专利名称：可调节输出电压的转换器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种转换器，且特别是涉及节能的一可调节输出电压的转换器。
背景技术：
近来，由于一般可调节输出电压的转换器为了实现谐振的应用，于变压器两侧转换电路其中一者大多会再耦接一升压式(Boost)、一降压式(Buck)或一降压式/升压式电路(Buck/Boost Circuit)的调节电路设计。一般可调节输出电压的转换器运作时，由于电力经由一般可调节输出电压的转换器传输的过程中常会有能量损失，藉此变压器两侧转换电路其中一者耦接调节电路的电路设计，将增加电路的复杂性。然而，复杂的电路设计将提升电能损耗或增加制造成本等情形。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种可调节输出电压的转换器，利用LCL谐振电路中的第一电容与第二电感以及调节电路，来形成降压式、升压式或降压式/升压式电路，藉此调节输入与输出电压的比例关系，因此提升可调节输出电压的转换器的电能转换效率的机
会本实用新型提出一种可调节输出电压的转换器，耦接于一第一电源侧与一第二电源侧之间，该转换器包括一变压器、一第一转换电路、一第二转换电路、一谐振电路与一调节电路。第一转换电路具有多个第一开关元件，每一个第一开关元件耦接于变压器。第二转换电路具有多个第二开关元件，每一个第二开关元件耦接于变压器。谐振电路具有一第一电感、一第二电感与至少一第一电容，第一电感与变压器串联，至少一第一电容与第二转换电路并联，第二电感耦接于至少一第一电容；以及调节电路耦接于第二电源侧与第二转换电路之间，调节电路具有一第三开关元件与一第四开关元件，第三开关元件与至少一第一电容并联，第四开关元件耦接于第二电源侧与第二电感之间。在本实用新型一实施例中，上述第三开关元件具有一切换开关及一与切换开关并联的二极管，第四开关元件具有一切换开关及一与切换开关并联的二极管。在本实用新型一实施例中，上述第三开关元件具有一切换开关及一与切换开关并联的二极管，第四开关元件为一二极管。在本实用新型一实施例中，上述第三开关元件为一二极管，第四开关元件具有一切换开关及一与切换开关并联的二极管。在本实用新型一实施例中，上述第一电感为电压器漏感。在本实用新型一实施例中，上述第一转换电路为全桥式电路、半桥式电路或推挽式电路。 在本实用新型一实施例中，上述第二转换电路为全桥式电路、半桥式电路或推挽式电路。[0012]在本实用新型一实施例中，上述每一个第一开关元件包括一切换开关及一与切换开关并联的二极管，每一个第二开关元件包括一切换开关及一与切换开关并联的二极管。在本实用新型一实施例中，上述第一电源侧传递电流至第二电源侧，第一开关元件的至少其中之一导通，使第一转换电路放电，经由变压器传递，第二开关元件的至少其中之一导通，使第二转换电路充电，第一开关元件的至少其中之一的切换开关的导通周期与于第一电感及至少一第一电容的谐振周期相同，电流通过谐振电路的第一电感被限流。在本实用新型一实施例中，上述第二电源侧传递电流至第一电源侧，第一开关元件的至少其中之一导通，使第一转换电路充电，经由变压器传递，第二开关元件的至少其中之一导通，使第二转换电路放电，第一开关元件的至少其中之一的二极管的导通周期与谐振电路的电流谐振相同，电流谐振至一零值或一趋近零值。在本实用新型一实施例中，当上述第一开关元件的至少其中之一的切换开关被导通时，第二开关元件的至少其中之一的切换开关截止；当第一开关元件的至少其中之一的切换开关截止且与二极管并联导通时，第二开关元件的至少其中之一的切换开关被导通。综上所述，本实用新型的可调节输出电压的转换器的基本工作原理是控制变压器两侧的第一转换电路与第二转换电路的电路设计，以实现电流的双向或单向流动，再利用第一电容、第二电感与调节电路形成降压式、升压式或降压式/升压式电路，来调节输入与输出电压的比例关系，因此提升可调节输出电压的转换器的电能转换效率的机会。为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本实用新型的优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
