TWI418133B - 具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器 - Google Patents

具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器 Download PDF

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Description

具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器
本發明係關於一種交流對直流轉換器，特別是一種具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器。
傳統交流對直流轉換器常用之組合為，前級使用升壓式轉換器(Boost converter)、降壓式轉換器(Buck converter)或升降壓式轉換器(Buck－boost converter)作為功因修正電路，再搭配後級驅動電路，如前向式轉換器(Forward converter)或返馳式轉換器(Flyback converter)，達到電氣隔離並將輸出電壓轉換至設定準位，使電壓穩定操作來驅動負載。在傳統兩級式的架構下，因需要兩組獨立控制的轉換器電路，因此電路成本較高；同時兩次的功率轉換也會造成電路效率降低。
『第1圖』係為先前技術所揭露之含升降壓電路(Buck－Boost PFC)及返馳式轉換器(Flyback converter)之雙級式高功因隔離型交流對直流轉換器，由返馳式轉換器及升降壓電路構成。包括有一濾波電路110，用以對交流電源Vac進行濾波，濾波電路110由濾波電感Lf及濾波電容Cf組成。濾波後的電源則由二極體Dr1、Dr2、Dr3、Dr4所組成的整流電路120進行整流。升降壓電路130係由電感Lb、電容Cdc、以及二極體D組成，另還有一個開關S1。返馳式轉換器140利用開關S2高頻切換，從電容Cdc汲取能量，並透過變壓器T將能量傳送到二次側，達到改變電壓準位與電氣隔離之效果。升降壓電路130則利用開關S1 高頻切換，控制輸入電流，達成功因修正的效果。輸出整流器Do與輸出電容Co則用來濾波。
『第2圖』係為先前技術所揭露之升降壓電路(Buck－Boost PFC)及順向式轉換器(Forward converter)之雙級式高功因隔離型交流對直流轉換器，係由升降壓電路(Buck－Boost PFC)及順向式轉換器(Forward converter)組成。與『第1圖』類似，所以相類似之元件使用相同之標號。
順向式轉換器141利用開關S2高頻切換，從電容Cdc汲取能量，並透過變壓器將能量傳送到二次側，達到改變電壓準位與電氣隔離之效果。降升壓式功因修正電路則利用開關S1高頻切換，控制輸入電流，達成功因修正的效果。
目前所發展出的功因修正電路，工作頻率從數十至數百kHz，允許輸入電源和負載在相當大的範圍內變化，可將諧波失真抑制到幾乎不存在，功因也幾近於一。直流對直流轉換器的基本電路架構根據儲能電感與主動開關的相對位置可分為降壓式、升壓式、升降壓式、邱克式(Ck converter)、SEPIC式及Zeta式等六種。其中，又以升壓式及升降壓式的電路架構較易於達到功因修正的目的。無論將儲能電感的電流工作於連續電流模式(Continuous－Current－Mode，CCM)或不連續電流模式(Discontinuous－Current－Mode，DCM)，均可達到高功因修正的目的。對於同樣的輸出功率而言，電感工作於不連續電流模式較連續電流模式有較大的峰值電流，功率越大，峰值電流越大，電路的切換損失亦隨之增加。因此，連續電流模式較適合應用於大功 率輸出。然而，當電感工作於連續電流模式時，控制電路必須隨時偵測輸入電壓、電感電流和輸出電壓的關係，電路較為複雜，且在每個輸入電壓週期內，其開關切換頻率與責任週期必須一直改變，若考慮將功因修正電路與後級轉換器整合成單級架構時，兩者開關元件的切換頻率與責任週期必須一致。因此當功因修正電路工作於連續電流模式時，較不利於與後級轉換器整合；相反地，對於升降壓式轉換器，若開關元件的切換頻率與責任週期在每一輸入電源週期內均保持固定，則讓電感工作於不連續電流模式即可輕易達成功因修正的功能。
然而，在實際使用返馳式轉換器時，因為返馳式轉換器的電路工作原理及設計方式，會使得變壓器洩漏電感(Leakage Inductor)比較大。因此，儲存在變壓器洩漏電感內的能量也會較多。在『第1圖』中，返馳式轉換器的主動開關S2截止，將能量送至變壓器二次側的同時，變壓器一次側洩漏電感內儲存的能量沒有路徑宣洩。此時會產生很大的突波，造成較大的電路損失，使得電路效率降低。因此，近年來許多學者先進致力於宣洩儲存於變壓器一次側洩漏電感內能量的研究，也提出了許多方法。例如一種被稱為「主動箝位(Active Clamp)」的技術。主動箝位技術是利用箝位電容捕獲儲存於變壓器一次側洩漏電感內的洩漏能量，透過系統把它再次循環送到負載並回到輸入端，從而產生接近無損耗的緩衝器。這可解決返馳式轉換器洩漏電感的問題，大幅的提升電路效率。但主動箝位技術至少必須加入一個主動開關和一個電容器，會使得電路成本提高，且控制上也較為複雜。
此外，『第1圖』與『第2圖』的設計需要兩組控制電路以及兩個主動開關，也會增加電路成本。
為改善目前的交流對直流轉換器，使其具備高功因、高電路效率，同時達到減少電路元件，降低成本的目的，本發明將升降壓電路與返馳式轉換器或者順向式轉換器進行整合，提出一單級高功因隔離型交流對直流(AC－to－DC，AC/DC)轉換器，並利用此電路做為負載(例如LED)的驅動電路，來達到功因修正、提昇效率並降低電路成本的目的。根據本發明所揭露之實施例所提出的單級轉換器電路，可將電路中之變壓器洩漏電感上能量的回送到輸入電容上，進而提升轉換效率。
根據本發明所揭露之具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器，包括有一升降壓電路，用對一電源進行升壓或降壓；一變壓器，與該升降壓電路電性連接，用以轉換該升壓或降壓之電源；一開關，與該升降壓電路電性連接；一輸入電容，與該升降壓電路電性連接；以及一輸出電路，用以輸出該變壓器轉換後之電源；其中當該開關截止時，該升降壓電路提供一能量回復路徑，以將儲存該變壓器之一洩漏電感內的能量回送至該輸入電容。
本發明利用能量回復路徑將儲存於返馳式轉換器或順向式轉換器中之變壓器洩漏電感內的能量回送至輸入電容。透過這種方式，不必再外加其他元件，就能解決返馳式轉換器或順向式轉換器中之變壓器的洩漏電感問題，進而提升電路效率。
