CN117411325A - 变压装置 - Google Patents
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Abstract
一种变压装置，其包含交流电源电路、交流升降压电路及控制电路。交流电源电路用以输出交流电。交流升降压电路包含变压器，且变压器包含第一线圈以及第二线圈。第一线圈选择性地串联于第二线圈。控制电路用以控制交流电源电路直接输出交流电以作为输出电压，或控制交流电源电路将交流电输出至变压器的串联的第一线圈与第二线圈，借以输出升压交流电以作为输出电压。本案实施例所示的变压装置可通过串联两组线圈的方式以实现高电压输出。此外，由于两组线圈是由同一铁芯绕制，不仅可增加铁芯耦合率，更可节省空间以及生产成本。
Description
技术领域
本案是有关于一种电子装置，且特别是有关于一种变压装置。
背景技术
一般交流电源***可稳定地提供所需电压，倘若有输出更高电压的需求，多以多模块串联的方式来提供高电压，抑或以修改内部电路的架构来达成输出高电压的目的，以上对交流电源***的更动均会提高研发的困难度并增加生产的成本。
发明内容
本案内容的一技术态样是关于一种变压装置，其包含交流电源电路、交流升降压电路及控制电路。交流电源电路用以输出交流电。交流升降压电路包含变压器，且变压器包含第一线圈以及第二线圈。第一线圈选择性地串联于第二线圈。控制电路用以控制交流电源电路直接输出交流电以作为输出电压，或控制交流电源电路将交流电输出至变压器串联的第一线圈与第二线圈，借以输出升压交流电以作为输出电压。
在一实施例中，交流升降压电路还包含输出端以及第一开关。第一开关耦接于交流电源电路以及输出端。控制电路输出控制信号至第一开关以开启第一开关，借以透过第一开关传输交流电至输出端以作为输出电压。
在另一实施例中，交流升降压电路还包含开关组。开关组耦接于交流电源电路、第一线圈、第二线圈以及输出端。控制电路输出控制信号至开关组以开启开关组，借以透过开关组将交流电传输至串联的第一线圈以及第二线圈，由串联的第一线圈以及第二线圈输出升压交流电至输出端以作为输出电压。
在又一实施例中，第一线圈耦接于输出端。开关组包含第二开关。第二开关耦接于交流电源电路以及第一线圈。控制电路输出控制信号至第二开关以开启第二开关，借以将交流电输入第一线圈。
在一实施例中，第二线圈耦接于交流电源电路。开关组包含第三开关。第三开关耦接于第二线圈以及输出端。控制电路输出控制信号至第三开关以开启第三开关，借以将交流电输入第二线圈，并由串联的第一线圈及第二线圈输出升压交流电至输出端以作为输出电压。
在另一实施例中，控制电路输出控制信号至第三开关以开启第三开关，借以透过第二线圈以及第三开关而进行去磁。
在又一实施例中，交流电源电路包含处理器，处理器用以接收交流电源电路的交流电压以及交流升降压电路的回馈电压，并根据交流电压以及回馈电压调整交流电源电路的交流电压。
在一实施例中，处理器包含差动放大器。差动放大器用以接收交流电源电路的交流电压以及交流升降压电路的回馈电压，并根据交流电压以及回馈电压以输出差动信号。
在另一实施例中，处理器还包含模拟数字转换器。模拟数字转换器用以接收差动信号，并将差动信号转换为数字信号。
在又一实施例中，处理器还包含数字信号处理器。数字信号处理器用以接收数字信号，并根据数字信号以调整交流电源电路的交流电压。
因此，根据本案的技术内容，本案实施例所示的变压装置可通过串联两组线圈的方式以实现高电压输出。此外，由于两组线圈是由同一铁芯绕制，不仅可增加铁芯耦合率，更可节省空间以及生产成本。
附图说明
为让本案的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1是依照本案一实施例绘示一种变压装置的示意图；
图2是依照本案一实施例绘示一种如图1所示的变压装置的变压器的示意图；
图3是依照本案一实施例绘示一种如图1所示的变压装置的变压器的示意图；
