专利名称：具有高频弯折型变压器的直流对直流转换器的制作方法
技术领域：
本发明关于一种直流对直流转换器，特别是一种具有高频弯折型变压器的直流对直流转换器。
背景技术：
直流对直流转换器普遍使用在以电池作为电源来源的电子设备、再生能源系统以及电压调节模块(voltage regulator module，VRM)中，以将调节电源所产生的电压或电流。大部分的转换器都需要较高的切换频率，以改善瞬时响应，并减少被动组件的体积。然而，至今仍未见到切换频率超过1MHz的转换器。
因此，具有交错切换开关控制的多重操作的转换器适合操作在低电压高电流的条件。其较佳的效率，使得并联交错操作的切换式转换器越来越受欢迎。功率组件的I2R的导通功率损失较小。此种转换器可消除纹波电流以及较好的瞬时响应。然而并联式的模块其需要共同均分相同的电流。因此，组件的容忍度(tolerance)以及参数便亦都可能造成电流的不平衡。
图1与图2所示为三相升压与降压转换。在图1中，升压转换器用以将电源10升压后提供给负载20，包括有连接至第一二极管D1的第一电感L1、连接至第二二极管D2的第二电感L2以及连接至第三二极管D3的第三电感L3。而第一、第二及第三二极管D1、D2、D3的另一端耦接到负载20的一端。此外，还包括有第一晶体管T1、第二晶体管T2以及第三晶体管T3。第一晶体管T1的漏极连接到第一电感L1与第一二极管D1之间，而第一晶体管T1的源极则连接到负载20的另一端。第二晶体管T2与第三晶体管T3的接法与第一晶体管T1类似。另外，电容C并联地与负载20连接。
在图2中，降压转换器将电源10降压后提供给负载20。包括有连接至第一电感L1的第一晶体管T1、连接至第二电感L2的第二晶体管T2、以及连接至第三电感L3的第三晶体管T3。第一、第二、第三电感L1、L2、L3的另一端与耦接到负载20的一端。此外，还包括有第四、第五、第六晶体管T4、T5、T6。第四晶体管T4的漏极连接到第一晶体管T1与第一电感L1之间。第五晶体管T5以及第六晶体管T6的接法与第四晶体管T4类似。另外，电容C并联地与负载20连接。
然而，先前技术所揭示的变压器存在一些亟待解决的技术问题。例如，需要感测三个电流亦作为分流，因此其电流中存在相当高的纹波电流。此外，也需要很多的铁芯。
发明内容
本发明的目的在于提供一种线路简单、高效率的转换器。
本发明的主要目的在于提供一种具有高频弯折型变压器的直流对直流转换器，以大体上解决先前技术所存在的问题。本发明所揭示的直流对直流转换器可消除纹波电流、简化电流控制并且具有更好的瞬时响应。所有切换组件与被动组件的纹波电流均可经由调整边界条件(boundary condition)附近的操作点达到消除的目的，因此在这些操作点的传导损失将可最小化。在本发明中，因为所有流经变压器绕组的相电流均相等，因此不再需要电流平均控制，并且具有更快的瞬时响应。相移脉宽调变切换信号可在变压器的绕组上提供平衡的电压。
根据本发明的目的，本发明所揭示的多相直流对直流升压转换器，包括一弯折型装置，具有N支铁芯，其中N为大于等于2的相数；多个二极管，每一二极管的P型侧耦接至弯折型装置的铁芯的每一支脚；以及多个晶体管，每一晶体管的漏极耦接至弯折型装置的铁芯的每一支脚。
根据本发明构思，该弯折型装置为一不具有隔离的自耦变压器(autotransformer)。
根据本发明构思，该弯折型装置的该N支铁芯不具有气隙，以形成一弯折型变压器(zigzag transformer)。
根据本发明构思，该弯折型装置的该N支铁芯具有气隙，以形成一弯折型耦合式电感(zigzag coupled inductor)。
根据本发明构思，该弯折型装置的该铁芯的每一支脚具有两个线圈。
根据本发明构思，该多相直流对直流升压转换器还包括有一输入端电感，耦接至该弯折型装置，用以消除该转换器的纹波电流。
根据本发明构思，该纹波电流在边界条件下被消除。
