專利名稱：升壓轉換器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種升壓轉換器，更具體地講，涉及這樣一種升壓轉換器，該升壓轉換器能夠在電源轉換過程中在不采用單獨的緩沖器的情況下通過將傳輸到元件的電壓鉗位至充電電壓或輸出電壓來減小元件的內壓。
背景技術：
近年來，已經為使用燃料電池或蓄電池的電子驅動系統、半導體制造裝備、大尺寸顯示設備、超聲波或X-射線設備等開發了能夠將低直流電壓升壓的各種電源設備。對于這些電源設備，升壓轉換器可以作為代表性電源設備。在普通的升壓轉換器中，難以獲得高增壓比，因此，傳統上使用多個串聯連接的升壓轉換器來獲得高增壓比。然而，這會由于使用的組件增加導致電壓轉換效率降低以及單位成本增加。為了解決這些問題，已經使用了采用帶抽頭電感器的升壓轉換器。然而，需要采用緩沖器(sruAber)以減少電壓轉換切換過程中引起的浪涌電壓的出現。由于該緩沖器也會導致電壓轉換效率降低以及引起浪涌電壓的出現，因此，需要采用具有高內壓的元件，這導致制造成本增加。
發明內容
本發明的一方面在于提供一種升壓轉換器，該升壓轉換器能夠在電壓轉換過程中在不采用單獨的緩沖器的情況下通過將傳輸到元件的電壓鉗位至充電電壓或輸出電壓來減小元件的內壓。根據本發明的一方面，提供了一種升壓轉換器，所述升壓轉換器包括變壓器，包括接收輸入電壓的初級繞組和電磁耦合到初級繞組的次級繞組，在初級繞組和次級繞組之間具有預定的匝數比；開關部分，允許根據預定的開關占空比接通或斷開傳輸到初級繞組的輸入電壓；鉗位部分，包括鏈接電容器，所述鏈接電容器充有在開關部分接通時獲得的輸入電壓以及根據所述預定的匝數比變壓的電壓；穩壓部分，將從鉗位部分輸出的電壓進行穩壓。從初級繞組到次級繞組電磁感應的電源的電壓電平與輸入電源的電壓電平之和可大于鏈接電容器中充入的電源的電壓電平。所述變壓器還可包括漏磁電感器，串聯連接在初級繞組的一端和輸入電壓端子的一端之間，輸入電壓通過所述輸入電壓端子的所述一端被傳送；充磁電感器，并聯連接到初級繞組的所述一端和另一端。所述開關部分可包括連接在初級繞組的所述另一端和地之間的開關；所述鉗位部分還可包括第一二極管，具有連接到初級繞組的所述另一端的陽極和連接到次級繞組的一端的陰極；第二二極管，具有連接到輸入電壓端子的所述一端的陽極和連接到次級繞組的另一端的陰極。所述穩壓部分可包括第三二極管，具有連接到次級繞組的所述另一端的陽極； 電容器，連接到第三二極管的陰極和地。所述初級繞組和次級繞組可沿著相同的方向纏繞。
通過下面結合附圖進行的詳細描述，將會更清楚地理解本發明的上述和其他方面、特點和其他優點，其中圖1是示出根據本發明的示例性實施例的升壓轉換器的配置的示意圖；圖2是示意性示出根據本發明示例性實施例的在升壓轉換器中流過的電流的示圖；圖3是示意性示出根據本發明示例性實施例的當開關接通時在升壓轉換器的等效電路中流過的電流的示圖；圖4是示意性示出根據本發明示例性實施例的當開關斷開時在升壓轉換器的等效電路中流過的電流的示圖；圖5是示意性示出根據本發明示例性實施例的當開關接通和斷開時施加到升壓轉換器內采用的次級繞組的電壓電平的曲線圖。
具體實施例方式
現在，將參照附圖詳細描述本發明的示例性實施例。圖1是示出根據本發明的示例性實施例的升壓轉換器的配置的示意圖。參照圖1，升壓轉換器100可包括變壓器110、開關部分120、鉗位部分130、和穩壓部分140。變壓器110可包括初級繞組Np和次級繞組Ns。初級繞組Np和次級繞組Ns可相互電磁耦合，并在它們之間形成預定匝數比。初級繞組和次級繞組可以沿相同的方向纏繞。開關部分120可包括開關M，用于根據預定的開關占空比將傳輸到初級繞組Np的輸入電壓進行切換。鉗位部分130可包括傳輸電壓的第一二極管Dl和第二二極管D2，以及鏈接電容器
Clink0穩壓部分140可包括第三二極管D3以及使輸出電壓穩定的電容器Co。變壓器110的初級繞組Np的一端可被連接到輸入電壓端子的一端(輸入電壓Vin 通過該端輸入)，初級繞組Np的另一端可連接到開關部分120的開關M的一端。開關M的另一端可接地。第一二極管Dl可具有連接到開關M的一端的陽極以及連接到鏈接電容器 ClinkW—端的陰極。鏈接電容器Clink的另一端可接地。次級繞組Ns的一端可連接到鏈接電容器Clink的一端。第二二極管D2可具有連接到輸入電壓端子的一端的陽極以及連接到次級繞組Ns的另一端的陰極。第三二極管D3可具有連接到次級繞組Ns的另一端的陽極以及連接到電容器Co的一端的陰極。電容器Co的另一端可接地。初級繞組和次級繞組可以沿相同方向纏繞。圖2是示意性示出根據本發明示例性實施例的升壓轉換器內的電流流向的示圖。