根據本發明所揭露之實施例之交流對直流轉換電路，除具備有電氣隔離的優點，並可達成高功因、高效率及低成本(減少電路元件)的產業需求。
根據本發明所揭露之實施例，除了符合安規的功因修正(PFC)要求外，並可透過變壓器可達成電氣隔離(符合安規)、多繞組輸出及調整電壓準位的功能，可適用於各種不同的交流電壓，避免當市電電壓不穩或驟降時造成輸出不穩定的情形。另將功因修正電路與功率轉換電路整合成單級轉換器電路，可簡化電路結構並減少使用的元件數，進而達到降低成本的目的。
根據本發明所揭露之實施例將功因修正電路與功率轉換電路整合成單級轉換器電路，因減少一級功率轉換，可達到提升轉換效率的目的。相較於雙級式架構，單級式架構之電路易於控制，且兩次LC濾波，輸出漣波電壓很小。
以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
請參考『第3圖』，係為本發明所揭露之具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器，其係應用於返馳式變壓器，以驅動負載250。在一示例性之實施例中，其係由一濾波電路210、整流電路220、一輸入電容Cin、一升降壓電路230、一開關S1、一變壓器Tb、以及一輸出電路240組成。在此實施例中，開關S1、變壓器Tb與輸出電路240組成返馳式轉換器。
其中升降壓電路230，用對一電源進行升壓或降壓，這個電源，在此實施例是將交流電源Vac先由濾波電路210濾波後再由整流電路220整流後之電源。升降壓電路230係由一電感L1、一電容C1與整流器Db組成，其中電感L1與電容C1串聯，整流器Db與串聯後之電感L1與電容C1並聯。變壓器Tb，與升降壓電路230電性連接，用以轉換該升壓或降壓之電源。開關S1，與升降壓電路230電性連接。輸入電容Cin，與升降壓電路230電性連接。輸出電路240，用以輸出該變壓器Tb轉換後之電源給負載250。其中當開關S1截止時，升降壓電路230提供一能量回復路徑，以將儲存變壓器Tb之一洩漏電感內的能量回送至輸入電容Cin。能量回復路徑則係由整流器Db形成。在一實施例中可使用二極體，當然也可使用BJT、MOSFET、SCR等經過適當的安排後以具有整流功能之元件。
濾波電路210係由濾波電感Lf與濾波電容Cf組成，是用來消除轉換器的輸入電流之高頻成分，使輸入電流呈與輸入電壓相位相同之低頻正弦波。
整流電路220係由至少一個以上之整流器組成。在此實施例中係由二極體Dr1~Dr4組成一全橋整流電路，當然也可應用其他形式的整流電路。除了二極體外，可也使用其他例如BJT、MOSFET、SCR等元件來組成整流電路。
此外，Lm1及Lm2分別為返馳式轉換器(Flyback)的變壓器一次側及二次側激磁電感。Llk為返馳式轉換器(Flyback)的變壓器反射至一次側的總洩漏電感(Leakage Inductor)。
輸出電路240則由輸出整流器(例如二極體)Do為與輸出電容Co組成。整流器Do也可使用BJT、MOSFET、SCR等經過適當的安排後以具有整流功能之元件。
本發明所揭露之交流對直流轉換器係將升降壓電路與返馳式轉換器結合，並利用升降壓電路的飛輪整流器(Free－Wheeling Rectifier)最為能量回復路徑，此實施例中為一般較常用之二極體(Free－Wheeling Diode)以將儲存於返馳式轉換器之變壓器洩漏電感內的能量回送至輸入電容。透過這種方式，不必再外加其他元件，並可減少開關的使用，就能解決返馳式轉換器變壓器的洩漏電感問題，進而提升電路效率。在實施例中係以二極體作為示例性說明，當然以其他元件例如BJT、MOSFET、SCR也可以作為整流器的選擇。
接下來將分析本發明所提出之單級高功因隔離型返馳式交流對直流轉換器的工作原理。由於濾波電路210中的濾波電感Lf、濾波電容Cf之用途僅為濾除轉換器輸入電流之高頻成分，對轉換器之動作並不造成任何影響，故在分析時將之忽略。
為了達到功因修正之目的，使升降壓電路的電感L1工作在不連續電流模式，而返馳式轉換器不受此限，可操作在不連續電流模式或連續電流模式之下。當升降壓電路及返馳式轉換器皆操作在不連續電流模式下，於每一個高頻週期內，根據功率開關元件及二極體的導通狀態，電路可區分成四個工作模式。各工作模式之等效電路如『第4A圖』至『第4E圖』，理論波形如『第5A圖』至『第5B圖』。為了簡化電路示意，在『第4A圖』至『第4E圖』中係以Vrec代表經過整流後電源，因此省略了濾波電感Lf、濾波電容Cf以及二極體Dr1、Dr2、Dr3、Dr4之繪示。此外，為了閱讀方便亦省略了其他的標號，並且每一模式中尚未動作之元件以虛線表示。在此及之後說明書，Vgs表示開關S1的跨壓。Irec代表經過整流後的電流。
(1)工作模式I(開關S1導通)：
當開關S1導通，整流後之輸入電壓Vrec跨在電感L1上，電感電流iL1從零開始線性增加，電流iL1增加的速度與輸入電壓Vrec成正比。同時，升降壓電路之電容C1上的電壓跨在變壓器Tb之一次側的激磁電感Lm1上，一次側電感電流iLm1亦從零開始線性增加。此時，電感電流iL1和電感電流iLm1同時流經開關S1。開關S1截止的瞬間，電感電流iL1和電感電流iLm1都到達這個週期的峰值。
(2)工作模式II(開關S1截止)：
當開關S1截止，電感L1維持電流路徑，透過整流器Db將儲存在電感L1內的能量釋放到電容C1，電感電流iL1從峰 值開始下降。同時，返馳式轉換器也將能量耦合至變壓器二次側，並將能量釋放給輸出電容Co，耦合後之二次側電感電流iLm2亦從峰值開始下降。另外，此時也會透過整流器Db將儲存於返馳式轉換器之變壓器洩漏電感Llk內的能量回送至輸入電容Cin。
由於此時升降壓電路及返馳式轉換器皆操作於不連續電流模式，再加上電感電流iL1的峰值與輸入電壓成正比關係，故電感電流iL1可能比電感電流iLm2早下降至零；也可能比電感電流iLm2晚下降至零。當電感電流iLm2下降至零時電感電流iL1仍未下降至零，進入工作模式III－a；而當電感電流iL1下降至零時電感電流iLm2仍未下降至零，則進入工作模式III－b。
(3)工作模式III－a(輸入電壓較高時)：
在工作模式III－a，電感電流iLm2於工作模式II時降到零，電感電流iL1持續下降，由於電感L1工作在不連續電流模式，因此，在開關S1再次導通前，電感電流iL1會先遞減到零，此時即進入工作模式IV。
(4)工作模式III－b(輸入電壓較低時)：