根据本发明构思，该边界条件的工作周期(duty cycle)为h/N，其中h＝1，2，3，…，N-1。
根据本发明构思，该晶体管的栅极用以接收适当的相移(phase-shifted)信号。
根据本发明的目的，本发明所揭示的多相直流对直流降压转换器，包括一弯折型装置，具有N支铁芯，其中N为大于等于2的相数；以及多对晶体管，每一对晶体管以串联方式连接，铁芯的每一支脚连接到每对晶体管之间。
根据本发明构思，该弯折型装置为一不具有隔离的自耦变压器(autotransformer)。
根据本发明构思，该弯折型装置的该N支铁芯不具有气隙，以形成一弯折型变压器(zigzag transformer)。
根据本发明构思，该弯折型装置的该N支铁芯具有气隙，以形成一弯折型耦合式电感(zigzag coupled inductor)。
根据本发明构思，该弯折型装置的该铁芯的每一支脚具有两个线圈。
根据本发明构思，该多相直流对直流升压转换器还包括有一输出端电感，耦接至该弯折型装置，用以消除该转换器的纹波电流。
根据本发明构思，该纹波电流在边界条件下被消除。
根据本发明构思，该边界条件的工作周期(duty cycle)为h/N，其中h＝1，2，3，…，N-1。
根据本发明构思，该晶体管的栅极用以接收适当的相移(phase-shifted)信号。
根据本发明的另一方面提供了一种隔离式直流对直流转换器，其中包括一弯折型变压器，具有一三支脚的铁芯；一三相变压器，具有一初级线圈与一次级线圈，其中该次级线圈连接至该弯折型变压器；三对晶体管，每一对晶体管以串联方式连接，该三相变压器的初级线圈的每一相绕组连接到该每对晶体管之间；以及一第一、第二、第三晶体管，每一晶体管的漏极耦接至该弯折型装置的该铁芯的每一支脚。
根据本发明构思，该弯折型变压器的该铁芯的每一支脚具有两个线圈。
根据本发明构思，该隔离式直流对直流转换器还包括有一输入端电感，耦接至该弯折型装置，用以消除该转换器的纹波电流。
根据本发明构思，该纹波电流在边界条件下被消除。
根据本发明构思，该边界条件的工作周期(duty cycle)为1/3或2/3。
根据本发明构思，该第一、第二、第三晶体管的栅极用以接收适当的相移(phase-shifted)信号。
根据本发明的另一方面提供了一种两倍电流整流器，其中包括有一弯折型变压器，具有两相；以及一变压器，具有一初级线圈与一次级线圈，其中该次级线圈连接至该弯折型变压器。
根据本发明构思，该两倍电流整流器还包括有一输出端电感，耦接至该弯折型装置，用以消除该转换器的纹波电流。
根据本发明构思，该两倍电流整流器还包括有两的晶体管，分别连接至该弯折型变压器的该两相的线圈。
根据本发明的原理，本发明所揭示的直流对直流转换器具有不需要电流平均控制的优点。
根据本发明的原理，本发明所揭示的直流对直流转换器具有可消除被动组件与切换组件的纹波电流的优点。
根据本发明的原理，本发明所揭示的直流对直流转换器具有较低传导损失的优点。
根据本发明的原理，在较低的切换频率下，本发明所揭示的直流对直流转换器具有较快的瞬时响应的优点。
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭示的内容、申请专利范围及图式，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
图1为先前技术所揭示的升压转换器的电路图；图2为先前技术所揭示的降压转换器的电路图；
图3为本发明所揭示的升压转换器的电路图；图4为本发明所揭示的降压转换器的电路图；图5A为本发明所使用的弯折型变压器的电压向量图；图5B为本发明所使用的弯折型变压器的绕组；图6A～图6D为本发明所揭示的三相升压转换器的操作波形图；图7为本发明所揭示的三相降压转换器的操作波形图；图8A～图8B为本发明所揭示的转换器的电感所输出的正规化纹波电流；图9为本发明所揭示的具有弯折形变压器的隔离式直流对直流转换器；图10A为本发明所揭示的具有两相弯折型变压器的电流倍增整流器；图10B为本发明所揭示的具有两相弯折型变压器的电流倍增整流器的绕组；图11为本发明所揭示的具有多相弯折型变压器的直流对直流转换器的铁芯；图12A～图12B为本发明所揭示的四相与五相整流器的电压相量图；图13为本发明所揭示的四相整流器的操作波形图；图14A为实验结果的电流波形，其中Vs＝36伏特及Vo＝48伏特；图14B为实验结果的变压器绕组电压，其中Vs＝36伏特及Vo＝48伏特；以及图15为D＝33.3％时的实验结果，其中Vs＝32伏特及Vo＝48伏特。
