转换器的制作方法

1.本案是关于一种在宽输入及输出电压范围内维持高效率的dc/dc转换器，尤指一种在宽输入及输出电压范围内维持高效率且采用sigma及delta拓扑的dc/dc转换器。


背景技术：

2.无论在高电压或低电压应用中，llc谐振dc/dc转换器(以下称作“llc转换器”)皆具有高效率。在输入电压、输出电压及负载电流的全范围内，均可通过初级侧开关的零电压切换(zvs，zero-voltage switching)和次级侧整流器的零电流切换(zcs，zero-current switching)实现高效率。当llc转换器以其串联谐振频率工作时，可获得最高效率。由于开关损耗显著降低，故llc转换器在高开关频率下工作时可获得更高的功率密度。一般而言，当工作于可变输入及输出电压下时，llc转换器以可变的开关频率运行。若输入电压范围或输出电压范围扩大(例如在具维持时间需求的应用(例如数据中心的服务器及网络电脑)、高电压光伏(high-voltage photovoltaic，pv)串列的应用及车载充电器等等)，则开关频率的范围亦将随之扩增，进而导致转换器的效率降低。
3.通过采用下列现有技术，可有效缩减在宽输入及输出电压范围的应用中的开关频率范围。
4.一种现有技术为通过结合可变频率反馈控制技术和开环延迟时间(例如相位偏移)控制技术来控制llc转换器的输出电压。此现有技术将可变频率控制用于初级侧开关，并将延迟时间控制用于控制次级侧同步整流器。借此，当延迟时间控制增加了谐振腔中的能量时，llc转换器将显现出升压特性，意即延迟时间控制增加了llc转换器的电压增益。此现有技术已被公开于以下参考文献中：(1)u.s.patent 9,490,704to jang et al.,entitled“system and method for controlling secondary-side switches in resonant power converters,”issued on november 8,2016；(2)the article,entitled“series resonant converter with reduced frequency-range control,”by jang et al.,published in proc.ieee applied power electron.conf.(apec),2015,pp.1453-1460；以及(3)the article,entitled“a new llc series resonant converter with a narrow switching frequency variation and reduced conduction losses,”by j.w kim et al.,published in ieee trans.power electron.,vol.29,no.8,aug.2014,pp.4278-4287。
5.另一种现有技术为替llc转换器增设辅助dc/dc转换器。于此现有技术中，llc转换器与辅助dc/dc转换器可以sigma或delta拓扑相连接，并称作llc dcx。llc dcx在运行于理想工作点时具有高效率，其中理想工作点可例如为固定的开关频率(即其串联谐振频率)及固定占空比(例如接近50％)。借此，llc dcx可传输输出功率的绝大部分，而辅助dc/dc转换器用以调节输出电压，且仅传输输出功率的一小部分。
6.采用sigma拓扑(σ型拓扑)的llc dcx原先被设计用于服务器电源供应中的电压调节模块(vrms，voltage regulator modules)。以下参考文献中例示出了多种采用sigma
拓扑的llc dcx：(a)the article,entitled“high-efficiency quasi-parallel voltage regulator,”by j.sun et al.,published in proc.ieee applied power electronics conf.(apec),2008,pp.811-817；(b)u.s.patent 7,872,9866to m.xu et al.,entitled“quasi-parallel voltage regulator,”issued on january 18,2011；(c)the article,entitled“high-efficiency high-power density 48/1v sigma converter voltage regulator module”(“ahmed”),by m.ahmed et al.,published in proc.ieee applied power electronics conf.(apec),2017,pp.2207-2212。
7.参考文献(c)中公开了采用sigma拓扑的转换器(以下称作“sigma转换器”，即σ转换器或积分转换器)，其包含非稳压的llc dcx和稳压的非隔离式辅助dc/dc转换器。图1示出了参考文献(c)中的sigma转换器(即sigma转换器100)的结构示意图。如图1所示，在sigma转换器100中，llc dcx 101及辅助dc/dc转换器102的输入电压v
in,dcx
及v
in,aux
分别由电容c
dcx
及c
aux
上的电压提供，且v
in,dcx
和v
in,aux
的和等于电源电压v
in
，其中电容c
dcx
及c
aux
相互串联连接。而llc dcx 101和辅助dc/dc转换器102的输出信号相互并联于电容co上。llc dcx 101传输输出功率的绝大部分，其初级侧开关及次级侧同步整流器分别以zvs及zcs运行，故具有极高效率。即便辅助dc/dc转换器102仅传输输出功率的一小部分，辅助dc/dc转换器102被用作降压转换器，其中降压转换器采用脉冲宽度调变(pwm，pulse-width modulation)以调节输出电压vo。因此，sigma转换器100具有极高效率。图2示出了采用图1的sigma转换器100的电路200。
8.采用delta拓扑(δ型拓扑)的转换器(以下称作“delta转换器”，即δ转换器或三角转换器)原先为用于电信电源供应电路中的中间母线转换器。以下参考文献中例示出了多种delta转换器：(i)the article“a mhz regulated dc transformer with wide voltage range,”by t.liu et al.,published in the proc.ieee int’l power electron.and appl.conf.(peac),2018,pp.794-797；and(ii)the article“1mhz 48v-12v regulated dcx with single transformer,”by t.liu et al.,published in the ieee journal of emerging and selected topics in power electronics,vol.9,issue 1,feb.2021。类似于sigma转换器，delta转换器可由非稳压的llc dcx和稳压的辅助dc/dc转换器组成。
9.图3示出了一种现有的delta转换器300。不同于sigma转换器100中的辅助dc/dc转换器102提供输出电压vo予负载，delta转换器300中的辅助dc/dc转换器302自llc dcx 301的辅助输出端接收输入信号。llc dcx 301的输入电压v
in,dcx
由串接的电源电压v
in
和电容c
aux
提供，亦即，llc dcx 301的输入电压v
in,dcx
等于电源电压v
in
与辅助dc/dc转换器302的输出电压v
o,aux
的和。换言之，名称“delta转换器”意味着输入电源电压v
in
等于电压v
in,dcx
与v
o,aux