由於電感電流iL1已於工作模式II時降到零，且設計Lm2亦工作在不連續電流模式，故此時只剩下電感電流iLm2持續下降，一旦電感電流iLm2也下降到零，即進入工作模式IV。
(5)工作模式IV：
此時電感L1和電感Lm1都已沒有電流流過，只剩下輸出電容Co提供能量給負載250。當開關S1再次導通，電路即重複工作模式I的動作情形。
當升降壓電路操作在不連續電流模式，返馳式轉換器操作在連續電流模式下，於每一個高頻週期內，根據功率開關元件及二極體的導通狀態，電路可分成三個工作模式。各工作模式之等效電路如『第6A圖』至『第6C圖』，理論波形如『第7圖』。
(1)工作模式I(開關S1導通)：
當開關S1導通，整流後之輸入電壓Vrec跨在電感L1上，電感電流iL1從零開始線性增加，電感電流iL1增加的速度與輸入電壓成正比。同時，升降壓電路之電容C1上的電壓跨在返馳式轉換器之變壓器Tb一次側的激磁電感Lm1上，一次側電感電流iLm1亦開始線性增加。此時，電感電流iL1和電感電流iLm1同時流經開關S1。開關S1截止的瞬間，電感電流iL1和電感電流iLm1都到達這個週期的峰值。
(2)工作模式II(開關S1截止)：
當開關S1截止，電感L1維持電流路徑，透過整流器Db將儲存在電感L1內的能量釋放到電容C1，電感電流iL1從峰值開始下降。同時，返馳式轉換器也將能量耦合至變壓器Tb之二次側，並將能量釋放給輸出電容Co，耦合後之二次側電感電流iLm2亦開始下降。另外，此時也會透過整流器Db將儲存於返馳式轉換器之變壓器洩漏電感內的能量回送至輸入電容Cin。因為此時升降壓電路操作於不連續電流模式，返馳式轉換器操作於連續電流模式，因此只有電感電流iL1會下降至零。當電感電流iL1下降至零時，進入工作模式III。
(3)工作模式III(電感電流iL1下降至零後)：
由於電感電流iL1已於工作模式II時降到零，此時電感電流iLm2持續下降，當開關S1再次導通，電路即重複工作模式I的動作情形。
如將升降壓電路設計操作在不連續電流模式，則返馳式轉換器無論是操作在不連續電流模式或連續電流模式，皆不影響原先所預期之電路功能(功因修正、電氣隔離、調整電壓準位...等等)。此外，變壓器的洩漏電感Llk理論上會遠小於變壓器的激磁電感，因此洩漏電感Llk上所儲存的能量會在很短的時間內釋放到輸入電容Cin。在一具體之實施例中，開關S1的截止時間要大於四分之一的洩漏電感Llk及輸入電容Cin諧振週期，就能確保洩漏電感Llk上的能量可完全送回輸入電容Cin。
在本發明之實施例中，為了達成功因修正的功能，設計電感L1操作於不連續電流模式，當開關的責任週期(Duty Ratio)小於50%時，電容C1上的電壓可低於輸入電壓。在開關截止後，由於設計電感L1操作於不連續電流模式，所以電感電流iL1會在開關S1再次導通前降為零。一旦電容C1上的電壓大於輸入電壓的峰值，則VC1－Vin會反向跨在電感L1上，使電感電流iL1變成負值，這樣可能會造成電路動作不正常。若有發生此情形，可於電感L1之任一側串接一個整流器Dx，例如二極體，『第8A圖』至『第8B圖』所示，以阻絕發生電感電流iL1反向的可能性。
若設計返馳式轉換器(Flyback)操作於不連續電流模式，由於電感電流iL1的峰值與輸入電壓成正比關係，故電感電流iL1可能比電感電流iLlk早下降至零；也可能比電感電流iLlk 晚下降至零。當電感電流iLlk就比電感電流iL1早下降到零，此時電感電流iL1流經整流器Db並對電容Cl充電。一旦整流器Db導通，輸入電容Cin上的輸入電壓Vrec(整流後的輸入電壓)會反向跨在變壓器Tb的一次側，使電感電流iLm1變成負值，這樣可能會造成電路動作不正常。若有發生此情形，可於變壓器Tb的一次側之兩側的任一側串接一個整流器Dy，例如二極體，『第9A圖』至『第9B圖』所示，阻絕發生電感電流iLm1反向的可能性。『第8A圖』至『第8B圖』與『第9A圖』至『第9B圖』係分別串接整流器Dy，在另一實施例中亦可在電感L1之任一側與變壓器Tb的一次側之兩側的任一側同時都串接一個整流器。
請參考『第10圖』，係為本發明所揭露之具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器，其係應用於順向式變壓器，以驅動負載350。在一示例性之實施例中，其係由一濾波電路310、整流電路320、一輸入電容Cin、一升降壓電路330、一變壓器Tf、以及一輸出電路340組成。在此實施例中，開關S1、變壓器Tf與輸出電路340組成順向式轉換器。
其中升降壓電路330，用對一電源進行升壓或降壓，這個電源，在此實施例是將交流電源Vac先由濾波電路310濾波後再由整流電路320整流後之電源。升降壓電路330係由一電感L1與一電容C1組成。變壓器Tf，與升降壓電路電性連接，用以轉換該升壓或降壓之電源。開關S1，與升降壓電路330電性連接。輸入電容Cin，與該升降壓電路電性連接。輸出電路340，用以輸出該變壓器Tf轉換後之電源。其中當開關S1截止時，升降壓電 路330提供一能量回復路徑，以將儲存變壓器Tb之一洩漏電感內的能量回送至輸入電容Cin。能量回復路徑則係由整流器Db形成。在一實施例中可使用二極體，當然也可使用BJT、MOSFET、SCR等經過適當的安排後以具有整流功能之元件。
濾波電路310係由濾波電感Lf與濾波電容Cf組成，是用來消除轉換器輸入電流的高頻成分，使輸入電流呈與輸入電壓相位相同之低頻正弦波。
整流電路320係由至少一個以上之整流器組成。在此實施例中係由二極體Dr1~Dr4組成一全橋整流電路，當然也可應用其他形式的整流電路。除了二極體外，可也使用其他例如BJT、MOSFET、SCR等元件來組成整流電路。
此外，Lm1及Lm2分別為順向式轉換器(Forward)的變壓器一次側及二次側激磁電感。Llk為順向式轉換器(Forward)的變壓器反射至一次側的總洩漏電感(Leakage Inductor)。
輸出電路340則輸出整流器(例如二極體)Do1、Do2、輸出電感Lo與輸出電容Co組成。輸出整流器Do也可使用BJT、MOSFET、SCR等經過適當的安排後以具有整流功能之元件。
接下來將分析本發明所提出之單級高功因隔離型順向式交流對直流轉換器的工作原理。由於濾波電路310中的濾波電感Lf、濾波電容Cf之用途僅為濾除轉換器輸入電流之高頻成分對轉換器之動作並不造成任何影響，故在分析時將之忽略。
為了達到功因修正之目的，將升降壓電路的電感L1設計工作在不連續電流模式，而順向式轉換器不受此限，可操作在 不連續電流模式或連續電流模式之下。當升降壓電路及順向式轉換器皆操作在不連續電流模式時，於每一個高頻週期內，根據功率開關元件及二極體的導通狀態，電路可區分成四個工作模式。各工作模式之等效電路如『第11A圖』至『第11E圖』，理論波形如『第12A圖』至『第12B圖』。
