TWI694670B - 諧振式電源轉換裝置 - Google Patents

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Abstract

諧振式電源轉換裝置包括初級側電路、頻率偵測電路、諧振轉換電路、次級側電路、及次級偵測電路。初級側電路適於依據一控制訊號，接收一輸入電源而輸出一初級側電力，控制訊號具有一初級頻率，初級側電力之頻率對應初級頻率。頻率偵測電路適於偵測並轉換初級頻率為對應電位。諧振轉換電路適於電性耦合初級側電力而輸出諧振電力。次級側電路適於轉換諧振電力為次級側電力。次級偵測電路適於偵測次級側電力並產生對應次級側電力的一電壓訊號。控制電路適於依據電壓訊號輸出控制訊號，並於對應電位高於一預定位準時，不輸出控制訊號。

Description

諧振式電源轉換裝置
本案係關於一種諧振式電源轉換裝置，尤其是指一種具有頻率偵測電路的諧振式電源轉換裝置。
參閱圖1，典型LLC串聯諧振轉換器(LLC series resonant convertor,LLC-SRC)的電路方塊示意圖。LLC串聯諧振轉換器包含變壓器Tr、串聯的第一功率開關Q1與第二功率開關Q2、並聯於變壓器Tr的初級側繞組的激勵電感Lm、串聯激勵電感Lm的諧振電感Lr、及串聯激勵電感Lm的諧振電容Cr，其中諧振電感Lr、激勵電感Lm及諧振電容Cr組成第一諧振頻率ωp，諧振電感Lr及諧振電容Cr組成第二諧振頻率ωr，諧振電感Lr、諧振電容Cr與寄生電容組成第三諧振頻率ωs。功率開關Q1,Q2透過諧振電感Lr、激勵電感Lm及諧振電容Cr實現零電壓導通(Zero Voltage Switching,ZVS)以提升電能轉換效率。
前述LLC串聯諧振轉換器運作時，轉換器會偵測輸出電壓Vo，當輸出電壓Vo大於預設值時，即判斷轉換器目前的負載為輕載狀態，此時，轉換器為防止輕載時，電壓增益增高失真的問題(電壓增益為輸出電壓Vo與輸入電壓Vi之比值)，轉換器將停止控制功率開關Q1,Q2，意即停止電壓之輸出。
請同時參閱圖1及圖2，圖2是圖1的LLC諧振轉換器操作於輕 載時的工作頻率與增益曲線示意圖。圖2的輕載指的是LLC諧振轉換器操作在額定負載的20%以下。圖2的橫軸為頻率，縱軸為增益，圖2的點鏈線繪示圖1的LLC諧振轉換器操作於20%額定負載時的工作頻率與電壓增益間的關係；圖2的虛線繪示圖1的LLC諧振轉換器操作於10%額定負載時的工作頻率與電壓增益間的關係；圖2的實線繪示圖1的LLC諧振轉換器操作於無負載時的工作頻率與電壓增益間的關係。圖2可以看出，當LLC諧振轉換器操作於輕載且其工作頻率在第一諧振頻率ωp及第二諧振頻率ωr之間時，隨著負載降低，輸出電壓Vo會升高，為維持穩定的輸出電壓Vo，LLC諧振轉換器藉由提高工作頻率而降低電壓增益。然而，隨著LLC串聯諧振轉換器的工作頻率逐漸提高至介於第二諧振頻率ωr及第三諧振頻率ωs時，因分佈在高頻變壓器上的雜散電容干擾，電壓增益不再經由提高工作頻率而降低，反而是工作頻率越提高，電壓增益亦隨著增加。在增益不減反增的情況下，LLC串聯諧振轉換器的輸出電壓Vo容易在輕載時輸出不穩定的輸出電壓Vo。因此，LLC串聯諧振轉換器在其工作頻率高於第二諧振頻率ωr時，無法輸出穩定的輸出電壓Vo，無法滿足在輕載時所需的輸出電壓Vo。
