v^W(J v^W(J 本發明關於—雷湃裝，冒，t 私/原蒗直，其產生一含有一商業頻率或一 相同頻率之單相交流電源。 五、發明說明（ 發明範圍 先前技藝 一般來講，一電源裝置係—小尺寸引擎及一同步發電機 之組合，例如其廣泛使用於緊急之目的、户外工作、休 娛樂、等等。 然而，在此一般電源裝置之型式中，該輸出頻率係根據 孩引擎之旋轉速度。因此，就一雙極發電機而論，爲得到 5 0赫錄（或6 0赫炫）之父流輸出，該引擎之轉速係需要維 持在3000每分鐘轉速（或3600每分鐘轉速），換言之一相者 低的轉速，將降低該電源裝置之操作效率，再者，需要設 計大尺寸之發電機導致該電源裝置總重量之增加。 爲克服此不便，一所謂反相器發電機已經由本讓與人所 提出，例如在日本專利公告（Kokoku)編號7-67299及日本公 開提出專利公告（Kokai)編號4-355672之文件，其係架構使 得該引擎操作於一相當高的轉速，以得到一來自該發電機 之高交流電源，該交流電源一旦轉換爲直流，及接著該直 流經一反相器轉換爲具一商業頻率之交流。 然而，該一般反相器發電機需要具備兩電源轉換方塊， 換言之一交流對直流轉換方塊，用於一旦轉換該交流電源 到直流電源，及一直流到交流轉換方塊，用於轉換該直流 電溽到具一預定頻率之交流電源’以及一用於暫時儲存該 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -----r---^--------- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2 ) 直流電源之電路，因此需要使用許多筇貴的電源電路組件 。這將使其難以減少該發電機尺寸，及導致製造成本之增 加0 解決此一問題，一所謂循環換流器發電機已變得可商業 化利用，其中一循環換流器係應用於該發電機，以直接轉 換該發電機（該發電機係操作於一相當高的引擎轉速，及因 此產生该父流電源之交流頻率係高於一商業用頻率而不用 實行交流到直流轉換。 然而，在孫一般循環換流器發·電機中，因爲經該發電機 所產生之该父流電源，係直接轉換爲具該預定頻率（商業用 頻率）之父流電源，而不用轉換爲直流，如上面所敘述，當 該循環換流器發電機使用於一具相當小容量之一發電機形 式時，將迅速減少經一不可避免產生之輸入電壓迅速改變 ，所導致之該輸出電壓中之不對稱波動，或更特別地，當 Μ電源裝置切換於一其無負載條件及一其負載條件之間時 ，一在該輸出電壓中之不對稱波動將產生，簡單來講，爲 減少一輸出電壓調整，該電源需要一非常大地回授增益。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，如果一般控制方法，或更特別地，一簡單經由該 輸出電壓波形回授，減少該輸出電壓調整之方法，係施加 於該上述一般循環換流器發電機，需要一如上述非常大的 回杈增盈，使其很困難達成該發電機之穩定控制。 此一問題之可能解答係修正該循環換流器發電機，使超 過一該輸出電壓預定數目重複週期，.來檢測該輸出電壓之 有效値，及基於該檢測有效電壓値完成回授控制，藉此 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（3 y二回^增血’以致使孩發電機完成更穩定之回授控制。 厭:m :b态如上述所修正，能充份克服由-該輸入電 d*所導致M輸出電壓之不對稱波動，而該輸入電 ^迅速改變，係當該電源切換於_其無載條件及—負載條 、，間時所產生。然而，該電源係經一具變化之相當高轉 U操作之引擎，驅動孩發電機所產生，及像這樣交流電源 系“接轉換爲具-預定頻率（商業用頻率）交流電源，而不 用：換馬直流。因Λ，該發電機不可能充份克服根據該輸 壓波動所產生&輸出電签之波動，該輸人電壓波動由 Μ引擎轉速之波動所引起。