諧振變換器及其控制方法
【專利摘要】一種諧振變換器及其控制方法。所述諧振變換器包括橋式開關(guān)電路、諧振及變壓電路、整流濾波電路以及過流保護(hù)電路。橋式開關(guān)電路經(jīng)由電源端接收直流輸入電壓。諧振及變壓電路具有至少一個諧振電容，其中諧振電容反應(yīng)于橋式開關(guān)電路的切換而充放能。整流濾波電路用以對諧振及變壓電路的輸出進(jìn)行整流及濾波并據(jù)以產(chǎn)生驅(qū)動電壓。過流保護(hù)電路耦接電源端并且跨接于諧振電容的兩端以形成箝位路徑。過流保護(hù)電路經(jīng)配置而偵測流經(jīng)諧振及變壓電路或負(fù)載的電流，以依據(jù)偵測的結(jié)果決定是否導(dǎo)通箝位路徑以將諧振電容的跨壓箝制于第一電壓范圍。
【專利說明】諧振變換器及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種電源轉(zhuǎn)換技術(shù)，且特別是有關(guān)于一種諧振變換器及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]直流變換器的發(fā)展趨勢如同大部分的電源產(chǎn)品，朝著高效率、高功率密度、高可靠性以及低成本的方向發(fā)展。諧振型變換器(如LLC諧振變換器等)由于具有在全負(fù)載范圍內(nèi)可實現(xiàn)一次側(cè)的零電壓切換(zero-voltage switching, ZVS)以及二次側(cè)整流二極管的零電流切換(zero-current switching, ZCS)等優(yōu)點,近年來越來越多的應(yīng)用于直流變換器。
[0003]在諧振變換器的電路設(shè)計中，過流保護(hù)是一個比較關(guān)鍵的問題。一般而言，在超載或者負(fù)載短路的情況下，諧振電路會產(chǎn)生很大的諧振電流。如果不對諧振電流加以限制和保護(hù)，則諧振變換器很可能會因為過大的電流而損壞失效。
[0004]在現(xiàn)行的應(yīng)用中，實現(xiàn)過流保護(hù)機制的一種可行做法是于諧振變換器中加入箝位電路，以藉由將諧振電容的跨壓箝制于輸入電壓的方式來實現(xiàn)限流。上述方法簡單易行，且無需增設(shè)額外的控制電路即可實現(xiàn)逐周期限流，屬于無源控制。更進(jìn)一步地說，采用上述過流保護(hù)機制的諧振變換器僅需于電路中增加數(shù)個二極管以作為箝位二極管，并且采用對稱結(jié)構(gòu)來設(shè)計諧振電路即可。
[0005]然而，在采用上述過流保護(hù)機制的諧振變換器中，由于諧振電容的跨壓是基于輸入電壓而被箝位，因此諧振電容的跨壓會隨著輸入電壓變化而改變，且諧振電容上的最大跨壓也就只能是輸入電壓。如此一來便使得諧振電路的設(shè)計受到一定的限制，且諧振電路的工作范圍也會受到影響。
[0006]此外，當(dāng)諧振變換器進(jìn)入保持階段(hold up time)時，由于諧振電容的跨壓被箝位二極管所限制，使得諧振電路儲存能量減小，故將會導(dǎo)致輸出電壓最大增益減小。如此一來，設(shè)計者便需匹配更大的電容來滿足保持時間的要求，這將會造成諧振變換器的體積增大及成本增加等問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明提供一種諧振變換器、切換式電源供應(yīng)器，其可令諧振電容的跨壓在正常工作狀態(tài)下不受到箝位電路的限制。
[0008]本發(fā)明的諧振變換器適于提供驅(qū)動電壓予負(fù)載。所述諧振變換器包括橋式開關(guān)電路、諧振及變壓電路、整流濾波電路以及過流保護(hù)電路。橋式開關(guān)電路具有電源端，其中橋式開關(guān)電路經(jīng)由電源端接收直流輸入電壓。諧振及變壓電路耦接橋式開關(guān)電路且具有至少一個諧振電容，其中諧振電容反應(yīng)于橋式開關(guān)電路的切換而充放能。整流濾波電路耦接諧振及變壓電路，用以對諧振及變壓電路的輸出進(jìn)行整流及濾波，并據(jù)以產(chǎn)生驅(qū)動電壓。過流保護(hù)電路耦接電源端并且跨接于諧振電容的兩端以形成箝位路徑。其中，過流保護(hù)電路經(jīng)配置而偵測流經(jīng)諧振及變壓電路或負(fù)載的電流，以依據(jù)偵測的結(jié)果決定是否導(dǎo)通箝位路徑以將諧振電容的跨壓箝制于第一電壓范圍。
[0009]在本發(fā)明一實施例中，當(dāng)過流保護(hù)電路偵測到流經(jīng)諧振及變壓電路或負(fù)載的電流大于等于一預(yù)設(shè)電流值時，過流保護(hù)電路導(dǎo)通箝位路徑，以將至少一諧振電容的跨壓箝制于第一電壓范圍，以及當(dāng)過流保護(hù)電路偵測到流經(jīng)諧振及變壓電路或負(fù)載的電流小于默認(rèn)電流值時，過流保護(hù)電路截止箝位路徑，以令至少一諧振電容的跨壓不受限于第一電壓范圍。其中，第一電壓范圍的上限為直流輸入電壓。
[0010]在本發(fā)明一實施例中，過流保護(hù)電路包括箝位電路、過流判斷電路以及箝位開關(guān)電路。箝位電路，耦接電源端。過流判斷電路，用以偵測流經(jīng)諧振及變壓電路或負(fù)載的電流大小，并且據(jù)以產(chǎn)生一過流判斷訊號。箝位開關(guān)電路，耦接于箝位電路與至少一諧振電容之間，并且受控于過流判斷訊號而導(dǎo)通或截止。其中，箝位路徑是經(jīng)由箝位開關(guān)電路所形成。
[0011]在本發(fā)明一實施例中，整流濾波電路包括第一至一第四二極管。第一二極管的陰極端耦接第三二極管的陰極端，第一二極管的陽極端耦接第二二極管的陰極端，第二二極管的陽極端耦接第四二極管的陽極端，且第三二極管的陽極端耦接第四二極管的陰極端。濾波電容，其第一端耦接第一與第三二極管的陰極端以及負(fù)載的一端，且其第二端耦接第二與第四二極管的陽極端以及負(fù)載的另一端。
[0012]在本發(fā)明一實施例中，橋式開關(guān)電路包括第一開關(guān)晶體管以及第二開關(guān)晶體管。第一開關(guān)晶體管，其第一端為電源端，且其控制端接收一第一控制訊號。第二開關(guān)晶體管，其第一端耦接第一開關(guān)晶體管的第二端，其第二端耦接一接地端，且其控制端接收一第二控制訊號。
[0013]在本發(fā)明一實施例中，諧振及變壓電路包括第一諧振電容、第一諧振電感以及變壓器。第一諧振電容，其第一端耦接接地端。第一諧振電感，其第一端耦接第一開關(guān)晶體管的第二端與第二開關(guān)晶體管的第一端。變壓器，具有一一次側(cè)繞組與一二次側(cè)繞組，一次側(cè)繞組的同名端耦接第一諧振電感的第二端，一次側(cè)繞組的異名端耦接第一諧振電容的第二端，二次側(cè)繞組的同名端耦接第一二極管的陽極端與第二二極管的陰極端，且二次側(cè)繞組的異名端耦接第三二極管的陽極端與第四二極管的陰極端。