之间的差。在delta转换器300中，llc dcx 301传输功率予负载，并传输辅助dc/dc转换器302的输入功率。辅助dc/dc转换器302可为非隔离式dc/dc转换器(例如降压转换器)，其运行于pwm下以调节负载电压。辅助dc/dc转换器302仅用以传输负载功率的一小部分。借此，delta转换器300亦具有极高效率。图4示出了采用图3的delta转换器300的电路400。在delta转换器300中(例如图4的电路400所示)，电源电压v
in
为浮接的(floating)，即电源电压v
in
并未连接于初级侧接地端。


技术实现要素：

10.本案是关于一种dc/dc转换器，其运行于宽输入及输出电压范围，例如用于具维持时间需求的应用(例如数据中心的服务器及网络电脑)、高电压光伏串列的应用及具宽输入及输出电压范围的车载充电器中的dc/dc转换器；抑或是用于要求高效率及高开关频率的高功率密度应用中。
11.本案发明可用于具sigma、delta或sigma-delta拓扑的dc/dc转换器。本案的sigma转换器、delta转换器及sigma-delta转换器由两个dc/dc转换器结合组成。其中一个dc/dc转换器为非稳压转换器(例如llc转换器、串联谐振转换器(series resonant converter，src)或双主动桥式(dual-active-bridge，dab)转换器)。另一个dc/dc转换器为具可调输出电压的辅助转换器。
12.本案的sigma转换器中的sigma拓扑可设置于电压源侧(即作为输入sigma转换器)或负载侧(即作为输出sigma转换器)。在输入sigma转换器中，两个dc/dc转换器的输入电压之和等于电源电压；而在输出sigma转换器中，两个dc/dc转换器的输出电压之和等于负载电压。本案的delta转换器中的delta拓扑设置于电压源侧。
13.本案的输出sigma转换器和delta转换器在最大电源电压下具有最高效率，且其效率随着电源电压的降低而略为降低。而本案的输入sigma转换器在最小电源电压下具有最高效率，且其效率随着电源电压的升高而略为降低。此外，相较于sigma或delta转换器的效率而言，本案的sigma-delta转换器在整个电源电压范围内可获得更为均衡的效率。
14.通过后续的详细描述及对应图式，可对本案发明有更进一步的了解。
附图说明
15.图1为现有的sigma转换器100的方框示意图。
16.图2示出了采用图1的现有sigma转换器100的电路200。
17.图3为现有的delta转换器300的方框示意图。
18.图4示出了采用图3的现有delta转换器300的电路400。
19.图5为本案一实施例的输入sigma转换器500的方框示意图。
20.图6示出了本案一实施例中采用图5的输入sigma转换器500的示例电路600。
21.图7为本案一实施例的输出sigma转换器700的方框示意图。
22.图8示出了本案一实施例中采用图7的输出sigma转换器700的示例电路800。
23.图9为本案一实施例的输出sigma转换器900的方框示意图。
24.图10示出了本案一实施例中采用图9的输出sigma转换器900的示例电路1000。
25.图11为本案一实施例的输出sigma转换器1100的方框示意图。
26.图12示出了本案一实施例中采用图11的输出sigma转换器1100的示例电路1200。
27.图13为本案一实施例的输出sigma转换器1300的方框示意图。
28.图14为本案一实施例的输出sigma转换器1400的方框示意图。
29.图15为本案一实施例的delta转换器1500的方框示意图。
30.图16示出了本案一实施例中采用图15的delta转换器1500的示例电路1600。
31.图17为本案一实施例的delta转换器1700的方框示意图。
32.图18示出了本案一实施例中采用图17的delta转换器1700的示例电路1800。
33.图19为本案一实施例的delta转换器1900的方框示意图。
34.图20示出了本案一实施例中采用图19的delta转换器1900的第一示例电路2000。
35.图21示出了本案一实施例中采用图19的delta转换器1900的第二示例电路2100。
36.图22为本案一实施例的delta转换器2200的方框示意图。
37.图23为本案一实施例的delta转换器2300的方框示意图。
38.图24a为本案一实施例的sigma-delta转换器2400的方框示意图。
39.图24b示出了以介于vin,min与vin,max之间的输入电压运行的输入sigma转换器(例如转换器500)、delta转换器(例如转换器1500)及sigma-delta转换器2400的效率。
40.图25示出了本案一实施例中采用图24a的sigma-delta转换器2400的第一示例电路2500。
41.图26示出了本案一实施例中采用图24a的sigma-delta转换器2400的第二示例电路2600。
42.图27示出了本案一实施例中采用图24a的sigma-delta转换器2400的第三示例电路2700。
43.图28为本案一实施例的sigma-delta转换器2800的方框示意图。
44.图29示出了本案一实施例中采用图28的sigma-delta转换器2800的示例电路2900。
45.图30为本案一实施例的sigma-delta转换器3000的方框示意图。
46.图31示出了本案一实施例中采用图30的sigma-delta转换器3000的第一示例电路3100。
47.图32示出了本案一实施例中采用图30的sigma-delta转换器3000的第二示例电路3200。
48.图33示出了本案一实施例中采用图30的sigma-delta转换器3000的第三示例电路3300。
49.其中，附图标记说明如下：
50.100：sigma转换器
51.101：llc dcx
52.102：辅助dc/dc转换器
[0053]vin,dcx
、v
in,aux
、v
o,aux
、v
o,dcx
：电压
[0054]cdcx
、c
aux
：电容
[0055]vin
：电源电压
[0056]co
、cr：电容
[0057]vo
：电压
[0058]
q1、q2、q3、q4、q5、q6、q7、q8、q9、q
10
、q
11
、q
12
、q
13
、q
14
、q
15
、q
16
：开关
[0059]
lb、lr、lm：电感
[0060]
xf：变压器
[0061]
sr1、sr2、sr3、sr4、sr5、sr6、sr7：整流器
[0062]iload
：负载电流
[0063]
200：电路
[0064]
201：llc dcx
[0065]
202：辅助dc/dc转换器
[0066]
300：delta转换器
[0067]
301：llc dcx
[0068]
302：辅助dc/dc转换器
[0069]
400：电路
[0070]
401：llc dcx
[0071]
402：辅助dc/dc转换器
[0072]co,aux
、c
in,aux
：电容
[0073]np
、ns、n
aux
：绕组
[0074]
tx：变压器
[0075]rl
：电阻
[0076]
500：输入sigma转换器
[0077]
501：dcx转换器
[0078]
502：辅助dc/dc转换器
[0079]
511、514：输出端
[0080]
512、513：输入端
[0081]
600：示例电路
[0082]
601：llc dcx
[0083]
tx
dcx
：变压器
[0084]
603a：输入端
[0085]
603b、603c：输出端
[0086]
602：升压转换器
[0087]
l
bb
、l
r,aux
：电感
[0088]cr,aux
：电容
[0089]vbb
：电压
[0090]
700：输出sigma转换器
[0091]
701：dcx转换器
[0092]
702：辅助dc/dc转换器
[0093]vo,ref
：电压
[0094]
800：示例电路
[0095]
801：llc dcx
[0096]
802：返驰转换器
[0097]
xf
dcx
、tx
fly
：变压器
[0098]
l
mfly
：电感
[0099]qfly
：开关
[0100]npf
、n
sf
：绕组
[0101]
sr
fly
：整流器
[0102]vofly
：电压