因爲_用於檢測每重複週期之 孩輸出電壓一有效値所需要之時間期間，係可觀地長於一 時間週期，在此期間，該輸入電壓之改變將根據該引擎轉 速 < 改變而發生，即使經限制該輸出電壓重覆週期數目成 爲個，以檢測該輸出電壓之有效値，此不便處亦不能消 除。更特別地，假設一單汽缸四循環引擎係以一 36〇〇每分 鐘轉速旋轉驅動該發電機m負載係連接於該電源 裝置，則忒引擎轉速於一引擎爆發衝程期間將在3600每分 鐘轉速±150每分鐘轉速之範圍變化，此變化（波動）發生超 過一約5耄秒之時間期間。在另一方面，假設該循環換流器 發私機父流輸出頻率係一商業用頻率，換言之5〇赫茲，一 用於檢測其每重覆週期輸出電壓之一有效値所需之時間週 期係20毫秒。此意謂著，當一因素已檢測完成其基礎有效 足回授控制，一反-應於該因素之該引擎轉速之變化，係受 到控制，且已終結，及因此，即使基於檢測每重覆週期輸 -----r---t---I----»^w— (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁} 五 、發明說明（ 4 出電壓有效値之 擎轉速中m、/、’ μ致使該f源裝置根據經由該引 服其所產生切二：生，該輸入電壓中之波動’而充份克 μ輪出電壓中之波動。 曼1 概論 益本::係提供-電源裝置，其可經由減少該回授增 •愚m疋回知控制’及同時，使充份克服根據該輸入 ::中：波動所產生之該輸出電壓中之波動，而該輸入電 士 ；動係經作爲該電源裝置一驅動來源之一引擎轉 速中之波動所產生。· 士得到上述目的，本發明提供一電源裝置，包括： 一具有三相輸出繞組之三相發電機； 對可變控制橋式電路，其連接該三相發電機之三相輸 …組’及以反並聯方式彼此連接，使形成_循環換流器 ，用以產生一單相交流供給到一負載； 见壓檢測裝置，用於檢測經由該對可變控制橋式電路所 產生之該單相交流之一電壓； 有放弘壓値檢測裝置，其用於檢測該單相交流電壓之一 有效値； 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 參考波形電壓產生裝置，其用於產生具參考波形之一電 壓，用於控制該單相交流； ％ 參考有效電壓產生裝置，其用於產生一參考有效電壓， 使控制單相交流；及 週 控制裝置，其用於控制該對可變控制橋式電路，使得該 對可變控制電路交替切換，以操作該單相交流之每重覆 L —___-7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（5 ) 期，以便使經由該有效電壓値檢測裝置所檢測之單相交流 私壓之有效値，更接近於經由該參考有效電壓產生裝置所 產生之忒參考有效電壓値，且使得經由該電壓檢測裝置所 檢測足孩單相交流電壓，更接近於具該參考波形之電壓， 其係經由該參考波形電壓產生裝置所產生。 較佳地，該有效電壓値檢測電路檢測該有效値於該單相 X流電壓一預定數目之重覆週期。 更佳地，該單相交流電壓之該預定數目重覆週期，係一 重覆週期。 · ' 較佳地，該三相發電機係一具有一永久磁鐵轉子之永磁 發電機。 本發明上述及其它目的、特性及優點，將由下面詳細敘 述，參考相關附圖而變得明白。 1式之簡單i明
圖1係本發明實施例概要地表示一電源裝置整個配置之 方塊圖； L 圖2 A係圖1所示之一交流發電機橫向截面圖； 圖2B係該交流發電機之縱向截面圖； 圖3係圖1所示之一循環換流器結構之電路圖； 圖4係表示一同步訊號形成電路丨8範例之電路圖； 圖5係圖6A到6D或7中之一 u相、一 V相及一 W相乏叫、 _ _ 心間所祐 加堯壓之變化、光耦合器開啓時序、閘流體閘極開敌 之時序圖； Ό時序 -8 -