图1是本实用新型实施例的可调节输出电压的转换器的电路图；图2A是本实用新型的可调节输出电压的转换器的运作说明的示意图；图2B是本实用新型的可调节输出电压的转换器的运作说明的示意图；图2C是本实用新型的可调节输出电压的转换器的运作说明的示意图；图2D是本实用新型的可调节输出电压的转换器的运作说明的示意图；图3是本实用新型另一实施例的可调节输出电压的转换器的电路图；图4是本实用新型另一实施例的可调节输出电压的转换器的电路图；图5是本实用新型另一实施例的可调节输出电压的转换器的电路图；图6是本实用新型另一实施例的可调节输出电压的转换器的电路图。主要元件符号说明1、2、3、4、5、6:可调节输出电压的转换器10、20、30、40、50、60:变压器11、21、31、41、51、61:第一转换电路12、22、32、42、52、62:第二转换电路13、23、33、43、53、63:第一电感14>24>34>44>45 >54>64>65:第一电容15、25、35、46、55、66:第二电感16、26、36、47、56、67:调节电路[0036]111、112、113、114、211、212、213、214、313、314、411、412、413、414、513、514、611、612:第一开关元件115、116、117、118、215、216、217、218、315、316、515、516、613、614:第二开关元件161、261、361、471、561、671:第三开关元件162、262、362、472、562、672:第四开关元件311、312、511、512:电容a、b、c、d、e:端点Pl:第一电源侧P2:第二电源侧N1: 一次侧绕组N2: 二次侧绕组S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S10、S12:切换开关D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D10、D12: 二极管
具体实施方式
为了充分了解本实用新型，于下文将例举实施例并配合附图作详细说明，且其并非用以限定本实用新型。本实用新型所运用的技术内容、发明目的与其达成的效果是参照各图式于以下内容进行说明:〔第一实施例〕图1是本实用新型实施例的可调节输出电压的转换器的电路图。请参照图1。一种可调节输出电压的转换器I耦接于一第一电源侧Pl与一第二电源侧P2之间，包括一变压器10、一第一转换电路11、一第二转换电路12、一谐振电路与调节电路16。本实用新型的可调节输出电压的转换器I可以双向传输电能，例如电能自第一电源侧Pl传递至第二电源侧P2，其中调节电路16可以产生升压的功效，或是电能自第二电源侧P2传递至第一电源侧PI，其中调节电路16可以产生降压的功效，藉此使输入与输出电压产生一定比例关系。在其他实施例中，本实用新型的可调节输出电压的转换器I也可以单向传输电能，例如电能自第一电源侧Pl传递至第二电源侧P2，其中调节电路16可以产生升压的功效，而为了方便说明，本实施例中以可调节输出电压的转换器I可以双向传输电能来做说明，本实施例不限制可调节输出电压的转换器I的态样。变压器10具有对应磁性耦合的一次侧绕组NI及二次侧绕组N2。在实务上，变压器10通过磁性耦合的一次侧绕组NI及二次侧绕组N2来传递或转换能量，例如一次侧绕组NI的线圈匝数多于二次侧绕组N2的线圈匝数，藉此变压器10调降电压，例如将120伏特的电压调降为12V伏特的电压。当然，一次侧绕组NI的线圈匝数可以等于或少于二次侧绕组N2的线圈匝数，藉此变压器10传递能量或提升电压，本实施例不限制变压器10的态样，其余部分则相同，在此即不予以赘述。第一转换电路11具有多个第一开关元件111、112、113、114，各第一开关元件111、112、113、114分别包括一切换开关S1、S2、S3、S4与一反向并联切换开关S1、S2、S3、S4的二极管D1、D2、D3、D4，各第一开关元件111、112、113、114耦接于变压器10的一次侧绕组NI。[0055]在实务上，第一开关元件111、112、113、114用以导通或截止第一转换电路11，藉此第一转换电路11可以放电或充电。