](1)工作模式I(S1導通)：
當開關S1導通，整流後之輸入電壓跨在電感L1上，電感電流iL1從零開始線性增加，電感電流iL1增加的速度與Vrec輸入電壓成正比。同時，升降壓電路電容C1上的電壓跨在順向式轉換器之變壓器Tf一次側的激磁電感Lm1上，並將能量耦合至順向式轉換器之變壓器Tf二次側的輸出電感Lo及電容Co。電感電流iLo亦從零開始線性增加，同時電感電流iLm1隨著變壓器感應一個與電感電流iLo正比的電流(依變壓器匝數比例)。此時，電感電流iL1和電感電流iLm1同時流經開關S1。開關S1截止的瞬間，電感電流iL1和電感電流iLo(電感電流iLm1)都到達這個週期的峰值。
(2)工作模式II(S1截止)：
當開關S1截止，電感L1維持電流路徑，透過整流器Db將儲存在電感L1內的能量釋放到電容C1，電感電流iL1從峰值開始下降。同時，輸出電感Lo透過輸出整流器Do2將能量傳送到輸出電容Co，電感電流iLo亦從峰值開始下降。另外，此時也會透過整流器Db對順向式轉換器之變壓器Tf進行消磁作用，並將能量回送至輸入電容Cin。由於此時升降壓電路及順向式轉換 器皆二作於不連續電流模式，再加上電感電流iL1的峰值與輸入電壓成正比關係，故電感電流iL1可能比電感電流iLo早下降至零；也可能比電感電流iLo晚下降至零。當電感電流iLo下降至零時電感電流iL1仍未下降至零，進入工作模式III－a；而當電感電流iLo下降至零時電感電流iLm2仍未下降至零，則進入工作模式III－b。
(3)工作模式III－a(輸入電壓較高時)：
在工作模式III－a，電感電流iLo於工作模式II時降到零，電感電流iL1持續下降，由於電感L1工作在不連續電流模式，因此，在開關S1再次導通前，電感電流iL1會先遞減到零，此時即進入工作模式IV。
(4)工作模式III－b(輸入電壓較低時)：
由於電感電流iL1已於工作模式II時降到零，且設計電感Lo亦工作在不連續電流模式，故此時只剩下電感電流iLo持續下降，一旦電感電流iLo也下降到零，即進入工作模式IV。
(5)工作模式IV：
此時電感L1和輸出電感Lo都已沒有電流流過，只剩下輸出電容Co提供能量給負載。當開關S1再次導通，電路即重複工作模式I的動作情形。
當升降壓電路操作在不連續電流模式，順向式轉換器操作在連續電流模式時，於每一個高頻週期內，根據功率開關元件及二極體的導通狀態，電路可分成三個工作模式。各工作模式之等效電路如『第13A圖』至『第13C圖』，理論波形如『第14圖』。
(1)工作模式I(S1導通)：
當開關S1導通，整流後之輸入電壓跨在電感L1上，電感電流iL1從零開始線性增加，電感電流iL1增加的速度與輸入電壓Vrec成正比。同時，升降壓電路電容C1上的電壓跨在順向式轉換器變壓器一次側的激磁電感Lm1上，並將能量耦合至順向式轉換器二次側的輸出電感Lo及電容Co。電感電流iLo亦開始線性增加，同時電感電流iLm1隨著變壓器感應一個與電感電流iLo正比的電流(依變壓器匝數比例)。此時，電感電流iL1和電感電流iLm1同時流經開關S1。開關S1截止的瞬間，電感電流iL1和電感電流iLo(電感電流iLm1)都到達這個週期的峰值。
(2)工作模式II(S1截止)：
當開關S1截止，電感L1維持電流路徑，透過整流器Db將儲存在電感L1內的能量釋放到電容C1，電感電流iL1從峰值開始下降。同時，輸出電感Lo透過輸出整流器Do2將能量傳送到輸出電容Co，電感電流iLo亦從峰值開始下降。另外，此時也會透過整流器Db對順向式轉換器之變壓器Tf進行消磁作用，並將能量回送至輸入電容Cin。由於此時升降壓電路操作於不連續電流模式，且順向式轉換器操作於連續電流模式，因此只有電感電流iL1會下降至零。當電感電流iL1下降至零時，進入工作模式III。
(3)工作模式III(iL1下降至零後)：
由於電感電流iL1已於工作模式II時降到零，此時電感電流iLo持續下降，當開關S1再次導通，電路即重複工作模式I 的動作情形。
如將升降壓電路設計操作在不連續電流模式，則順向式轉換器無論是操作在不連續電流模式或連續電流模式，皆不影響原先所預期之電路功能(功因修正、電氣隔離、調整電壓準位...等等)。此外，變壓器的洩漏電感Llk理論上會遠小於變壓器的激磁電感，因此Llk上所儲存的能量會在很短的時間內釋放到Cin。在一具體實施例，開關S1的截止時間要大於四分之一的Llk及Cin諧振週期，俾使Llk上的能量可完全送回輸入電容Cin。
在本發明之實施例中，為了達成功因修正的功能，設計L1操作於不連續電流模式，當開關的責任週期(Duty Ratio)小於50%時，電容C1上的電壓可低於輸入電壓。在開關截止後，由於設計電感L1操作於不連續電流模式，所以iL1會在開關再次導通前降為零。一旦電容C1上的電壓大於輸入電壓的峰值，則VC1－Vin會反向跨在L1上，使IL1變成負值，這樣可能會造成電路動作不正常。若有發生此情形，可於電感L1之任一側串接一個整流器Dx，例如二極體，『第15A圖』至『第15B圖』所示，以阻絕發生電感電流iL1反向的可能性。
在本發明之實施例中，由於iL1的峰值與輸入電壓成正比關係，故iL1可能比iLlk早下降至零；也可能比iLlk晚下降至零。當iLlk就比iL1早下降到零，此時iL1流經Db並對電容C1充電。一旦整流器Db導通，輸入電容Cin上的電壓Vrec(整流後的輸入電壓)會反向跨在變壓器一次側，使iLM1變成負值，這樣可能會造成電路動作不正常。若有發生此情形，可於變壓器Tf的 一次側之兩側的任一側串接一個整流器Dy，例如二極體，『第16A圖』至『第16B圖』所示，阻絕發生電感電流iLM1反向的可能性。『第15A圖』至『第15B圖』與『第16A圖』至『第16B圖』之實施例中係分別串接整流器Dy，在另一實施例中亦可在電感L1之任一側與變壓器Tf的一次側之兩側的任一側同時都串接一個整流器。
在另一實施例中，如『第3圖』中之實施例，將升降壓電路的電感L1與返馳式轉換器的變壓器Tf共用鐵心，可再減少一磁性元件，進一步降低成本。
在又一實施例中，如『第10圖』中之實施例，將升降壓電路的電感L1與順向式轉換器的輸出電感Lo共用鐵心，或將升降壓電路的電感L1與順向式轉換器的變壓器Tf共用鐵心，以再減少一磁性元件，進一步降低成本。