[0103]cofly
、c
o,dcx
：电容
[0104]
900：输出sigma转换器
[0105]
901：dcx转换器
[0106]
902：辅助dc/dc转换器
[0107]
1000：示例电路
[0108]
1001：llc dcx
[0109]
1002：降压-升压转换器
[0110]
sr
bb
：整流器
[0111]qbb
：开关
[0112]cbb
：电容
[0113]
1100：输出sigma转换器
[0114]
1101：dcx转换器
[0115]
1102：辅助dc/dc转换器
[0116]vo1,dcx
、v
o2,dcx
：电压
[0117]
1200：示例电路
[0118]
1201：llc dcx
[0119]
1202：返驰转换器
[0120]
1204a、1204b：输出端
[0121]
1300：输出sigma转换器
[0122]
1301：dcx转换器
[0123]
1302：辅助dc/dc转换器
[0124]
1305：辅助电压源
[0125]
1400：输出sigma转换器
[0126]
1401：dcx转换器
[0127]
1402：辅助dc/dc转换器
[0128]
1405：辅助电压源
[0129]
1500：delta转换器
[0130]
1501：dcx转换器
[0131]
1502：辅助dc/dc转换器
[0132]
1511、1512、1513：输出端
[0133]
1514：输入端
[0134]
1600：示例电路
[0135]
1601：llc dcx
[0136]
1602：降压-升压转换器
[0137]
1611、1612：输出端
[0138]
1614：输入端
[0139]
1700：delta转换器
[0140]
1701：dcx转换器
[0141]
1702：辅助dc/dc转换器
[0142]
1800：示例电路
[0143]
1801：llc dcx
[0144]
1802：降压-升压转换器
[0145]vobb
：电压
[0146]
1900：delta转换器
[0147]
1901：dcx转换器
[0148]
1902：辅助dc/dc转换器
[0149]
2000：第一示例电路
[0150]
2001：llc dcx
[0151]
2002：降压转换器
[0152]
cb：电容
[0153]vo,buck
：电压
[0154]
l
buck
：电感
[0155]qbuck
：开关
[0156]
sr
buck
：整流器
[0157]
2100：第二示例电路
[0158]
2101：llc dcx
[0159]
2102：返驰转换器
[0160]q1,fly
、q
2,fly
：开关
[0161]cfly
：电容
[0162]
xf
fly
：变压器
[0163]
2200：delta转换器
[0164]
2201：dcx转换器
[0165]
2202：辅助dc/dc转换器
[0166]
2203：辅助电压源
[0167]
2300：delta转换器
[0168]
2301：dcx转换器
[0169]
2302：辅助dc/dc转换器
[0170]
2303：辅助电压源
[0171]
2400：sigma-delta转换器
[0172]
2401：dcx转换器
[0173]
2402：辅助dc/dc转换器
[0174]vaux
：电压
[0175]vin,max
：最大电源电压
[0176]vin,min
：最小电源电压
[0177]
2500：第一示例电路
[0178]
2501：llc dcx
[0179]
2502：双向降压/升压转换器
[0180]
2511：输入端
[0181]
2512：输出端
[0182]
2521：第二级结构
[0183]
2522：第一级结构
[0184]
tx
aux
：变压器
[0185]np,aux
、n
s,aux
：绕组
[0186]
2600：第二示例电路
[0187]
2601：llc dcx
[0188]
2602：返驰转换器
[0189]
2611：输入端
[0190]
2612：输出端
[0191]
d5、d6、d7：二极管
[0192]
2700：第三示例电路
[0193]
2701：llc dcx
[0194]
2702：返驰转换器
[0195]
2800：sigma-delta转换器
[0196]
2801：dcx转换器
[0197]
2802：辅助dc/dc转换器
[0198]
2900：示例电路
[0199]
2901：llc dcx
[0200]
2902：降压-升压转换器
[0201]
3000：sigma-delta转换器
[0202]
3001：dcx转换器
[0203]
3002：辅助dc/dc转换器
[0204]
3011：输入端
[0205]
3100：第一示例电路
[0206]
3101：llc dcx
[0207]
3102：降压-升压转换器
[0208]
3200：第二示例电路
[0209]
3201：llc dcx
[0210]
3202：返驰转换器
[0211]
3300：第三示例电路
[0212]
3301：llc dcx
[0213]
3302：返驰转换器
具体实施方式
[0214]
体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非架构于限制本案。
[0215]
本案的dc/dc转换器包含两个dc/dc转换器的组成部分：(i)非稳压dc/dc转换器；
以及(ii)可调节输出电压的dc/dc转换器。于以下详细描述中，将非稳压dc/dc转换器称作“dcx转换器”，并将可调节输出电压的dc/dc转换器称作“辅助dc/dc转换器”。由详细描述中可知，本案发明尤其有利于具宽输入或输出电压范围的应用。举例而言，在具维持时间需求的计算机应用中(例如数据中心的服务器及网络电脑)，dc/dc转换器的电源电压v
in
可能为功率因数校正(power factor correction，pfc)电路的输出电压。于此应用中，输入电压v
in
表面上为例如380
±
20v，但在特殊情况下可能在200-400v之间变动。为确保数据完整性，例如在有序关闭程序期间(约10-100毫秒的时长)，实需使负载处的输出电压vo实质上维持在一固定值(例如48
±
5v)。于此举例中，应使dcx转换器主要负责传输实质上的所有功率至负载，而辅助dc/dc转换器使输出电压vo维持稳定。为达成此目的，dcx转换器可以2kw运行，而辅助dc/dc转换器可以300w运行。dcx转换器以包含隔离变压器为佳，其中隔离变压器的匝数比实质上决定其相对固定的增益。
[0216]
本案的sigma转换器中的sigma拓扑可设置于电压源侧(即作为输入sigma转换器)或负载侧(即作为输出sigma转换器)。图5为本案一实施例的输入sigma转换器500的方框示意图。如图5所示，输入sigma转换器500包含dcx转换器501(例如llc转换器、串联谐振转换器或双主动桥式转换器)。辅助dc/dc转换器502可为稳压的非隔离式辅助dc/dc转换器。如图5所示，dcx转换器501及辅助dc/dc转换器502的输入端512及513分别以相互串联连接的电容c
dcx
和c
aux
代表，故其输入电压v
in,dcx
及v
in,aux
的和等于电源电压v
in
。于此架构中，若dcx转换器501的输入电压v
in,dcx
实质上为定值(且小于电源电压v
in
的最小值)，则辅助dc/dc转换器502的输入电压v
in,aux
与电源电压v
in
一同上升，即v
in,aux
＝v
in-v
in,dcx
。dcx转换器501具有输出端511及514，其中输出端511传输功率予负载，而输出端514(亦称作“辅助输出端514”)为dcx转换器501与辅助dc/dc转换器502的公共连接端。辅助dc/dc转换器502可为运行于pwm下的非隔离式dc/dc转换器(例如降压转换器、升压转换器或降压-升压转换器)，以调节负载上的电压vo。即便负载功率的一小部分可由辅助dc/dc转换器502的输入端512传输至输出端514，dcx转换器501于输入端513接收功率并传输实质上所有功率至负载。由于dcx转换器501及辅助dc/dc转换器502的输入端513及512相互串联连接，故依据dcx转换器501及辅助dc/dc转换器502的输入电压比，功率被分配于dcx转换器501及辅助dc/dc转换器502上，即p
