整合式升压－顺向－返驰式高电压增益转换器制造技术

本实用新型专利技术是有关于一种整合式升压－顺向－返驰式高电压增益转换器，其包含整合电性连接的一升压转换电路、一顺向式转换电路及一返驰式转换电路，该升压转换电路接受一输入电压源及一控制信号源的信号输入，该升压转换电路、该顺向式转换电路及该返驰式转换电路之间由一变压转换器组合连接；本实用新型专利技术的电路架构简易且能达成高功率高电压增益转换，有效降低产品体积重量，使用时仅需配合一组ＰＷＭ信号控制，对于电路系统设计上此方式可减轻产品成本、体积并有设计简易的优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电压转换电路，特别是涉及一种整合升压-顺向-返驰式高 电压增益转换器。
技术介绍
电压转换器是使用电子产品不可或缺的重要元素，更是决定电子产品的环境友善 (绿能)与否的关键之一。电压转换器随着时代的演进，已经发展出许多利用不同的原理达 成电压转换的电路，其主要可以分为非隔离式与隔离式两个群组，其中，非隔离式的电转换 器大致上包含有降压式(buck converter)、升压式(boost converter)，而隔离式则有半桥 式、全桥式、推挽式(push-pull)、顺向式等种类。虽然前述该些转换电路都能够达到一定的 转换能力且各具优点，但其通常需要以更复杂的电路或适应调整，才可能够应用于某些具 有高增益需求的用途。随着对于环保意识提高，人们越来越重视对环境无害的再生能源的利用，例如太 阳能、风力、燃料电池或不断电系统等，都在未来的替代能源中扮演重要的角色。前述这些 绿能相关电路产品或应用，其本身的输出电压并不高，因此在使用时大部份皆需要高增益 大功率高效转换器。然而，对于高电压增益转换器而言，现今高功率转换器大多转换效率较 为低落，因此需配合使用较大散热片或散热手段排除损失的热能，非常容易造成产品体积 重量变大。虽然转换效率可以通过适应的设计借以改善，然目前许多高功率高电压增益转 换器的电路设计却十分复杂，并且控制模式繁多，可能造成实际电路系统于生产上困难度 提升及制造成本的提升。由此可见，上述现有的电压转换器在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而 亟待加以进一步改进。因此如何能创设一种新型结构的整合式升压-顺向-返驰式高电压 增益转换器，亦成为当前业界极需改进的目标。
技术实现思路
本技术的目的在于，克服现有的电压转换器存在的缺陷，而提供一种新型结 构的整合式升压_顺向-返驰式高电压增益转换器，所要解决的技术问题是使其既有转换 电路无法同时满足高增益与设计简单且高效能的需求，致使衍生设计困难、体积庞大、效能 不佳、设计成本高等等诸多的技术问题，并巧妙结合升压式(Boost)、顺向式(Forward)与 返驰式(Flyback)三种的电路特性，改进高增益比并具有主动箝位效果，并且效率表现更 为突出，此种高效率简单控制的方式可以有效降低成本及产品体积。本技术的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本 技术提出的一种整合式升压-顺向-返驰式高电压增益转换器，其包含整合电性连接 的一升压转换电路、一顺向式转换电路及一返驰式转换电路，该升压转换电路接受一输入 电压源及一控制信号源的信号输入，该升压转换电路、该顺向式转换电路及该返驰式转换 电路之间由一变压转换器组合连接，该升压转换电路及该顺向式转换电路分别包含该变压转换器的输入、输出线圈，而该升压转换电路与该返驰式转换电路亦分别包含该变压转换 器的输入、输出线圈，而该顺向式转换电路及该返驰式转换电路则共用该变压转换器的输 出线圈，该升压转换电路及该返驰式转换电路的输出端共同形成一输出电压而连接至一负 载。本技术的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实 现。前述的整合式升压_顺向-返驰式高电压增益转换器，其中所述的该升压转换电 路主要包含一变压输入线圈、一开关元件、一升压电路二极管以及一升压电路电容，该变压 输入线圈的两端连接于该输入电压源的第一端及该开关元件的间，其中，该开关元件为一 场效晶体管，该变压输入线圈连接于该开关元件的一漏极，该开关元件的一源极则连接于 该输入电压源的第二端，该升压电路二极管的正极连接于该开关元件的漏极；该升压电路 电容的两端分别连接该升压电路二极管的负极及该开关元件的源极。前述的整合式升压_顺向-返驰式高电压增益转换器，其中所述的该顺向式转换 电路主要包含一变压输出线圈、一顺向电路二极管及一顺向电路电容，其中，该变压输出线 圈与该变压输入线圈组成该变压转换器，该顺向电路电容的两端分别连接于该变压输出线 圈的第一端与该顺向电路二极管的负极，该顺向电路二极管的正极则与该变压输出线圈的 第二端连接；及该返驰式转换电路主要包含一返驰电路二极管及一返驰电路电容，并与该 顺向式转换电路共用该变压输出线圈；其中，该返驰电路二极管的正、负极分别连接该顺向 电路二极管的负极及该返驰电路电容的第一端，该返驰电路电容的第二端则连接于该顺向 电路二极管的正极，并同时与该升压电路电容形成串接，而串接的该升压电路电容及该返 驰电路电容的两端形成该输出电压。前述的整合式升压-顺向-返驰式高电压增益转换器，其中所述的该控制信号源 是一脉冲宽度调压信号。本技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上
