[发明专利]谐振式电力转换电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力转换器，且特别涉及一种谐振式电力转换电路。

背景技术

近年来环保意识的提升，与全球暖化问题，迫使节约能源成为世界各国重要政策之一。美国环境协会(U.S.Environmental Protection Agency，EPA)对于各项信息电子设备也相对规定高效率的规范以去达到节能的目地，如在PC电源供应器上有80+基本款需求(80％，80％，80％)，铜牌(82％，85％，82％)、银牌(85％，88％，85％)、金牌(87％，90％，87％)认证，所以提高电源转换器的效率是我们目前必须克服的难题。在效率要求持续提升下，目前采用的脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)控制方式的顺向式(forward)等架构为主电源(main converter)的转换效率已经不足以达到要求。一般而言，前端DC/DC电力转换器主要可分为PWM电力转换器与谐振式电力转换器。由于PWM电力转换器开关切换属于硬性切换，容易导致严重的切换损失，使得电力转换效率无法提升，故发展出谐振式电力转换器。谐振电路本身具有柔性切换的特性，可降低开关切换损失，提升转换器整体效率，所以谐振式转换器架构(resonant converter)的主电源开始被广泛使用。

传统的谐振式电力转换器主要包括三种类型：(1)串联谐振式电力转换器(Series Resonant Converter，简称SRC)；(2)并联谐振式电力转换器(Parallel Resonant Converter，简称PRC)及(3)串并联谐振式电力转换器(Series-Parallel Resonant Converter，简称SPRC，又称为LCC)。谐振式电力转换器的控制器会输出切换信号至谐振式电力转换器中的功率开关来控制其输出电压。然而，传统的控制器具有切换频率的限制，因此转换器的增益会受到限制而容易产生输出电压不足的情形。

发明内容

本发明提供一种谐振式电力转换电路，其中控制器的最低切换频率可根据谐振式转换器的输出电流或输出电压来调整，藉此让谐振式转换器可操作在最大的增益点下，让谐振式转换器的输出电压可以符合系统需求以增加输出电压与过电压保护的效果。

本发明提供一种谐振式电力转换电路，其中控制器的最低切换频率可根据谐振式转换器的输出电流来调整，藉此提高谐振式电力转换电路在尖峰负载时的电压增益。

本发明提供一种谐振式电力转换电路，其中控制器的最低切换频率可根据谐振式转换器的输出电压来调整，藉此提高谐振式电力转换电路在反馈失控时的过电压保护能力。

本发明提出一种谐振式电力转换电路，包括一谐振式转换单元、一控制单元、一电流检测单元、一电压检测单元以及一频率调制单元。控制单元耦接于上述谐振式转换单元，用以输出至少一第一切换信号至上述谐振式转换单元以调整上述谐振式转换单元的一输出电压，其中上述控制单元具有一最低切换频率以限制上述第一切换信号的频率。电流检测单元耦接于上述谐振式转换单元的输出以检测上述谐振式转换单元的一输出电流。电压检测单元耦接于上述谐振式转换单元的输出以检测上述谐振式转换单元的上述输出电压。频率调制单元耦接于上述电流检测电路与上述电压检测电路与上述控制单元，上述频率调制单元根据上述输出电流与上述输出电压调整上述控制单元的最低切换频率。

在本发明一实施例中，其中当上述输出电流大于一电流预设值时，上述频率调制单元提高上述控制单元的最低切换频率；当上述输出电压大于一电压预设值时，上述频率调制单元降低上述控制单元的最低切换频率。

在本发明一实施例中，上述频率调制单元包括一第一电阻、一第一调制单元与一第二调制单元。第一电阻耦接于上述控制单元的一频率设定引脚与一接地端之间；第一调制单元耦接于上述电流检测单元与上述控制单元的频率设定引脚。第二调制单元耦接于上述电压检测单元与上述控制单元的频率设定引脚。