其中，附图标记说明如下10-电源；20-负载；30-弯折型变压器；40-三相变压器；51-晶体管；52-晶体管；53-晶体管；54-晶体管；55-晶体管；56-晶体管；57-晶体管；58-晶体管；60-两相弯折型变压器；70-变压器；D1-第一二极管；D2-第二二极管；D3-第三二极管；L1-第一电感；L2-第二电感；L3-第三电感；T1-第一晶体管；T2-第二晶体管；T3-第三晶体管；T4-第四晶体管；T5-第五晶体管；T6-第六晶体管；C-电容；LS-输入端电感；LO-输出端电感。
具体实施例方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，现配合实施例详细说明如下。以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的专利的保护范围更进一步的解释。
请参考图3，为本发明所揭示的升压转换器的电路图。如图所示，升压转换器将电源10升压后传送给负载20，包括有一弯折型变压器30、输入端电感LS、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3。此外，还包括有一电容C与负载20并联地偶接。
弯折型变压器30为一种不具有隔离的自耦变压器(autotransformer)，举例来说，可为具有三相的弯折型变压器。弯折型变压器30的铁芯材料为不具有任何气隙(airgap)的软性铁氧磁体(ferrite)。输入端电感LS的一端连接至弯折型变压器30的中心点。以图3的三相装置而言，第一二极管D1、第二二极管D2以及第三二极管D3的P型侧分别偶接至弯折型变压器30的每一相。而第一晶体管T1、第二晶体管T2以及第三晶体管T3的漏极亦连接至弯折型变压器30的每一相，源极则连接至电源10的负输入端(接地端)，而栅极则用以接收具有适当相移的脉宽调变信号。第一晶体管T1、第二晶体管T2以及第三晶体管T3较佳为绝缘栅极晶体管(IGBT)。
请参考图4，为本发明所揭示的降压转换器的电路图。降压转换器将电源10降压后提供给负载20，包括有弯折型变压器30、输出端电感LO、第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5以及第六晶体管T6。此外，还包括有一电容C与负载20并联地偶接。
同样地，弯折型变压器30为一种不具有隔离的自耦变压器(autotransformer)，举例来说，可为具有三相的弯折型变压器。弯折型变压器30的铁芯材料为不具有任何气隙(airgap)的软性铁氧磁体(ferrite)。输出端电感LO的一端连接至弯折型变压器30的中心点。以图3的三相装置而言，第一晶体管T1、第二晶体管T2以及第三晶体管T3的漏极分别连接至弯折型变压器30的每一相，源极则连接至电源10的负输入端(接地端)。第四晶体管T4、第五晶体管T5以及第六晶体管T6的漏极连接至电源10，而其源极分别连接至弯折型变压器30的每一相。第一晶体管T1、第二晶体管T2以及第三晶体管T3的栅极则用以接收具有适当相移的脉宽调变信号。第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5以及第六晶体管T6较佳为绝缘栅极晶体管(IGBT)。