因此，本發明將升降壓電路與返馳式轉換器或順向式轉換器結合，並透過巧妙的元件安排，利用升降壓電路的飛輸二極體(Free－Wheeling Diode)將儲存於返馳式轉換器之變壓器洩漏電感內的能量回送至輸入電容，透過這種方式，不必再外加其他元件，就能解決返馳式轉換器變壓器的洩漏電感問題，進而提升電路效率；利用升降壓電路的飛輸二極體(Free－Wheeling Diode)提供順向式轉換器之變壓器消磁路徑，將能量回送至輸入電容，透過這種方式，不必再外加其他元件及消磁繞組(或稱去磁化繞組)，就能解決順向式轉換器變壓器需多加一個消磁繞組(或稱去磁化繞組)的問題，進而提升節省成本、降低設計難度及提升電路效率
本發明提出之單級高功因隔離型交流對直流轉換器，只需一組控制電路及一個主動功率之開關S1，控制方式簡單且易於實現，幾乎可適用於所有的轉換器控制方式，可透過脈波寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)、頻率調變(Pulse Frequency Modulation，PFM)、磁滯控制(Hysteretic Control)、固定導通/截止時間(Constant On/OffTime)...等等方式來控制輸出功率，控制電路簡單且易於實現。將升降壓電路之電感工作於不連續電流模式之下，可使功率因數接近一；將升降壓電路之電感工作於連續電流模式之下，亦可達到功因修正的效果，但由於操作在連續電流模式之下必須加入較複雜的控制，因此這裡只提到不連續電流模式的分析。此外，並可透過設計適當的返馳式或順向式變壓器，可達成電氣隔離以符合安規、多繞組輸出及調整電壓準位的功能。不僅簡化電路的複雜度也提升效率，更降低成本，使此轉換器更具競爭力。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
110‧‧‧濾波電路
120‧‧‧整流電路
130‧‧‧升降壓電路
140‧‧‧返馳式轉換器
141‧‧‧順向式轉換器
210‧‧‧濾波電路
220‧‧‧整流電路
230‧‧‧升降壓電路
240‧‧‧輸出電路
250‧‧‧負載
310‧‧‧濾波電路
320‧‧‧整流電路
330‧‧‧升降壓電路
340‧‧‧輸出電路
350‧‧‧負載
Vac‧‧‧交流電源
Lf‧‧‧濾波電感
Cf‧‧‧濾波電容
Dr1‧‧‧二極體
Dr2‧‧‧二極體
Dr3‧‧‧二極體
Dr4‧‧‧二極體
S1‧‧‧開關
S2‧‧‧開關
Lb‧‧‧電感
Cdc‧‧‧電容
Do‧‧‧輸出整流器
Do1‧‧‧輸出整流器
Do2‧‧‧輸出整流器
Co‧‧‧輸出電容
Lo‧‧‧輸出電感
L1‧‧‧電感
C1‧‧‧電容
Cin‧‧‧輸入電容
Db‧‧‧整流器
Cin‧‧‧輸入電容
Dx‧‧‧整流器
Dy‧‧‧整流器
Vrec‧‧‧輸入電壓
Irec‧‧‧電流
Vgs‧‧‧跨壓
T‧‧‧變壓器
Tb‧‧‧變壓器
Tf‧‧‧變壓器
iL1‧‧‧電感電流
iLm1‧‧‧電感電流
iLm2‧‧‧電感電流
iLlk‧‧‧電感電流
iLo‧‧‧電感電流
Lm1‧‧‧激磁電感
Lm2‧‧‧激磁電感
Llk‧‧‧變壓器洩漏電感
第1圖係為先前技術所揭露之含升降壓電路(Buck－Boost PFC)及返馳式轉換器(Flyback converter)之雙級式高功因隔離型交流對直流轉換器。
第2圖係為先前技術所揭露之升降壓電路(Buck－Boost PFC) 及順向式轉換器(Forward converter)之雙級式高功因隔離型交流對直流轉換器。
第3圖係為本發明所揭露之具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器之一實施例。
第4A圖至第4E圖係為本發明所揭露之具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器之各工作模式之等效電路，其中升降壓電路及返馳式轉換器皆操作於不連續電流模式。
第5A圖至第5B圖係為本發明所揭露之具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器之理論波形，其中升降壓電路及返馳式轉換器皆操作於不連續電流模式。
第6A圖至第6C圖係為本發明所揭露之具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器之各工作模式之等效電路，其中當升降壓電路與操作在不連續電流模式，返馳式轉換器操作在連續電流模式下。
第7圖係為本發明所揭露之具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器之理論波形，其中當升降壓電路與操作在不連續電流模式，返馳式轉換器操作在連續電流模式下。
第8A圖至第8B圖，係為本發明所揭露之具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器之另一實施例。
第9A圖至第9B圖，係為本發明所揭露之具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器之另一實施例。
第10圖係為本發明所揭露之具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器之另一實施例。
第11A圖至第11E圖係為本發明所揭露之具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器之另一實施例之各二作模式之等效電路，其中升降壓電路的電感工作在不連續電流模式。
第12A圖至第12B圖係為本發明所揭露之具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器之另一實施例之理論波形，其中升降壓電路的電感工作在不連續電流模式。
第13A圖至第13C圖係為本發明所揭露之具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器之另一實施例之各工作模式之等效電路，其中升降壓電路操作在不連續電流模式順向式轉換器操作在連續電流模式。
第14圖係為本發明所揭露之具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器之另一實施例之理論波形，其中升降壓電路操作在不連續電流模式順向式轉換器操作在連續電流模式。
第15A圖至第15B圖，係為本發明所揭露之具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器之另一實施例。