基於上述圖2，在輕負載情形下，典型LLC串聯諧振轉換器在輸出電壓Vo大於預設值時，即關閉功率開關Q1,Q2之運作，當輸出電壓Vo降低至合理電壓值時，再次啟動功率開關Q1,Q2之運作，此時，功率開關Q1,Q2會在關閉與啟動間循環運作。若典型LLC串聯諧振轉換器僅依據輸出電壓Vo的偵測結果來控制功率開關Q1,Q2之運作，將產生誤判致使功率開關Q1,Q2的切換次數徒增，降低了節能的效果。
鑒於上述問題，本案提供一種諧振式電源轉換裝置包括初級側電路、頻率偵測電路、諧振轉換電路、次級側電路、次級偵測電路、及控制電路。初級側電路適於依據一控制訊號，接收一輸入電源而輸出一初級側電力，控制訊號具有一初級頻率，初級側電力之頻率對應初級頻率。頻率偵測電路適於偵測並轉換初級頻率為對應電位。諧振轉換電路適於電性耦合初級側電力而輸出諧振電力。次級側電路適於轉換諧振電力為次級側電力。次級偵測電路適於偵測次級側電力並產生對應次級側電力的一電壓訊號。控制電路適於依據電壓訊號輸出對應的控制訊號，並於對應電位高於一預定位準時，不輸出控制訊號。
在一些實施例中，其中初級側電路包括一第一開關及一第二開關，該第一開關及該第二開關串聯後再與輸入電源並聯，該第一開關及該第二開關依據控制訊號而導通或不導通，且該第一開關及該第二開關不同時導通。
在一些實施例中，其中初級側電路更包括初級側轉換器，初級側轉換器包括減極性繞組及加極性繞組，其中減極性繞組響應控制訊號產生一第一閘極控制訊號，加極性繞組響應控制訊號產生一第二閘極控制訊號。
在一些實施例中，其中頻率偵測電路包括隔離元件、儲能元件、及耗能元件。隔離元件用以接收第一閘極控制訊號及第二閘極控制訊號二者之一，並僅讓接收的第一閘極控制訊號或第二閘極控制訊號單方向通過。儲能元件用以接收通過隔離元件的第一閘極控制訊號或第二閘極控 制訊號，以產生一對應電位，該對應電位正比於該初級頻率。耗能元件並聯於儲能元件，及耗能元件釋放該對應電位，其中，初級頻率、儲能元件及耗能元件決定對應電位。
在一些實施例中，其中該次級偵測電路包括電壓偵測電路、電流偵測電路、及振盪控制電路。電壓偵測電路用以偵測次級側電力之電壓並產生第四電阻。電流偵測電路用以偵測次級側電力之電流並產生第六電阻。振盪控制電路用以接收第四阻值及第六阻值，並轉換為該電壓訊號。
在一些實施例中，其中電壓偵測電路包含分壓電路、第一比較電路、及第一隔離電路。分壓電路用以將該次級側電力之電壓分壓而產生分壓值。第一比較電路具有一參考位準，第一比較電路用以比較分壓值及參考位準，該第一比較電路於該分壓值小於該參考位準時，該第一比較電路產生一第一阻值，第一比較電路於該分壓值大於該參考位準時，該第一比較電路產生一第二阻值。當該第一比較電路具有該第二阻值時，該第一隔離電路產生一流向該第一比較電路之第一電流訊號，且該第一隔離電路產生一第四阻值；當該第一比較電路具有該第一阻值時，該第一隔離電路未產生該第一電流訊號，該第一隔離電路產生一第三阻值，該第四阻值小於該第三阻值。
在一些實施例中，其中電流偵測電路包含偵測單元、及回授電路。偵測單元用以偵測次級側電力之電流，並將該次級側電力之電流轉換為偵測電壓。回授電路具有參考位準。回授電路比較偵測電壓及參考位準，於偵測電壓小於一參考位準時，回授電路產生一第五阻值，於偵測電壓大於參考位準時，回授電路產生第六阻值，第六阻值小於第五阻值。
在一些實施例中，其中該振盪控制電路包含運算單元、及電阻電路。運算單元用以經由運算第四阻值及第六阻值，產生調整阻值。電阻電路用以接收調整阻值，並依據調整阻值的大小產生相對應的電壓訊號，電壓訊號正比於調整阻值。
在一些實施例中，該次級偵測電路包括一電壓偵測電路，用以偵測該次級側電力之電壓並產生一電壓訊號。