弯折型变压器30为一种不具有隔离的自耦变压器(autotransformer)。其电压向量以及三相铁芯绕组如图5A与图5B所示。弯折型变压器30的三相铁芯的每一支脚均具有两个绕组，每一绕组的连接方式根据图5A的电压向量决定。图3与图4中的弯折型变压器30中的铁芯并不具有气隙，其亦可采用弯折型耦合电感(zigzag coupled inductor)，其结构类似，但其铁芯并具有气隙。在本发明中，弯折型变压器30与弯折型耦合电感定义成弯折型装置。
根据图3与图4，其中转换器具有三个可以接收脉宽调变信号的输入端，每一脉宽调变信号均适当地相移120度，以平衡变压器绕组的三相电压(Vza+Vzb+Vzc＝0)。此三个输入端即为第一晶体管T1、第二晶体管T2以及第三晶体管T3的栅极。因为弯折型变压器30的漏电感可能不足或无法得到较高的漏电感时，可在电路中加入一输入端电感LS或一输出端电感LO，以消除纹波电流。
基于这些平衡的绕组电压，对于流入三相变压器的绕组电流符合下列方程式iza=izb=izc=-iza*=-izb*=-izc*,]]>其中izj(j＝a，b，c)为变压器的各相绕组电流，而*表示二次侧绕组。电源10的电流包括直流成分，为三倍的切换频率，亦即绕组电流的三倍，is＝3iza。
忽略电阻与漏电感的绕组电压vza可由vza=Lzadizadt+Lzbdizadt-Mabdizcdt-Mabdizbdt]]>表示，其中Lza及Lzb是a相绕组与b相绕组的自感，而Mab为a相绕组与b相绕组的互感。对于所有相等电流的阻抗ZAN为ZAN＝2ω(Lza-M)0，其中Lza＝LzbM，ω＝2πf以及f为切换频率。
由于漏电感相当地小，因此，当电流流经变压器所有的绕组的时候，变压器大体上可提供够小的阻抗。考虑在某一切换频率的平衡三相电流的阻抗为ZAN＝3ωLza。
由于高阻抗，因此流入弯折型变压器的电流可忽略。而由于铁芯上三支脚的磁通量的总和并不等于零，使得磁通可通过一小阻抗的路径。而由于进入变压器的电流具有相位，因此铁芯上三支脚并没有磁动势(MagnetomotiveForce，MMF)。因此，除了漏磁通之外，就没有额外损失的磁通。
关于本发明所揭示的升压直流对直流转换器以及降压直流对直流转换器的详细运作过程将于以下的段落说中说明。首先说明具有高频弯折型变压器的运作过程。
根据相移切换信号彼此之间的重迭周期，升压直流对直流转换器可分为三种不同的操作模式(1)D＜33.3％；(2)33.3％＜D＜66.7％；以及(3)66.7％＜D＜100％。与传统的转换器类似，本发明的升压直流对直流转换器的转移函数(transfer function)可由输出电压对输入电压的转换率M表示M=VoVs=11-D,]]>其中D为升压切换开关的导通周期比(duty ratio)，Vs为电源10的直流输入电压，而Vo为输出电压。导通周期比为升压切换开关的开启与关闭时间比。如果磁电感(magnetizing inductance)够高的话，则变压器所有的绕组电流将相等。三种不同模式的操作波形图如图6A～图6C所示。
纹波电流出现在切换频率三倍频之处，而三相平衡电压可由三个栅极信号获得，说明如下。
(1)D＜33.3％在此模式中，栅极信号之间没有重迭。流入输入端电感LS两侧的电流可由下列而得。电感两端的电压为VLS，neg＝Vs-Vo，其中VLS，neg为如图5A所定义的负向电压，而VLS，pos为正向电压。图式中的区域A与区域B所表示的电感电压必须相同，因此VLs,pos=1-3D3DVLs,neg=1-3D3(1-D)Vs.]]>因此，纹波电流的方程式为ΔIs=VLs,posLsDTs=D(1-3D)3(1-D)TsVsLs.]]>(2)33.3＜D＜66.7％如图6B所示，在一个导通周期中，只有两个栅极信号之间有重迭的部分出现。电感的正向电压与负向电压可分别表示为VLS，neg-VLS，pos＝Vo-2Vs以及VLS,pos=2-3D3D-1VLS,neg=2-3D3(1-D)Vs.]]>在此模式中的纹波电流为ΔIs=VLS,posLs(3D-1)3Ts=(3D-1)(3D-2)9(D-1)TsVsLs.]]>(3)66.7＜D＜100％如图6C所示，在一个导通周期中，三个栅极信号之间均有重迭的部分出现。因此，三个开关晶体管如果因导通而开启的情形下，电感两端的电压将相等。在此模式中，VLS，pos＝Vs。