[0014]在本發(fā)明一實施例中，箝位電路包括第一箝位二極管以及第二箝位二極管。第一箝位二極管，其陰極端耦接第一開關(guān)晶體管的第一端。第二箝位二極管，其陽極端耦接接地端，且其陰極端耦接第一箝位二極管的陽極端。
[0015]在本發(fā)明一實施例中，箝位開關(guān)電路包括開關(guān)。開關(guān)，其第一端耦接第一箝位二極管的陽極端與第二箝位二極管的陰極端，其第二端耦接第一諧振電容的第二端與一次側(cè)繞組的異名端，且其控制端耦接過流判斷電路。
[0016]在本發(fā)明一實施例中，諧振及變壓電路包括第一諧振電容、第二諧振電容、第一諧振電感以及變壓器。第一諧振電容，其第一端耦接接地端。第二諧振電容，其第一端耦接第一諧振電容的第二端，且其第二端耦接第一開關(guān)晶體管的第一端。第一諧振電感，其第一端耦接第一開關(guān)晶體管的第二端與第二開關(guān)晶體管的第一端。變壓器，具有一一次側(cè)繞組與一二次側(cè)繞組，一次側(cè)繞組的同名端耦接第一諧振電感的第二端，一次側(cè)繞組的異名端耦接第一諧振電容的第二端與第二諧振電容的第一端，二次側(cè)繞組的同名端耦接第一二極管的陽極端與第二二極管的陰極端，且二次側(cè)繞組的異名端耦接第三二極管的陽極端與第四二極管的陰極端。
[0017]在本發(fā)明一實施例中，箝位電路包括第一箝位二極管以及第二箝位二極管。第一箝位二極管，其陰極端耦接第一開關(guān)晶體管的第一端與第一諧振電容的第一端。第二箝位二極管，其陽極端耦接接地端，且其陰極端耦接第一箝位二極管的陽極端。
[0018]在本發(fā)明一實施例中，箝位開關(guān)電路包括開關(guān)。開關(guān)，其第一端耦接第一箝位二極管的陽極端與第二箝位二極管的陰極端，其第二端耦接第一諧振電容的第二端與第二諧振電容的第一端，且其控制端耦接過流判斷電路。
[0019]在本發(fā)明一實施例中，諧振及變壓電路包括第一電容、第二電容、第一諧振電容、第一諧振電感以及第一變壓器。第一電容，其第一端稱接第一開關(guān)晶體管的第一端。第二電容，其第一端耦接第一電容的第二端，且其第二端耦接接地端。第一諧振電容，其第一端耦接第一開關(guān)晶體管的第二端與第二開關(guān)晶體管的第一端。第一諧振電感，其第一端耦接第一諧振電容的第二端。第一變壓器，具有一一次側(cè)繞組與一二次側(cè)繞組，一次側(cè)繞組的同名端耦接第一諧振電感的第二端，一次側(cè)繞組的異名端耦接第一電容的第二端與第二電容的第一端，二次側(cè)繞組的同名端耦接第一二極管的陽極端與第二二極管的陰極端，且二次側(cè)繞組的異名端耦接第三二極管的陽極端與第四二極管的陰極端。
[0020]在本發(fā)明一實施例中，箝位電路包括第二變壓器、第一箝位二極管以及第二箝位二極管。第二變壓器，具有一一次側(cè)繞組與一二次側(cè)繞組，其一次側(cè)繞組的同名端耦接第一諧振電容的第一端，其一次側(cè)繞組的異名端耦接第一諧振電容的第二端。第一箝位二極管，其陽極端耦接第二變壓器的二次側(cè)繞組的同名端。第二箝位二極管，其陽極端耦接第二變壓器的二次側(cè)繞組的異名端，且其陰極端耦接第一箝位二極管的陰極端。
[0021]在本發(fā)明一實施例中，箝位開關(guān)電路包括開關(guān)。開關(guān)，其第一端耦接第一與第二箝位二極管的陰極端，其二端耦接濾波電容的第一端，且其控制端耦接過流判斷電路。
[0022]在本發(fā)明一實施例中，橋式開關(guān)電路包括第一開關(guān)晶體管、第二開關(guān)晶體管、第三開關(guān)晶體管以及第四開關(guān)晶體管。第一開關(guān)晶體管，其第一端為電源端，且其控制端接收一第一控制訊號。第二開關(guān)晶體管，其第一端耦接第一開關(guān)晶體管的第二端，其第二端耦接一接地端，且其控制端接收一第二控制訊號。第三開關(guān)晶體管，其第一端耦接第一開關(guān)晶體管的第一端，且其控制端接收一第三控制訊號。第四開關(guān)晶體管，其第一端耦接第三開關(guān)晶體管的第二端，其第二端耦接接地端，且其控制端接收一第四控制訊號。
[0023]在本發(fā)明一實施例中，諧振及變壓電路包括第一諧振電容、第一諧振電感、第二諧振電感以及變壓器。第一諧振電感，其第一端耦接第一開關(guān)晶體管的第二端與第二開關(guān)晶體管的第一端。第二諧振電感，其第一端耦接第三開關(guān)晶體管的第二端與第四開關(guān)晶體管的第一端。變壓器，具有一第一一次側(cè)繞組、一第二一次側(cè)繞組以及一二次側(cè)繞組，第一一次側(cè)繞組的同名端耦接第一諧振電容的第一端，第一一次側(cè)繞組的異名端耦接第一諧振電感的第二端，第二一次側(cè)繞組的同名端耦接第二諧振電感的第二端，第二一次側(cè)繞組的異名端耦接第一諧振電容的第二端，二次側(cè)繞組的同名端耦接第一二極管的陽極端與第二二極管的陰極端，且二次側(cè)繞組的異名端耦接第三二極管的陽極端與第四二極管的陰極端。
[0024]在本發(fā)明一實施例中，箝位電路包括第一箝位二極管、第二箝位二極管、第三箝位二極管以及第四箝位二極管。第一箝位二極管，其陰極端耦接第一開關(guān)晶體管的第一端。第二箝位二極管，其陽極端耦接接地端，且其陰極端耦接第一箝位二極管的陽極端。第三箝位二極管，其陰極端耦接第一箝位二極管的陰極端。第四箝位二極管，其陽極端耦接接地端，且其陰極端耦接第三箝位二極管的陽極端。
[0025]在本發(fā)明一實施例中，箝位開關(guān)電路包括第一開關(guān)以及第二開關(guān)。第一開關(guān)，其第一端耦接第一箝位二極管的陽極端與第二箝位二極管的陰極端，其第二端耦接第一諧振電容的第一端，且其控制端耦接過流判斷電路。第二開關(guān)，其第一端耦接第三箝位二極管的陽極端與第四箝位二極管的陰極端，其第二端耦接第一諧振電容的第二端，且其控制端耦接過流判斷電路。
[0026]本發(fā)明的諧振變換器的控制方法包括以下步驟:控制橋式開關(guān)電路的切換，其中橋式開關(guān)電路經(jīng)由一電源端接收一直流輸入電壓；使至少一諧振電容反應(yīng)于橋式開關(guān)電路的切換而充放能；藉整流濾波電路對諧振及變壓電路的輸出進(jìn)行整流及濾波，并據(jù)以產(chǎn)生一驅(qū)動電壓來驅(qū)動一負(fù)載；偵測流經(jīng)諧振及變壓電路或負(fù)載的電流；以及依據(jù)偵測的結(jié)果決定是否導(dǎo)通箝位路徑，以將至少一諧振電容的跨壓箝制于一第一電壓范圍。
[0027]在本發(fā)明一實施例中，依據(jù)偵測的結(jié)果決定是否導(dǎo)通箝位路徑，以將至少一諧振電容的跨壓箝制于一第一電壓范圍包括以下步驟:判斷流經(jīng)諧振及變壓電路或負(fù)載的電流是否大于等于一預(yù)設(shè)電流值；若流經(jīng)諧振及變壓電路或負(fù)載的電流被判斷為大于等于預(yù)設(shè)電流值，藉過流保護(hù)電路導(dǎo)通箝位路徑，以將至少一諧振電容的跨壓箝制于第一電壓范圍；以及若流經(jīng)諧振及變壓電路或負(fù)載的電流被判斷為小于預(yù)設(shè)電流值，藉過流保護(hù)電路截止箝位路徑，以令至少一諧振電容的跨壓不受限于第一電壓范圍，其中第一電壓范圍的上限為直流輸入電壓。