in,dcx
/p
in,aux
＝v
in,dcx
/v
in,aux
，其中p
in,dcx
及p
in,aux
分别为dcx转换器501及辅助dc/dc转换器502所接收的功率。当电源电压v
in
为其最小值，且dcx转换器501的输入电压v
in,dcx
为定值时，输入电压v-in,aux
具有其最小值，因此图5的输入sigma转换器500在电源电压v
in
为其最小值时具有最高效率。
[0217]
图6示出了本案一实施例中采用图5的输入sigma转换器500的示例电路600。于图6中，以llc dcx 601实施图5的dcx转换器501，llc dcx601包含位于变压器tx
dcx
的初级侧的输入端603a及位于变压器tx
dcx
的次级侧的输出端603b和辅助输出端603c。输入端603a、输出端603b和辅助输出端603c皆采用全桥拓扑，然不以此为限，输入端603a、输出端603b和辅助输出端603c亦可采用半桥拓扑。此外，在llc dcx 601中，变压器tx
dcx
的次级侧的每一输出端亦可由中心抽头次级侧绕组与两个同步整流器形成。于图6中，以升压转换器602实施图5的非隔离式辅助dc/dc转换器502。然图5的非隔离式辅助dc/dc转换器502并不以此为限，其亦可以其他拓扑的转换器实施(例如降压转换器或降压-升压转换器)。
[0218]
图7为本案一实施例的输出sigma转换器700的方框示意图。输出sigma转换器700
包含：(i)隔离式dcx转换器701(例如llc转换器、串联谐振转换器或双主动桥式转换器)；以及(ii)稳压的隔离式辅助dc/dc转换器702。dcx转换器701及辅助dc/dc转换器702的输出端相互串联连接，使得各自的输出电压v
o,dcx
及v
o,aux
的电压和等于输出电压vo。dcx转换器701及辅助dc/dc转换器702的输入端并联连接于输入电源电压v
in
。于dcx转换器701中，初级侧开关在zvs条件下运行，次级侧整流器在zcs条件下运行，以取得高效率。辅助dc/dc转换器702运行于pwm下，以调节输出电压vo。尽管辅助dc/dc转换器702的效率低于dcx转换器701的效率，dcx转换器701传输输出功率中的绝大部分至负载，而辅助dc/dc转换器702仅传输输出功率中的一小部分至负载，据此，图7的输出sigma转换器700可取得极高效率。由于dcx转换器701的电压增益实质上为定值，故dcx转换器701的输出电压v
o,dcx
的变化量与电源电压v
in
的变化量成正比，其中输出电压v
o,dcx
小于输出电压vo。因此，当电源电压v
in
上升时，辅助dc/dc转换器702的输出电压v
o,aux
下降。由于dcx转换器701及辅助dc/dc转换器702的输出端相互串联连接，故依据dcx转换器701及辅助dc/dc转换器702的输出电压比，功率被分配于dcx转换器701及辅助dc/dc转换器702上，即p
o,dcx
/p
o,aux
＝v
o,dcx
/v
o,aux
，其中p
o,dcx
及p
o,aux
分别为dcx转换器701及辅助dc/dc转换器702输出至负载的功率。当电源电压v
in
为其最大值时，输出电压v
o,dcx
具有其最大值，且输出电压v-o,aux
具有其最小值。因此，图7的输出sigma转换器700在电源电压v
in
为其最大值时具有最高效率。
[0219]
图8示出了本案一实施例中采用图7的输出sigma转换器700的示例电路800。于图8中，以llc dcx 801实施图7的dcx转换器701，llc dcx801具有位于变压器xf
dcx
的初级侧的全桥拓扑结构及位于变压器xf
dcx
的次级侧的中心抽头次级侧绕组及两个同步整流器。然本案不以此为限，llc dcx 801亦可改为具有位于变压器xf
dcx
的初级侧的半桥拓扑结构以及位于变压器xf
dcx
的次级侧的单一变压器次级侧绕组与全桥整流器的结合。此外，于图8中，以返驰转换器802实施图7中的隔离式辅助dc/dc转换器702。
[0220]
图9为本案一实施例的输出sigma转换器900的方框示意图。图9的输出sigma转换器900包含：(i)非稳压dcx转换器901(例如llc转换器、串联谐振转换器或双主动桥式转换器)；以及(ii)稳压的非隔离式辅助dc/dc转换器902。dcx转换器901及辅助dc/dc转换器902的输出端相互串联连接，使得各自的输出电压v
o,dcx
及v
o,aux
的电压和等于输出电压vo。dcx转换器901的输入端连接于输入电源电压v
in
，辅助dc/dc转换器902的输入端连接于dcx转换器901的输出端。当dcx转换器901中以变压器实现隔离时，dcx转换器901的初级侧开关在zvs条件下运行，dcx转换器901的次级侧整流器在zcs条件下运行，从而可取得极高效率。辅助dc/dc转换器902运行于pwm下，以调节输出电压vo。尽管辅助dc/dc转换器902的效率低于dcx转换器901的效率，图9的输出sigma转换器900可取得极高效率。实际上，dcx转换器901直接传输输出功率中的绝大部分，而辅助dc/dc转换器902仅间接传输输出功率中的一小部分。由于dcx转换器901的电压增益实质上为定值，故dcx转换器901的输出电压v
o,dcx
的变化量与电源电压v
in
的变化量成正比，其中输出电压v
o,dcx
小于输出电压vo。因此，当电源电压v
in
上升时，辅助dc/dc转换器902的输出电压v
o,aux
下降。dcx转换器901的输出电流等于负载电流与辅助dc/dc转换器902的输入电流的和，而辅助dc/dc转换器902的输出电流等于负载电流。因此，依据dcx转换器901及辅助dc/dc转换器902的输出电压v
o,dcx
及v
o,aux
，功率被分配于dcx转换器901及辅助dc/dc转换器902上，即p
o,dcx
/p
o,aux
＝v
o,dcx
/v
o,aux
1/η
aux
，其中η
aux
为辅助dc/dc转换器902的效率，p
o,dcx
及p
o,aux
分别为dcx转换器901及辅助dc/dc转换器902
的输出功率。当电源电压v
in
为其最大值时，dcx转换器901的输出电压v
o,dcx
具有其最大值，且辅助dc/dc转换器902的输出电压v-o,aux
具有其最小值。因此，图9的输出sigma转换器900在电源电压v
in
为其最大值时具有最高效率。
[0221]
图10示出了本案一实施例中采用图9的输出sigma转换器900的示例电路1000。于图10中，以llc dcx 1001实施图9的dcx转换器901，llc dcx 1001具有位于变压器xf的初级侧的全桥拓扑结构及位于变压器xf的次级侧的中心抽头绕组及两个同步整流器。然本案不以此为限，llc dcx1001亦可改为具有位于变压器xf的初级侧的半桥拓扑结构以及位于变压器xf的次级侧的单一次级侧绕组和全桥整流器。此外，于图10中，以降压-升压转换器1002实施图9中的非隔离式辅助dc/dc转换器902。
[0222]
图11为本案一实施例的输出sigma转换器1100的方框示意图。输出sigma转换器1100包含：(i)非稳压dcx转换器1101(例如llc转换器、串联谐振转换器或双主动桥式转换器)；以及(ii)稳压的非隔离式辅助dc/dc转换器1102。于输出sigma转换器1100中，辅助dc/dc转换器1102由dcx转换器1101的第二输出端供电，从而可实现设计最佳化。
[0223]
图12示出了本案一实施例中采用图11的输出sigma转换器1100的示例电路1200。于图12中，以llc dcx 1201实施图11的dcx转换器1101，llc dcx 1201具有位于变压器tx的初级侧的全桥拓扑结构及位于变压器tx的次级侧的两输出端1204a及1204b，其中每一输出端包含中心抽头次级侧绕组和两个同步整流器。然本案不以此为限，于llc dcx 1201中，变压器tx的初级侧亦可为半桥拓扑结构，变压器tx的次级侧的每一输出端1204a及1204b亦可改为包含单一次级侧绕组及全桥整流器。此外，于图12中，以返驰转换器1202实施图11中的非隔离式辅助dc/dc转换器1102。须注意的是，图11中的非隔离式辅助dc/dc转换器1102亦可以其他拓扑的转换器实施(例如升压转换器或非反相降压-升压转换器)。