在一些實施例中，該電壓偵測電路包含分壓電路、第一比較電路、第一隔離電路、及電阻電路。分壓電路用以將該次級側電力之電壓分壓而產生一分壓值。第一比較電路具有一參考位準，該第一比較電路用以比較該分壓值及該參考位準，於該分壓值大於該參考位準時，產生一第二阻值。當該第一比較電路具有一第一阻值時，該第一隔離電路無法產生一第一電流訊號，該第一隔離電路並產生該第三阻值。當該第一比較電路具有該第二阻值時，該第一隔離電路產生該第一電流訊號，該第一隔離電路並產生該第四阻值，該第四阻值小於該第三阻值。電阻電路用以接收該第一隔離電路的阻值，並依據該第一隔離電路的阻值大小產生相對應的該電壓訊號，該電壓訊號正比於該第一隔離電路的阻值。
在一些實施例中，其中該頻率偵測電路包括隔離元件、儲能元件、及耗能元件。隔離元件用以接收控制訊號，並僅讓控制訊號單方向通過。儲能元件用以接收通過的控制訊號，以產生對應電位。耗能元件並聯於儲能元件，且該耗能元件釋放對應電位，對應電位正比於初級頻率，初級頻率、儲能元件及耗能元件決定對應電位。
綜上所述，依據本案一些實施例，諧振式電源轉換裝置可判 斷初級頻率在輕載時是否介於第二諧振頻率及第三諧振頻率之間。若是，暫時停止輸出該控制訊號。
1:諧振式電源轉換裝置
10:初級側電路
11:第一開關
12:第二開關
13:初級側轉換器
131:減極性繞組
133:加極性繞組
20:頻率偵測電路
21:隔離元件
23:儲能元件
25:耗能元件
30:諧振轉換電路
40:次級側電路
50:次級偵測電路
51:電壓偵測電路
511:分壓電路
513:第一比較電路
515:第一隔離電路
517:電阻電路
53:電流偵測電路
531:偵測單元
532:回授電路
533:第二比較電路
535:第二隔離電路
55:振盪控制電路
551:運算單元
60:控制電路
Tr:變壓器
Lr:諧振電感
Lm:激勵電感
Cr:諧振電容
Vi:輸入電壓/輸入電源
Vp:初級側電力
Vo:輸出電壓/次級側電力
Vc:對應電位
Sc:控制訊號
Sf:閘極控制訊號
Sf1:第一閘極控制訊號
Sf2:第二閘極控制訊號
ωp:第一諧振頻率
ωr:第二諧振頻率
ωs:第三諧振頻率
Q1:第一功率開關
Q2:第二功率開關
[圖1]是典型LLC串聯諧振轉換器之電路方塊示意圖。
[圖2]是圖1的LLC諧振轉換器操作於輕載時的工作頻率與增益曲線示意圖。
[圖3]繪示本案諧振式電源轉換裝置之第一實施例之電路方塊示意圖。
[圖4]繪示本案諧振式電源轉換裝置之第二實施例之電路方塊示意圖。
[圖5]繪示本案諧振式電源轉換裝置之第三實施例之電路方塊示意圖。
[圖6]繪示本案諧振式電源轉換裝置之第四實施例之電路方塊示意圖。
參閱圖3，圖3繪示本案諧振式電源轉換裝置之第一實施例之電路方塊示意圖。諧振式電源轉換裝置1包括一初級側電路10、一頻率偵測電路20、一諧振轉換電路30、一次級側電路40、一次級偵測電路50、及一控制電路60。
該初級側電路10適於依據一控制訊號Sc，接收一輸入電源Vi而輸出一初級側電力Vp，該控制訊號Sc具有一初級頻率，該初級側電力Vp之頻率對應該初級頻率。在一些實施例中，該初級側電力Vp之頻率為該初級頻率。該初級側電路10例如但不限於方波產生電路。該方波產生電路自該控制電路60接收該控制訊號Sc時，輸出由高電位及低電位組成的連續方波，且該連續方波含有初級頻率，以供該諧振轉換電路30電性耦合該 初級側電力Vp而輸出該諧振電力。此外，該初級側電路10產生另一含有初級頻率的閘極控制訊號Sf，以供該頻率偵測電路20偵測。