[0028]基于上述，本發(fā)明實施例提出一種諧振變換器其控制方法。所述諧振變換器可藉由偵測其一次側(cè)或負(fù)載的電流來判斷負(fù)載是否發(fā)生過流現(xiàn)象。其中，所述諧振變換器會在負(fù)載發(fā)生過流現(xiàn)象時導(dǎo)通箝位路徑以提供過流保護(hù)，而在負(fù)載未發(fā)生過流現(xiàn)象時截止箝位路徑以令諧振電容不會受限于直流輸入電壓。因此，諧振變換器在電路參數(shù)與工作范圍的設(shè)計上可不需受到額外的限制，進(jìn)而降低整體電路設(shè)計的困難度與成本。
[0029]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明一實施例之諧振變換器的功能方塊示意圖。
[0031]圖2至圖5為本發(fā)明不同實施例之諧振變換器的電路示意圖。
[0032]圖6為本發(fā)明一實施例之過流判斷電路的功能方塊示意圖。
[0033]圖7為依照圖6實施例之過流判斷電路的電路示意圖。
[0034]圖8為本發(fā)明一實施例之諧振變換器的控制方法的步驟流程圖。
[0035]10:負(fù)載
100、200、300、400、500:諧振變換器 110、210、310、410、510:橋式開關(guān)電路 120、220、320、420、520:諧振及變壓電路 130、230、330、430、530:整流濾波電路 140、240、340、440、540:過流保護(hù)電路 142、242、342、442、542:箝位電路 144、244、344、444、544:過流判斷電路
146、246、346、446、546:箝位開關(guān)電路
AG:與門
CP:箝位路徑
Cl、C2、Co:電容
Cr、Crl、Cr2:諧振電容
D1?D4:箝位二極管
Dsl?Ds4:二極管
DC:驅(qū)動電路
GND:接地端
I1、1:電流
J:繼電器
LrU Lr2:諧振電感 N1:電源端
NP、NP1、NP2、NP’:一次側(cè)繞組
NS、NS’:二次側(cè)繞組
P1、P2:節(jié)點
Q、Ql Q4:開關(guān)晶體管
Rr> Rre:電阻
SrS4:控制訊號
S81(TS850:步驟
S_ocd:過流判斷訊號
Τ1、Τ2、ΤΓ:變壓器
VCC:電源電壓
V1:偵測電壓
VREF:參考電壓
Vcr:電壓
Vd:驅(qū)動電壓
Vin:直流輸入電壓具體實施例
[0036]本發(fā)明實施例提出一種諧振變換器其控制方法。所述諧振變換器可藉由偵測其一次側(cè)或負(fù)載的電流來判斷負(fù)載是否發(fā)生過流現(xiàn)象。其中，所述諧振變換器會在負(fù)載發(fā)生過流現(xiàn)象時導(dǎo)通箝位路徑以提供過流保護(hù)，而在負(fù)載未發(fā)生過流現(xiàn)象時截止箝位路徑以令諧振電容不會受限于直流輸入電壓。因此，諧振變換器在電路參數(shù)與工作范圍的設(shè)計上可不需受到額外的限制，進(jìn)而降低整體電路設(shè)計的困難度與成本。為了使本揭露之內(nèi)容可以被更容易明了，以下特舉實施例作為本揭露確實能夠據(jù)以實施的范例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標(biāo)號的組件/構(gòu)件/步驟，系代表相同或類似部件。
[0037]圖1為本發(fā)明一實施例之諧振變換器的功能方塊示意圖。在本實施例中，諧振變換器100適于對直流輸入電壓Vin進(jìn)行直流-直流轉(zhuǎn)換，并據(jù)以提供驅(qū)動電壓Vd來驅(qū)動負(fù)載10。請參照圖1，諧振變換器100包括橋式開關(guān)電路110、諧振及變壓電路120、整流濾波電路130以及過電流保護(hù)電路140。
[0038]橋式開關(guān)電路110具有電源端NI，其中橋式開關(guān)電路110會經(jīng)由電源端NI接收直流輸入電壓Vin。在本實施例中，橋式開關(guān)電路110可例如為非對稱半橋式開關(guān)電路、對稱半橋式開關(guān)電路或全橋式開關(guān)電路，本發(fā)明不以此為限(后述實施例會進(jìn)一步說明各種不同類型之橋式開關(guān)電路110的實施態(tài)樣)。
[0039]諧振及變壓電路120耦接橋式開關(guān)電路110，其中諧振及變壓電路120可基于所對應(yīng)的諧振變換器100的類型而具有一個或多個諧振電容Cr。更具體地說，諧振及變壓電路120中還會包括諧振電感與變壓器(未繪示，后述實施例會根據(jù)不同的諧振變換器實施態(tài)樣進(jìn)一步描述)，其中諧振電容Cr會與諧振電感組成一諧振槽，并且反應(yīng)于橋式開關(guān)電路110的切換而充能或放能，使得后級的變壓器對諧振槽的輸出進(jìn)行升壓或降壓的電壓轉(zhuǎn)換。
[0040]整流濾波電路130耦接諧振及變壓電路120，用以對諧振及變壓電路120的輸出進(jìn)行整流及濾波，并據(jù)以產(chǎn)生驅(qū)動電壓Vd。在本實施例中，整流濾波電路130的整流功能部分可利用橋式整流器(未繪示)的架構(gòu)來實現(xiàn)，且濾波功能部分可利用并接于負(fù)載10的濾波電容(未繪示)來實現(xiàn)，但本發(fā)明不以此為限。
[0041]過流保護(hù)電路140耦接電源端NI并且跨接于諧振電容Cr的兩端以形成箝位路徑CP。在本實施例中，過流保護(hù)電路140可經(jīng)配置而偵測流經(jīng)諧振及變壓電路130或負(fù)載10的電流，并且依據(jù)偵測的結(jié)果決定是否導(dǎo)通箝位路徑CP以將諧振電容Cr的跨壓Vcr箝制于第一電壓范圍。
[0042]詳細(xì)而言，當(dāng)過流保護(hù)電路140偵測到流經(jīng)諧振及變壓電路120或負(fù)載10的電流大于等于一預(yù)設(shè)電流值時，其會判斷負(fù)載10發(fā)生過流現(xiàn)象(即因負(fù)載10短路或其他非預(yù)期狀態(tài)而使負(fù)載電流過高的現(xiàn)象)。此時，過流保護(hù)電路140會導(dǎo)通箝位路徑CP，以使過流保護(hù)電路140將諧振電容Cr的跨壓Vcr箝制在低于直流輸入電壓Vin的電壓范圍內(nèi)(即，電壓范圍的上限值為直流輸入電壓Vin)，藉以限制流經(jīng)負(fù)載10的電流大小。
[0043]另一方面，當(dāng)過流保護(hù)電路140偵測到流經(jīng)諧振及變壓電路120或負(fù)載10的電流小于默認(rèn)電流值時，則其會判斷負(fù)載10并未發(fā)生過流現(xiàn)象。此時，過流保護(hù)電路140會截止箝位路徑CP，以使諧振電容Cr的跨壓Vcr不會受到過流保護(hù)電路140的限制，而必須位于低于直流輸入電壓Vin的電壓范圍內(nèi)。換言之，在負(fù)載10未發(fā)生過流現(xiàn)象的情況下，諧振電容Cr的跨壓Vcr可以大于直流輸入電壓Vin。