第一开关元件111、112、113、114的切换开关S1、S2、S3、S4并联反向的二极管01、02、03、04，藉此切换开关31、S2、S3、S4截止时，反向并联的二极管Dl、D2、D3、D4导通，或是切换开关S1、S2、S3、S4导通时，而反向并联的二极管D1、D2、D3、D4截止。切换开关S 1、S2、S3、S4用以导通或截止第一开关元件111、112、113、114的电路，而切换开关S1、S2、S3、S4可以通过功率晶体管或场效应晶体管实现，本实施例不限制第一开关元件111、112、113、114、切换开关S1、S2、S3、S4与二极管D1、D2、D3、D4的态样。第二转换电路12具有多个第二开关元件115、116、117、118，各第二开关元件115、116、117、118包括一切换开关S5、S6、S7、S8与一反向并联切换开关S5、S6、S7、S8的二极管D5、D6、D7、D8，各第二开关元件115、116、117、118耦接于变压器10的二次侧绕组N2。在实务上，第二开关元件115、116、117、118用以导通或截止第二转换电路12，藉此第二转换电路12可以放电或充电。第二开关元件115、116、117、118的切换开关S5、S6、S7、S8并联反向的二极管D5、D6、D7、D8，藉此切换开关S5、S6、S7、S8截止时，反向并联的二极管D5、D6、D7、D8导通；或是切换开关S5、S6、S7、S8导通时，而反向并联的二极管D5、D6、D7、D8截止。切换开关S5、S6、S7、S8用以导通或截止第二开关元件115、116、117、118的电路，而切换开关S5、S6、S7、S8可以通过功率晶体管或场效应晶体管实现，本实施例不限制第二开关元件115、116、117、118、切换开关S5、S6、S7、S8与二极管D5、D6、D7、D8的态样。详细来说，第一转换电路11放电时，经由变压器10的一次侧绕组NI与二次侧绕组N2传递或转换能量，藉此第二转换电路12充电。相反地，第一转换电路11充电时，经由变压器10的一次侧绕组NI与二次侧绕组N2的传递或转换能量，藉此第二转换电路12放电。此外，第一转换电路11为全桥式电路，而第二转换电路12为全桥式电路，藉此组成的二全桥式电路的可调节输出电压的转换器I。在其他实施例中，第一转换电路11为全桥式电路、半桥式电路或推挽式电路，而第二转换电路12为全桥式电路、半桥式电路或推挽式电路，藉此组成可调节输出电压的转换器I。本实施例不限制图1中的第一转换电路11与第二转换电路12的态样。谐振电路具有一第一电感13、至少一第一电容14与一第二电感15，第一电感13串接变压器10的二次侧绕组N2，至少一第一电容14并联第二转换电路12，第二电感15耦接于第二电源侧P2与第二转换电路12之间。在实务上，本实施例的可调节输出电压的转换器I包括有第一电感13、第一电容14与第二电感15的LCL谐振电路设计。在其他实施例中，谐振电路也可以设置于变压器10的一次侧绕组NI，而为了方便说明，本实施例以谐振电路设置于变压器10的二次侧绕组N2来做说明。本实施例不限制谐振电路设置于变压器10的一次侧绕组NI或二次侧绕组N2的态样。详细来说，第一电感13例如为变压器漏感(Leakage inductance),用于限制电流。例如变压器10中一次侧绕组NI与二次侧绕组N2的耦合系数小于1，变压器10部分绕线不会有变压作用，只有类似抑流电感的作用。变压器10的二次侧绕组N2与第一电容14并联，第一电容14例如为谐振电容，藉此使变压器10的二次侧绕组N2的第一电感13与第一电容14可以进行充放电的往复运作。当然，第二电感15作为第一电感13与第一电容14的谐振滤波，藉此LCL谐振电路可以达到限制传递能量的电流。当电流自第一电源侧Pl传递至第二电源侧P2，这些第一开关元件111、112、113、114至少一者导通，使第一转换电路11放电，经由变压器10传递，这些第二开关元件115、116、117、118至少一者导通，使第二转换电路12充电，这些第一开关元件111、112、113、114至少一者的切换开关S1、S2、S3、S4的导通周期大致相同于第一电感13与至少一第一电容14的谐振周期。这些第一开关元件111、112、113、114至少一者的切换开关S1、S2、S3、S4的导通周期大致相同于第一电感13与至少一第一电容14的谐振周期，电流经谐振电路的第一电感13限流，减少功率损耗。