[发明专利]直流/直流转换器

说明书

本发明涉及一种直流/直流（DC/DC）转换器，它能够有效地与一种大容量电源一起应用，更确切地说，本发明涉及一种串联的开/开（ON/ON）或开/关（ON/OFF）型DC/DC转换器的改进，在这种转换器中，把两个单三极管型ON/ON或ON/OFF转换器的原边端串联，把它们的付边端并联，从而增加了输出并提高了击穿电压。

图1和图2的例子表明了现有技术的单三级管ON/ON型DC/DC转换器。在图1所示的转换器中，把晶体三极管Q₁作为开关器件对输入电压E_IN进行开和关操作，把这个输入电压E_IN加到变压器T_S的原边绕组N₁₁上，使当晶体管导通时，在付边绕组N₁₂上感应出一个电压，同时由二极管D₁₁和D₁₂，扼流器L₁和一个滤波电容C₁₂对其进行整流和平滑，从而把直流电压馈给负载RL。此外，在单三极管型ON/ON转换器中，当开关器件Q₁断开时，存贮于变压器T₁中的激励电压在开关器件Q₁的两端之间产生一个高反冲电压。因此，为了保护开关器件Q₁，通常要给变压器T₁装上一个复归（reset）绕组N₁₃，当处于断开操作时，它与二极管D₁₃相连，把它的电压钳制在输入电压E_IN，以抑制变压器T₁原边上的感应电压，另外一个方法是设置缓冲电路S₁，它包括电阻R₁、一个电容C₁₃和二极管D₁₄，以便执行钳制操作。由于激励能量被返回到输入电压E_IN，这种装有复归绕组N₁₃的系统有一些损失。然而，假如复归绕组N₁₃和原边绕组N₁₁之间的偶合不够，则反冲电压不能足够地被钳制。另外，假设缓冲电路的RC时间常数减小，使用缓冲电路的这种系统可把反冲电压钳制在某个低电平。然而后面说的这种系统有较大的损失，这是因为能量被电阻R₁消耗掉的缘故。因此，在实际电路中经常是这两种系统都使用，即如图1所示。

这样，即使在使用两个单三级管型转换器串联的ON/ON型DC/DC转换器中（这种转换器的原边端串联，付边端并联，以便提高输出并降低开关器件的击穿电压），两个单三级管型ON/ON转换器CV₁和CV₂在现有技术中仍然分别装备着复归绕组N₁₃和N₂₃以及缓冲电路S₁和S₂，如图2所示。这使结构很复杂，并招致了缓冲器电路或其类似电路中的损失。

此外，在图2所示的结构中，每个转换器CV₁和CV₂的开关器件Q₁和Q₂需要的击穿电压为分输入电压E₁（即电容器C₁₁的两端之间的电压）或E₂（即电容器C₂₁的两端之间的电压）的两倍。在各自的转换器的等效输入阻抗相等的情况下，由于等式E₁＝E₂＝E_IN/已成立，所以开关器件可能有E_IN那么高的击穿电压。然而，假如等效阻抗不同，则开关器件需要有一个不低于E_IN的击穿电压，这是因为E₁≠E₂，所以一个分输入电压高于另一个分输入电压。换句话说，在降低击穿电压方面，图2所示的电路结构没有什么效果，而且，如果考虑到更为保险，则开关器件需要有两倍E_IN之高的击穿电压。

本发明的一个目的是提供一种串联开/开（ON/ON）或开/关（ON/OFF）型直流/直流（DC/DC）转换器，它具有用于钳制反冲电压的装置，虽然其结构简单，但可以做到低损失，无失误。

本发明的另一个目的是提供一种直流/直流转换器，它具有一个结构简单又不降低响应性的原边端峰值电流检测装置，以便对任何过电流进行保护。