第16A圖至第16B圖，係為本發明所揭露之具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器之另一實施例。
210‧‧‧濾波電路
220‧‧‧整流電路
230‧‧‧升降壓電路
240‧‧‧輸出電路
250‧‧‧負載
Vac‧‧‧交流電源
Lf‧‧‧濾波電感
Cf‧‧‧濾波電容
Dr1‧‧‧二極體
Dr2‧‧‧二極體
Dr3‧‧‧二極體
Dr4‧‧‧二極體
Cin‧‧‧輸入電容
L1‧‧‧電感
C1‧‧‧電容
Db‧‧‧整流器
Tb‧‧‧變壓器
S1‧‧‧開關
Do‧‧‧輸出整流器
Co‧‧‧輸出電容
Lm1‧‧‧激磁電感
Lm2‧‧‧激磁電感
Llk‧‧‧變壓器洩漏電感
iL1‧‧‧電感電流
iLm1‧‧‧電感電流
iLm2‧‧‧電感電流
iLlk‧‧‧電感電流

Claims (13)

  1. 一種具洩漏感能量回送功能之單級高功因隔離型交流對直流轉換器，包括有：一升降壓電路，包括一電感、一電容以及一整流器，用對一電源進行升壓或降壓，其中該電感與該電容串聯，該整流器與串聯後之該電感與該電容並聯；一輸入電容，其一端與該升降壓電路的該電感電性連接，另一端接地；一變壓器，其一次側的一端與該升降壓電路的該電容和該整流器電性連接，其一次側的另一端電性連接接地，用以轉換該升壓或降壓之電源；一開關，其一端與該升降壓電路的該電感和該電容連接，其另一端接地，其中當該開關截止時，該升降壓電路提供一能量回復路徑，以將儲存該變壓器之一洩漏電感內的能量回送至該輸入電容；以及一輸出電路，與該變壓器的二次側連接，用以輸出該變壓器轉換後之電源。
  2. 如請求項1項所述之交流對直流轉換器，其中當該開關截止時，該升降壓電路之該整流器形成該能量回復路徑。
  3. 如請求項1項所述之交流對直流轉換器，其中更包括有另一整流器，連接於該升降壓電路之該電感之一側。
  4. 如請求項1項所述之交流對直流轉換器，其中更包括有另一整流器，連接於該變壓器之該一次側。
  5. 如請求項1項所述之交流對直流轉換器，其中更包括有至少另兩個整流器，分別連接於該升降壓電路之該電感與該變壓器之一側。
  6. 如請求項1項所述之交流對直流轉換器，其中該升降壓電路之該電感之鐵芯係與該變壓器之鐵芯共用。
  7. 如請求項1項所述之交流對直流轉換器，其中該輸出電路係由一輸出整流器與一輸出電容組成。
  8. 如請求項1項所述之交流對直流轉換器，其中該輸出電路係由一兩輸出整流器、一輸出電容與一輸出電感組成。
  9. 如請求項8項所述之交流對直流轉換器，其中該電感之鐵芯係與該輸出電感之鐵芯共用。
  10. 如請求項1項所述之交流對直流轉換器，其中更包括有一整流電路，與該輸入電容電性連接，用以對該電源進行整流。
  11. 如請求項10項所述之交流對直流轉換器，其中該整流器包括有至少一個以上之整流器。
  12. 如請求項10項所述之交流對直流轉換器，其中更包括有一濾波電路，與該整流電路電性連接。
  13. 如請求項12項所述之交流對直流轉換器，其中該濾波電路係由一濾波電感與一濾波電容組成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110216567A1 (en) * 2010-03-02 2011-09-08 Suntec Enterprises Single switch inverter
CN102082525A (zh) * 2010-03-22 2011-06-01 上海海事大学 限制反向恢复电流的准谐振变流器
KR101310551B1 (ko) * 2011-11-11 2013-09-23 성균관대학교산학협력단 컨버터, 컨버터 제어방법 및 인버터
TWI452811B (zh) * 2012-03-01 2014-09-11 Nat Univ Tsing Hua Single - stage single - switch power conversion device
JP2013236428A (ja) * 2012-05-07 2013-11-21 Sanken Electric Co Ltd 直流変換装置
TWI492502B (zh) * 2012-07-24 2015-07-11 Ind Tech Res Inst 被動式功因校正電路
KR101934446B1 (ko) * 2012-09-10 2019-01-02 주식회사 솔루엠 자기 집적 회로 및 위상 천이에 의한 자속 밀도 감소 방법
EP2713488B1 (en) 2012-09-28 2020-04-15 OSRAM GmbH Electronic converter, and related lighting system and method of operating an electronic converter
TWI462456B (zh) * 2012-10-05 2014-11-21 Nat Univ Tsing Hua 直流／直流轉換電路
US9866117B2 (en) * 2013-03-11 2018-01-09 Cree, Inc. Power supply with adaptive-controlled output voltage
US9425687B2 (en) 2013-03-11 2016-08-23 Cree, Inc. Methods of operating switched mode power supply circuits using adaptive filtering and related controller circuits
US9325249B2 (en) 2013-03-13 2016-04-26 Apple Inc. Single stage boost-asymmetric LLC
CN104345660B (zh) * 2013-08-08 2018-04-17 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 遥控启动电路
EP3050400B1 (en) * 2013-09-25 2019-01-02 OSRAM GmbH Electronic resonant and insulated half-bridge zeta converter and method to control the converter
TWI504116B (zh) * 2013-11-01 2015-10-11 Hep Tech Co Ltd Power conversion device and conversion method thereof