[0224]
图13为本案一实施例的输出sigma转换器1300的方框示意图。输出sigma转换器1300包含：(i)非稳压dcx转换器1301(例如llc转换器、串联谐振转换器或双主动桥式转换器)；以及(ii)稳压的非隔离式辅助dc/dc转换器1302。于输出sigma转换器1300中，辅助dc/dc转换器1302可由辅助电压源1305供电，其中辅助电压源1305可例如位于输出sigma转换器1300的输出(即负载)侧。
[0225]
图14为本案一实施例的输出sigma转换器1400的方框示意图。输出sigma转换器1400包含：(i)非稳压dcx转换器1401(例如llc转换器、串联谐振转换器或双主动桥式转换器)；以及(ii)稳压的隔离式辅助dc/dc转换器1402。于输出sigma转换器1400中，辅助dc/dc转换器1402可由辅助电压源1405供电，其中辅助电压源1405可例如位于输出sigma转换器1400的输入(即输入电压源)侧。
[0226]
本案提供的delta转换器具有两个dc/dc转换器组成部分，且其delta拓扑设置于电压源侧。
[0227]
图15为本案一实施例的delta转换器1500的方框示意图。图15的delta转换器1500包含：(i)非稳压dcx转换器1501(例如llc转换器、串联谐振转换器或双主动桥式转换器)；以及(ii)稳压的辅助dc/dc转换器1502。dcx转换器1501具有输出端1511及1512，其中输出端1511连接于负载，而输出端1512(即辅助输出端)连接于辅助dc/dc转换器1502的输入端。辅助dc/dc转换器1502的输出端1513(以电容c
aux
表示)串联连接于dcx转换器1501的输入端1514(以电容c
dcx
表示)，使得各自的电压v
in,dcx
及v
o,aux
之间的电压差等于电源电压v
in
。dcx
转换器1501传输实质上的所有功率予负载及辅助dc/dc转换器1502的输入功率。辅助dc/dc转换器1502可为非隔离式dc/dc转换器(例如降压转换器、升压转换器或降压-升压转换器)，且运行于pwm下以调节负载电压。辅助dc/dc转换器1502所传输的功率仅为负载功率中的一小部分。据此，delta转换器1500具有极高效率。dcx转换器1501的输入电压v
in,dcx
实质上为定值且大于电源电压v
in
的最大值，且辅助dc/dc转换器1502的输出电压v
o,aux
等于电压差v
in,dcx-v
in
，因此，辅助dc/dc转换器1502的输出电压v
o,aux
随电源电压v
in
的下降而上升。dcx转换器1501传输至负载的输出功率po与dcx转换器1501传输至辅助dc/dc转换器1502的输入端的输出功率p
in,aux
之间的比值po/p
in,aux
和电源电压v
in
与辅助dc/dc转换器1502的输出电压v
o,aux
之间的比值成正比，意即po/p
in,aux
≈v
in
/v
o,aux
。当电源电压v
in
为其最大值时，电压v
o,aux
具有其最小值，因此图15的delta转换器1500在电源电压v
in
为其最大值时具有最高效率。
[0228]
图16示出了本案一实施例中采用图15的delta转换器1500的示例电路1600。于图16中，以llc dcx 1601实施图15的dcx转换器1501，llc dcx1601具有输入端1614、辅助输出端1612及输出端1611，其中输入端1614为全桥拓扑结构且位于变压器tx的初级侧，辅助输出端1612及输出端1611位于变压器tx的次级侧，且每一输出端包含中心抽头绕组和两个同步整流器。然本案不以此为限，于llc dcx 1601中，位于变压器tx的初级侧的输入端亦可为半桥拓扑结构，位于变压器tx的次级侧的每一输出端1611及1612亦可改为包含单一次级侧绕组及全桥整流器。此外，于图16中，以降压-升压转换器1602实施图15中的非隔离式辅助dc/dc转换器1502。须注意的是，图15中的非隔离式辅助dc/dc转换器1502亦可以其他拓扑的转换器实施(例如降压转换器或升压转换器)。
[0229]
图17为本案一实施例的delta转换器1700的方框示意图。图17的delta转换器1700包含dcx转换器1701及辅助dc/dc转换器1702，其中辅助dc/dc转换器1702接收输入电源电压v
in
。
[0230]
图18示出了本案一实施例中采用图17的delta转换器1700的示例电路1800。于图18中，以llc dcx 1801实施图17的dcx转换器1701，llc dcx1801中位于变压器xf的初级侧的输入端为全桥拓扑结构，llc dcx 1801中位于变压器xf的次级侧的输出端包含中心抽头次级侧绕组和两个同步整流器。然本案不以此为限，llc dcx 1801中位于变压器xf的初级侧的输入端亦可为半桥拓扑结构，llc dcx 1801中位于变压器xf的次级侧的输出端亦可改为包含单一绕组和全桥整流器。此外，于图18中，以降压-升压转换器1802实施图17中的非隔离式辅助dc/dc转换器1702。
[0231]
图19为本案一实施例的delta转换器1900的方框示意图。delta转换器1900包含dcx转换器1901及非隔离式辅助dc/dc转换器1902，其中非隔离式辅助dc/dc转换器1902由dcx转换器1901的输入电压v
in,dcx
供电。
[0232]
图20示出了本案一实施例中采用图19的delta转换器1900的第一示例电路2000，图21示出了本案一实施例中采用图19的delta转换器1900的第二示例电路2100。于图20及图21中，分别以llc dcx 2001及2101实施图19的dcx转换器1901。llc dcx 2001中位于变压器tx的初级侧的输入端2011为全桥拓扑结构，llc dcx 2001中位于变压器tx的次级侧的输出端2012包含中心抽头次级侧绕组和两个同步整流器。然本案不以此为限，llc dcx 2001中位于变压器tx的初级侧的输入端2011亦可为半桥拓扑结构，llc dcx 2001中位于变压器
tx的次级侧的输出端2012亦可改为包含单一次级侧绕组和全桥整流器。此外，于图20中，以降压转换器2002实施图19中的非隔离式辅助dc/dc转换器1902。
[0233]
图21中的第二示例电路2100包含llc dcx 2101，其中llc dcx 2101的结构实质上和图20的llc dcx 2001相同。于图21中，以非隔离的返驰转换器2102实施图19中的非隔离式辅助dc/dc转换器1902。
[0234]
图22为本案一实施例的delta转换器2200的方框示意图。delta转换器2200包含dcx转换器2201及非隔离式辅助dc/dc转换器2202，其中辅助dc/dc转换器2202由位于delta转换器2200的输入(即输入电压源)侧的辅助电压源2203供电。
[0235]
图23为本案一实施例的delta转换器2300的方框示意图。delta转换器2300包含dcx转换器2301及隔离式辅助dc/dc转换器2302，其中隔离式辅助dc/dc转换器2302由位于delta转换器2300的负载侧的辅助电压源2303供电。
[0236]
由上述的各实施例可知，输入sigma转换器在输入电压为最小值时达到其最高效率，且其效率随输入电压的上升而下降。不同于输入sigma转换器，delta转换器在输入电压为最大值时达到其最高效率，且其效率随输入电压的下降而下降。因此，通过结合输入sigma转换器与delta转换器，组合的sigma-delta转换器在宽电源电压范围下相较于单一的输入sigma转换器或delta转换器具有更加均衡的高效率。
[0237]