当电流自第二电源侧P2传递至第一电源侧P1，这些第一开关元件111、112、113、114至少一者导通，使第一转换电路11充电，经由变压器10传递，这些第二开关元件115、116、117、118至少一者导通，使第二转换电路12放电，这些第一开关元件111、112、113、114至少一者的二极管Dl、D2、D3、D4的导通周期大致相同于谐振电路的电流谐振。这些第一开关元件111、112、113、114至少一者的二极管Dl、D2、D3、D4的导通周期大致相同于谐振电路的电流谐振，电流谐振至一零值或一趋近零值，减少功率损耗。值得一提的是，这些第一开关元件111、112、113、114至少一者的切换开关S1、S2、S3、S4导通时，这些第二开关元件115、116、117、118至少一者的切换开关S5、S6、S7、S8截止；这些第一开关元件111、112、113、114至少一者的切换开关S1、S2、S3、S4截止且反向并联的二极管D1、D2、D3、D4导通时，这些第二开关元件115、116、117、118至少一者的切换开关S5、S6、S7、S8导通。在实务上，本实用新型通过第一及第二开关元件111、112、113、114、115、116、117、118的切换开关S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8的操作来控制电流双向传递，并通过谐振电路来限制每次能量传递时的电流。调节电路16耦接于第二电源侧P2与第二转换电路12之间。调节电路16具有一第三开关元件161与一第四开关元件162，第三开关元件161并联于第一电容14，第四开关元件162耦接于第二电源侧P2与第二电感15之间。本实施例中第三开关元件161具有一切换开关SlO与一并联切换开关SlO的二极管D10，且第四开关元件162也具有一切换开关S12与一并联切换开关S12的二极管D12，而第一电容14、第二电感15、第三开关元件161与第四开关元件162形成降压式/升压式电路(Buck/Boost Circuit)。当电能自第一电容14传递至第二电源侧P2时,藉此形成升压式电路(Boost Circuit);当电能自第二电源侧P2传递至第一电容14时,藉此形成降压式电路(Buck Circuit)。当然,本实用新型的降压式与升压式电路的工作原理与一般的降压式与升压式电路相同。详细来说，一般的调节电路为降压式、升压式或降压式/升压式电路，藉此增加电路的复杂度与电能损耗。本实用新型的调节电路16仅由第三开关元件161与第四开关元件162所构成，相较于一般的调节电路，本实用新型通过第一电容14与第二电感15来替代一般的调节电路中的电容与电感，藉此降低电路的复杂度与电能损耗，且达到调节输出电压的功效。在其他实施例中，第三开关元件161具有一切换开关SlO与一并联切换开关SlO的二极管D10，且第四开关元件162为一二极管D12，藉此第一电容14、第二电感15与调节电路16形成升压式电路；或是第三开关元件161为一二极管D10，第四开关元件162具有一切换开关S12与一并联切换开关S12的二极管D12，藉此第一电容14、第二电感15与调节电路16形成降压式电路。本实施例不限制调节电路16的态样。基于上述，本实用新型的可调节输出电压的转换器I的基本工作原理为控制变压器10两侧的第一转换电路11与第二转换电路12的电路设计，以实现电流的双向或单向流动，再利用第一电容14、第二电感15与调节电路16形成降压式、升压式或降压式/升压式电路，来调节输入与输出电压的比例关系，因此提升可调节输出电压的转换器I的电能转换效率的机会。接下来，进一步说明可调节输出电压的转换器的电路运作。图2A、图2B、图2C与图2D是本实用新型的可调节输出电压的转换器的电路操作示意图。请参照图2A、图2B、图2C与图2D。本实用新型的可调节输出电压的转换器2的电路运作可分为四个阶段，而电路的电流流向又可区别为两种情况，一种为“自第一电源侧Pl传递至第二电源侧P2P2”，且调节电路26、第一电容24与第二电感25形成升压式电路；另一种为“自第二电源侧P2P2传递至第一电源侧P1”，且调节电路26、第一电容24与第二电感25形成降压式电路。