功率转换电路的制作方法

文档序号:9615089阅读:430来源:国知局
功率转换电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力转换技术,且特别涉及一种功率转换电路。
【背景技术】
[0002]一般而言,在开关电源中的电流采样电路是直接与开关(如:金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET))串联。然而,此电流采样电路会增加MOSFET的引线电感,从而导致MOSFET在开关过程中产生很高的电压尖峰。此电压尖峰不仅会产生高频噪声,并且会降低开关电源的效率,更甚者,若电压过高,此高电压更可能对MOSFET造成永久性损坏。
[0003]现行比较常见的做法是:1、增加MOSFET的栅极驱动电阻、或者在MOSFET两端并联高频电容,以降低MOSFET的开关速度;2、采用缓冲器(snubber)电路以吸收此电压尖峰的部分能量。然而,所述两种做法虽然能够降低电压尖峰的峰值,但是开关速度的降低会增加开关电源的开关损耗,进而导致电源转换效率的降低。
[0004]由此可见,所述现有的方式,显然仍存在不便与缺陷,而有待改进。为了解决所述问题,相关领域莫不费尽心思来谋求解决之道,但长久以来仍未发展出适当的解决方案。

【发明内容】

[0005]
【发明内容】
旨在提供本公开内容的简化摘要,以使阅读者对本公开内容具备基本的理解。此
【发明内容】
并非本公开内容的完整概述,且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键元件或界定本发明的范围。
[0006]本
【发明内容】
的一目的是在提供一种功率转换电路,藉以改善现有技术的缺陷。
[0007]为达所述目的,本
【发明内容】
的一实施例是关于一种功率转换电路,其包含转换器。所述转换器用以接收并转换输入电源以供电予负载,转换器包含储能单元、开关单元及电流采样单元。储能单元包含输入端及输出端。开关单元包含第一开关及第二开关,此第二开关与第一开关串联于公共端,公共端则耦接于储能单元的输出端。电容单元包含第一电容及第二电容,所述第一电容与开关单元并联以形成电容-开关并联结构,所述第二电容的容值至少大于第一电容的容值的十倍。电流采样单元用以检测第一开关与第二开关的其中至少一者的电流,且电流采样单元与电容-开关并联结构串联以形成电容-采样单元串联结构,所述电容-采样单元串联结构与第二电容并联。
[0008]因此,根据本发明的技术内容,本发明实施例通过提供一种功率转换电路,藉以改善电流采样电路与开关串联导致的电压尖峰所衍生出的相关问题。
[0009]在参阅下文实施方式后,本发明所属技术领域中的技术人员当可轻易了解本发明的基本精神及其他发明目的,以及本发明所采用的技术手段与实施态样。
【附图说明】
[0010]为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂,所附附图的说明如下:
[0011]图1A绘示依照本发明一实施例的一种功率转换电路的示意图。
[0012]图1B绘示依照本发明又一实施例的一种功率转换电路的示意图。
[0013]图2绘示现有技术的一种开关元件两端的电压波形示意图。
[0014]图3绘示依照本发明一实施例的一种功率转换电路的开关元件两端的电压波形示意图。
[0015]图4绘示依照本发明一实施例的一种功率转换电路的电流采样信号及开关元件的电流的对照图。
[0016]图5绘示依照本发明又一实施例的一种功率转换电路的示意图。
[0017]图6绘示依照本发明另一实施例的一种功率转换电路的示意图。
[0018]图7绘示依照本发明一实施例的一种升压转换电路的示意图。
[0019]图8绘示依照本发明一实施例的一种降压型转换器的示意图。
[0020]图9绘示依照本发明一实施例的一种半桥型转换器的示意图。
[0021]图10绘示依照本发明一实施例的一种图腾柱(Totem-Pole)型转换器的示意图。
[0022]图11绘示依照本发明一实施例的一种全桥型转换器的示意图。
[0023]图12绘示依照本发明一实施例的一种T型三电平电路型转换器的示意图。
[0024]图13绘示依照本发明一实施例的一种I型三电平电路型转换器的示意图。
[0025]其中附图标记说明如下:
[0026]100:转换器
[0027]100A ?1001:转换器
[0028]110:储能单元
[0029]120:开关单元
[0030]121:电容-开关并联结构
[0031]122:第一开关
[0032]123:电容-采样单元串联结构
[0033]124:第二开关
[0034]126:第一公共端
[0035]130:开关单元
[0036]131:第二电容-开关并联结构
[0037]132:第三开关
[0038]133:第二电容-采样单元串联结构
[0039]根据惯常的作业方式,图中各种特征与元件并未依比例绘制,其绘制方式是为了以最佳的方式呈现与本发明相关的具体特征与元件。此外,在不同附图间,以相同或相似的元件符号来指称相似的元件/部件。
【具体实施方式】
[0040]为了使本公开内容的叙述更加详尽与完备,下文针对了本发明的实施态样与具体实施例提出了说明性的描述;但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而,亦可利用其他具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。
[0041]除非本说明书另有定义,此处所用的科学与技术词汇的含义与本发明所属技术领域中的技术人员所理解与惯用的意义相同。此外,在不和上下文冲突的情形下,本说明书所用的单数名词涵盖该名词的复数型;而所用的复数名词时亦涵盖该名词的单数型。
[0042]另外,关于本文中所使用的“耦接”或“连接”,均可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触,或是相互间接作实体或电性接触,亦可指二或多个元件相互操作或动作。
[0043]图1A绘示依照本发明一实施例的一种功率转换电路的示意图。如图1A所示,功率转换电路包含转换器100。所述转换器100用以接收并转换输入电源以供电予负载。转换器100包含储能单元110、开关单元120、第一电容单元(如电容Cl、C2的组合)及第一电流采样单元(如电流采样元件T1)。储能单元110包含输入端及输出端,此储能单元110的输入端可视电路配置状况而耦接于电源或负载。开关单元120包含第一开关122及第二开关124,此第二开关124与第一开关122串联于第一公共端126,第一公共端126则耦接于储能单元110的输出端。
[0044]此外,第一电容单兀包含第一电容C1及第二电容C2,所述第一电容C1与开关单兀120并联以形成电容-开关并联结构121,第二电容C2可视电路配置状况而耦接于电源或负载。另一方面,第一电流采样单元(如电流采样元件T1)用以检测第一开关122与第二开关124的其中至少一者的电流。再者,所述第二电容C2的容值至少大于第一电容C1的容值的十倍,如此,由于第一电容C1的容值远小于第二电容C2的容值,因此基本上第一电容C1不会影响第一电流采样单元(如电流采样元件T1)的采样结果。此外,所述第一电流采样单元与电容-开关并联结构121串联以形成电容-采样单元串联结构123,此电容-采样单元串联结构123进一步与第二电容C2并联。
[0045]请参阅图1A所示的转换器100,由于转换器100具备第一电容C1,因此,在开关过程中,电流采样元件T1的寄生电感内的能量突变将得以有效地被第一电容C1所抑制,从而避免了在开
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