該頻率偵測電路20適於偵測該初級頻率，並將該初級頻率轉換為一對應電位Vc。在初級側電路10將輸入電源Vi轉換為初級側電力Vp的過程中，該頻率偵測電路20自初級側電路10接受含有初級頻率的閘極控制訊號Sf，並隨著初級頻率改變初級側電力Vp，產生該對應電位Vc，以供該控制電路60判斷初級頻率是否介於第二諧振頻率ωr及第三諧振頻率ωs之間(見圖2)。若是，該次級側電路40輸出的次級側電力Vo無法經由提高初級頻率而降低，意即次級側電力Vo無法提供輕載所需的穩定電力。於此，該控制電路60可暫時停止輸出該控制訊號Sc。若否，該次級側電路40輸出的次級側電力Vo尚可經由提高初級頻率而降低。於此，該控制電路60可輸出該控制訊號Sc。
該諧振轉換電路30適於電性耦合該初級側電力Vp而輸出一諧振電力。該諧振轉換電路30例如但不限於中心抽頭變壓器、二繞組變壓器、或三繞組電壓器。
該次級側電路40適於轉換該諧振電力為一次級側電力Vo。此處轉換電力係指將該諧振電力整流及濾波而成為該次級側電力Vo。
該次級偵測電路50適於偵測該次級側電力Vo並產生對應該次級側電力Vo的一電壓訊號。
該控制電路60適於依據該電壓訊號輸出相對應的該控制訊號Sc，並於該對應電位Vc高於一預定位準時，不輸出該控制訊號Sc。
運作時，該控制電路60以該控制訊號Sc控制該初級側電路10 在脈波頻率調變的模式下輸出該初級側電力Vp，意即該控制電路60調變該初級頻率。更進一步地，該初級側電力Vp在脈波頻率調變的模式下，該初級側電力Vp的導通時間與工作週期的比值為一定值，該比值例如但不限於50%。該控制電路60接收該次級偵測電路50反饋的該電壓訊號，以判斷該次級側電路40為輕載。接著，該控制電路60在輕載時比較該對應電位Vc及預定位準，以此判斷該初級頻率是否介於第二諧振頻率ωr及第三諧振頻率ωs之間。若是，該控制電路60暫時停止輸出該控制訊號Sc。若否，該控制電路60輸出該控制訊號Sc。該控制電路60例如但不限於具有此運作功能的積體電路(IC)。
請參閱圖4，圖4繪示本案諧振式電源轉換裝置之第二實施例之電路方塊示意圖。該初級側電路10包含第一開關11及第二開關12。第一開關11及第二開關12依序串聯，並由該控制訊號Sc驅動。該第一開關11及該第二開關12可各別接收該控制訊號Sc(容後詳述)，以選擇性地導通及不導通，於該第一開關11導通時，該第二開關12不導通；反之亦然。在一些實施例中，該第一開關11依據與該控制訊號Sc同相位的一第一閘極控制訊號Sf1，而導通或不導通。該第二開關12依據與該控制訊號Sc相位相反的一第二閘極控制訊號Sf2，而導通或不導通，且該第一開關11及該第二開關12不會同時導通。也就是說，該第一開關11及該第二開關12可依據含有初級頻率的該控制訊號Sc，交替地輸出由高電位及低電位組成的連續方波。第一開關11及第二開關12例如但不限於雙極性電晶體(BJT)、場效電晶體(MOSFET)或絕緣閘極電晶體(IGBT)。
在一些實施例中，該初級側電路10更包含一初級側轉換器 13。該初級側轉換器13包括一減極性繞組131及一加極性繞組133。該減極性繞組131響應該控制訊號Sc，以產生一第一閘極控制訊號Sf1，該第一閘極控制訊號Sf1係與該控制訊號Sc的相位相同。另一方面，該加極性繞組133響應該控制訊號Sc，以產生一第二閘極控制訊號Sf2，該第二閘極控制訊號Sf2係與該控制訊號Sc的相位相反。於此，該初級側轉換器13可實現該第一開關11及該第二開關12交替地輸出由高電位及低電位組成的連續方波。
