藉双重切换达到软性切换的切换式电源电路及其控制电路的制作方法

文档序号:31833335发布日期:2022-10-18 19:50阅读:20来源:国知局
藉双重切换达到软性切换的切换式电源电路及其控制电路的制作方法

1.本发明涉及切换式电源电路及其控制电路,特别涉及通过双重切换达到软性切换的切换式电源电路及其控制电路。


背景技术:

2.图1是显示一已知的降压型切换转换器的相关信号的波形图。如图1所示,于时点t0~时点t1的导通时段期间,此已知降压型切换转换器的控制电路控制上桥开关导通。于时点t1~时点t2的暂停时段期间,控制电路控制上桥开关及下桥开关都不导通。于时点t2~时点t3的同步整流时段期间,控制电路控制下桥开关导通。于时点t3~时点t4的暂停时段期间,控制电路控制上桥开关及下桥开关都不导通。于时点t4~时点t5的下一周期的导通时段期间,控制电路控制上桥开关导通。
3.图1的现有技术,其缺点在于,如图1的箭头所指处所表示,下一周期的上桥开关导通时(时点t4),由于切换节点电压并不等于输入电压的大小,亦即,上桥开关的跨压(亦即,漏-源极电压)并非为0,如此当输入电压较高或切换频率较高时将导致较高的功率损失。
4.有鉴于此,本发明即针对上述现有技术的不足,提出一种通过双重切换达到软性切换的切换式电源电路及其中的控制电路。


技术实现要素:

5.于一观点中,本发明提供了一种切换式电源电路,其包括:一第一开关、一第二开关;一电感器,耦接于该第一开关与该第二开关,其中该电感器与该第一开关的一寄生电容器与该第二开关的一寄生电容器形成一谐振槽;以及一控制电路,用以控制该第一开关及该第二开关;其中该控制电路控制该第一开关导通一导通时段,于该导通时段后,控制该第一开关与该第二开关都不导通一第一暂停时段,于该第一暂停时段后,控制该第二开关导通一同步整流时段,于该同步整流时段后,控制该第一开关与该第二开关都不导通一第二暂停时段,于该第二暂停时段后,控制该第二开关导通一零电压切换脉冲时段,于该零电压切换脉冲时段后,控制该第一开关与该第二开关都不导通一第三暂停时段,藉此于该第三暂停时段使该第一开关实现软性切换。
6.于另一观点中,本发明提供了一种控制电路,用以控制一切换式电源电路,该切换式电源电路包括:一第一开关;一第二开关;一电感器,耦接于该第一开关与该第二开关,其中该电感器与该第一开关的一寄生电容器与该第二开关的一寄生电容器形成一谐振槽;以及该控制电路,其中该控制电路包括:一第一控制单元,用以控制该第一开关;一第二控制单元,用以控制该第二开关;其中该第一控制单元控制该第一开关导通一导通时段,于该导通时段后,该第一控制单元控制该第一开关不导通一第一暂停时段且该第二控制单元控制该第二开关不导通该第一暂停时段,于该第一暂停时段后,该第二控制单元控制该第二开关导通一同步整流时段,于该同步整流时段后,该第一控制单元控制该第一开关不导通一第二暂停时段且该第二控制单元控制该第二开关不导通该第二暂停时段,于该第二暂停时
段后,该第二控制单元控制该第二开关导通一零电压切换脉冲时段,于该零电压切换脉冲时段后,该第一控制单元控制该第一开关不导通一第三暂停时段且该第二控制单元控制该第二开关不导通该第三暂停时段,藉此于该第三暂停时段使该第一开关实现软性切换。
7.于一实施例中,于该第三暂停时段后,该控制电路控制该第一开关导通该导通时段而实现软性切换。
8.于一实施例中,该同步整流时段根据一去磁信号而决定,其中该去磁信号用以示意该电感器的去磁。
9.于一实施例中,于该导通时段中,于该电感器产生一正电流。
10.于一实施例中,该零电压切换脉冲时段中,于该电感器产生一负电流。
11.于一实施例中,该第二暂停时段相关于该谐振槽的一谐振周期。
12.于一实施例中,该第二暂停时段等于该谐振周期的整数倍,使得该第二开关于该零电压切换脉冲时段导通时实现该第二开关的软性切换。
