后，该脉冲宽度调制控制器的责任周期也应为一有 效责任周期(effective duty) Deff0请参见图3，为该全桥相移式转换器操作的时序与电压、电流波形图。该具有零电 压切换辅助电路的全桥相移式转换器的操作顺序将配合图3，以不同时间区间表达更详细 的描述。所述如下(1)第一时间区间Δ tl (第一时间tl至第二时间t2)该第一时间区间Atl亦可称为能量传送区间。该第一功率开关组件Ql与该第四 功率开关组件Q4为导通状态，而该第二功率开关组件Q2与该第三功率开关组件Q3为截止 状态。该直流输入电压Vg经由该第一功率开关组件Ql与该第二功率开关组件Q2，使得该 零电压切换辅助电路100的该辅助电感Ls的跨压(辅助电感电压VJ为该直流输入电压 Vg的一半，并且，该隔离变压器20的该一次侧绕组跨压等于该直流输入电压Vg大小。因此， 该一次侧漏电感Le被充电而储存能量(磁能)，并且，该隔离变压器20的一次侧电流Ipr 会逐渐上升，同时，该隔离变压器20的二次侧会获得由一次侧电压Vpr感应到二次侧的感 应电压。因此，该全波整流电路30的该第一整流二极管SRl为顺向偏压(forward biased) 而导通，而该第二整流二极管SR2为逆向偏压(reversebiased)而截止。能量会从输入电 源端经由该隔离变压器20而传送到负载端。在该第一时间区间Atl，该全桥相移式转换器 于能量传送操作下的等效电路图如图4A所示。(2)第二时间区间At2(第二时间t2至第三时间t3)当t = t2时，该第四功率开关组件Q4截止，此时该隔离变压器20的该一次侧电 流Ipr上升至最大值。该直流输入电压Vg经由对该第四功率开关组件Q4的该第四寄生电 容C4充电，并使该第三功率开关组件Q3的该第三寄生电容C3放电，使得该第四功率开关 组件Q4的汲源极跨压等于该直流输入电压Vg大小。当t = t3时，由于该第三功率开关组 件Q3所并联的该第三二极管D3所提供的电压箝制作用(voltage clamping)，使得该第三 功率开关组件Q3的汲源极跨压接近零电压，此时电路的等效谐振电感与等效谐振电容产 生谐振。(3)第三时间区间At3(第三时间t3至第四时间t4)[0075]当t = t3时，该第三功率开关组件Q3导通，并且，由于该第三二极管D3因电路产 生谐振而导通，因此流入大部份的电流，使得该第三功率开关组件Q3达到零电压切换。(4)第四时间区间At4(第四时间t4至第五时间t5)当t = t4时，该第一功率开关组件Ql截止，该隔离变压器20的该一次侧漏电感 Le与该第一功率开关组件Ql的该第一寄生电容Cl充电，并使得该第二功率开关组件Q2的 该第二寄生电容C2放电。当t = t5时，流经该辅助电感Ls的一辅助电感电流L上升至 最大值1_。此时，该全波整流电路30的该第一整流二极管SRl与该第二整流二极管SR2 同时导通，因此，该隔离变压器20的二次侧电路进入飞轮状态(freewheel state)，该隔离 变压器20 —次侧短路，因此该一次侧绕组与该二次侧绕组上都没有电压，使得该输出滤波 电感Lo并不会反射至该隔离变压器20的一次侧。由于该隔离变压器20的一次侧电流无 法提供足够的能量，所以该隔离变压器20 二次侧接近零电压。并且，在此短路区间，该全桥 相移式转换器的等效电路可如图4B表示，为该全桥相移式转换器于飞轮状态操作下的等 效电路图。此时，该辅助电感Ls可等效为一电流源，并且，该超前臂的该第一功率开关组件 Ql与该第二功率开关组件Q2的谐振，由该隔离变压器20的该一次侧漏电感Le所形成的等 效谐振电感与该第一寄生电容Cl和该第二寄生电容C2所形成的等效谐振电容所产生。因 为增加该零电压切换辅助电路100的该辅助电感Ls，因此，流经该辅助电感Ls的电流能增 加该隔离变压器20的该一次侧电流Ipr，而能充足地提供对该第一寄生电容Cl与该第二寄 生电容C2充电或放电所需的能量。(5)第五时间区间At5(第五时间t5至第六时间t6)当t = t5时，当该第二二极管D2导通时，将该第二功率开关组件Q2导通，使得该 第二功率开关组件Q2的汲源极跨压接近零电压，此时该第二功率开关组件Q2达到零电压 切换。因为该隔离变压器20的该一次侧电流Ipr为线性减少至零时，该第二二极管D2与 该第三二极管D3自动关闭截止后，该隔离变压器20的该一次侧电流Ipr经由该第二功率 开关组件Q2与该第三功率开关组件Q3继续减小为负值电流。当t = t6时，该隔离变压器 20的该一次侧电流Ipr下降至最小值。上述为该全桥相移式转换器于正半周期的零电压切换操作说明。然而，由于该全 桥相移式转换器于负半周期的零电压切换与正半周期的零电压切换操作为对称，因此，可 进一步参见图3，能以了解该全桥相移式转换器于负半周期的零电压切换操作，在此不再赘 述。由于该全桥相移式转换器所提供该零电压切换辅助电路100，因此，对于超前臂的 零电压切换，除了增加少许流过该超前臂的电流外，亦即流过该第一功率开关组件Ql与该 第二功率开关组件Q2，并不会干扰功率级(power stage)的操作。因此，在不影响该全桥相 移式转换器正常操作情况以及扩大负载的使用范围下，能够设计该辅助电感Ls的大小用 以产生足够的感应能量，以提供该超前臂的该第一寄生电容Cl与该第二寄生电容C2充电、 放电所需的能量。因此，该超前臂所产生的感应能量如下列第3式表示Elead = 0. 5 X Le X (Ipr+Im) 2+0. 5 X Ls X ILsp2...(第 3 式)其中，Elead表示该超前臂所产生的感应能量；Im表示该隔离变压器20的该一次侧 绕组的磁化电流(magnetizing current)；而该则表示该辅助电感电流Ils的最大值。