[0044]更詳細(xì)地說，過流保護(hù)電路140包括箝位電路142、過流判斷電路144以及箝位開關(guān)電路144。箝位電路142耦接電源端NI。過流判斷電路144用以偵測流經(jīng)該諧振及變壓電路或該負(fù)載的電流大小，并據(jù)以產(chǎn)生過流判斷訊號S_ocd。箝位開關(guān)電路146耦接于箝位電路142與諧振電容Cr之間，并且受控于過流判斷訊號S_ocd而導(dǎo)通或截止。
[0045]在本實施例中，箝位路徑CP是經(jīng)由箝位開關(guān)電路146所形成。因此，當(dāng)箝位開關(guān)電路146反應(yīng)于過流判斷訊號S_ocd而導(dǎo)通時，箝位路徑CP會同時被導(dǎo)通，而令箝位電路142可基于直流輸入電壓Vin來限制電壓Vcr的大小。相反地，當(dāng)箝位開關(guān)電路146反應(yīng)于過流判斷訊號S_ocd而截止時，箝位路徑CP即會同時被截止，而令電壓Vcr不會受到箝位電路142的限制。
[0046]換言之，基于圖1實施例的諧振變換器100的架構(gòu)下，當(dāng)過流判斷電路144判斷諧振變換器100的二次側(cè)發(fā)生過流現(xiàn)象時，過流保護(hù)電路140可透過箝位電路142與箝位開關(guān)電路144的共同作用，而將諧振電容Cr的跨壓Vcr箝位在輸入直流電壓Vin，從而達(dá)到抑制一次側(cè)開關(guān)電流應(yīng)力的功效。相反地，當(dāng)過流判斷電路144判斷諧振變換器100正常工作時，過流保護(hù)電路140可透過截止箝位開關(guān)電路144的方式來截止箝位路徑CP，使得諧振電容Cr的跨壓Vcr不會受到箝位電路142的限制。
[0047]因此，相較于傳統(tǒng)具有過流保護(hù)機制的諧振變換器而言，設(shè)計者在設(shè)計本實施例的諧振變換器100的設(shè)計參數(shù)及工作范圍時，不需再額外的考慮直流輸入電壓Vin對于諧振電容Cr所帶來的限制與影響，使得本實施例的諧振變換器100的設(shè)計參數(shù)及工作范圍可具有更多的設(shè)計選擇，從而降低了設(shè)計的困難度。
[0048]為了更清楚的說明本發(fā)明實施例，底下分別以圖2至圖5來說明本發(fā)明實施例的諧振變換器在不同實施態(tài)樣下的具體電路架構(gòu)。其中，圖2為非對稱半橋式諧振變換器的電路示意圖，圖3及圖4為對稱半橋式諧振變換器的電路示意圖，且圖5為全橋式諧振變換器的電路示意圖。于此，在圖2至圖5實施例中，橋式開關(guān)電路中的開關(guān)晶體管(如Ql、4)皆是以N型功率晶體管(N-type power transistor)作為實施范例,但本發(fā)明并不限制于此。
[0049]請先參照圖2，諧振變換器200包括橋式開關(guān)電路210、諧振及變壓電路220、整流濾波電路230以及過流保護(hù)電路240。在本實施例中，橋式開關(guān)電路210包括開關(guān)晶體管Ql與Q2。諧振及變壓電路220包括第一諧振電容Crl、第一諧振電感Lrl以及變壓器Tl。整流濾波電路230包括二極管Dsf Ds4以及濾波電容Co。過流保護(hù)電路240包括由箝位二極管Dl與D2所組成的箝位電路242、過流判斷電路244以及由開關(guān)SWl所組成的箝位開關(guān)電路246。
[0050]在橋式開關(guān)電路210中，開關(guān)晶體管Ql的汲極為接收直流輸入電壓Vin的電源端，且開關(guān)晶體管Ql的源極耦接開關(guān)晶體管Q2的汲極。開關(guān)晶體管Q2的源極耦接至接地端GND。開關(guān)晶體管Ql與Q2的閘極分別接收控制訊號SI與S2，其中控制訊號SI與S2可分別為具有脈波寬度調(diào)變形式的訊號。于此架構(gòu)下，開關(guān)晶體管Ql與Q2會分別反應(yīng)于控制訊號SI與S2而導(dǎo)通或截止，藉以透過切換的方式將直流輸入電壓Vin提供至諧振及變壓電路220。
[0051]在諧振及變壓電路220中，第一諧振電容Crl的第一端耦接接地端GND。第一諧振電感Lrl的第一端耦接開關(guān)晶體管Ql的源極與開關(guān)晶體管Q2的汲極。變壓器Tl具有一次側(cè)繞組(primary winding) NP 與二次側(cè)繞組(secondary winding) SP。一次側(cè)繞組 NP的同名端(common-polarity terminal,即打點端)I禹接第一諧振電感Lrl的第二端,且一次側(cè)繞組NP的異名端(opposite-polarity terminal,即未打點端)f禹接第一諧振電容Crl的第二端。
[0052]在整流濾波電路230中，二極管Dsl的陰極端與陽極端分別耦接二極管Ds3的陰極端以及二極管Ds2的陰極端，二極管Ds2的陽極端耦接二極管Ds4的陽極端，且二極管Ds3的陽極端耦接二極管Ds4的陰極端，其中二極管Dsl的陽極端與二極管Ds2的陰極端共同耦接至變壓器Tl的二次側(cè)繞組SP的同名端，且二極管Ds3的陽極端與二極管Ds4的陰極端共同耦接至變壓器Tl的二次側(cè)繞組SP的異名端。濾波電容Co的第一端耦接二極管Dsl與Ds3的陰極端并且耦接至負(fù)載10的一端，且濾波電容Co的第二端耦接二極管Ds2與Ds4的陽極端并且耦接至負(fù)載10的另一端。
[0053]于此值得一提的是，在本實施例中，整流濾波電路230是利用由二極管Dsf Ds4所組成的一全橋整流器(full-bridge rectifier)作為實施范例,但本發(fā)明不僅限于此。在其他實施例中，整流濾波電路230亦可采用由功率晶體管所組成的同步整流器(synchronousrectifier, SR)來各別取代二極管Dsf Ds4，藉以形成具有自激式或者它激式同步整流電路)。一切端視實際設(shè)計/應(yīng)用需求而論。
[0054]在過流保護(hù)電路240中，箝位二極管Dl的陰極端耦接開關(guān)晶體管Ql的汲極(即電源端NI)。箝位二極管D2的陽極端耦接至接地端GND，且箝位二極管D2的陰極端耦接箝位二極管Dl的陽極端。過流判斷電路244偵測流經(jīng)變壓器Tl的一次側(cè)繞組NP的電流II，并據(jù)以產(chǎn)生過流判斷訊號S_ocd。開關(guān)SWl的第一端稱接箝位二極管Dl的陽極端與箝位二極管D2的陰極端，開關(guān)SWl的第二端耦接第一諧振電容Crl的第二端與變壓器Tl的一次側(cè)繞組NP的異名端，且開關(guān)SWl的控制端耦接過流判斷電路244以接收過流判斷訊號S_ocd。