13.于一实施例中,该第二暂停时段为可调,进而使得该第一开关的一切换周期为可调。
14.于一实施例中,该控制电路控制该第一开关及该第二开关操作于一不连续导通模式。
15.于一实施例中,该切换式电源电路为一降压型切换转换器、一升压型切换转换器或一升降压型切换转换器,用以转换一输入电源而产生一输出电源。
16.于一实施例中,当该切换式电源电路为一降压型切换转换器,用以转换一输入电源而产生一输出电源,该降压型切换转换器包括:一上桥开关,耦接于该输入电源与一切换节点之间;以及一下桥开关,耦接于该切换节点与一接地电位之间;其中该电感器耦接于该切换节点与该输出电源之间;其中该第一开关包括该上桥开关,其中该第二开关包括该下桥开关;其中该第一暂停时段为该上桥开关转为不导通与该下桥开关转为导通之间的一空滞时间,该第三暂停时段为该下桥开关转为不导通与该上桥开关转为导通之间的一空滞时间。
17.于一实施例中,当该切换式电源电路为一升压型切换转换器,用以转换一输入电源而产生一输出电源,该升压型切换转换器包括:一上桥开关,耦接于该输出电源与一切换节点之间;以及一下桥开关,耦接于该切换节点与一接地电位之间;其中该电感器耦接于该切换节点与该输入电源之间;其中该第一开关包括该下桥开关,其中该第二开关包括该上桥开关;其中该第一暂停时段为该下桥开关转为不导通与该上桥开关转为导通之间的一空滞时间,该第三暂停时段为该上桥开关转为不导通与该下桥开关转为导通之间的一空滞时间。
18.于一实施例中,当该切换式电源电路为一升降压型切换转换器,用以转换一输入电源而产生一输出电源,该升降压型切换转换器包括:一降压上桥开关,耦接于该输入电源与一第一切换节点之间;一降压下桥开关,耦接于该第一切换节点与一接地电位之间;一升压下桥开关,耦接于一第二切换节点与该接地电位之间;以及一升压上桥开关,耦接于该第二切换节点与该输出电源之间;其中该电感器耦接于该第一切换节点与该第二切换节点之间;其中该第一开关与该第二开关分别为该降压上桥开关及该降压下桥开关;其中该第一暂停时段为该降压上桥开关转为不导通与该降压下桥开关转为导通之间的一空滞时间,该
第三暂停时段为该降压下桥开关转为不导通与该降压上桥开关转为导通之间的一空滞时间。
19.于一实施例中,当该切换式电源电路为一升降压型切换转换器,用以转换一输入电源而产生一输出电源,该升降压型切换转换器包括:一降压上桥开关,耦接于该输入电源与一第一切换节点之间;一降压下桥开关,耦接于该第一切换节点与一接地电位之间;一升压下桥开关,耦接于一第二切换节点与该接地电位之间;以及一升压上桥开关,耦接于该第二切换节点与该输出电源之间;其中该电感器耦接于该第一切换节点与该第二切换节点之间;其中该第一开关与该第二开关分别为该升压下桥开关及该升压上桥开关;其中该第一暂停时段为该升压下桥开关转为不导通与该升压上桥开关转为导通之间的一空滞时间,该第三暂停时段为该升压上桥开关转为不导通与该升压下桥开关转为导通之间的一空滞时间。
20.本发明之优点为本发明通过在操作成降压时于一切换周期期间对下桥开关进行双重切换及负电感电流而达到上桥开关的软性切换,且本发明通过在操作成升压时于一切换周期期间对上桥开关进行双重切换及负电感电流而达到下桥开关的软性切换,进而达到改善切换效率及减少切换损耗,且无需额外的组件来实现软性切换。
21.以下通过具体实施例详加说明,会更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所实现的功效。
附图说明
22.图1是显示一已知的降压型切换转换器的相关信号的波形图。
23.图2是根据本发明的一实施例显示切换式电源电路的电路方块示意图。
24.图3及图4是根据本发明的一实施例显示降压型切换转换器的电路示意图及相关信号的信号波形示意图。
25.图5及图6是根据本发明的另一实施例显示升压型切换转换器的电路示意图及相关信号的信号波形示意图。