CN104638947A (zh) * 2013-11-14 2015-05-20 东林科技股份有限公司 隔离式交直流转换装置及其转换方法
CN104660069A (zh) * 2013-11-18 2015-05-27 东林科技股份有限公司 电源转换装置及其转换方法
FR3020523B1 (fr) * 2014-04-29 2016-05-06 Valeo Systemes De Controle Moteur Alimentation electrique et procede de commande d'une alimentation electrique
US10361023B2 (en) * 2014-08-07 2019-07-23 Nvidia Corporation Magnetic power coupling to an integrated circuit module
US9699849B2 (en) * 2015-06-26 2017-07-04 EPtronics, Inc. LED driver which can be used with either trailing edge or leading edge dimmers
WO2017068521A1 (en) 2015-10-23 2017-04-27 Osram Gmbh Electronic converter and related method of operating an electronic converter
TWI654826B (zh) 2017-11-10 2019-03-21 國立成功大學 發光二極體驅動器及其控制方法
US10944283B2 (en) 2017-12-22 2021-03-09 Industrial Technology Research Institute Distributed single-stage on-board charging device and method thereof
KR102192021B1 (ko) * 2018-07-30 2020-12-16 전북대학교산학협력단 단상 절연형 역률개선용 세픽 컨버터
EP3719982B8 (en) 2019-04-02 2022-12-21 ABB E-mobility B.V. Three-phase ac to dc power converter
US11418125B2 (en) 2019-10-25 2022-08-16 The Research Foundation For The State University Of New York Three phase bidirectional AC-DC converter with bipolar voltage fed resonant stages
KR102387123B1 (ko) 2020-07-21 2022-04-15 한국항공우주연구원 Ac-dc 컨버터 회로 시스템, 및 ac-dc 컨버터 회로 시스템의 동작 방법
US11728740B2 (en) 2021-06-14 2023-08-15 Apple Inc. Flyback converters with improved magnetic configurations
US11695345B2 (en) 2021-06-14 2023-07-04 Apple Inc. Power converter magnetic configurations
CN114172381B (zh) * 2022-02-11 2022-04-15 四川大学 一种电容储能型隔离式dc-dc变换器及其控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6314002B1 (en) * 2000-11-20 2001-11-06 Philips Electronics North America Corporation Voltage clamping system and method for a DC/DC power converter
US6400579B2 (en) * 2000-03-24 2002-06-04 Slobodan Cuk Lossless switching DC to DC converter with DC transformer
US6477064B1 (en) * 2001-10-10 2002-11-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. High efficiency DC-DC power converter with turn-off snubber
US6781351B2 (en) * 2002-08-17 2004-08-24 Supertex Inc. AC/DC cascaded power converters having high DC conversion ratio and improved AC line harmonics
US6952354B1 (en) * 2004-06-03 2005-10-04 System General Corp. Single stage PFC power converter

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5570276A (en) * 1993-11-15 1996-10-29 Optimun Power Conversion, Inc. Switching converter with open-loop input voltage regulation on primary side and closed-loop load regulation on secondary side
TW301459U (en) 1996-01-30 1997-03-21 Zhong-Han Chen Structure of open-and-shut switch that allows to be connected in parallel
TW392389B (en) 1997-04-17 2000-06-01 Ind Tech Res Inst Circuit system of switch mode high power factor power converter AC output