图24a为本案一实施例的sigma-delta转换器2400的方框示意图。sigma-delta转换器2400包含：(i)非稳压隔离式dcx转换器2401(例如llc转换器、串联谐振转换器或双主动桥式转换器)；以及(ii)稳压的双向隔离式辅助dc/dc转换器2402。需注意的是，位于输入电源电压侧的辅助dc/dc转换器2402的电压v
aux
为双向的，即v
aux
可为正值或负值。
[0238]
sigma-delta转换器(例如图24a所示的sigma-delta转换器2400)可运行于sigma模式或delta模式。当运行于sigma模式时，辅助dc/dc转换器自输入电压源传输功率至负载，故辅助dc/dc转换器中串联连接于dcx转换器的输入端的一端被视作输入端。于此架构中，dcx转换器及辅助dc/dc转换器各自的输入电压的和v
in,dcx
v
aux
等于电源电压v
in
。同时，dcx转换器的输出端和辅助dc/dc转换器的双向端(作为输出端)并联连接于负载。当dcx转换器以变压器实现隔离时，dcx转换器中的初级侧开关在zvs条件下运行，dcx转换器中的次级侧整流器在zcs条件下运行。因此，dcx转换器具有极高效率。辅助dc/dc转换器可运行于pwm下，以调节负载电压。尽管辅助dc/dc转换器的效率低于dcx转换器的效率(其中dcx转换器传输输出功率中的绝大部分，而辅助dc/dc转换器仅传输输出功率中的一小部分)，运行于sigma模式下的sigma-delta转换器具有极高效率。当运行于sigma模式时，dcx转换器的输入电压v
in,dcx
实质上为定值且小于电源电压的最小值，辅助dc/dc转换器的输入电压v
aux
(＝v
in
–vin,dcx
)随电源电压v
in
的上升而上升。依据dcx转换器及辅助dc/dc转换器的输入电压比，功率被分配于dcx转换器及辅助dc/dc转换器上，即p
in,dcx
/p
in,aux
＝v
in,dcx
/v
aux
，其中p
in,dcx
及p
in,aux
分别为dcx转换器及辅助dc/dc转换器所传输的功率。当电源电压v
in
为其最小值时，辅助dc/dc转换器的输入电压v
aux
具有其最小值，且dcx转换器的输入电压v-in,dcx
实质上为定值，因此，运行于sigma模式的sigma-delta转换器在电源电压v
in
为其最小值时具有最高效率。于前述举例中(即于具维持时间需求的计算机系统中)，sigma-delta转换器可在电源电压v
in
高于300v时运行于sigma模式。
[0239]
当sigma-delta转换器运行于delta模式时，辅助dc/dc转换器自负载侧传输功率
至输入电压源侧，故辅助dc/dc转换器中串联连接于dcx转换器的输入端的一端被视作输出端。于此架构中，dcx转换器的输入端与辅助dc/dc转换器的输出端之间的电压差v
in,dcx-v
aux
等于电源电压v
in
。dcx转换器的输出端和辅助dc/dc转换器的双向端(作为输入端)并联连接于负载。当dcx转换器以变压器实现隔离时，dcx转换器中的初级侧开关在zvs条件下运行，dcx转换器中的次级侧整流器在zcs条件下运行。因此，dcx转换器具有极高效率。辅助dc/dc转换器可运行于pwm下，以调节负载电压。当运行于delta模式时，dcx转换器传输功率至负载及辅助dc/dc转换器。尽管辅助dc/dc转换器的效率低于dcx转换器的效率，辅助dc/dc转换器所传输的功率与负载处的输出功率无实质关联。因此，运行于delta模式下的sigma-delta转换器仍具有极高效率。由于dcx转换器的输入电压v
in,dcx
实质上为定值且大于电源电压v
in
的最大值，故辅助dc/dc转换器的输出电压v
aux
(＝v
in,dcx
–vin
)随电源电压v
in
的下降而上升。依据输入电压比，功率被分配于负载及辅助dc/dc转换器上，即po/p
in,aux
＝v
in
/v
aux
，其中po及p
in,aux
分别为dcx转换器传输至负载及辅助dc/dc转换器的功率。当电源电压v
in
为其最小值时，电压v
aux
具有其最小值，因此运行于delta模式的sigma-delta转换器在电源电压v
in
为其最大值时具有最高效率。于前述举例中(即于具维持时间需求的计算机系统中)，sigma-delta转换器可在电源电压v
in
低于300v时运行于delta模式。
[0240]
图24b示出了以介于v
in,min
与v
in,max
之间的输入电压运行的输入sigma转换器(例如转换器500)、delta转换器(例如转换器1500)及sigma-delta转换器2400的效率。于图24b中，以实线2451表示输入sigma(σ)转换器的效率，以实线2452表示delta(δ)转换器的效率，以虚线2453表示sigma-delta(σ/δ)转换器的效率。如实线2451所示，输入sigma转换器在最小电源电压v
in,min
下具有最高效率，且其效率随电源电压的上升而下降，故输入sigma转换器在最大电源电压v
in,max
下具有最低效率。如实线2452所示，delta转换器在最大电源电压v
in,max
下具有最高效率，且其效率随电源电压的下降而下降，故delta转换器在最小电源电压v
in,min
下具有最低效率。如虚线2453所示，sigma-delta转换器在输入电压v
in,dcx
下具有最高效率，其中所设计的输入电压v
in,dcx
可为v
in,min
与v
in,min
之间的任意电压。当电源电压v
in
大于v
in,dcx
时，sigma-delta转换器运行于sigma模式。于sigma模式中，sigma-delta转换器在输入电压v
in,dcx
下具有最高效率，且其效率随电源电压的上升而下降，故sigma-delta转换器在最大电源电压v
in,max
下具有最低效率。当电源电压v
in
小于v
in,dcx
时，sigma-delta转换器运行于delta模式。于delta模式中，sigma-delta转换器在输入电压v
in,dcx
下具有最高效率，且其效率随电源电压的下降而下降，故sigma-delta转换器在最小电源电压v
in,min
下具有最低效率。sigma-delta转换器的最大效率点可依据实际应用进行调整。
[0241]
图25示出了本案一实施例中采用图24a的sigma-delta转换器2400的第一示例电路2500。于图25中，以llc dcx 2501实施图24a的dcx转换器2401。llc dcx 2501中位于变压器tx
dcx
的初级侧的输入端2511为全桥拓扑结构，llc dcx 2501中位于变压器tx
dcx
的次级侧的输出端2512包含中心抽头次级侧绕组和两个同步整流器。由于处于sigma模式的llc dcx 2501的输入电压v
in,dcx
小于处于delta模式的llc dcx 2501的输入电压v
in,dcx
时，故llc dcx 2501的变压器tx
dcx
的初级侧在sigma及delta模式下分别为全桥拓扑及半桥拓扑。此外，llc dcx 2501中位于变压器tx
dcx
的次级侧的输出端2512亦可改为包含单一次级侧绕组及全桥整流器。于图25中，以两级结构的隔离式双向降压/升压转换器2502实施图24a的隔离式辅助dc/dc转换器2402。隔离式双向降压/升压转换器2502的第一级结构2522为非隔离式双向
降压/升压转换器，其包含电感l
bb
、降压/升压开关q5和q6及模式选择开关q7和q8。当运行于sigma模式时，开关q8导通，电感l
bb
及开关q5和q6作为升压转换器运行。而当运行于delta模式时，开关q7导通，电感l
bb
及开关q5和q6作为降压转换器运行。隔离式双向降压/升压转换器2502的第二级结构2521为双向dc/dc(dcx)转换器，其包含初级侧全桥拓扑q
9-q
12
、tx
aux
的中心抽头次级侧绕组及两个同步整流器。当运行于sigma模式时，开关q
9-q
12
以50％的占空比将电压v
bb
转换为方波双极性电压；而当运行于delta模式时，开关q
9-q
12
作为同步整流器运行。须注意的是，dcx转换器中的变压器tx
aux
的次级侧亦可改为包含单一次级侧绕组及全桥整流器。
[0242]