图4是依照本案一实施例绘示一种如图1所示的变压装置的变压器的示意图；
图5是依照本案一实施例绘示一种变压装置的操作示意图；
图6是依照本案一实施例绘示一种变压装置的操作示意图；
图7是依照本案一实施例绘示一种变压装置的操作示意图；
图8是依照本案一实施例绘示一种如图1所示的变压装置的部分结构示意图。
根据惯常的作业方式，图中各种特征与元件并未依比例绘制，其绘制方式是为了以最佳的方式呈现与本案相关的具体特征与元件。此外，在不同附图间，以相同或相似的元件符号来指称相似的元件/部件。
【符号说明】
100:变压装置
110:交流电源电路
111:处理器
113:差动放大器
115:模拟数字转换器
117:数字信号处理器
120:交流升降压电路
121:变压器
123:输出端
125:电阻
130:控制电路
T1:线圈
T2:线圈
SW1～SW5:开关
具体实施方式
为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对了本案的实施态样与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本案具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其他具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。
除非本说明书另有定义，此处所用的科学与技术词汇的含义与本案所属技术领域中具有通常知识者所理解与惯用的意义相同。此外，在不和上下文冲突的情形下，本说明书所用的单数名词涵盖该名词的复数型；而所用的复数名词时亦涵盖该名词的单数型。
另外，关于本文中所使用的“耦接”，可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，亦可指二或多个元件相互操作或动作。
图1是依照本案一实施例绘示一种变压装置100的示意图。如图所示，变压装置100包含交流电源电路110、交流升降压电路120及控制电路130。上述交流升降压电路120耦接于交流电源电路110，且控制电路130耦接于交流升降压电路120。
此外，交流升降压电路120包含变压器121，此变压器121包含线圈T1以及线圈T2。上述线圈T1选择性地串联于线圈T2。
于操作上，交流电源电路110可用以输出交流电。随后，依据实际用电需求，控制电路130可用以控制交流电源电路110直接输出交流电以作为变压装置100的输出电压，或者，控制电路130可用以控制交流电源电路110将交流电输出至串联的线圈T1与线圈T2，通过串联的线圈T1与线圈T2以提升交流电而输出升压交流电，此时，由升压交流电作为变压装置100的输出电压。
如此一来，本案实施例所示的变压装置100可通过串联的线圈T1与线圈T2以实现高电压输出。此外，由于两组线圈T1、T2是由同一铁芯绕制，不仅可增加铁芯耦合率，更可节省空间以及生产成本。需说明的是，本案不以图1所示的实施例为限，其仅用以例示性地绘示本案的实现方式之一。
为使本案的变压器121的结构以及操作易于理解，请参阅图2至图4，其依照本案一实施例绘示一种如图1所示的变压装置100的变压器121示意图。如图2所示，变压器121是以同一硅钢片铁芯绕制两组独立线圈T1和T2。请参阅图3，当线圈T1输入交流电时，利用变压器121的电磁感应在另一线圈T2产生相应的交流电，作为降压使用。举例而言，线圈T1和T2的匝数比可为1:0.8，因此，当交流电由线圈T1输入，再由线圈T2产生相应的交流电时，可将交流电降压为约0.8倍。
请参阅图4，当有升压需求时，将两组同铁芯的线圈T1和T2以电磁接触器串联，从而得到输入、输出2组电压相加的高电压输出。举例而言，线圈T1和T2的匝数比可为1:0.8，因此，当交流电由串联的线圈T1及线圈T2输出时，可将2组电压相加以输出约1.8倍的高电压。