US6147882A (en) * 1998-12-19 2000-11-14 Delta Electronics, Inc. Single-stage input current shaping technique with voltage-doubler rectifier front-end
US6100644A (en) * 1999-04-29 2000-08-08 Titus; Charles H. Dimmable and non-dimmable electronic ballast for plural fluorescent lamps
AU2001233240A1 (en) * 2000-02-02 2001-08-14 The Regents Of The University Of California A single-stage power factor correction method to reduce energy storage capacitor voltage and circuit for same
US6717826B2 (en) * 2002-01-31 2004-04-06 Texas Instruments Incorporated Method to reduce bus voltage stress in a single-stage single switch power factor correction circuit
US6970364B2 (en) * 2002-03-08 2005-11-29 University Of Central Florida Low cost AC/DC converter with power factor correction
TW200514341A (en) 2003-10-08 2005-04-16 Univ Nat Cheng Kung Single-stage isolation-type high-power-factor power converter
US6987676B2 (en) * 2003-11-12 2006-01-17 The Hong Kong Polytechnic University Power converter with power factor adjusting means
CN100416997C (zh) * 2005-01-19 2008-09-03 林福泳 一种高功率因数高频直流电源
US7378805B2 (en) * 2005-03-22 2008-05-27 Fairchild Semiconductor Corporation Single-stage digital power converter for driving LEDs
TW200742237A (en) 2006-04-25 2007-11-01 Univ Nat Chiao Tung Single-stage AC/DC converter
TWM301459U (en) 2006-05-09 2006-11-21 Hipro Electronics Taiwan Co Lt Single-stage power-factor correcting circuit
TWM304064U (en) 2006-07-07 2007-01-01 Hipro Electronics Taiwan Co Lt Parallel bridgeless single-stage power factor correction circuit
TWI314386B (en) 2006-08-16 2009-09-01 Univ Hungkuang Single-stage driving circuit for linear piezoelectric ceramic motor
TW200816612A (en) 2006-09-21 2008-04-01 Atomic Energy Council AC-DC power transformer with high power factor
RU2479955C2 (ru) * 2007-05-07 2013-04-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Устройство и способ освещения на основе сид с высоким коэффициентом мощности

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6400579B2 (en) * 2000-03-24 2002-06-04 Slobodan Cuk Lossless switching DC to DC converter with DC transformer
US6314002B1 (en) * 2000-11-20 2001-11-06 Philips Electronics North America Corporation Voltage clamping system and method for a DC/DC power converter
US6477064B1 (en) * 2001-10-10 2002-11-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. High efficiency DC-DC power converter with turn-off snubber
US6781351B2 (en) * 2002-08-17 2004-08-24 Supertex Inc. AC/DC cascaded power converters having high DC conversion ratio and improved AC line harmonics
US6952354B1 (en) * 2004-06-03 2005-10-04 System General Corp. Single stage PFC power converter

Also Published As

Publication number Publication date
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