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐J (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} I 裝 ---r---訂--------- 504890 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（6 圖6A係表示當每一其閘流體觸發於一 12〇度之點火角度 時，所展7F —正換流器輸出波型之圖刑· 圖6 B係表示當每一其閘流晋# _ 、^田母，、閉泥奴觸發於一 120度之點火角度 時，所展示一負換流器輸出波型之圖刑· 圖6C係表示當每-其閉流體觸發^6()度之點火角度時 ，所展示一正換流器輸出波型之圖型； 圖6D係表示當每一其閘流體觸發於一 6〇度之點火角度 時’所展示一負換流器輸出波型之圖型； 圖7係表π所產生之參考鋸齒波，用於控制該閘流體點火 角度之圖型； 圖8係當該點火角控制在12〇到_6〇度範圍時，有利於説明 一所欲解決問題之圖型·，及 圖9Α到9C係有利於説明經本實施例所應用之基本方法 ，用於去除經該引擎旋轉速度波動所導致之輸出電壓波動（ 脈波）之圖型。 較佳實施例詳敘述 接下來，本發明將敘述相關於表示其實施例之圖式。 圖1表示本發明實施例之一電源裝置整個配置。 在圖中，參考编號1及2標記獨立圍繞於交流發電機定子 之輸出繞線，換言之分別地，參考編號1標記一三相主輸出 繞線（此後稱爲”三相主線圈"），及參考编號2標記一三相輔 助輸出繞線（此後稱爲π三相副線圈"）。 圖2Α及2Β分別地表示交流發電機在縱向截面及橫向截 面之結構。該三相主線圈1係由形成二十一極之線圈於面積 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ·裝·----r---tr--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 504890 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（7 ) 内所开/成，邊二相副線圈2係由形成三極之線圈於面積 一 '斤形成 轉予尺係以八對磁極永久磁鐵所形成，及 經一内燃機旋轉户斤BfE說甘土生,, W所驅動，其未表π。m轉子R也充擔該引擎 飛輪。 再入參考圖卜#亥三相主線圈1具有三輸出端U、V及W， /、連接於循環換泥器CC之每正及負換流器BC1及BC2之 分別輸入端U、V、W。 / 如圖1所示該循環換流器cc之結構。如圖中所示，該 循環換流器cc係由十二個閘流體SCRk士（k=1、2…、6)所組 成，、以。其六個閘流體SCRk+形成一橋式電路（此後稱爲"該正 換流器:)BC1，用於傳送正電流，及其剩餘六個閘流體 SCRk形成另-橋式電路（此後稱爲，，該負換流器，用 於傳送負電流。 當具二十四極（其中三個係使用來產生同步訊號，使控制 閘流體SCRK土各個閘極）之三相產生器，連接於經引擎驅動 (循環換流器CC時，該引擎曲軸每一旋轉有八周期之三相 叉流供給到循環換流器CC。如果該引擎轉速設定於1200每 分鐘轉速到4500每分鐘轉速之範圍（相等於20赫茲到75赫 兹頻率範圍）時，來自發電機三相交流輸出之頻率係1 赫 兹到600赫茲，將八倍於該引擎轉速。 再次參考圖1，該三相主線圈1之三輸出端U、v及w，係 如上面所提及，分別連接於該循環換流器CC每正及負換流 器BC1及BC2之輸入端U、V及W。該循環換流器CC輸出側 係連接於一 LC濾波器3，用於去除來自該循環換流器cc之 ------------·裝-----r---訂---------&WI (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