復參圖4，該頻率偵測電路20包括一隔離元件21、一儲能元件23、及一耗能元件25。該隔離元件21用以接收一第一閘極控制訊號Sf1及一第二閘極控制訊號Sf2二者之一，並僅讓接收的該第一閘極控制訊號Sf1或該第二閘極控制訊號Sf2單方向通過。該儲能元件23用以接收通過該隔離元件21的該第一閘極控制訊號Sf1或該第二閘極控制訊號Sf2，以產生該對應電位Vc。該對應電位Vc正比於該初級頻率，意即該對應電位Vc隨著該初級頻率增加而增加。該耗能元件25並聯於該儲能元件23，及該耗能元件25釋放該對應電位Vc，其中，初級頻率、儲能元件23及耗能元件25決定該對應電位Vc。
復參圖4，該隔離元件21例如但不限於一二極體，該二極體僅讓該第二閘極控制訊號Sf2單方向通過。該隔離元件21電性連接該第二開關12，以偵測該第二閘極控制訊號Sf2。於該第二閘極控制訊號Sf2大於該二極體的切入電壓時，該二極體導通。該隔離元件21亦可電性連接該第一開關11，以偵測該第一閘極控制訊號Sf1，其運作方式與電性連接該第二開關12相同，在此不重覆贅述。
該儲能元件23例如但不限於一電容，該電容產生一對應電位。於該二極體導通時，該第二閘極控制訊號Sf2流經該電容，而使該電容產生該對應電位Vc。於該初級頻率提高時，該對應電位Vc隨著該初級頻率提高而增加。
該耗能元件25例如但不限於一電阻，該電阻釋放該對應電位Vc。於該二極體不導通時，該對應電位Vc流經該電阻，而使該電阻釋放該對應電位Vc。於該初級頻率降低時，該對應電位Vc隨著該初級頻率降低而減少。
復參圖4及圖2，該諧振轉換電路30包含該變壓器Tr、該諧振電感Lr、該激勵電感Lm、及該諧振電容Cr。該諧振電感Lr、該激勵電感Lm、及該諧振電容Cr依序串聯。該諧振電感Lr之一端可自串聯的該第一開關11及該第二開關12之間接收含有該初級頻率的該初級側電力Vp。當該初級頻率高於第二諧振頻率ωr後，由於變壓器初級側繞組等效寄生電容的存在，增益曲線在高於第二諧振頻率ωr後，出現另一個由激勵電感Lm並聯寄生電容的諧振點，導致增益曲線在輕載情況下隨頻率升高而增益變高，且負載越輕該現象越明顯。這將導致輕載情況下輸出電壓無法穩定。
復參圖4，該次級側電路40例如但不限於全波整流濾波電路。此全波整流濾波電路電性連接上述變壓器Tr的次級側繞組，將該諧振電力整流及濾波後，輸出該次級側電力Vo。於該初級頻率高於第二諧振頻率ωr，此全波整流濾波電路會產生寄生電容。隨著寄生電容值的增加，該次級側電路40輸出的該次級側電力Vo也跟著增加。
復參圖4，該次級偵測電路50包含一電壓偵測電路51。該電 壓偵測電路51用以偵測該次級側電力Vo之電壓並產生一電壓訊號。該電壓偵測電路51包含一分壓電路511、一第一比較電路513、一第一隔離電路515、及一電阻電路517。該分壓電路511分壓該次級側電力Vo以產生一分壓值。該第一比較電路513具有一參考位準。第一比較電路513用以比較該分壓值及該參考位準，該第一比較電路513於該分壓值小於該參考位準時，該第一比較電路513產生一第一阻值，第一比較電路513於該分壓值大於該參考位準時，該第一比較電路513產生一第二阻值。具體而言，該第一比較電路513為該第一阻值時，該第一隔離電路515一次側的發光二極體不發光。當該分壓值大於該參考位準時，第一比較電路513從第一阻值轉變為第二阻值，該第一隔離電路515一次側的發光二極體發光，並使第一隔離電路515的二次側的光電晶體導通。該電阻電路517的總阻值可經由該第一比較電路513轉變為該第二阻值而變小。於該電阻電路517的總阻值變小時，該控制電路60可判斷該次級側電路40為輕載。在此實施例中，第一阻值大於第二阻值。該分壓電路511例如但不限於依序串聯的二個電阻。