在其他实施例中，可调节输出电压的转换器2的电路运作可分为一、二或多个阶段，而电路的电流流向又可区别为一种单向传输情况，本实施例不限制可调节输出电压的转换器2的电路运作的态样。于阶段一，第一及第二开关元件211、214、215、218导通，第一及第二开关元件212、213、216、217截止。如图2A所示，当电流由第一电源侧Pl传递至第二电源侧P2时，第一电源侧Pl放电，电流由第一电源侧Pl的正极端子流出，流经第一开关元件211的切换开关SI，进入变压器20的一次侧绕组NI的a端点，再从变压器20的一次侧绕组NI的b端点流出，流经第一开关元件214的切换开关S4，流入第一电源侧Pl的负极端子。而于第二电源侧P2，电流从变压器20的二次侧绕组N2的c端点流出，依序流经一第一电感23、第二开关元件215的反并二极管D5、一第一电容24与第二开关元件218的反并二极管D8，再流入变压器20的二次侧绕组N2的d端点，此时，第二电源侧P2通过一第二电感25的滤波，实现充电。接着，调节电路26根据第二转换电路22的充电电流来调节输出电压，而充电电流自第一电容24传递至第二电源侧P2，藉此使第四开关元件262的切换开关S12为截止状态，且控制第三开关元件261的切换开关SlO导通或截止，来使调节电路26、第一电容24与第二电感25形成升压式电路，藉此调整输出电压。详细来说，当第四开关元件262的二极管D12反偏截止，且第三开关元件261的切换开关SlO导通时，第二电感25储能，第一电容24向第二电源侧P2提供电能，如图2A所示。当第四开关元件262的二极管D12导通，且第三开关元件261的切换开关SlO截止时，第二电感25通过二极管D12向第二电源侧P2提供电能，并向第一电容24充电，如图2B所
/Jn ο接下来，如图2C所示，当电流自第二电源侧P2传递至第一电源侧Pl时，第一开关元件211、214的反并二极管Dl、D4导通，第一电源侧Pl充电，电流由第一电源侧Pl的负极端子流出，流经第一开关元件214的反并二极管D4，进入变压器20的一次侧绕组NI的b端点，再从变压器20的一次侧绕组NI的a端点流出，流经第一开关元件211的反并二极管D1，流入第一电源侧Pl的正极端子；而于第二电源侧P2，电流从变压器20的二次侧绕组N2的c端点流入，再由变压器20的二次侧绕组N2的d端点流出后，依序流经第二开关元件218的切换开关S8、一第一电容24、第二开关兀件215的切换开关S5与一第一电感23,再流入变压器20的二次侧绕组N2的c端点，此时，第二电源侧P2通过一第二电感25的滤波，实现放电。接着，调节电路26根据第二转换电路22的放电电流来调节输出电压，而放电电流自第二电源侧P2传递至第一电容24，藉此使第三开关元件261的切换开关SlO为截止状态，且控制第四开关元件262的切换开关S12导通或截止，来使调节电路26、第一电容24与第二电感25形成降压式电路，藉此调整输出电压。详细来说，当第三开关元件261的二极管DlO反偏截止，且第四开关元件262的切换开关S12导通时，第二电感25储能，如图2C所示。当第三开关元件261的二极管DlO导通，且第四开关元件262的切换开关S12截止时，第二电感25释放电能，如图2D所示。由此可知，本实用新型通过调节电路26的切换开关S10、S12的控制操作，来调节输出电压。值得一提的是，由于第一开关元件211、214的切换开关S1、S4的导通时间和第一电感23与第一电容24的谐振周期一样，所以第一开关元件211、214的切换开关S1、S4导通时，由于第一电感23的限流作用，电流值极小。同样地，由于第一开关元件211、214的二极管D1、D4的导通时间正好等于谐振周期，在第一开关元件211、214的切换开关S1、S4截止且反并二极管Dl、D4导通时，电流谐振到零值或接近零值的小电流值，使得第一开关元件211、214的切换开关S1、S4导通和截止时电路电流值皆小，藉此第一开关元件211、214的能量损耗亦小。当然，第一开关元件211、214的切换开关S1、S4导通时，第二开关元件215、218的切换开关S5、S8截止，藉此第一转换电路21充电，第二转换电路22放电。相同地，第一开关元件211、214的切换开关S 1、S4截止时，第二开关元件215、218的切换开关S5、S8导通，藉此第一转换电路21放电，第二转换电路22充电。