26.图7、图8及图9是根据本发明的实施例显示升降压型切换转换器的电路示意图及相关信号的信号波形示意图。
27.图中符号说明
28.10,102,104,106:控制电路
29.11,12,112,114,116a,116c,122,124,126b,126d:控制单元
30.100:切换式电源电路
31.200:降压型切换转换器
32.300:升压型切换转换器
33.400:升降压型切换转换器
34.co:输出电容
35.cpl1,cpl2,cpu1,cpu2,cpa,cpb,cpc,cpd:寄生电容器
36.il:电感电流
37.l:电感器
38.lg1,lg2,ug1,ug2:控制信号
39.q1:第一开关
40.q2:第二开关
41.ql1,ql2:下桥开关
42.qu1,qu2:上桥开关
43.qa:降压上桥开关
44.qb:降压下桥开关
45.qc:升压下桥开关
46.qd:升压上桥开关
47.sdm:去磁信号
48.sw,sw1,sw2:切换节点
49.t0,t1,t2,t3,t4,t5,t6:时点
50.ton:导通时段
51.tp1,tp2,tp3:暂停时段
52.tsr:同步整流时段
53.tzp:零电压切换脉冲时段
54.vin:输入电源
55.vout:输出电源
56.vsw1:切换节点sw1的电压
57.vsw2:切换节点sw2的电压
具体实施方式
58.本发明中的附图均属示意,主要意在表示各电路间的耦接关系,以及各信号波形之间的关系,至于电路、信号波形与频率则并未依照比例绘制。
59.图2是根据本发明的一实施例显示切换式电源电路的电路方块示意图。如图2所示,本发明的切换式电源电路100包括第一开关q1、第二开关q2、电感器l及控制电路10。电感器l、第一开关q1与第二开关q2共同耦接于切换节点sw。控制电路10用以控制第一开关q1及第二开关q2。控制电路10包括控制单元11以及控制单元12。控制单元11用以控制第一开关q1,而控制单元12用以控制第二开关q2,以切换电感器l与输入电源vin、输出电源vout与接地电位之间的耦接关系,藉此实现切换式电源转换。在一实施例中,控制单元11及控制单元12分别控制第一开关q1及第二开关q2操作于不连续导通模式。于一实施例中,切换式电源电路100例如为降压型切换转换器、升压型切换转换器或升降压型切换转换器,用以转换输入电源vin而产生输出电源vout。
60.图3及图4是根据本发明的一实施例显示降压型切换转换器的电路示意图及相关信号的信号波形示意图。切换节点sw1的电压vsw1、控制信号ug1、控制信号lg1、电感电流il显示于图4中。图3为图2实施对应为降压型切换转换器的实施例。如图3所示,于此实施例中,降压型切换转换器200的第一开关例如对应为上桥开关qu1,降压型切换转换器200的第二开关例如对应为下桥开关ql1。上桥开关qu1耦接于输入电源vin与切换节点sw1之间,而下桥开关ql1耦接于切换节点sw1与接地电位之间。电感器l耦接于切换节点sw1与输出电源vout之间。如图3所示,电感器l与上桥开关qu1的寄生电容器cpu1与下桥开关ql1的寄生电
容器cpl1形成谐振槽。控制电路102包括控制单元112及控制单元122。控制单元112用以产生控制信号ug1,而控制单元122用以产生控制信号lg1。控制信号ug1及lg1分别用以控制上桥开关qu1及下桥开关ql1,以使切换节点sw1于输入电源vin与接地电位之间切换。
61.请同时参照图3及图4,于导通时段ton期间(时点t0~t1),控制单元112控制上桥开关qu1导通。于导通时段ton后的暂停时段tp1期间,控制单元112控制上桥开关qu1不导通,且控制单元122控制下桥开关ql1不导通。于暂停时段tp1后的同步整流时段tsr期间,控制单元122控制下桥开关ql1导通。于同步整流时段tsr后的暂停时段tp2期间,控制单元112控制上桥开关qu1不导通且控制单元122控制下桥开关ql1不导通。于本实施例及其他实施例中,当输出负载降低时,暂停时段tp2可加以延长。需说明的是,所述的「输出负载降低」指例如由输出电源所供电的负载,其所耗用的功率或耗用的电流降低。