[0055]于此值得一提的是，在本實施例中，過流判斷電路244是以偵測諧振變換器200的一次側(cè)電流(即，流經(jīng)一次側(cè)繞組NP的電流II)來作為判斷負(fù)載10是否發(fā)生過流現(xiàn)象的依據(jù)，但本發(fā)明不僅限于此。在其他實施例中，過流判斷電路244亦可藉由諧振變換器200的二次側(cè)電流(即，流經(jīng)負(fù)載10的電流1)來判斷負(fù)載10是否發(fā)生過流現(xiàn)象。
[0056]詳細(xì)而言，在諧振變換器200正常工作的情況下(即負(fù)載10未發(fā)生過流現(xiàn)象)，開關(guān)SWl會反應(yīng)于過流判斷訊號S_ocd而截止，使得經(jīng)由開關(guān)SWl所形成的箝位路徑CP亦相應(yīng)地截止。此時，第一諧振電容Crl上的跨壓不會受到箝位二極管Dl與D2的限制。亦即，于此狀態(tài)下，第一諧振電容Crl可被充電至超過直流輸入電壓Vin的電壓準(zhǔn)位。另一方面，在負(fù)載10發(fā)生過流現(xiàn)象的情況下，開關(guān)SWl會反應(yīng)于過流判斷訊號S_ocd而導(dǎo)通，使得經(jīng)由開關(guān)SWl所形成的箝位路徑CP亦相應(yīng)地導(dǎo)通。此時，第一諧振電容Crl上的跨壓會受到箝位二極管Dl與D2的限制。亦即，于此狀態(tài)下，第一諧振電容Crl的最大跨壓會被限制在直流輸入電壓Vin的電壓準(zhǔn)位。
[0057]相較于傳統(tǒng)僅采用箝位電路來作過流保護(hù)的諧振變換器而言，由于在諧振變換器200正常工作的情況下，第一諧振電容Crl的跨壓并不會被箝位二極管Dl與D2所限制，因此設(shè)計者于設(shè)計諧振電路時，不需要額外地考慮直流輸入電壓Vin可能對第一諧振電容Crl所帶來的影響。此外，由于第一諧振電容Crl的跨壓不受到箝位二極管Dl與D2的限制，使得整體諧振電路所儲存的能量并不會因而減小，故設(shè)計者不需特別匹配較大的電容即可滿足保持時間的要求。
[0058]請參照圖3，本實施例的諧振變換器300與前述圖2實施例的諧振變換器200的差異之處在于本實施例的諧振變換器300具有對稱半橋的電路組態(tài)。諧振變換器300包括橋式開關(guān)電路310、諧振及變壓電路320、整流濾波電路330以及過流保護(hù)電路340，其中橋式開關(guān)電路310、整流濾波電路330以及過流保護(hù)電路340的架構(gòu)與配置大致與前述圖2實施例相同，故重復(fù)之處請參照前述圖2實施例的說明，于此不再贅述。以下就本實施例的差異之處進(jìn)一步說明。
[0059]在本實施例中，諧振及變壓電路320更包括第二諧振電容Cr2，其中第二諧振電容Cr2耦接于電源端NI與第一諧振電容Crl的第二端之間以構(gòu)成對稱半橋的電路組態(tài)?；诖穗娐方M態(tài)下，過流保護(hù)電路340同樣可藉由偵測流經(jīng)變壓器Tl的一次側(cè)繞阻NP的電流Il (但不僅限于此)來判斷負(fù)載10是否發(fā)生過流現(xiàn)象，并據(jù)以決定是否導(dǎo)通開關(guān)SWl來限制第一諧振電容Crl與第二諧振電容Cr2的跨壓。
[0060]請參照圖4，本實施例的諧振變換器400為對稱半橋式諧振變換器的另一可能實施態(tài)樣。諧振變換器400包括橋式開關(guān)電路410、諧振及變壓電路420、整流濾波電路430以及過流保護(hù)電路440，其中橋式開關(guān)電路410與整流濾波電路430的架構(gòu)與配置大致與前述圖2實施例相同，故重復(fù)之處請參照前述圖2實施例的說明，于此不再贅述。以下就本實施例的差異之處進(jìn)一步說明。
[0061]在本實施例中，諧振及變壓電路420包括第一諧振電容Crl、第一電容Cl、第二電容C2、第一諧振電感Lrl以及變壓器Tl。過流保護(hù)電路440包括由箝位二極管Dl與D2及變壓器T2所組成的箝位電路442、過流判斷電路444以及由開關(guān)SWl所組成的箝位開關(guān)電路 446。
[0062]在諧振及變壓電路420中，第一電容Cl的第一端耦接開關(guān)晶體管Ql的汲極(即，電源端NI)。第二電容C2的第一端耦接第一電容Cl的第二端，且第二電容C2的第二端耦接至接地端GND。第一諧振電容Crl的第一端耦接開關(guān)晶體管Ql的源極與開關(guān)晶體管Q2的汲極。第一諧振電感Lrl的第一端耦接第一諧振電容Crl的第二端。變壓器Tl的一次側(cè)繞組NP的同名端耦接第一諧振電感Lrl的第二端，且一次側(cè)繞組NP的異名端耦接第一電容Cl的第二端與第二電容C2的第一端。變壓器Tl的二次側(cè)繞組SP的同名端與異名端分別耦接整流濾波電路430的二極管Dsl與Ds3的陽極端。
[0063]在過流保護(hù)電路440中，變壓器T2的一次側(cè)繞組NP’的同名端與異名端分別耦接第一諧振電容Crl的兩端。箝位二極管Dl的陽極端耦接變壓器T2的二次側(cè)繞組SP’的同名端。箝位二極管D2的陽極端耦接變壓器T2的二次側(cè)繞組SP’的異名端，且箝位二極管Dl與D2的陰極端相互耦接。過流保護(hù)電路444偵測流經(jīng)負(fù)載10的電流1，并據(jù)以產(chǎn)生過流判斷訊號S_ocd。開關(guān)SWl的第一端稱接箝位二極管Dl與D2的陰極端,開關(guān)SWl的第二端耦接整流濾波電路430的濾波電容Co的第一端，且開關(guān)SWl的控制端耦接過流判斷電路444以接收過流判斷訊號S_ocd。
[0064]基于此電路組態(tài)下，過流保護(hù)電路440是藉由偵測流經(jīng)負(fù)載10的電流1(但不僅限于此)來判斷負(fù)載10是否發(fā)生過流現(xiàn)象，并據(jù)以決定是否導(dǎo)通開關(guān)SWl來限制第一諧振電容Crl的跨壓。
[0065]請參照圖5，本實施例的諧振變換器500與前述圖2至圖4實施例的諧振變換器200^400的差異之處在于本實施例的諧振變換器500具有全橋的電路組態(tài)。諧振變換器500包括橋式開關(guān)電路510、諧振及變壓電路520、整流濾波電路530以及過流保護(hù)電路540。在本實施例中，橋式開關(guān)電路510包括開關(guān)晶體管Qf Q4。諧振及壁壓電路520包括第一諧振電容Crl、第一諧振電感Lrl、第二諧振電感Lr2以及變壓器Tl。整流濾波電路530類似于前述的整流濾波電路230、330或430。過流保護(hù)電路540包括由箝位二極管D1?D4所組成的箝位電路542、過流判斷電路544以及由開關(guān)SWl與SW2所組成的箝位開關(guān)電路546。
[0066]在橋式開關(guān)電路510中，開關(guān)晶體管Ql的汲極為接收直流輸入電壓Vin的電源端，且開關(guān)晶體管Ql的源極稱接開關(guān)晶體管Q2的汲極。開關(guān)晶體管Q3的汲極稱接開關(guān)晶體管Ql的汲極，且開關(guān)晶體管Q3的源極耦接開關(guān)晶體管Q4的汲極。開關(guān)晶體管Q2與Q4的源極共同耦接至接地端GND。開關(guān)晶體管Qf Q4的閘極分別接收控制訊號Sf S4，其中控制訊號Sf S4可分別為具有脈波寬度調(diào)變形式的訊號。于此架構(gòu)下，開關(guān)晶體管Qf Q4會分別反應(yīng)于控制訊號Sf S4而導(dǎo)通或截止，藉以透過切換的方式將直流輸入電壓Vin提供至諧振及變壓電路520。