图26示出了本案一实施例中采用图24a的sigma-delta转换器2400的第二示例电路2600。于图26中，以llc dcx 2601实施图24a的dcx转换器2401，其中llc dcx 2601具有输入端2611及输出端2612，且实质上和图25的llc dcx 2501相同。此外，于图26中，以sigma-delta转换器2600的隔离式双向辅助dc/dc返驰转换器2602实施图24a的辅助dc/dc转换器2402。当运行于sigma模式时，开关q7处于导通状态，负载功率的一部分自电压源侧经由返驰转换器2602的变压器tx
fly
的次级侧绕组n
s2f
而被传输至负载。当运行于delta模式时，开关q6处于导通状态，llc dcx2601的输出功率的一部分经由变压器tx
fly
的次级侧绕组n
s1f
而被传输回电压源侧。
[0243]
图27示出了本案一实施例中采用图24a的sigma-delta转换器2400的第三示例电路2700。于图27中，以llc dcx 2701实施图24a的dcx转换器2401，其中llc dcx 2701实质上和图26的llc dcx 2601相同。此外，于图27中，以隔离式返驰转换器2702实施图24a的辅助dc/dc转换器2402，其中隔离式返驰转换器2702实质上与图26的隔离式返驰转换器2602相同，惟图27中以返驰转换器2702的同步整流器sr5、sr6及sr7取代图26中返驰转换器2602的二极管整流器d5、d6及d7。
[0244]
于图25及图26所示的示例电路2500及2600中，运行于sigma模式的llc dcx 2501及2601的输入电压v
in,dcx
小于运行于delta模式的llc dcx2501及2601的输入电压v
in,dcx
。因此，在sigma模式下，位于变压器tx
dcx
的初级侧的输入端2511及2611均为全桥结构；而在delta模式下，输入端2511及2611可皆为半桥结构。于本案另一实施例中，当运行于sigma及delta模式的llc dcx的输入电压相同时，llc dcx中位于变压器的初级侧的输入端可为全桥或半桥结构。须注意的是，当电源电压v
in
大于llc dcx的输入电压v
in,dcx
时，sigma-delta转换器运行于sigma模式；反之，当电源电压v
in
小于llc dcx的输入电压v
in,dcx
时，sigma-delta转换器运行于delta模式。此外，当sigma-delta转换器在sigma及delta模式中分别以不同值的输入电压v
in,dcx
运行时，具有两个最大效率点，其分别在sigma模式中的最小电源电压处及在delta模式中的最大电源电压处。然而，当sigma-delta转换器在sigma及delta模式中以相同值的v
in,dcx
运行时，仅存在一个最大效率点(即在v
in
＝v
in,dcx
时)，有利于某些特定应用。
[0245]
图28为本案一实施例的sigma-delta转换器2800的方框示意图。不同于图24a的sigma-delta转换器2400的是，图28的sigma-delta转换器2800包含非隔离式双向辅助dc/dc转换器2802。图29示出了本案一实施例中采用图28的sigma-delta转换器2800的示例电路2900，其中sigma-delta转换器2900包含llc dcx 2901及非隔离式降压-升压转换器2902。如图29所示，在sigma模式下，开关q8处于导通状态；而在delta模式下，开关q7处于导
通状态。
[0246]
图30为本案一实施例的sigma-delta转换器3000的方框示意图。sigma-delta转换器3000包含dcx转换器3001及辅助dc/dc转换器3002。不同于图24a的sigma-delta转换器2400的是，于图30的sigma-delta转换器3000中，双向辅助dc/dc转换器3002的负载端连接于dcx转换器3001的输入端3011。图31、图32及图33分别示出了本案实施例中采用图30的sigma-delta转换器3000的第一示例电路3100、第二示例电路3200及第三示例电路3300。于图31中，分别以第一示例电路3100所包含的llc dcx3101及隔离式降压-升压转换器3102实施图30的dcx转换器3001及辅助dc/dc转换器3002。于图32中，分别以第二示例电路3200所包含的llc dcx 3201及隔离式返驰转换器3202实施图30的dcx转换器3001及辅助dc/dc转换器3002。于图33中，分别以第三示例电路3300所包含的llc dcx 3301及非隔离式返驰转换器3302实施图30的dcx转换器3001及辅助dc/dc转换器3002。
[0247]
须注意，上述仅是为说明本案而提出的较佳实施例，本案不限于所述的实施例，本案的范围由如附权利要求决定。且本案得由熟习此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求所欲保护者。

技术特征：
1.一种转换器，自一电压源接收一电源电压，并提供一输出电压于一负载上，且包含：一第一dc/dc转换器，具有一输入端、一第一输出端及一第二输出端；以及一第二dc/dc转换器，具有一输入端及一输出端，且接收源自该输出电压的一控制信号，其中该第一dc/dc转换器及该第二dc/dc转换器的两个该输入端串联连接于该电压源的两端之间，以使该第一dc/dc转换器的该输入端上的电压小于该电源电压，该第一dc/dc转换器的该第一输出端提供该输出电压，该第一dc/dc转换器的该第二输出端与该第二dc/dc转换器的该输出端并联连接，该第二dc/dc转换器依据该控制信号调节该输出电压。2.如权利要求1所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器包含一升压转换器。3.如权利要求2所述的转换器，其中该升压转换器为非隔离的。4.如权利要求2所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器以一变压器实现隔离。5.如权利要求1所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器包含一llc谐振转换器。6.如权利要求1所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器还包含形成一全桥结构的多个开关。7.一种转换器，自一电压源接收一电源电压，并提供一输出电压于一负载上，且包含：一第一dc/dc转换器，具有一输入端及一输出端，其中该输入端接收该电压源上的该电源电压；以及一第二dc/dc转换器，具有一输入端及一输出端，且接收源自该输出电压的一控制信号，其中该第一dc/dc转换器及该第二dc/dc转换器的两个该输出端相互串联连接，以提供该输出电压于该负载上，使该第一dc/dc转换器的该输出端上的电压小于该输出电压，该第二dc/dc转换器依据该控制信号调节该输出电压。8.如权利要求7所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器及该第二dc/dc转换器的两个该输入端并联连接，且每一该输入端皆接收该电源电压。9.如权利要求8所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器包含一返驰转换器。10.如权利要求7所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器的该输入端与该第一dc/dc转换器的该输出端并联连接。11.如权利要求10所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器包含一降压-升压转换器。12.如权利要求7所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器还包含一第二输出端，该第二dc/dc转换器的该输入端与该第一dc/dc转换器的该第二输出端并联连接。13.如权利要求12所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器包含一隔离变压器。14.如权利要求12所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器包含一降压转换器。15.如权利要求14所述的转换器，其中该降压转换器为非隔离的。16.如权利要求7所述的转换器，还包含一第二电压源，其中该第二dc/dc转换器的该输入端连接于该第二电压源上。17.如权利要求16所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器包含一隔离式dc/dc转换器。18.如权利要求7所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器包含一llc谐振转换器。19.如权利要求7所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器还包含形成一全桥结构的多个开关。