62.于暂停时段tp2后的零电压切换脉冲时段tzp期间,控制单元122控制下桥开关ql1导通。于零电压切换脉冲时段tzp后的暂停时段tp3期间,控制单元112控制上桥开关qu1不导通且控制单元122控制下桥开关ql1不导通,藉此于暂停时段tp3使上桥开关qu1实现软性切换。例如,于暂停时段tp3的结束时点(时点t6),亦即于暂停时段tp3后的下一周期的导通时段ton的开始时点(时点t6),控制单元112控制上桥开关qu1导通而实现软性切换。
63.于一实施例中,暂停时段tp1为上桥开关qu1转为不导通与下桥开关ql1转为导通之间的空滞时间,暂停时段tp3为下桥开关ql1转为不导通与上桥开关qu1转为导通之间的空滞时间。于一实施例中,如图3及图4所示,同步整流时段tsr根据去磁信号sdm而决定,其中去磁信号sdm用以示意电感器l的去磁。于一实施例中,去磁信号sdm例如根据电感电流il而获得。
64.如图4所示,于导通时段ton期间(时点t0~t1),电感电流il为正电流且逐渐增大,接着,于同步整流时段tsr期间,电感电流il仍为正电流但逐渐降低,于暂停时段tp2期间电感电流il为0,切换节点sw1的电压vsw1开始基于前述谐振槽的谐振频率而谐振,于一实施例中,如图4所示,暂停时段tp2相关于谐振槽的一谐振周期。于一较佳实施例中,暂停时段tp2等于谐振周期的整数倍,使得下桥开关ql1于零电压切换脉冲时段tzp转为导通时,实现下桥开关ql1的软性切换。接着,于零电压切换脉冲时段tzp期间,电感电流il建立为负电流。接着,于暂停时段tp3期间,负的电感电流il对切换节点sw1上的寄生电容器cpu1,cpl1充电,且上桥开关qu1的本体二极管导通,因而使得切换节点sw1的电压vsw1上升至输入电源vin的电压位准加上上桥开关qu1的本体二极管的导通电压,换言之,上桥开关qu1的漏-源极电压大幅降低而接近于0,进而于暂停时段tp3的结束时点(时点t6),亦即于暂停时段tp3后的下一周期的导通时段ton的开始时点(时点t6),上桥开关qu1导通而实现软性切换。
65.于一实施例中,暂停时段tp2为可调,例如但不限于可为谐振周期的1、2或3倍,进而使得第一开关例如上桥开关qu1的一切换周期为可调。
66.图5及图6是根据本发明的另一实施例显示升压型切换转换器的电路示意图及相关信号的信号波形示意图。切换节点sw2的电压vsw2、控制信号ug2、控制信号lg2、电感电流il显示于图6中。图5为图2实施对应为升压型切换转换器的实施例。如图5所示,于此实施例中,升压型切换转换器300的第一开关例如对应为下桥开关ql2,升压型切换转换器300的第二开关例如对应为上桥开关qu2。上桥开关qu2耦接于输出电源vout与切换节点sw2之间,而下桥开关ql2耦接于切换节点sw2与接地电位之间。电感器l耦接于切换节点sw2与输入电源
vin之间。如图5所示,电感器l与上桥开关qu2的寄生电容器cpu2与下桥开关ql2的寄生电容器cpl2形成谐振槽。控制电路104包括控制单元114及控制单元124。控制单元114用以产生控制信号lg2,而控制单元124用以产生控制信号ug2。控制信号ug2及lg2分别用以控制上桥开关qu2及下桥开关ql2,以使切换节点sw2于输出电源vout与接地电位之间切换。
67.请同时参照图5及图6,于导通时段ton期间,控制单元114控制下桥开关ql2导通。于导通时段ton后的暂停时段tp1期间,控制单元114控制下桥开关ql2不导通,且控制单元124控制上桥开关qu2不导通。于暂停时段tp1后的同步整流时段tsr期间,控制单元124控制上桥开关qu2导通。于同步整流时段tsr后的暂停时段tp2期间,控制单元114控制下桥开关ql2不导通,且控制单元124控制上桥开关qu2不导通。