由此可知，本实用新型通过控制变压器20两侧的第一转换电路21与第二转换电路22，来实现双向传递的电流。于阶段二，所有的第一及第二开关元件211、212、213、214、215、216、217、218的切换开关31、52、53、54、55、56、57、58全部关闭。变压器20的两侧没有能量传递。如果将变压器20视为理想变压器，则变压器20两侧无电流流过。同理可知，于阶段三的工作模式大致与阶段一相同，例如第一转换电路21为充电，而第二转换电路22为放电；或是第一转换电路21为放电，而第二转换电路22为充电，其中第一及第二开关元件212、213、216、217导通，第一及第二开关元件211、214、215、218截止，其余部分则相同，在此即不予以赘述。同理可知，阶段四则同于阶段二的电路运作，而于阶段四结束后，电路运作会再循环至阶段一，如此类推地进行循环工作。综上所述并复参照图1，可调节输出电压的转换器I为根据第一电源侧Pl和第二电源侧P2的电压关系，以自动实现能量的传递。假定变压器10的一次侧绕组NI的a端点至b端点的线圈匝数为W1，二次侧绕组N2的c端点至d端点的线圈匝数为W2，第一电源侧Pl的电压为Vdcl，第二电源侧P2的电压为Vdc2，则当Vdcl/Wl>Vdc2/W2时，能量会从第一电源侧Pl传递到第二电源侧P2，而当Vdcl/Wl〈Vdc2/W2时，能量从第二电源侧P2传递到第一电源侧Pl。可调节输出电压的转换器2的基本工作原理系控制变压器20两侧的电路设计以实现电流的双向流动、再利用第一电容24、第二电感25与调节电路26形成降压式、升压式或降压式/升压式电路，来调节输入与输出电压的比例关系，因此提升可调节输出电压的转换器2的电能转换效率的机会。此外，本实用新型利用谐振的方式限制每次能量传输时的电流。而当确定能量传递方向时，也可以选择只给变压器20 —侧的开关元件施加控制，而另一侧的开关元件维持截止状态，只存在二极管的自然导通电流。例如，若确定能量是从第一电源侧Pl传递到第二电源侧P2，则基于上述工作原理，只需对第一开关元件211、212、213、214进行控制，而将第二开关元件215、216、217、218的切换开关S5、S6、S7、S8维持截止状态即可。综上所述，本实用新型的可调节输出电压的转换器基于LCL谐振电路所设计，通过第一电容、第二电感与调节电路形成降压式、升压式或降压式/升压式电路，来调节输入与输出电压的比例关系，因此提升可调节输出电压的转换器的电能转换效率的机会。〔第二实施例〕图3是本实用新型另一实施例的可调节输出电压的转换器的电路图。请参照图3与图1。本实施例的可调节输出电压的转换器3与前述第一实施例的可调节输出电压的转换器I相似，例如可调节输出电压的转换器3也能将双向传输电能,且第一电容34、第二电感35与调节电路36形成降压式/升压式电路。然而，可调节输出电压的转换器3、I之间仍存有差异，其在于:第一转换电路31为半桥式电路，且第二转换电路32为推挽式电路。详细来说，可调节输出电压的转换器3为基于一包含有第一电感33、第二电感35与第一电容34的LCL谐振电路设计。可调节输出电压的转换器3另包含有由第一开关元件313、314及电容311、312所组成的半桥式电路和由第二开关元件315、316所组成的推挽式电路、一变压器30与一调节电路36。复见图3，可调节输出电压的转换器3的一次侧绕组NI与二次侧绕组N2分别连接一第一转换电路31与一第二转换电路32，其中第一转换电路31耦接一第一电源侧Pl且第二转换电路32耦接调节电路36，而调节电路36耦接一第二电源侧P2。第一转换电路31由第一开关元件313、314及电容311、312所组成的半桥式电路；第二电源侧P2通过第一电感33、第二电感35与第一电容34稱接一由第二开关兀件315、316所组成的推挽式电路。详细来说，第一电感33耦接变压器30的二次侧绕组N2的e端点与第二电感35之间，第二开关元件315耦接变压器30的二次侧绕组N2的c端点与第一电容34之间，第二开关元件316耦接变压器30的二次侧绕组N2的d端点与第一电容34之间。可调节输出电压的转换器3工作:电容312与第一开关兀件313为导通状态,而电容311第一开关兀件314为截止状态；或是电容311与第一开关元件314为导通状态，而电容312与第一开关元件313为截止状态，其余部分则相同，在此即不予以赘述。