20.如权利要求7所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器还包含一隔离变压器。21.一种转换器，自一电压源接收一电源电压，并提供一输出电压于一负载上，且包含：一第一dc/dc转换器，具有一输入端及一输出端，其中该输出端连接于该负载上；以及一第二dc/dc转换器，具有一输入端及一输出端，且接收源自该输出电压的一控制信号，其中该第一dc/dc转换器的该输入端与该第二dc/dc转换器的该输出端串联连接于该电压源的两端之间，以使该第一dc/dc转换器的该输入端上的电压大于该电源电压，该第二dc/dc转换器依据该控制信号调节该输出电压，该电压源及该第一dc/dc转换器具有共同的一参考地电压。22.如权利要求21所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器包含一llc谐振转换器。23.如权利要求21所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器的该输入端还包含形成一全桥结构的多个开关。24.如权利要求21所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器包含一隔离变压器。25.如权利要求21所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器包含降压-升压转换器。26.如权利要求25所述的转换器，其中该降压-升压转换器为非隔离的。27.如权利要求21所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器还包含一第二输出端，该第一dc/dc转换器的该第二输出端与该第二dc/dc转换器的该输入端并联连接。28.如权利要求21所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器的该输入端连接于该电压源上。29.如权利要求21所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器及该第二dc/dc转换器的两个该输入端相互并联连接。30.如权利要求29所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器包含一降压转换器。31.如权利要求30所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器包含一返驰转换器。32.如权利要求31所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器为非隔离的。33.如权利要求21所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器的该输入端连接于一第二电压源上。34.如权利要求33所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器为非隔离的。35.一种转换器，自一电压源接收一电源电压，并提供一输出电压于一负载上，且包含：一第一dc/dc转换器，具有一输入端及一输出端；以及一第二dc/dc转换器，具有一第一输入/输出端及一第二输入/输出端，其中该第二dc/dc转换器为双向的，且接收源自该输出电压的一控制信号，其中该第一dc/dc转换器的该输入端与该第二dc/dc转换器的该第一输入/输出端串联连接于该电压源的两端之间，该第二dc/dc转换器依据该控制信号调节该输出电压。36.如权利要求35所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器包含一llc谐振转换器。37.如权利要求35所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器还包含形成一全桥结构的多个开关。38.如权利要求35所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器包含隔离变压器。39.如权利要求35所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器还包含一或多个开关，使该转换器以该第一dc/dc转换器的该输入端上且小于或大于该电源电压的一电压运行。
40.如权利要求35所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器的该第二输入/输出端连接于该负载上。41.如权利要求40所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器包含一降压-升压转换器。42.如权利要求40所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器包含一返驰转换器。43.如权利要求40所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器包含一隔离变压器。44.如权利要求43所述的转换器，其中该第二输入/输出端包含一中心抽头绕组、多个开关及多个二极管或同步整流器，该多个开关与该多个二极管或同步整流器形成一全桥结构。45.如权利要求35所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器还包含一第二输出端，该第一dc/dc转换器的该第二输出端与该第二dc/dc转换器的该第二输入/输出端并联连接。46.如权利要求45所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器包含一降压-升压转换器。47.如权利要求46所述的转换器，其中该第二输入/输出端包含形成一全桥结构的多个开关。48.如权利要求35所述的转换器，其中该第一dc/dc转换器的该输入端与该第二dc/dc转换器的该第二输入/输出端并联连接。49.如权利要求48所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器包含一隔离变压器。50.如权利要求48所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器包含一降压-升压转换器。51.如权利要求48所述的转换器，其中该第二dc/dc转换器包含一返驰转换器。52.如权利要求51所述的转换器，其中该第二输入/输出端包含一中心抽头绕组、多个开关及多个二极管或同步整流器，该多个开关与该多个二极管或同步整流器形成一全桥结构。

技术总结
本案提供一种转换器，包含第一转换器及第二转换器，其中第一转换器用以自电压源传输能量至负载，第二转换器接收源自负载电压的控制信号，以调节负载电压。本案的DC/DC转换器可为Sigma转换器、Delta转换器或Sigma-Delta转换器，具体的运行模式可根据电源电压或负载电压进行选择，其中电源电压或负载电压在一宽范围内变化。内变化。内变化。


技术研发人员：拉斯洛
受保护的技术使用者：台达电子工业股份有限公司
技术研发日：2021.09.07
技术公布日：2022/5/25