68.于暂停时段tp2后的零电压切换脉冲时段tzp期间,控制单元124控制上桥开关qu2导通。于零电压切换脉冲时段tzp后的暂停时段tp3期间,控制单元114控制下桥开关ql2不导通,且控制单元124控制上桥开关qu2不导通,藉此于暂停时段tp3使下桥开关ql2实现软性切换。例如,于暂停时段tp3的结束时点(时点t6),亦即于暂停时段tp3后的下一周期的导通时段ton的开始时点(时点t6),控制单元114控制下桥开关ql2导通而实现软性切换。
69.于一实施例中,暂停时段tp1为下桥开关ql2转为不导通与上桥开关qu2转为导通之间的空滞时间,暂停时段tp3为上桥开关qu2转为不导通与下桥开关ql2转为导通之间的空滞时间。于一实施例中,如图5及图6所示,同步整流时段tsr根据去磁信号sdm而决定,其中去磁信号sdm用以示意电感器l的去磁。于一实施例中,去磁信号sdm例如根据电感电流il而获得。
70.如图6所示,于导通时段ton中,电感电流il为正电流且逐渐增大,接着,于同步整流时段tsr期间,电感电流il仍为正电流但逐渐降低,于暂停时段tp2期间电感电流il为0,切换节点sw2的电压vsw2开始基于前述谐振槽的谐振频率而谐振,于一实施例中,如图6所示,暂停时段tp2相关于谐振槽的一谐振周期。于一较佳实施例中,暂停时段tp2等于谐振周期的整数倍,使得第二开关例如上桥开关qu2于零电压切换脉冲时段tzp导通时实现第二开关例如上桥开关qu2的软性切换。接着,于零电压切换脉冲时段tzp期间,电感电流il建立为负电流。接着,于暂停时段tp3期间,负的电感电流il对切换节点sw2上的寄生电容器cpu2,cpl2放电,且下桥开关ql2的本体二极管导通,因而使得切换节点sw2的电压vsw2下降至接地电位减去下桥开关ql2的本体二极管的导通电压,换言之,下桥开关ql2的漏-源极电压大幅降低而接近于0,进而于暂停时段tp3的结束时点(时点t6),亦即于暂停时段tp3后的下一周期的导通时段ton的开始时点(时点t6),下桥开关ql2导通而实现软性切换。
71.于一实施例中,暂停时段tp2为可调,例如但不限于可为谐振周期的1、2或3倍,进而使得第一开关例如下桥开关ql2的一切换周期为可调。
72.图7、图8及图9是根据本发明的实施例显示升降压型切换转换器的电路方块示意图及相关信号的信号波形示意图。一实施例的切换节点sw1的电压vsw1、控制信号ug1、控制信号lg1、电感电流il显示于图8中。一实施例的切换节点sw2的电压vsw2、控制信号ug2、控制信号lg2、电感电流il显示于图9中。图7为图2实施对应为升降压型切换转换器的实施例。如图7所示,降压上桥开关qa耦接于输入电源vin与切换节点sw1之间,而降压下桥开关qb耦接于切换节点sw1与接地电位之间。升压下桥开关qc耦接于切换节点sw2与接地电位之间,而升压上桥开关qd耦接于切换节点sw2与输出电源vout之间。电感器l耦接于切换节点sw1
与切换节点sw2之间。
73.于一实施例中,当升降压型切换转换器400实施为降压时(亦即输出电源vout的电压低于输入电源vin的电压),升降压型切换转换器400的第一开关对应为降压上桥开关qa,升降压型切换转换器400的第二开关对应为降压下桥开关qb。如图7所示,电感器l与降压上桥开关qa的寄生电容器cpa与降压下桥开关qb的寄生电容器cpb形成谐振槽。控制电路106包括控制单元116a及控制单元126b。控制单元116a用以产生控制信号ug1,而控制单元126b用以产生控制信号lg1。控制信号ug1及lg1分别用以控制降压上桥开关qa及降压下桥开关qb,以使切换节点sw1于输入电源vin与接地电位之间切换。