由此可知，透过上述变压器121的应用，线圈T1可选择性地串联于线圈T2，例如当有升压的需求时，线圈T1串联于线圈T2，如此，可得到高电压输出，另一方面，当有降压需求时，则无需串联线圈T1及线圈T2，利用变压器121的电磁感应以产生相应的交流电压，作为降压使用。需说明的是，本案不以图2至图4所示的实施例为限，其仅用以例示性地绘示本案的实现方式之一。
请参阅图5至图7，其是依照本案一实施例绘示一种变压装置100的操作示意图。请参阅图5，在一实施例中，交流升降压电路120还包含输出端123及第一开关SW1。上述第一开关SW1耦接于交流电源电路110以及输出端123。当无升压需求时，由控制电路130输出控制信号至第一开关SW1以开启第一开关SW1，借以透过第一开关SW1传输交流电源电路110提供的交流电至输出端123，以作为变压装置100的输出电压。
请参阅图6，在另一实施例中，交流升降压电路120还包含开关组(如开关SW2及SW3的组合)。上述开关组耦接于交流电源电路110、线圈T1、线圈T2以及输出端123。当有升压需求时，控制电路130输出控制信号至开关组以开启开关组，借以透过开关组将交流电源电路110提供的交流电传输至线圈T1，再由串联的线圈T1以及线圈T2提升交流电而输出升压交流电至输出端123，以作为变压装置100的输出电压。
在一实施例中，线圈T2耦接于输出端123，且线圈T1耦接于交流电源电路110。开关组包含第二开关SW2以及第三开关SW3。前述第二开关SW2耦接于交流电源电路110以及线圈T2，且第三开关SW3耦接于线圈T1以及输出端123。当有升压需求时，控制电路130输出控制信号至第二开关SW2及第三开关SW3以开启第二开关SW2及第三开关SW3，借以将交流电源电路110提供的交流电输入线圈T1及线圈T2。因此，串联的线圈T1及线圈T2得以提升交流电而输出升压交流电至输出端123，以作为变压装置100的输出电压。
请参阅图7，在另一实施例中，变压器121的输入电压含有直流电成分时，长时间使用会造成变压器121的铁芯饱和，此时变压器121的状态会对交流电源电路110(如四象限交流电源)造成接近短路状态的激磁电流而难以输出。对于上述状况，本案的变压装置100在交流升降压电路120内加入去磁路径，在不与待测物连接时短暂地执行去磁，且不会对待测物造成影响，借以减少铁芯饱和后对交流电源电路110的影响，去磁方式说明如后。控制电路130输出控制信号至第三开关SW3以开启第三开关SW3，借以透过线圈T1以及第三开关SW3而进行去磁。需说明的是，本案不以图5至图7所示的实施例为限，其仅用以例示性地绘示本案的实现方式之一。
图8是依照本案一实施例绘示一种如图1所示的变压装置100的部分结构示意图。请一并参阅图1与图8，变压装置100的交流电源电路110包含处理器111，此处理器111用以接收交流电源电路110提供的交流电压以及交流升降压电路120的回馈电压，并根据交流电压以及回馈电压以调整交流电源电路110提供的交流电压。
在一实施例中，处理器111包含差动放大器113、模拟数字转换器115及数字信号处理器117。于连接关系上，差动放大器113耦接于图1的交流升降压电路120内的电阻125，模拟数字转换器115耦接于差动放大器113，且数字信号处理器117耦接于模拟数字转换器115。
于操作上，当无升压需求时，差动放大器113用以接收交流电源电路110提供的交流电压V2(输出端123)的回馈电压，并根据交流电压V2回馈电压以输出差动信号S1。
随后，模拟数字转换器115用以接收差动信号S1，并将差动信号S1转换为数字信号S2。接着，数字信号处理器117用以接收数字信号S2，并根据数字信号S2以调整交流电源电路110的交流电压V2。
当有升压需求时，差动放大器113用以由电阻125接收交流升降压电路120的回馈电压V1(输出端123)，并根据交流电压V1回馈电压以输出差动信号S1。