纹波电流为ΔIs=VLs,posLs(D-23)Ts=D-23TsVsLs.]]>图6D中所示的升压转换器操作在D＝33.3％的时候。输入电流以及三个二极管的电流和仅包含直流成分。这些电流在输入端电感以及与负载端并联的电容所产生的应力较小。在图1与图2中所示的转换器，每一相的相电流都在边界点上产生纹波电流，在输入信号交互重迭后，其全部的输入电流的涟波可彼此消除，而纹波电流仅出现在切换装置的部分。然而，本发明所揭示的具有弯折型变压器的直流对直流转换器在边界条件点上，其切换组件与被动组件将不会产生纹波电流。如图6D所示，所有的相电流均为直流成分。因此，切换组件与被动组件的传导损失比先前技术来的小。此外，由于三相电流均相等，因此不需要电流均分的技术，且具有较快的态响应。
接着，说明具有弯折型变压器的降压直流对直流转换器的操作过程。
与升压直流对直流转换器类似，降压直流对直流转换器也可分成三种操作模式(1)D＜33.3％；(2)33.3％＜D＜66.7％；以及(3)66.7％＜D＜100％。其输出电压与输入电压的关为Vo＝DVs。
输出端电感LO的纹波电流的基本方程式如下，其推导过程与上述的实施例类似，不再重复说明。操作波形图请参考图7。
(1)D＜33.3％输出端电感LO两侧的电压VLo，neg＝DVs。
输出端电感LO两侧的纹波电流ΔILo=VLo,negLo(13-D)Ts=D(1-3D)3TsVsLo.]]>(2)33.3％＜D＜66.7％输出端电感LO两侧的电压VLo,neg=3D-13Vs.]]>输出端电感LO两侧的纹波电流ΔILo=VLo,negLo{D-2{D-13}Ts=(3D-1)(2-3D)9TsVsLo.]]>(3)66.7％＜D＜100％输出端电感LO两侧的电压VLo，pos＝(1-D)Vs输出端电感LO两侧的纹波电流ΔILo=VLo,negLo(D-23)Ts=(1-D)(3D-2)3TsVsLo.]]>升压直流对直流转换器的电感的纹波电流可经由TsVs/Ls正规化，其一个导通周期(duty cycle)的图形请参考图8A，由图中可知，在靠近边界条件附近的点几乎没有纹波电流的出现，以三相绕组为例，其没有纹波电流出现的边界条件点大约在D＝33.3％及D＝66.7％之处。因此，为了减少纹波电流出现，升压直流对直流转换器必须要在边界条件或附近的操作点操作。
降压直流对直流转换器正规化后的纹波电流的图形请参考图8B，由图中可知，本发明所揭示的降压直流对直流转换器同样在靠近边界条件附近的点几乎没有纹波电流的出现。这样的降压直流对直流转换器可广泛应用于具有高电流低电压的电压调节模块(VRM)中。
根据本发明的原理，本发明所揭示的转换器可应用于三倍电流器(currenttripler)。请参考图9为一种具有弯折型变压器的隔离式转换器，在此实施例中，需要两组三相的铁芯。
图9所示的具有弯折型变压器的隔离式直流对直流转换器包括有一弯折型弯折型变压器30，具有三支脚的铁芯，其连接方式、功能与操作以及第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3与上述的实施例相似。此外，还包括有一三相变压器40以及晶体管51～56，三相变压器40具有一初级线圈与一次级线圈，其中次级圈连接到弯折型变压器30。晶体管51～56形成三对，每一对相互串联，而变压器40的初级线圈的每一相绕组连接到每一对晶体管之间。
根据本发明的原理，请参考第10图，为一种具有弯折型变压器的电流倍增整流器。其中，变压器为一种不具有气隙的两相弯折型变压器，其绕组接线如第10图所示。电流倍增整流器包括有一变压器70，具有初级绕组与次级绕组，以及一两相弯折型变压器60，其两相绕组连接到变压器70的次级绕组。