除上述差异之外，所属技术领域的普通技术人员应当知道，第二实施例的操作部分与第一实施例实质上等效，所属技术领域的普通技术人员参考第一实施例以及上述差异后，应当可以轻易推知，故在此不予赘述。〔第三实施例〕图4是本实用新型另一实施例的可调节输出电压的转换器的电路图。请参照图4与图1。本实施例的可调节输出电压的转换器4与前述第一实施例的可调节输出电压的转换器I相似，例如可调节输出电压的转换器4也能将双向传输电能,且第一电容44、45、第二电感46与调节电路47形成降压式/升压式电路。然而，可调节输出电压的转换器4、I之间仍存有差异，其在于:第一转换电路41为推挽式电路，且第二转换电路42为半桥式电路。可调节输出电压的转换器4为基于一包含有第一电感43、第一电容44、45与第二电感46的LCL谐振电路设计。可调节输出电压的转换器4另包含有由第一开关元件411、412所组成的推挽式电路和由第二开关元件413、414所组成的半桥式电路、一变压器40与一调节电路47。复见图4，可调节输出电压的转换器4的一次侧绕组NI与二次侧绕组N2分别连接第一转换电路41与第二转换电路42，其中第一转换电路41耦接一第一电源侧Pl，且第二转换电路42耦接一第二电源侧P2。第一电源侧Pl的正极端子耦接变压器40的一次侧绕组NI的e端点，第一开关元件411耦接变压器40的一次侧绕组NI的c端点与第一电源侧Pl的负极端子之间，而第一开关元件412耦接变压器40的一次侧绕组NI的d端点与第一电源侧Pl的负极端子之间，藉此组成推挽式电路。第二电源侧P2的正极端子通过第二电感46耦接第二转换电路42，第二开关元件413,414和第一电容44、45所组成的半桥式电路，而所述半桥式电路则通过第一电感43耦接于变压器40的二次侧绕组N2。可调节输出电压的转换器4工作模式为:第一及第二开关元件411、414为导通状态、第一及第二开关元件412、613为截止状态，或是第一及第二开关元件412、413为导通状态、第一及第二开关元件411、414为截止状态，其余部分则相同，在此即不予以赘述。除上述差异之外，所属技术领域的普通技术人员应当知道，第三实施例的操作部分与第一实施例实质上等效，所属技术领域的普通技术人员参考第一实施例以及上述差异后，应当可以轻易推知，故在此不予赘述。〔第四实施例〕图5是本实用新型另一实施例的可调节输出电压的转换器的电路图。请参照图5与图3。本实施例的可调节输出电压的转换器5与前述第二实施例的可调节输出电压的转换器3相似，例如可调节输出电压的转换器5的第一转换电路51为半桥式电路，且第二转换电路52为推挽式电路。然而，可调节输出电压的转换器5、3之间仍存有差异，其在于:调节电路56的第四开关元件562为二极管，藉此第一电容54、第二电感55、第三开关元件561与第四开关元件562形成升压式电路(Boost Circuit),因此电能仅能由第一电容54单向传递至第二电源侧P2。除上述差异之外，所属技术领域的普通技术人员应当知道，第四实施例的操作部分与第二实施例实质上等效，所属技术领域的普通技术人员参考第二实施例以及上述差异后，应当可以轻易推知，故在此不予赘述。〔第五实施例〕图6是本实用新型另一实施例的可调节输出电压的转换器的电路图。请参照图6与图4。本实施例的可调节输出电压的转换器6与前述第三实施例的可调节输出电压的转换器4相似，例如可调节输出电压的转换器6的第一转换电路61为推挽式电路，且第二转换电路62为半桥式电路。然而，可调节输出电压的转换器6、4之间仍存有差异，其在于:调节电路67的第三开关元件671为二极管，藉此第一电容64、65、第二电感66、第三开关元件671与第四开关元件672形成降压式电路(Buck Circuit),因此电能仅能由第二电源侧P2单向传递至第一电容64、65。除上述差异之外，所属技术领域的普通技术人员应当知道，第五实施例的操作部分与第三实施例实质上等效，所属技术领域的普通技术人员参考第三实施例以及上述差异后，应当可以轻易推知，故在此不予赘述。如前述，本实用新型的可调节输出电压的转换器中变压器两侧的电路可应用全桥式电路、半桥式电路或推挽式电路，且第一电容、第二电感与调节电路可应用降压式电路、升压式电路、降压式/升压式电路，其可应用的组合如下表所示:
权利要求1.一种可调节输出电压的转换器，耦接于一第一电源侧与一第二电源侧之间，其特征在于，所述转换器包括: 一变压器； 一第一转换电路，具有多个第一开关元件，每一个所述第一开关元件耦接于所述变压器； 一第二转换电路，具有多个第二开关元件，每一个所述第二开关元件耦接于所述变压器；以及 一谐振电路，具有一第一电感、一第二电感与至少一第一电容，所述第一电感与所述变压器串联，所述至少一第一电容与所述第二转换电路并联，所述第二电感耦接于所述至少一第一电容；以及 一调节电路，耦接于所述第二电源侧与所述第二转换电路之间，所述调节电路具有一第三开关元件与一第四开关元件，所述第三开关元件与所述至少一第一电容并联，所述第四开关元件耦接于所述第二电源侧与所述第二电感之间。
2.根据权利要求1所述的可调节输出电压的转换器，其特征在于，所述第三开关元件具有一切换开关及一与所述切换开关并联的二极管。
3.根据权利要求1或2项所述的可调节输出电压的转换器，其特征在于，所述第四开关元件具有一切换开关及一与所述切换开关并联的二极管。
4.根据权利要求1或2项所述的可调节输出电压的转换器，其特征在于，所述第四开关元件为一二极管。
5.根据权利要求1项所述的可调节输出电压的转换器，其特征在于，所述第三开关元件为一二极管，所述第四开关元件具有一切换开关及一与所述切换开关并联的二极管。
6.根据权利要求1所述的可调节输出电压的转换器，其特征在于，所述第一电感为电压器漏感。
7.根据权利要求1所述的可调节输出电压的转换器，其特征在于，所述第一转换电路为全桥式电路、半桥式电路或推挽式电路。
8.根据权利要求1或7所述的可调节输出电压的转换器，其特征在于，所述第二转换电路为全桥式电路、半桥式电路或推挽式电路。
9.根据权利要求1所述的可调节输出电压的转换器，其特征在于，每一个所述第一开关元件包括一切换开关及一与所述切换开关并联的二极管，每一个所述第二开关元件包括一切换开关及一与所述切换开关并联的二极管。
10.根据权利要求9所述的可调节输出电压的转换器，其特征在于，所述第一电源侧传递电流至所述第二电源侧，所述第一开关元件的至少其中之一导通，使所述第一转换电路放电，经由所述变压器传递，所述第二开关元件的至少其中之一导通，使所述第二转换电路充电，所述第一开关元件的至少其中之一的所述切换开关的导通周期与所述第一电感及所述至少一第一电容的谐振周期相同，电流通过所述谐振电路的所述第一电感被限流。
11.根据权利要求9或10所述的可调节输出电压的转换器，其特征在于，所述第二电源侧传递电流至所述第一电源侧，所述第一开关元件的至少其中之一导通，使所述第一转换电路充电，经由所述变压器传递，所述第二开关元件的至少其中之一导通，使所述第二转换电路放电，所述第一开关元件的至少其中之一的所述二极管的导通周期与所述谐振电路的电流谐振相同，所述电流谐振至一零值或一趋近零值。
12.根据权利要求9所述的可调节输出电压的转换器，其特征在于，当所述第一开关元件的至少其中之一的所述切换开关被导通时，所述第二开关元件的至少其中之一的所述切换开关截止；当所述第一开关元件的至少其中之一的所述切换开关截止且与所述二极管并联导通时，所述第二开关元件的至少其中`之一的所述切换开关被导通。
专利摘要一种可调节输出电压的转换器，耦接于一第一电源侧与一第二电源侧之间，包括一变压器、一第一转换电路、一第二转换电路、一谐振电路与一调节电路。第一转换电路具有多个第一开关元件，每一个第一开关元件耦接于变压器。第二转换电路具有多个第二开关元件，每一个第二开关元件耦接于变压器。谐振电路具有一第一电感、至少一第一电容与一第二电感，第一电感串接变压器，第一电容并联于第二转换电路，第二电感耦接第一电容。调节电路耦接于第二电源侧与第二转换电路之间，调节电路具有一第三开关元件与一第四开关元件，第三开关元件并联于第一电容，第四开关元件于耦接于第二电源侧与第二电感之间。本实用新型转换器的能够提升转换器的电能转换效率的机会。
文档编号H02M3/28GK203039584SQ20122056158
公开日2013年7月3日 申请日期2012年10月29日 优先权日2012年10月29日
发明者周邦华, 吴建群, 谢卓明 申请人:旭隼科技股份有限公司