随后，模拟数字转换器115用以接收差动信号S1，并将差动信号S1转换为数字信号S2。接着，数字信号处理器117用以接收数字信号S2，并根据数字信号S2以调整交流电源电路110的交流电压V1。
由上述本案实施方式可知，应用本案具有下列优点。本案实施例所示的变压装置可通过串联两组线圈的方式以实现高电压输出。此外，由于两组线圈是由同一铁芯绕制，不仅可增加铁芯耦合率，更可节省空间以及生产成本。
再者，本案的变压装置在交流升降压电路内加入去磁路径，借以减少铁芯饱和后对交流电源电路的影响。另外，本案的变压装置可根据交流电源电路提供的交流电压以及交流升降压电路的回馈电压，而进行适应性地补偿，借以减少变压器输出电压因制程造成的误差，且提升输出电压和电流值的精准度。
虽然上文实施方式中揭露了本案的具体实施例，然其并非用以限定本案，本案所属技术领域中具有通常知识者，在不悖离本案的原理与精神的情形下，当可对其进行各种更动与修饰，因此本案的保护范围当以附随权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种变压装置，其特征在于，包含：
一交流电源电路，用以输出一交流电；
一交流升降压电路，包含：
一变压器，包含一第一线圈以及一第二线圈，其中该第一线圈选择性地串联于该第二线圈；以及
一控制电路，用以控制该交流电源电路直接输出该交流电以作为一输出电压，或控制该交流电源电路将该交流电输出至该变压器的串联的该第一线圈与该第二线圈，借以输出一升压交流电以作为该输出电压。
2.根据权利要求1所述的变压装置，其特征在于，该交流升降压电路还包含：
一输出端；以及
一第一开关，耦接于该交流电源电路以及该输出端，其中该控制电路输出一控制信号至该第一开关以开启该第一开关，借以透过该第一开关传输该交流电至该输出端以作为该输出电压。
3.根据权利要求2所述的变压装置，其特征在于，该交流升降压电路还包含：
一开关组，耦接于该交流电源电路、该第一线圈、该第二线圈以及该输出端，其中该控制电路输出该控制信号至该开关组以开启该开关组，借以透过该开关组将该交流电传输至串联的该第一线圈以及该第二线圈，由串联的该第一线圈以及该第二线圈输出该升压交流电至该输出端以作为该输出电压。
4.根据权利要求3所述的变压装置，其特征在于，该第一线圈耦接于该输出端，其中该开关组包含：
一第二开关，耦接于该交流电源电路以及该第一线圈，其中该控制电路输出该控制信号至该第二开关以开启该第二开关，借以将该交流电输入该第一线圈。
5.根据权利要求4所述的变压装置，其特征在于，该第二线圈耦接于该交流电源电路，其中该开关组包含：
一第三开关，耦接于该第二线圈以及该输出端，其中该控制电路输出该控制信号至该第三开关以开启该第三开关，借以将该交流电输入该第二线圈，并由串联的该第一线圈及该第二线圈输出该升压交流电至该输出端以作为该输出电压。
6.根据权利要求5所述的变压装置，其特征在于，该控制电路输出该控制信号至该第三开关以开启该第三开关，借以透过该第二线圈以及该第三开关而进行去磁。
7.根据权利要求1所述的变压装置，其特征在于，该交流电源电路包含：
一处理器，用以接收该交流电源电路的一交流电压以及该交流升降压电路的一回馈电压，并根据该交流电压以及该回馈电压调整该交流电源电路的该交流电压。
8.根据权利要求7所述的变压装置，其特征在于，该处理器包含：
一差动放大器，用以接收该交流电源电路的该交流电压以及该交流升降压电路的该回馈电压，并根据该交流电压以及该回馈电压以输出一差动信号。
9.根据权利要求8所述的变压装置，其特征在于，该处理器还包含：
一模拟数字转换器，用以接收该差动信号，并将该差动信号转换为一数字信号。
10.根据权利要求9所述的变压装置，其特征在于，该处理器还包含：
一数字信号处理器，用以接收该数字信号，并根据该数字信号以调整该交流电源电路的该交流电压。
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