此外，一输出端电感LO连接到变压器60的中心点，负载20并联有一电容C。晶体管57、58连接到变压器60的两相绕组。
在上述的说明中，以三相绕组的变压器作为说明。根据本发明，可经由增加铁芯的脚数形成多相结构的转换器，如图11所示。铁芯材料为不具有任何气隙(airgap)的软性铁氧磁体(ferrite)，可应用于升压直流转换器、降压直流转换器、Cuk转换器、单端初级电感转换器(Single-Ended PrimaryInductance Converter，SEPIC)、隔离式转换器等等，亦可使用具有气隙的弯折型呕耦合式电感。此外，根据本发明，其它直流对直流转换器中的电流平滑电感(current smoothing inductor)也可以弯折型变压器取代。在多相结构的实施例中，当所有的绕组电压都平衡时，若有绕组的电流将相等，i1＝i2＝…＝in-1，n≥2，其中n为相数。输出/输入频率则为切换频率的n倍。边界条件的导通周期Dn根据相数来决定Dn＝h/n，h＝1，2，……，n-1。
图12A与图12B分别为四相结构与五相结构转换器的电压向量图。从图3与图12A～图12B可知，绕组电压的比例如下
Vz1=13V1N=0.577V1N,(n=3)]]>Vz1=12V1N=0.707V1N,(n=4)]]> 绕组电压由变压器两绕组间的角度决定。图13所示四相结构的操作波形图。
本发明所揭示的三相升压转换器的输出电压为48伏特，功率200瓦特。切换频率设定为167kHz。并且使用一小容量的输入端电感。本发明舍弃感测三个不同的信号而仅感测单一电流信号。
实验结果请参考第14图与图15。由第14图可的，在不使用电流均分的技术下，本发明可获得三个相等的电流。导通周期大约为25％。输入电流的频率以及二极管电流的总和为切换频率的三倍(500kHz)。图14A所示为初级线圈与次级线圈的绕组电压。图15所示的操作波形为将转换器的操作点调整导通周期D＝33.3％附近的边界条件。输入电压为32伏特，输出电压为45伏特(直流)。三个输入电流为直流成分，图中所示纹波电流相当微小，几乎没有。而流称变压器绕组的电流皆相等，且在切换组件上的电流也没有涟波。
根据本发明所揭示的多相高频弯折型变压器的直流对直流转换器，其变压器可自动使得各相的相电流相等。因此，对于多相(两相以上)结构，仅需要感测一个电流，并不需要将电流均分，使得电流控制得以简化。此外，当转换器设定在边界条件的操作点时，可消除纹波电流，且具有更快的瞬时响应。
虽然本发明以前述的实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所为的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所附的申请专利范围。
权利要求
1.一种多相直流对直流升压转换器，其中包括一弯折型装置，具有N支铁芯，其中N为大于等于2的相数；多个二极管，每一该二极管的P型侧耦接至该弯折型装置的该铁芯的每一支脚；以及多个晶体管，每一该晶体管的漏极耦接至该弯折型装置的该铁芯的每一支脚。
2.如权利要求1所述的多相直流对直流升压转换器，其特征是该弯折型装置为一不具有隔离的自耦变压器。
3.如权利要求1所述的多相直流对直流升压转换器，其特征是该弯折型装置的该N支铁芯不具有气隙，以形成一弯折型变压器。
4.如权利要求1所述的多相直流对直流升压转换器，其特征是该弯折型装置的该N支铁芯具有气隙，以形成一弯折型耦合式电感。
5.如权利要求1所述的多相直流对直流升压转换器，其特征是该弯折型装置的该铁芯的每一支脚具有两个线圈。
6.如权利要求1所述的多相直流对直流升压转换器，其特征是还包括有一输入端电感，耦接至该弯折型装置，用以消除该转换器的纹波电流。
7.如权利要求6所述的多相直流对直流升压转换器，其特征是该纹波电流在边界条件下被消除。