[0085]由于该全桥相移式转换器所提供该零电压切换辅助电路100，因此，第3式与第2 式相较之下，可明显看出，增加的部份为该辅助电感Ls所提供的能量(0.5XLsXI_2)。藉此，利用提供该零电压切换辅助电路的该辅助电感Ls，以增加该全桥式切换电 路的该超前臂于零电压切换操作下所需的能量，而确保该全桥相移式转换器达成正常的零 电压切换操作。并且，该全桥相移式转换器可在维持最大可用的责任周期情况下，在负载变 化较大的使用范围下达成零电压切换操作。但，以上所述，仅为本实用新型较佳具体实施例的详细说明与图式，本实用新型的 特征并不局限于此，并非用以限制本实用新型，本实用新型的所有范围应以下述的权利要 求为准，凡合于本实用新型申请专利范围的精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本实 用新型的范畴中，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，可轻易思及的变化或修 饰皆可涵盖在以下本案的专利范围。
权利要求一种具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器，电性连接一直流输入电压，以传送该直流输入电压提供的能量至所供应的负载；该具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器包含一用于切换该直流输入电压为一方波电压的全桥式切换电路，包含四个功率开关组件，分别为一第一功率开关组件、一第二功率开关组件、一第三功率开关组件以及一第四功率开关组件；其中，每一功率开关组件分别具有与该功率开关组件并联的一二极管与一寄生电容，并且，该第一功率开关组件与该第二功率开关组件形成一超前臂，该第三功率开关组件与该第四功率开关组件形成一落后臂；一隔离变压器，具有一一次侧绕组与一二次侧绕组，并且电性连接该全桥式切换电路，以接收该方波电压，并利用该一次侧绕组与该二次侧绕组的匝数比转换该方波电压的大小；一零电压切换辅助电路，包含一第一辅助电容，具有一第一端与一第二端；其中，该第一端电性连接该全桥式切换电路的该第一功率开关组件与该第三功率开关组件；一第二辅助电容，具有一第一端与一第二端；其中，该第一端电性连接该第一辅助电容的该第二端，而该第二端电性连接该全桥式切换电路的该第二功率开关组件与该第四功率开关组件；及一辅助电感，具有一第一端与一第二端；其中，该第一端电性连接该第一辅助电容的该第二端，而该第二端电性连接该隔离变压器的该一次侧绕组；一全波整流电路，电性连接该隔离变压器的该二次侧绕组，整流该隔离变压器的该二次侧绕组的输出电压；及一低通滤波电路，电性连接该全波整流电路，滤除该全波整流电路所输出的整流电压的高频谐波成分。
2.如权利要求1的具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器，其特征在于，还包含一电压补偿电路，电性连接该低通滤波电路，以接收该全桥相移式转换器的一输出电 压，并产生一输出补偿电压；及一相移脉冲宽度调制控制器，电性连接该电压补偿电路，以接收该输出补偿电压，并产 生四个开关驱动信号，分别为一第一开关驱动信号、一第二开关驱动信号、一第三开关驱动 信号以及一第四开关驱动信号，分别控制所对应的该些功率开关组件的导通与截止。
3.如权利要求2的具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器，其特征在于，该第 一开关驱动信号与该第二开关驱动信号为准位互补的电压信号。
4.如权利要求2的具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器，其特征在于，该第 三开关驱动信号与该第四开关驱动信号为准位互补的电压信号。
5.如权利要求1的具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器，其特征在于，该超 前臂的该第一功率开关组件与该第二功率开关组件的谐振，由该隔离变压器的一一次侧漏 电感与该第一该寄生电容和该第二该寄生电容所形成的一等效谐振电容所产生。
6.如权利要求1的具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器，其特征在于，该落 后臂的该第三功率开关组件与该第四功率开关组件的谐振，由该隔离变压器的一一次侧漏电感与该第三该寄生电容和该第四该寄生电容所形成的一等效谐振电容所产生。
7.如权利要求1的具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器，其特征在于，该隔 离变压器的该二次侧绕组为一中心抽头式绕组。
8.如权利要求1的具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器，其特征在于，该低 通滤波电路为一电感与一电容所组成。
专利摘要本实用新型公开了一种具有零电压切换辅助电路的全桥相移式转换器，包含全桥式切换电路、隔离变压器、零电压切换辅助电路、全波整流电路以及低通滤波电路，以传送直流输入电压提供的能量至所供应的负载。藉此，利用提供零电压切换辅助电路的辅助电感，以增加全桥式切换电路的超前臂于零电压切换操作下所需的能量，而确保全桥相移式转换器达成正常的零电压切换操作。
文档编号H02M3/335GK201623633SQ20102013650
公开日2010年11月3日 申请日期2010年3月8日 优先权日2010年3月8日
发明者薛长德 申请人:群光电能科技股份有限公司