504890 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（8 ) 輸出電流諧波成份。該LC濾波器3之輸出側係連接於一輸 出電壓檢測電路5，用於檢測由該LC濾波器3所傳送，具有 去除讀波成份之該輸出電流之電壓。該輸出電壓檢測電路5 ，具有其一正輸入端連接於該LC濾波器3，及其一負1 輸入 端連接於該電源裝置控制系統之接地GND，藉此一單=輸 出係得自該電壓檢測電路5之正及負輸入端。 " 該輸出電壓檢測電路5以其一輸出側連接於—有效電壓 數値計算電路8 ’用於計算來自該電路5輸出電壓之每重嗄 週期之-有效値，該電路8以其_輸出侧連接於―比較哭^ =負輸入端。連接於該比較器9之正輸入端係一參考有效電 壓=產生電路10，用於產生經由該電源裝置所產生之一參 考％壓有效値（參考有效電壓値）。該比較器9係以其一 輸出側連接於一控制函數外置雷致1】 、L數冲具％路11’孩電路基於經由該 又為H 结果’計算諸如一線性函數之控制函數。 =控制函數計算電路u係以其_輸出側連接於—波幅控 *二2 ’使：制來自一目標波形成電路14之-目標波輸 蛔度。孩波幅控制電路12以其另一輸入側 :Γ3::輸出側’該比較器係在具有由參考正弦波形成： 婉於出赫兹及60赫兹商業用頻率之—正弦波，及 壓檢測電路5所檢測之輸出電壓之間，傳送哕差信 (或一相各診萁处、▲ 』1寻运Θ差値 控制”, )。該波幅控制電路12傳送-波幅 目標波之幅度，以反應於由控制函 之該差値。 控制函數’及由該比較器20所傳送 本紙張尺度適用
11 - 297公釐T 11—----------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 504890 A7 B7 五、發明說明（9 該波幅控制電路12係以其一輸出侧連接於該目標波形成 私路14，使產生一目標波，以反應於該電路12之控制訊號 之幅度。該目標波形成電路14以其一輸出侧連接於一點火 角度控制裝置1 5，用控制構成該循環換流器cc之每該閘流 體SCRkzt之-閘極之點火角度，以及連接於—比較器狀 一正輸入端。 该點火角度控制裝置15係包含一正閘極控制裝置丨5a，用 於控制該正換流器BC1閘流體SCRk+之閘極（文後稱爲”該 正閘極"）之點火角度，及一負閘極控制裝置丨5b，用於控制 該負換流器BC2閘流體SCRk>之閘極（文後稱爲I，該負閘極，，） 之點火角度。 該正及負閘極控制裝置l5a、15b各有六個比較器，圖中 未示，每一比較器將目標波與一同步訊號，文後稱爲（參考 錄㈣波）比較’及當兩波彼此相符時，觸發一相對應之閘極 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 咸比較器16係以其一負輸入端連接於該輸出電壓檢測電 路5之輸出側，及以其一輸出端連接於該正閘極控制裝置 15a及該負閘極控制裝置i5b。該比較器16將來自該輸出電 壓測電路5所傳送之電壓與該目標波作比較，及根據兮比 較結果選擇性地傳送一高（H)位準訊號及一低位準訊號 〇 當該Η位準訊號由該比較器16傳送時，該正閘極控制裳 置15a係致動，而該負閘極控制裝置15b解除。在另_方面 ’當該L位準訊號由該比較器16傳送時，該正閘極控制裝冒 -12- 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 504890 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（1〇) 1 5a係解除，而該負閘極控制裝置15b致動。 該三相副線圈2之輸出側係連接於該同步訊號形成電路 18 〇 圖4表示該同步訊號形成電路丨8之結構。如圖中所表示， 該電路18係由六個光耦合器pck (k=l、2、…、6)及六個 二極體 Dk (k=l、2、···、6)所形成。 由三相副線圈2所得之該三相交流（換言之U-相電流、V-相電流及W-相電流）成份係供給到一經由該分別六個光耦 合器PCk，及六個二極體Dk之主姜光射二極體（LED's)所形 成之三相全波橋式整流器FR。