該第一比較電路513例如但不限於包含三端並聯穩壓器的比較電路。該三端並聯穩壓器具有的參考位準為2.5伏特。於該分壓值大於2.5伏特時，該第一隔離電路515產生一第一電流訊號流向該第一比較電路513。
當該第一比較電路513具有一第一阻值時，該第一隔離電路515無法產生該第一電流訊號，及當該第一比較電路513轉變為該第二阻值時，該第一隔離電路515產生該第一電流訊號，該第二阻值小於該第一 阻值。第一隔離電路515例如但不限於包含光耦合器的隔離電路。光耦合器具有發光二極體、光電晶體。該發光二極體串聯該三端並聯穩壓器。該第一隔離電路515的二次側的光電晶體串聯該電阻電路517。該發光二極體未接收該第一電流訊號時，使該光電晶體轉變為一第三阻值。於該發光二極體接收該第一電流訊號時，使該光電晶體轉變為一第四阻值。意即，第一隔離電路515的光電晶體導通時，該光電晶體具有第四阻值；該光電晶體未導通時，該光電晶體具有第三阻值。其中該第四阻值小於該第三阻值。
該電阻電路517的一端電性連接光電晶體，且另一端電性連接該控制電路60。該電阻電路517的總阻值大小可經由該第一比較電路513的該第一阻值及該第二阻值變化而改變。於該電阻電路517的總阻值為一第七阻值時，該控制電路60判斷該次級側電路40非為輕載，並產生相對應的該電壓訊號。於該電阻電路517的總阻值為該第八阻值時，該控制電路60可判斷該次級側電路40為輕載，並產生相對應的該電壓訊號。
在該次級側電路40為輕載下，該控制電路60提高初級頻率以降低該次級側電力Vo。當該頻率偵測電路20產生大於預定位準的該對應電位Vc時，該控制電路60依據該對應電位Vc的大小，判斷該初級頻率介於第二諧振頻率ωr及第三諧振頻率ωs。接著，該控制電路60暫時停止輸出該控制訊號Sc，直到該對應電位Vc小於該預定位準為止。
參閱圖5，本案諧振式電源轉換裝置之第三實施例之電路方塊示意圖。依據本實施例，電源轉換裝置的次級偵測電路50包含一電壓偵測電路51、一電流偵測電路53、及一振盪控制電路55。
該電壓偵測電路51用以偵測該次級側電力之電壓並產生一第四阻值。該電流偵測電路53用以偵測該次級側電力Vo之電流並產生一第六阻值。該振盪控制電路55用以將該第四阻值及該第六阻值轉換為該電壓訊號。
請參閱圖6，圖6是本案諧振式電源轉換裝置之第四實施例之電路方塊示意圖。該電壓偵測電路51包含分壓電路511、第一比較電路513、及第一隔離電路515。分壓電路511、第一比較電路513、及第一隔離電路515之作動方式已見於上述相關段落，不再贅述。
該電流偵測電路53包含偵測單元531及回授電路532。該偵測單元531用以偵測該次級側電力Vo之電流，並將該次級側電力Vo之電流轉換為一偵測電壓。回授電路532具有一參考位準。該回授電路532比較該偵測電壓及該參考位準，於該偵測電壓小於該參考位準時，該回授電路532產生一第五阻值，於該偵測電壓大於該參考位準時，該回授電路532產生該第六阻值(容後詳述)，該第六阻值小於該第五阻值。
該偵測單元531例如但不限於差分放大器。