技术实现思路
可知， 为达到上述目的，本技术提供了一种整合式升压-顺向-返驰式高电压增益转换器，其 包含整合电性连接的一升压转换电路、一顺向式转换电路及一返驰式转换电路，该升压转 换电路接受一输入电压源及一控制信号源的信号输入，该升压转换电路、该顺向式转换电 路及该返驰式转换电路之间由一变压转换器组合连接，该升压转换电路及该顺向式转换电 路分别包含该变压转换器的输入、输出线圈，而该升压转换电路与该返驰式转换电路亦分 别包含该变压转换器的输入、输出线圈，而该顺向式转换电路及该返驰式转换电路则共用 该变压转换器的输出线圈，该升压转换电路及该返驰式转换电路的输出端共同形成一输出 电压而连接至一负载。借由上述技术方案，本技术整合式升压-顺向-返驰式高电压增益转换器至 少具有下列优点及有益效果1.本技术设计电路的架构能达成高功率高电压增益转换，有效降低产品体积重量。2.本技术的电路架构简易，使用时公需配合一组PWM信号控制，PWM信号若操 作于50%以内，即不会因PWM的次谐波震荡，造成系统不稳定，如此一来可减少使用斜率补 偿电路进行补偿，对于电路系统设计上此方式可减轻产品成本、体积并有设计简易的优点。3.本技术经实验证实，确切能有效降低高功率高电压增益产品体积，可进行 高效率转换，整体电路系统设计容易。并具备能量回送机制直接送至输出端，达到主动箝位 效果，可降低功率元件电压应力。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技 术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其他目的、特征 和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1为本技术较佳实施例的电路方框示意图。图2为本技术较佳实施例的电路实施范例示意图。图3为一升压式转换电路及增益模拟示意图。图4为一顺向式转换电路及增益模拟示意图。图5为一返驰式转换电路及增益模拟示意图。图6A为本技术较佳实施例的增益模拟示意图。图6B为各种电压转换电路的增益模拟比较示意图。图7为本技术较佳实施例的电路效益实测图。图8为本技术较佳实施例的工作状态电流示意图。图9为本技术较佳实施例的突波吸收效果示意图。10:升压转换电路Dl升压电路二极20:顺向式转换电路Cl升压电路电容30 返驰式转换电路N2变压输出线圈50 控制信号源D2顺向电路二极Vi 输入电压源C2顺向电路电容N 变压转换器RL负载Nl 变压输入线圈D3返驰电路二极S:开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整合式升压－顺向－返驰式高电压增益转换器，其特征在于包含整合电性连接的一升压转换电路、一顺向式转换电路及一返驰式转换电路，该升压转换电路接受一输入电压源及一控制信号源的信号输入，该升压转换电路、该顺向式转换电路及该返驰式转换电路之间由一变压转换器组合连接，该升压转换电路及该顺向式转换电路分别包含该变压转换器的输入、输出线圈，而该升压转换电路与该返驰式转换电路亦分别包含该变压转换器的输入、输出线圈，而该顺向式转换电路及该返驰式转换电路则共用该变压转换器的输出线圈，该升压转换电路及该返驰式转换电路的输出端共同形成一输出电压而连接至一负载。

【技术特征摘要】
一种整合式升压 顺向 返驰式高电压增益转换器，其特征在于包含整合电性连接的一升压转换电路、一顺向式转换电路及一返驰式转换电路，该升压转换电路接受一输入电压源及一控制信号源的信号输入，该升压转换电路、该顺向式转换电路及该返驰式转换电路之间由一变压转换器组合连接，该升压转换电路及该顺向式转换电路分别包含该变压转换器的输入、输出线圈，而该升压转换电路与该返驰式转换电路亦分别包含该变压转换器的输入、输出线圈，而该顺向式转换电路及该返驰式转换电路则共用该变压转换器的输出线圈，该升压转换电路及该返驰式转换电路的输出端共同形成一输出电压而连接至一负载。2.如权利要求1所述的整合式升压-顺向-返驰式高电压增益转换器，其特征在于所 述的该升压转换电路主要包含一变压输入线圈、一开关元件、一升压电路二极管以及一升 压电路电容，该变压输入线圈的两端连接于该输入电压源的第一端及该开关元件之间，其 中，该开关元件为一场效晶体管，该变压输入线圈连接于该开关元件的一漏极，该开关元件 的一源极则连接于该输入电压源的第二端，该升压电路二极管的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘焕彩，
申请(专利权)人：刘焕彩，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]