74.请同时参照图7及图8,于导通时段ton期间(时点t0~t1),控制单元116a控制降压上桥开关qa导通。于导通时段ton后的暂停时段tp1期间,控制单元116a控制降压上桥开关qa不导通,且控制单元126b控制降压下桥开关qb不导通。于暂停时段tp1后的同步整流时段tsr期间,控制单元126b控制降压下桥开关qb导通。于同步整流时段tsr后的暂停时段tp2期间,控制单元116a控制降压上桥开关qa不导通,且控制单元126b控制降压下桥开关qb不导通。
75.于暂停时段tp2后的零电压切换脉冲时段tzp期间,控制单元126b控制降压下桥开关qb导通。于零电压切换脉冲时段tzp后的暂停时段tp3期间,控制单元116a控制降压上桥开关qa不导通且控制单元126b控制降压下桥开关qb不导通,藉此于暂停时段tp3使降压上桥开关qa实现软性切换。例如,于暂停时段tp3的结束时点(时点t6),亦即于暂停时段tp3后的下一周期的导通时段ton的开始时点(时点t6),控制单元116a控制降压上桥开关qa导通而实现软性切换。
76.于一实施例中,暂停时段tp1为降压上桥开关qa转为不导通与降压下桥开关qb转为导通之间的空滞时间,暂停时段tp3为降压下桥开关qb转为不导通与降压上桥开关qa转为导通之间的空滞时间。
77.如图8所示,于导通时段ton期间(时点t0~t1),电感电流il为正电流且逐渐增大,接着,于同步整流时段tsr期间,电感电流il仍为正电流但逐渐降低,于暂停时段tp2期间电感电流il为0,切换节点sw1的电压vsw1开始基于前述谐振槽的谐振频率而谐振,于一实施例中,如图8所示,暂停时段tp2相关于谐振槽的一谐振周期。于一较佳实施例中,暂停时段tp2等于谐振周期的整数倍,使得第二开关例如降压下桥开关qb于零电压切换脉冲时段tzp导通时实现第二开关例如降压下桥开关qb的软性切换。接着,于零电压切换脉冲时段tzp期间,电感电流il建立为负电流。接着,于暂停时段tp3期间,负的电感电流il对切换节点sw1上的寄生电容器cpa,cpb充电,且降压上桥开关qa的本体二极管导通,因而使得切换节点sw1的电压vsw1上升至输入电源vin的电压位准加上降压上桥开关qa的本体二极管的导通电压,换言之,降压上桥开关qa的漏-源极电压大幅降低而接近于0,进而于暂停时段tp3的结束时点(时点t6),亦即于暂停时段tp3后的下一周期的导通时段ton的开始时点(时点t6),降压上桥开关qa导通而实现软性切换。
78.于一实施例中,暂停时段tp2为可调,例如但不限于可为谐振周期的1、2或3倍,进而使得第一开关例如降压上桥开关qa的一切换周期为可调。
79.于另一实施例中,当升降压型切换转换器400实施为升压时(亦即输出电源vout的电压高于输入电源vin的电压),升降压型切换转换器400的第一开关对应为升压下桥开关
qc,升降压型切换转换器400的第二开关对应为升压上桥开关qd。如图7所示,电感器l与升压上桥开关qd的寄生电容器cpd与升压下桥开关qc的寄生电容器cpc形成谐振槽。控制电路106包括控制单元116c及控制单元126d。控制单元116c用以产生控制信号lg2,而控制单元126d用以产生控制信号ug2。控制信号ug2及lg2分别用以控制升压上桥开关qd及升压下桥开关qc,以使切换节点sw2于输出电源vout与接地电位之间切换。
80.请同时参照图7及图9,于导通时段ton期间(时点t0~t1),控制单元116c控制升压下桥开关qc导通。于导通时段ton后的暂停时段tp1期间,控制单元116c控制升压下桥开关qc不导通,且控制单元126d控制升压上桥开关qd不导通。于暂停时段tp1后的同步整流时段tsr期间,控制单元126d控制升压上桥开关qd导通。于同步整流时段tsr后的暂停时段tp2期间,控制单元116c控制升压下桥开关qc不导通且控制单元126d控制升压上桥开关qd不导通。