該回授電路532包含第二比較電路533、及第二隔離電路535。第二比較電路533例如但不限於包含三端並聯穩壓器的比較電路，其中三端並聯穩壓器具有一2.5伏特的參考位準。該第二隔離電路535例如但不限於包含光耦合器的隔離電路。第二隔離電路535的光電晶體不導通時，該回授電路532產生該第五阻值；第二隔離電路535的光電晶體導通時，該回授電路532產生該第六阻值。
運作時，該差分放大器偵測該次級側電力Vo之電流，並將該 次級側電力Vo之電流轉換為該偵測電壓。接著，該三端並聯穩壓器比較該偵測電壓及一2.5伏特。於該偵測電壓小於2.5伏特時，該發光二極體使該光電晶體轉變為該第五阻值。於該偵測電壓大於2.5伏特時，該三端並聯穩壓器驅動該發光二極體使該光電晶體轉變為該第六阻值。
振盪控制電路55包含一運算單元551、及該電阻電路517。該運算單元551運算該第四阻值及該第六阻值，以此取得該次級側電路40在輕載下輸出該次級側電力Vo之電流與電壓的乘積(即該次級側電力Vo之功率)，並將該乘積依歐姆定律轉換為一調整阻值。該電阻電路517接收該調整阻值，並依據該調整阻值的大小產生相對應的該電壓訊號，該電壓訊號正比於該調整阻值。
該運算單元551例如但不限於具有運算功能的積體電路(IC)。
該電阻電路517的一端電性連接運算單元551，且另一端電性連接該控制電路60。該電阻電路517的阻值可經由調整阻值的大小改變。當該電阻電路517未接收該調整阻值時，轉變為該第七阻值，該控制電路60判斷該次級側電路40非為輕載。當該電阻電路517接收該調整阻值時，轉變為該第八阻值，該控制電路60判斷該次級側電路40為輕載。
當該次級側電路40為輕載時，該控制電路60判斷該對應電位Vc是否大於預定位準，若是，該初級頻率介於第二諧振頻率ωr及第三諧振頻率ωs之間，則該控制電路60可暫時停止輸出該控制訊號Sc。若否，該初級頻率小於第二諧振頻率ωr，則該控制電路60輸出該控制訊號Sc。
綜上所述，本案一些實施例所述之諧振式電源轉換裝置1可 判斷初級頻率在輕載時是否介於第二諧振頻率ωr及第三諧振頻率ωs之間。若是，暫時停止輸出該控制訊號Sc。
1:諧振式電源轉換裝置
10:初級側電路
20:頻率偵測電路
30:諧振轉換電路
40:次級側電路
50:次級偵測電路
51:電壓偵測電路
60:控制電路
Vi:輸入電源
Vp:初級側電力
Vc:對應電位
Vo:次級側電力
Sc:控制訊號
Sf:閘極控制訊號

Claims (10)

  1. 一種諧振式電源轉換裝置，包括：一初級側電路，適於依據一控制訊號，接收一輸入電源而輸出一初級側電力，該控制訊號具有一初級頻率，該初級側電力之一頻率對應該初級頻率；一頻率偵測電路，適於偵測並轉換該初級頻率為一對應電位；一諧振轉換電路，適於電性耦合該初級側電力而輸出一諧振電力；一次級側電路，適於轉換該諧振電力為一次級側電力；一次級偵測電路，適於偵測該次級側電力並產生對應該次級側電力的一電壓訊號；以及一控制電路，適於依據該電壓訊號輸出對應的該控制訊號，並於該對應電位高於一預定位準時，不輸出該控制訊號；其中，該初級側電路更包括一初級側轉換器，該初級側轉換器包括一減極性繞組及一加極性繞組，其中該減極性繞組響應該控制訊號產生一第一閘極控制訊號，該加極性繞組響應該控制訊號產生一第二閘極控制訊號。
  2. 如請求項1所述之諧振式電源轉換裝置，其中：該初級側電路包括一第一開關及一第二開關，該第一開關及該第二開關串聯後再與該輸入電源並聯，該第一開關及該第二開關依據該控制訊號而導通或不導通，且該第一開關及該第二開關不同時導通。