參照圖1以及圖2，根據本發明實施例的升壓轉換器100的開關M根據預定的開關占空比接通或斷開。這里，在開關M接通時以及開關M斷開時，電壓通過不同的路徑被傳輸。當開關M接通時，電壓可沿著由圖2中的細箭頭所表示的方向傳輸。當開關M斷開時，電壓可沿著由圖2中的粗箭頭表示的方向傳輸。S卩，當開關M接通時，輸入電壓通過漏磁電感器Lk和充磁電感器Lm，然后被提供到開關M。電壓通過第二二極管D2和次級繞組Ns，然后被傳輸到鏈接電容器Clink,利用所述傳輸的電壓對鏈接電容器Clink充電。圖3是示意性示出根據本發明示例性實施例的當開關接通時升壓轉換器的等效電路內的電流流向的示圖。參照圖3以及圖1和圖2，當開關M被接通時，輸入電壓Vin被提供到變壓器110 的初級繞組Np，因此，初級繞組Np的電壓Vpri等于輸入電壓Vin。次級繞組Ns基于與初級繞組Np的匝數比η將輸入電壓nVin輸送到鏈接電容器Clink,因此，鏈接電容器Clink的電壓Vcjink等于次級繞組Ns的電壓Vsec與輸入電壓Vin之和。電壓V。link的大小等于輸入電壓Vin和基于匝數比η的輸入電壓nVin之和。這里，為了使第一二極管Dl導通，次級繞組Ns的電壓Vsec和輸入電壓Vin之和應該大于鏈接電容器C link 的電壓Vc .Iink0圖4是示意性示出根據本發明示例性實施例的當開關斷開時升壓轉換器的等效電路內的電流流向的示圖。參照圖4以及圖1和圖2，當開關M斷開時，鏈接電容器Clink中的充入的電壓通過次級繞組Ns和第三二極管D3，并通過電容器Co被穩壓，然后被傳輸到負載。圖5是示意性示出根據本發明示例性實施例的當開關接通和斷開時施加到升壓轉換器內采用的次級繞組的電壓電平的曲線圖。根據開關占空比D，施加到次級繞組Ns的電壓電平可以用下述等式1來表示D(Vc link-Vin) = (I-D) (Vo-Vc link)......等式 1這里，當用輸入電壓Vin與基于匝數比η的輸入電壓nVin之和，S卩，(Vin+nVin)來代替鏈接電容器Clink的電壓Vcjink時，獲得下述等式2 Vin+nVin-DVin = Vo (I-D)......等式 2這里，將等式2變換為關于由電容器Co穩壓后的輸出電源的電壓Vo，則獲得下述等式3
權利要求
1.一種升壓轉換器，包括變壓器，包括接收輸入電壓的初級繞組和電磁耦合到初級繞組的次級繞組，在初級繞組和次級繞組之間具有預定的匝數比；開關部分，允許根據預定的開關占空比接通或斷開傳輸到初級繞組的輸入電壓； 鉗位部分，包括鏈接電容器，利用在開關部分接通時獲得的輸入電壓以及根據所述預定的匝數比變換的電壓對所述鏈接電容器充電； 穩壓部分，將從鉗位部分輸出的電源進行穩壓。
2.如權利要求1所述的升壓轉換器，其中，從初級繞組到次級繞組磁場感應的電源的電壓電平與輸入電壓之和大于鏈接電容器中充入的電源的電壓電平。
3.如權利要求1所述的升壓轉換器，其中，所述變壓器還包括漏磁電感器，串聯連接在初級繞組的一端和輸入電源端子的一端之間，輸入電源通過所述輸入電源端子的所述一端被傳送；充磁電感器，并聯連接到初級繞組的所述一端和另一端。
4.如權利要求3所述的升壓轉換器，其中，所述開關部分包括連接在初級繞組的所述另一端和地之間的開關；所述鉗位部分還包括第一二極管，具有連接到初級繞組的所述另一端的陽極和連接到次級繞組的一端的陰極；第二二極管，具有連接到輸入電源端子的所述一端的陽極和連接到次級繞組的另一端的陰極。
5.如權利要求4所述的升壓轉換器，其中，所述穩壓部分包括 第三二極管，具有連接到次級繞組的所述另一端的陽極； 電容器，連接到第三二極管的陰極和地。
6.如權利要求1所述的升壓轉換器，其中，所述初級繞組和次級繞組沿著相同的方向纏繞。
全文摘要
提供了一種升壓轉換器，所述升壓轉換器能夠在電壓轉換過程中在不采用單獨的緩沖器的情況下通過將傳輸至元件的電壓鉗位至充電電壓或輸出電壓來減小元件中的內壓。所述升壓轉換器包括變壓器，包括接收輸入電壓的初級繞組和電磁耦合到初級繞組的次級繞組，在初級繞組和次級繞組之間具有預定的匝數比；開關部分，允許根據預定的開關占空比接通或斷開傳輸到初級繞組的輸入電壓；鉗位部分，包括鏈接電容器，利用當開關部分接通時獲得的輸入電壓以及根據所述預定的匝數比變壓的電壓對所述鏈接電容器充電；穩壓部分，將從鉗位部分輸出的電壓進行穩壓。
文檔編號H02M3/335GK102377345SQ20111023407
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月12日 優先權日2010年8月12日
發明者吳成勛, 樸政炫, 金孝溁, 金鐘洛 申請人:三星電機株式會社