[0067]在諧振及變壓電路520中，第一諧振電感Lrl的第一端耦接開關(guān)晶體管Ql的源極與開關(guān)晶體管Q2的汲極。第二諧振電感的Lr2的第一端耦接開關(guān)晶體管Q3的源極與開關(guān)晶體管Q4的汲極。變壓器Tl’具有第一一次側(cè)繞組NP1、第二一次側(cè)繞組NP2以及二次側(cè)繞組SP。第一一次側(cè)繞組NPl的同名端耦接第一諧振電容Crl的第一端，且第一一次側(cè)繞組NPl的異名端耦接第一諧振電容Lrl的第二端。第二一次側(cè)繞組NP2的同名端耦接第二諧振電感Lr2的第二端，且第二一次側(cè)繞組NP2的異名端耦接第一諧振電容Crl的第二端。二次側(cè)繞組SP的同名端與異名端分別耦接整流濾波電路530的二極管Dsl與Ds3的陽極端。
[0068]在過流保護(hù)電路540中，箝位二極管Dl與D3的陰極端共同耦接開關(guān)晶體管Ql的汲極(即電源端NI)，箝位二極管Dl的陽極端耦接箝位二極管D2的陰極端，箝位二極管D2與D4的陽極端共同耦接至接地端GND，且箝位二極管D3的陽極端耦接箝位二極管D4的陰極端。過流判斷電路544偵測流經(jīng)變壓器Tl’的第一次側(cè)繞組NPl的電流II，并據(jù)以產(chǎn)生過流判斷訊號S_ocd。開關(guān)SWl的第一端稱接箝位二極管Dl的陽極端與箝位二極管D2的陰極端，且開關(guān)SWl的第二端稱接第一諧振電容Crl的第一端。開關(guān)SW2的第一端稱接箝位二極管D3的陽極端與箝位二極管D4的陰極端，且開關(guān)SW2的第二端耦接第一諧振電容Cr2的第一端。其中，開關(guān)SWl與SW2的控制端耦接至過流判斷電路544以共同接收過流判斷訊號S_ocd。
[0069]基于本實施例的電路組態(tài)下，過流保護(hù)電路540是藉由偵測流經(jīng)第一一次側(cè)繞組NPl的電流Il (但不僅限于此)來判斷負(fù)載10是否發(fā)生過流現(xiàn)象，并據(jù)以決定是否同時導(dǎo)通開關(guān)SWl與SW2來限制第一諧振電容Crl的跨壓。
[0070]為了更清楚的說明上述圖2至圖5實施例的過流偵測與判斷機制，底下特舉圖6與圖7實施例來說明上述過流判斷電路的具體實施態(tài)樣。其中，圖6為本發(fā)明一實施例之過流判斷電路的功能方塊不意圖。圖7為依照圖6實施例之過流判斷電路的電路意圖。
[0071]在此，為使本實施例能夠更容易的被了解，本實施例是搭配圖2實施例的諧振變換器200來說明過流判斷電路244的架構(gòu)，但本發(fā)明不以此為限。更具體地說，本實施例所述的過流判斷電路244的架構(gòu)與電流偵測機制可適用于上述任一實施例中的過流判斷電路(如 344、444、544)。
[0072]請先參照圖6，在本實施例中，過流判斷電路包括取樣電阻Rr、電流取樣電路SC、比較電路COM以及驅(qū)動電路DC。取樣電阻Rr串接于變壓器T的一次側(cè)電路中(即第一諧振電容Cr的第二端至一次側(cè)繞組NP的異名端的路徑)上。電流取樣電路SC的兩輸入端跨接于取樣電阻Rr的兩端，其中電流取樣電路SC可藉由偵測取樣電阻Rr兩端的電壓差來判斷電流Il的大小，并且據(jù)以產(chǎn)生一關(guān)聯(lián)于電流Il的大小的偵測電壓VI。比較電路COM耦接電流取樣電路SC的輸出端，并且用以比較偵測電壓VI與一參考電壓VREF，其中比較電路COM的比較結(jié)果即系指示電流Il與一預(yù)設(shè)電流值之間的大小相對關(guān)系。驅(qū)動電路DC則是用以根據(jù)比較電路COM的比較結(jié)果來控制開關(guān)SWl的導(dǎo)通與截止。
[0073]詳細(xì)而言，當(dāng)比較電路COM產(chǎn)生偵測電壓VI大于等于參考電壓VREF的比較結(jié)果時，表示負(fù)載10可能發(fā)生過流現(xiàn)象(電流Il大于等于預(yù)設(shè)電流值)。此時，驅(qū)動電路DC會依據(jù)比較電路COM的比較結(jié)果而導(dǎo)通開關(guān)SW1，以形成導(dǎo)通的箝位路徑CP(節(jié)點Pl至P2的路徑)，使得第一諧振電容Crl的跨壓受到箝位二極管Dl與D2的限制，從而抑制負(fù)載10的過流現(xiàn)象。
[0074]相反地，當(dāng)比較電路COM產(chǎn)生偵測電壓VI小于參考電壓VREF的比較結(jié)果時，表示諧振變換器200處于正常工作的狀態(tài)(電流Il小于預(yù)設(shè)電流值)。此時，驅(qū)動電路DC則會依據(jù)比較電路COM的比較結(jié)果而截止開關(guān)SWl，使得使第一諧振電容Crl的跨壓不受箝位二極管Dl與D2的限制。
[0075]更具體地說，圖6所示的比較電路COM、驅(qū)動電路DC以及開關(guān)SWl可利用圖7實施例的電路架構(gòu)來實現(xiàn)。請參照圖7，在本實施例中，開關(guān)SWl可利用繼電器J來實現(xiàn)，t匕較器COM可利用與門(and gate) AG來實現(xiàn)，且驅(qū)動電路DC可利用限流電阻Rre與晶體管Q的架構(gòu)來實現(xiàn)。于此電路組態(tài)下，與門AG在接收到高準(zhǔn)位的偵測電壓VI時，其會產(chǎn)生致能信號來導(dǎo)通晶體管Q。導(dǎo)通的晶體管Q會在電源電壓VCC與接地端GND間建立一電流路徑。繼電器J的線圈部分會基于電流路徑上的電流而激磁，使其開關(guān)部分反應(yīng)于線圈部分的激磁而閉合，從而令節(jié)點Pl與P2電性連接而形成箝位路徑CP。
[0076]在此應(yīng)注意的是，上述圖6與圖7實施例雖是以偵測一次側(cè)電流Il作為實施范例，但于本領(lǐng)域具有通常知識者應(yīng)可根據(jù)上述圖6與圖7實施例的說明而自行推知藉由偵測二次側(cè)電流(即，負(fù)載電流1)來進(jìn)行過流保護(hù)的實施態(tài)樣。
[0077]除此之外，根據(jù)上述圖2至圖5實施例的說明，于本領(lǐng)域具有通常知識者應(yīng)可暸解本發(fā)明實施例所欲保護(hù)之具有過流保護(hù)機制的諧振變換器不僅限定于一種特定的電路組態(tài)下。更具體地說，無論是非對稱半橋式、對稱半橋式、全橋式或其他形式的諧振變換器皆可利用上述過流保護(hù)機制的概念，使得諧振電容的跨壓可在諧振變換器正常工作的情況下不受到直流輸入電壓的影響。換言之，本發(fā)明所欲保護(hù)之諧振變換器不僅限于上述實施例所提及的電路組態(tài)，只要是依據(jù)過流發(fā)生與否而控制箝位路徑導(dǎo)通或截止以獲得上述有益效果的諧振變換器，皆不脫離本發(fā)明所欲保護(hù)之范疇。