8.如权利要求7所述的多相直流对直流升压转换器，其特征是该边界条件的工作周期为h/N，其中h＝1，2，3，…，N-1。
9.如权利要求1所述的多相直流对直流升压转换器，其特征是该晶体管的栅极用以接收适当的相移信号。
10.一种多相直流对直流降压转换器，其中包括一弯折型装置，具有N支铁芯，其中N为大于等于2的相数；以及多对晶体管，每一对晶体管以串联方式连接，该铁芯的每一支脚连接到该每对晶体管之间。
11.如权利要求10所述的多相直流对直流降压转换器，其特征是该弯折型装置为一不具有隔离的自耦变压器。
12.如权利要求10所述的多相直流对直流降压转换器，其特征是该弯折型装置的该N支铁芯不具有气隙，以形成一弯折型变压器。
13.如权利要求10所述的多相直流对直流降压转换器，其特征是该弯折型装置的该N支铁芯具有气隙，以形成一弯折型耦合式电感。
14.如权利要求10所述的多相直流对直流降压转换器，其特征是该弯折型装置的该铁芯的每一支脚具有两个线圈。
15.如权利要求10所述的多相直流对直流降压转换器，其特征是还包括有一输出端电感，耦接至该弯折型装置，用以消除该转换器的纹波电流。
16.如权利要求15所述的多相直流对直流降压转换器，其特征是该纹波电流在边界条件下被消除。
17.如权利要求16所述的多相直流对直流降压转换器，其特征是该边界条件的工作周期为h/N，其中h＝1，2，3，…，N-1。
18.如权利要求10所述的多相直流对直流降压转换器，其特征是该晶体管的栅极用以接收适当的相移信号。
19.一种隔离式直流对直流转换器，其中包括一弯折型变压器，具有一三支脚的铁芯；一三相变压器，具有一初级线圈与一次级线圈，其中该次级线圈连接至该弯折型变压器；三对晶体管，每一对晶体管以串联方式连接，该三相变压器的初级线圈的每一相绕组连接到该每对晶体管之间；以及一第一、第二、第三晶体管，每一晶体管的漏极耦接至该弯折型装置的该铁芯的每一支脚。
20.如权利要求19所述的隔离式直流对直流转换器，其特征是该弯折型变压器的该铁芯的每一支脚具有两个线圈。
21.如权利要求20所述的隔离式直流对直流转换器，其特征是还包括有一输入端电感，耦接至该弯折型装置，用以消除该转换器的纹波电流。
22.如权利要求21所述的隔离式直流对直流转换器，其特征是该纹波电流在边界条件下被消除。
23.如权利要求22所述的隔离式直流对直流转换器，其中该边界条件的工作周期为1/3或2/3。
24.如权利要求19所述的隔离式直流对直流转换器，其特征是该第一、第二、第三晶体管的栅极用以接收适当的相移信号。
25.一种两倍电流整流器，其中包括有一弯折型变压器，具有两相；以及一变压器，具有一初级线圈与一次级线圈，其中该次级线圈连接至该弯折型变压器。
26.如权利要求25所述的两倍电流整流器，其特征是还包括有一输出端电感，耦接至该弯折型装置，用以消除该转换器的纹波电流。
27.如权利要求25所述的两倍电流整流器，其特征是还包括有两的晶体管，分别连接至该弯折型变压器的该两相的线圈。
全文摘要
本发明揭示一种具有高频弯折型变压器的直流对直流转换器，转换器中的变压器为非隔离式，其所具有的铁芯可工作于高频环境中。所揭示的转换器可接收适当相移的脉宽调变信号，以平衡变压器绕组的电压，其信号数根据变压器的相数决定。经由弯折型变压器使得本发明揭示的转换器可使用较低的切换频率且具有较快的瞬时响应。此外，还能够提高转换器整体效率，并减少纹波电流及简化电路控制。本发明所揭示的多相直流对直流升压转换器，包括一弯折型装置，具有N支铁芯，其中N为大于等于2的相数；多个二极管，每一二极管的P型侧耦接至弯折型装置的铁芯的每一支脚；以及多个晶体管，每一晶体管的漏极耦接至弯折型装置的铁芯的每一支脚。
文档编号H02M3/28GK1741358SQ200410064198
公开日2006年3月1日 申请日期2004年8月24日 优先权日2004年8月24日
发明者金相善 申请人:光宝科技股份有限公司