  3. 如請求項2所述之諧振式電源轉換裝置，其中該頻率偵測電路包括：一隔離元件，用以接收該第一閘極控制訊號及該第二閘極控制訊號二者之一，並僅讓接收的該第一閘極控制訊號或該第二閘極控制訊號單方向通過；一儲能元件，用以接收通過該隔離元件的該第一閘極控制訊號或該第二閘極控制訊號，產生該對應電位，該對應電位正比於該初級頻率；及一耗能元件，並聯於該儲能元件，該耗能元件釋放該對應電位；其中，該初級頻率、該儲能元件及該耗能元件決定該對應電位。
  4. 如請求項3所述之諧振式電源轉換裝置，其中該次級偵測電路包括：一電壓偵測電路，用以偵測該次級側電力之電壓並產生一第四阻；一電流偵測電路，用以偵測該次級側電力之電流並產生一第六電阻；及一振盪控制電路，用以接收該第四電阻及該第六電阻，並轉換為該電壓訊號。
  5. 如請求項4所述之諧振式電源轉換裝置，其中該電壓偵測電路包含：一分壓電路，用以將該次級側電力之電壓分壓而產生一分壓值；一第一比較電路，具有一參考位準，該第一比較電路用以比較該分壓值及該參考位準，該第一比較電路於該分壓值小於該參考位準 時，該第一比較電路產生一第一阻值，該第一比較電路於該分壓值大於該參考位準時，產生一第二阻值；及一第一隔離電路，當該第一比較電路具有該第二阻值時，該第一隔離電路產生一流向該第一比較電路之第一電流訊號，該第一隔離電路產生一第四阻值，當該第一比較電路具有該第一阻值時，該第一隔離電路未產生該第一電流訊號，該第一隔離電路產生一第三阻值，該第四阻值小於該第三阻值。
  6. 如請求項5所述之諧振式電源轉換裝置，其中該電流偵測電路包含：一偵測單元，用以偵測該次級側電力之電流，並將該次級側電力之電流轉換為一偵測電壓；及一回授電路，具有一參考位準，該回授電路比較該偵測電壓及該參考位準，於該偵測電壓小於該參考位準時，該回授電路產生一第五阻值，於該偵測電壓大於該參考位準時，該回授電路產生該第六阻值，該第六阻值小於該第五阻值。
  7. 如請求項6所述之諧振式電源轉換裝置，其中該振盪控制電路包含：一運算單元，用以經由運算該第四阻值及該第六阻值，產生一調整阻值；及一電阻電路，用以接收該調整阻值，並依據該調整阻值的大小產生相對應的該電壓訊號，該電壓訊號正比於該調整阻值。
  8. 如請求項3所述之諧振式電源轉換裝置，其中該次級偵測電路包括一電壓偵測電路，用以偵測該次級側電力之電壓並產生一電壓訊號。
  9. 如請求項8所述之諧振式電源轉換裝置，其中該電壓偵測電路包含：一分壓電路，用以將該次級側電力之電壓分壓而產生一分壓值；一第一比較電路，具有一參考位準，該第一比較電路用以比較該分壓值及該參考位準，於該分壓值大於該參考位準時，產生一第二阻值；一第一隔離電路，當該第一比較電路具有一第一阻值時，該第一隔離電路無法產生一第一電流訊號，並於次級側產生該第三阻值，當該第一比較電路具有該第二阻值時，該第一隔離電路產生該第一電流訊號，並於次級側產生該第四阻值，該第四阻值小於該第三阻值；及一電阻電路，用以接收該第一隔離電路的阻值，並依據該第一隔離電路的阻值大小產生相對應的該電壓訊號，該電壓訊號正比於該第一隔離電路的阻值。
  10. 如請求項1至2中任一項所述之諧振式電源轉換裝置，其中該頻率偵測電路包括：一隔離元件，用以接收該控制訊號，並僅讓該控制訊號單方向通過；一儲能元件，用以接收通過的該控制訊號，產生一對應電位；及 一耗能元件，並聯於該儲能元件，該耗能元件釋放該對應電位，該對應電位正比於該初級頻率；其中，該初級頻率、該儲能元件及該耗能元件決定該對應電位。
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