[0078]圖8為本發(fā)明一實施例之諧振變換器的控制方法的步驟流程圖。本實施例的控制方法適用于控制如圖1至圖5所示的諧振變換器100、200、300、400或500。請參照圖8，本實施例的諧振變換器的控制方法包括以下步驟:控制橋式開關(guān)電路(如110、210、310、410、510)的切換(步驟S810);使諧振電容(如Crl、Cr2)反應(yīng)于橋式開關(guān)電路的切換而充放能(步驟S820);藉整流濾波電路(如130、230、330、430、530)對諧振及變壓電路(如120、220、320、420、520)的輸出進(jìn)行整流及濾波，并具以產(chǎn)生驅(qū)動電壓來驅(qū)動負(fù)載(如10)(步驟S830);偵測流經(jīng)諧振及變壓電路或負(fù)載的電流(步驟S840);以及依據(jù)偵測的結(jié)果決定是否導(dǎo)通箝位路徑，以將諧振電容的跨壓箝制于第一電壓范圍(步驟S850)。
[0079]更進(jìn)一步地說，上述步驟S850還可利用以下步驟來實現(xiàn):判斷流經(jīng)諧振及變壓電路或負(fù)載的電流是否大于等于一預(yù)設(shè)電流；若流經(jīng)諧振及變壓電路或負(fù)載的電流被判斷為大于等于該預(yù)設(shè)電流，藉過流保護(hù)電路(如140、240、340、440、540)導(dǎo)通箝位路徑，以將諧振電容的跨壓箝制于第一電壓范圍；以及若流經(jīng)諧振及變壓電路或負(fù)載的電流被判斷為小于預(yù)設(shè)電流，藉過流保護(hù)電路截止箝位路徑，以令諧振電容的跨壓不受限于第一電壓范圍。
[0080]其中，圖8實施例所述之控制方法皆可根據(jù)前述圖1至圖8的說明而獲得充足的支持與教示，故相似或重復(fù)之處于此不再贅述。
[0081]綜上所述，本發(fā)明實施例提出一種諧振變換器及其控制方法。所述諧振變換器可藉由偵測其一次側(cè)或負(fù)載的電流來判斷負(fù)載是否發(fā)生過流現(xiàn)象。其中，所述諧振變換器會在負(fù)載發(fā)生過流現(xiàn)象時導(dǎo)通箝位路徑以提供過流保護(hù)，而在負(fù)載未發(fā)生過流現(xiàn)象時截止箝位路徑以令諧振電容不會受限于直流輸入電壓。因此，諧振變換器在電路參數(shù)與工作范圍的設(shè)計上可不需受到額外的限制，進(jìn)而降低整體電路設(shè)計的困難度與成本。
[0082]雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種諧振變換器，其適于提供一驅(qū)動電壓予一負(fù)載，該諧振變換器包括: 一橋式開關(guān)電路，具有一電源端，其中該橋式開關(guān)電路經(jīng)由該電源端接收一直流輸入電壓； 一諧振及變壓電路，耦接該橋式開關(guān)電路，具有至少一諧振電容，其中該至少一諧振電容反應(yīng)于該橋式開關(guān)電路的切換而充放能； 一整流濾波電路，耦接該諧振及變壓電路，用以對該諧振及變壓電路的輸出進(jìn)行整流及濾波，并據(jù)以產(chǎn)生該驅(qū)動電壓；以及 一過流保護(hù)電路，耦接該電源端并且跨接于該至少一諧振電容的兩端以形成一箝位路徑， 其中，該過流保護(hù)電路經(jīng)配置而偵測流經(jīng)該諧振及變壓電路或該負(fù)載的電流，以依據(jù)偵測的結(jié)果決定是否導(dǎo)通該箝位路徑以將該至少一諧振電容的跨壓箝制于一第一電壓范圍。
2.如申請專利范圍第1項所述的諧振變換器，其中當(dāng)該過流保護(hù)電路偵測到流經(jīng)該諧振及變壓電路或該負(fù)載的電流大于等于一預(yù)設(shè)電流值時，該過流保護(hù)電路導(dǎo)通該箝位路徑，以將該至少一諧振電容的跨壓箝制于該第一電壓范圍，以及 當(dāng)該過流保護(hù)電路偵測到流經(jīng)該諧振及變壓電路或該負(fù)載的電流小于該默認(rèn)電流值時，該過流保護(hù)電路截止該箝位路徑，以令該至少一諧振電容的跨壓不受限于該第一電壓范圍， 其中，該第一電壓范圍的上限為該直流輸入電壓。
3.如申請專利范圍第1項所述的諧振變換器，其中該過流保護(hù)電路包括: 一箝位電路，耦接該電源端； 一過流判斷電路，用以偵測流經(jīng)該諧振及變壓電路或該負(fù)載的電流大小，并且據(jù)以產(chǎn)生一過流判斷訊號；以及 一箝位開關(guān)電路，耦接于該箝位電路與該至少一諧振電容之間，并且受控于該過流判斷訊號而導(dǎo)通或截止， 其中，該箝位路徑是經(jīng)由該箝位開關(guān)電路所形成。
4.如申請專利范圍第3項所述的諧振變換器，其中該整流濾波電路包括: 一第一至一第四二極管，其中該第一二極管的陰極端耦接該第三二極管的陰極端，該第一二極管的陽極端耦接該第二二極管的陰極端，該第二二極管的陽極端耦接該第四二極管的陽極端，且該第三二極管的陽極端耦接該第四二極管的陰極端；以及 一濾波電容，其第一端耦接該第一與第三二極管的陰極端以及該負(fù)載的一端，且其第二端耦接該第二與該第四二極管的陽極端以及該負(fù)載的另一端。
5.如申請專利范圍第4項所述的諧振變換器，其中該橋式開關(guān)電路包括:[J1] 一第一開關(guān)晶體管，其第一端為該電源端，且其控制端接收一第一控制訊號；以及 一第二開關(guān)晶體管，其第一端耦接該第一開關(guān)晶體管的第二端，其第二端耦接一接地端，且其控制端接收一第二控制訊號。
6.如申請專利范圍第5項所述的諧振變換器，其中該諧振及變壓電路包括:[J2] 一第一諧振電容，其第一端耦接該接地端； 一第一諧振電感，其第一端耦接該第一開關(guān)晶體管的第二端與該第二開關(guān)晶體管的第一端；以及 一變壓器，具有一一次側(cè)繞組與一二次側(cè)繞組，該一次側(cè)繞組的同名端耦接該第一諧振電感的第二端，該一次側(cè)繞組的異名端耦接該第一諧振電容的第二端，該二次側(cè)繞組的同名端耦接該第一二極管的陽極端與該第二二極管的陰極端，且該二次側(cè)繞組的異名端耦接該第三二極管的陽極端與該第四二極管的陰極端。
7.如申請專利范圍第6項所述的諧振變換器，其中該箝位電路包括: 一第一箝位二極管，其陰極端耦接該第一開關(guān)晶體管的第一端；以及 一第二箝位二極管，其陽極端耦接該接地端，且其陰極端耦接該第一箝位二極管的陽極端。
8.如申請專利范圍第7項所述的諧振變換器，其中該箝位開關(guān)電路包括: 一開關(guān)，其第一端耦接該第一箝位二極管的陽極端與該第二箝位二極管的陰極端，其第二端耦接該第一諧振電容的第二端與該一次側(cè)繞組的異名端，且其控制端耦接該過流判斷電路。