81.于暂停时段tp2后的零电压切换脉冲时段tzp期间,控制单元126d控制升压上桥开关qd导通。于零电压切换脉冲时段tzp后的暂停时段tp3期间,控制单元116c控制升压下桥开关qc不导通且控制单元126d控制升压上桥开关qd不导通,藉此于暂停时段tp3使升压下桥开关qc实现软性切换。例如,于暂停时段tp3的结束时点(时点t6),亦即于暂停时段tp3后的下一周期的导通时段ton的开始时点(时点t6),控制单元116c控制升压下桥开关qc导通而实现软性切换。
82.于一实施例中,暂停时段tp1为升压下桥开关qc转为不导通与升压上桥开关qd转为导通之间的空滞时间,暂停时段tp3为升压上桥开关qd转为不导通与升压下桥开关qc转为导通之间的空滞时间。于一实施例中,如图7、图8及图9所示,同步整流时段tsr根据去磁信号sdm而决定,其中去磁信号sdm用以示意电感器l的去磁。于一实施例中,去磁信号sdm例如根据电感电流il而获得。如图9所示,于导通时段ton中,电感电流il为正电流且逐渐增大,接着,于同步整流时段tsr期间,电感电流il仍为正电流但逐渐降低,于暂停时段tp2期间电感电流il为0,切换节点sw2的电压vsw2开始基于前述谐振槽的谐振频率而谐振,于一实施例中,如图9所示,暂停时段tp2相关于谐振槽的一谐振周期。于一较佳实施例中,暂停时段tp2等于谐振周期的整数倍,使得第二开关例如升压上桥开关qd于零电压切换脉冲时段tzp导通时实现第二开关例如升压上桥开关qd的软性切换。接着,于零电压切换脉冲时段tzp期间,电感电流il建立为负电流。接着,于暂停时段tp3期间,负的电感电流il对切换节点sw2上的寄生电容器cpd,cpc放电,且升压下桥开关qc的本体二极管导通,因而使得切换节点sw2的电压vsw2下降至接地电位减去升压下桥开关qc的本体二极管的导通电压,换言之,升压下桥开关qc的漏-源极电压大幅降低而接近于0,进而于暂停时段tp3的结束时点(时点t6),亦即于暂停时段tp3后的下一周期的导通时段ton的开始时点(时点t6),升压下桥开关qc导通而实现软性切换。
83.于一实施例中,暂停时段tp2为可调,例如但不限于可为谐振周期的1、2或3倍,进而使得第一开关例如升压下桥开关qc的一切换周期为可调。
84.如上所述,本发明通过在操作成降压时于一切换周期期间对下桥开关进行双重切换及负电感电流而达到上桥开关的软性切换,且本发明通过在操作成升压时于一切换周期期间对上桥开关进行双重切换及负电感电流而达到下桥开关的软性切换,进而达到改善切换效率及减少切换损耗,且无需额外的组件来实现软性切换。
85.以上已针对较佳实施例来说明本发明,但以上所述,仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容,并非用来限定本发明的权利范围。所说明的各个实施例,并不限于单独应用,也可以组合应用,举例而言,两个或以上的实施例可以组合运用,而一实施例中的部分组成亦可用以取代另一实施例中对应的组成部件。此外,在本发明的相同精神下,本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合,举例而言,本发明所称“根据某信号进行处理或运算或产生某输出结果”,不限于根据该信号的本身,也包含于必要时,将该信号进行电压电流转换、电流电压转换、及/或比例转换等,之后根据转换后的信号进行处理或运算产生某输出结果。由此可知,在本发明的相同精神下,本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合,其组合方式甚多,在此不一一列举说明。因此,本发明的范围应涵盖上述及其他所有等效变化。
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