9.如申請專利范圍第5項所述的諧振變換器，其中該諧振及變壓電路包括:[J3] 一第一諧振電容，其第一端耦接該接地端； 一第二諧振電容，其第一端耦接該第一諧振電容的第二端，且其第二端耦接該第一開關(guān)晶體管的第一端； 一第一諧振電感，其第一端耦接該第一開關(guān)晶體管的第二端與該第二開關(guān)晶體管的第一端；以及 一變壓器，具有一一次側(cè)繞組與一二次側(cè)繞組，該一次側(cè)繞組的同名端耦接該第一諧振電感的第二端，該一次側(cè)繞組的異名端耦接該第一諧振電容的第二端與該第二諧振電容的第一端，該二次側(cè)繞組的同名端耦接該第一二極管的陽極端與該第二二極管的陰極端，且該二次側(cè)繞組的異名端耦接該第三二極管的陽極端與該第四二極管的陰極端。
10.如申請專利范圍第9項所述的諧振變換器，其中該箝位電路包括: 一第一箝位二極管，其陰極端耦接該第一開關(guān)晶體管的第一端與該第一諧振電容的第一端；以及 一第二箝位二極管，其陽極端耦接該接地端，且其陰極端耦接該第一箝位二極管的陽極端。
11.如申請專利范圍第10項所述的諧振變換器，其中該箝位開關(guān)電路包括: 一開關(guān)，其第一端耦接該第一箝位二極管的陽極端與該第二箝位二極管的陰極端，其第二端耦接該第一諧振電容的第二端與該第二諧振電容的第一端，且其控制端耦接該過流判斷電路。
12.如申請專利范圍第5項所述的諧振變換器，其中該諧振及變壓電路包括[J4]: 一第一電容，其第一端稱接該第一開關(guān)晶體管的第一端； 一第二電容，其第一端耦接該第一電容的第二端，且其第二端耦接該接地端； 一第一諧振電容，其第一端耦接該第一開關(guān)晶體管的第二端與該第二開關(guān)晶體管的第一端; 一第一諧振電感，其第一端耦接該第一諧振電容的第二端；以及 一第一變壓器，具有一一次側(cè)繞組與一二次側(cè)繞組，該一次側(cè)繞組的同名端耦接該第一諧振電感的第二端，該一次側(cè)繞組的異名端耦接該第一電容的第二端與該第二電容的第一端，該二次側(cè)繞組的同名端耦接該第一二極管的陽極端與該第二二極管的陰極端，且該二次側(cè)繞組的異名端耦接該第三二極管的陽極端與該第四二極管的陰極端。
13.如申請專利范圍第12項所述的諧振變換器，其中該箝位電路包括: 一第二變壓器，具有一一次側(cè)繞組與一二次側(cè)繞組，其一次側(cè)繞組的同名端耦接該第一諧振電容的第一端，其一次側(cè)繞組的異名端耦接該第一諧振電容的第二端； 一第一箝位二極管，其陽極端耦接該第二變壓器的二次側(cè)繞組的同名端；以及一第二箝位二極管，其陽極端耦接該第二變壓器的二次側(cè)繞組的異名端，且其陰極端耦接該第一箝位二極管的陰極端。
14.如申請專利范圍第13項所述的諧振變換器，其中該箝位開關(guān)電路包括: 一開關(guān)，其第一端耦接該第一與第二箝位二極管的陰極端，其二端耦接該濾波電容的第一端，且其控制端耦接該過流判斷電路。
15.如申請專利范圍第4項所述的諧振變換器，其中該橋式開關(guān)電路包括:[J5] 一第一開關(guān)晶體管，其第一端為該電源端，且其控制端接收一第一控制訊號； 一第二開關(guān)晶體管，其第一端耦接該第一開關(guān)晶體管的第二端，其第二端耦接一接地端，且其控制端接收一第二控制訊號； 一第三開關(guān)晶體管，其第一端耦接該第一開關(guān)晶體管的第一端，且其控制端接收一第三控制訊號；以及 一第四開關(guān)晶體管，其第一端耦接該第三開關(guān)晶體管的第二端，其第二端耦接該接地端，且其控制端接收一第四控制訊號。
16.如申請專利范圍第15項所述的諧振變換器，其中該諧振及變壓電路包括: 一第一諧振電容； 一第一諧振電感，其第一端耦接該第一開關(guān)晶體管的第二端與該第二開關(guān)晶體管的第一端; 一第二諧振電感，其第一端耦接該第三開關(guān)晶體管的第二端與該第四開關(guān)晶體管的第一端；以及 一變壓器，具有一第一一次側(cè)繞組、一第二一次側(cè)繞組以及一二次側(cè)繞組，該第一一次側(cè)繞組的同名端耦接該第一諧振電容的第一端，該第一一次側(cè)繞組的異名端耦接該該第一諧振電感的第二端，該第二一次側(cè)繞組的同名端耦接該第二諧振電感的第二端，該第二一次側(cè)繞組的異名端耦接該第一諧振電容的第二端，該二次側(cè)繞組的同名端耦接該第一二極管的陽極端與該第二二極管的陰極端，且該二次側(cè)繞組的異名端耦接該第三二極管的陽極端與該第四二極管的陰極端。
17.如申請專利范圍第16項所述的諧振變換器，其中該箝位電路包括: 一第一箝位二極管，其陰極端耦接該第一開關(guān)晶體管的第一端； 一第二箝位二極管，其陽極端耦接該接地端，且其陰極端耦接該第一箝位二極管的陽極端; 一第三箝位二極管，其陰極端耦接該第一箝位二極管的陰極端；以及一第四箝位二極管，其陽極端耦接該接地端，且其陰極端耦接該第三箝位二極管的陽極端。
18.如申請專利范圍第17項所述的諧振變換器，其中該箝位開關(guān)電路包括: 一第一開關(guān)，其第一端耦接該第一箝位二極管的陽極端與該第二箝位二極管的陰極端，其第二端耦接該第一諧振電容的第一端，且其控制端耦接該過流判斷電路；以及 一第二開關(guān)，其第一端耦接該第三箝位二極管的陽極端與該第四箝位二極管的陰極端，其第二端耦接該第一諧振電容的第二端，且其控制端耦接該過流判斷電路。
19.一種諧振變換器的控制方法，其中該諧振變換器包括一橋式開關(guān)電路、一諧振及變壓電路、一整流濾波電路以及一過流保護(hù)電路，該諧振及變壓電路具有至少一諧振電容，該過流保護(hù)電路跨接于該至少一諧振電容的兩端以形成一箝位路徑，該控制方法包括: 控制該橋式開關(guān)電路的切換，其中該橋式開關(guān)電路經(jīng)由一電源端接收一直流輸入電壓； 使該至少一諧振電容反應(yīng)于該橋式開關(guān)電路的切換而充放能； 藉該整流濾波電路對該諧振及變壓電路的輸出進(jìn)行整流及濾波，并據(jù)以產(chǎn)生一驅(qū)動電壓來驅(qū)動一負(fù)載； 偵測流經(jīng)該諧振及變壓電路或該負(fù)載的電流；以及 依據(jù)偵測的結(jié)果決定是否導(dǎo)通該箝位路徑，以將該至少一諧振電容的跨壓箝制于一第一電壓范圍。
20.如申請專利范圍第19項所述的控制方法，其中依據(jù)偵測的結(jié)果決定是否導(dǎo)通該箝位路徑，以將該至少一諧振電容的跨壓箝制于該第一電壓范圍的步驟包括: 判斷流經(jīng)該諧振及變壓電路或該負(fù)載的電流是否大于等于一預(yù)設(shè)電流值； 若流經(jīng)該諧振及變壓電路或該負(fù)載的電流被判斷為大于等于該預(yù)設(shè)電流值，藉該過流保護(hù)電路導(dǎo)通該箝位路徑，以將該至少一諧振電容的跨壓箝制于該第一電壓范圍；以及若流經(jīng)該諧振及變壓電路或該負(fù)載的電流被判斷為小于該預(yù)設(shè)電流值，藉該過流保護(hù)電路截止該箝位路徑，以令該至少一諧振電容的跨壓不受限于該第一電壓范圍， 其中，該第一電壓范圍的上限為該直流輸入電壓。
【文檔編號】H02M3/335GK104377960SQ201310353646
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】徐 明, 段飛躍 申請人:南京博蘭得電子科技有限公司