經由該三相全波整流FRA 整流之該二相交流全波之直流成份係經主要光射二極體轉 換爲光，及接著該光係經第二光感應器，圖中未示，連同 該光耦合器PCk主要光射二極體轉換爲電流。簡單來説， 對應於經由該三相全波整流器RF所整流之三相交流全波 之電流係由該光耦合器之第二光感應器所傳送，該電流係 用於形成具例如一鋸齒波形之同步訊號，使控制每該閘流 器SCRk土閘極之相位控制角度（點火角度）α，其詳細敘述如 圖5表示施加於如圖3或4所示之該υ、V及W三相交流電 源之分別相位對之間，線對線電壓中之變化，及光耦合器 PCk導通時序。 假設該線對線電壓（U-V、U-W、V· W、V-U、W-U及W-V) 之變化如圖5所示，來自該三相全波.整流器fr之全波整流 輸出波形，具有一由該主線圈所得之每線對線電壓波形六 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^ · I I I l· 1 I I «ΙΙΙΙΙ — — . -13-
五、發明說明（11) 分心一爻重覆週期。例如，當U_v電壓在一60。到12〇。 位角範圍時，其間該U.V電壓係所有線對線電壓之最 唇，該光搞合器PC1及PC5係成對開啓（其它轉合器關 因此該三相全波整流器FR在一電壓相當於該u_v電壓之下 傳送電流。換言之，該三相全波整流器叹在—電壓相去於 該所有線對線電壓之最大値之下傳送電流，以便該:备 壓重覆週期相當於一60。之相位角度，及因此等於該主線 圈三相輸出電壓重覆週期之六分之一，而該主線圈=相輸 出電壓係相當於一 36〇〇相位角度0 如 圖5另表示每閘流體SCRk 土閘極點火（開啓）時序之一可 控制範圍，其係設定於一相對應於線對線電壓之丨2〇。到 〇之相位角度範圍，以經由網狀線部份（換言之丨20。及 6〇°之點火角度）所指示每閘極點火時序之兩範例，敘述如 後。 σ 根據此時序，該正換流器BC1之每閘極係點火（開啓）以藉 此傳送電流，及該負換流器BC2之每閘極係開啓另藉此吸 收電流。 母庸多言，該閘極不需要連續開啓於該可控制範圍之所 選擇部份，但一預定脈衝在一經由該網狀線部份（例如對靡、 於120°及60°之點火角度之一）所指示之時序應用，致使其 完成相同於上面之操作。 圖6Α到6D表示當該正及負換流器BC1及BC2之閘流f4 SCRk士觸發於120°及60°分別之點火角度時，所得該循環 換流器之輸出波形範例。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -- — III·--—訂丨丨 — I — I 丨' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（12) 圖6A表示當該正換流器Bci之每閘流體SCRk+開啓於一 120。之點火角度沒時，所得該循環換流器CC之一輸出波形 ’及圖6B表示，當該負換流器bC2之每閘流體SCRk-，係開 啓於一 120之點火角度沈時，所得相同之一輸出波形。在 另一方面’圖6C表示，當該正換流器BC1之每閘流體sCRk 係開啓於一 60。之點火角度“時，所得相同之一輸出波形 ，及圖6D表示，當該負換流器bC2之每閘流體SCRk-係開啓 於一60°之點火角度從時，所得該循環換流器cc之一輸出 波形。 當該正換流器BC1之每閘流體SCRk+係開啓於該120。之 點火角度α時，該循環換流器cc之輸出波形表示，如圖6A 所示之全波整流電流波形。當該正換流器BC丨之每閘流體 SCRk+係開啓於一 60。之點火角度“時，該輸出波形包含 許多如圖6C所示之諧波成份。然而，這些諧波成份能經由 低通遽波益，連接於該循環換流器c C之輸出側，使得電 流係輸出於一平均電壓。如上文所散述，假設該電源供給 到循環換流器係一具二十四極之三相發電機，及該引擎轉 速係設定於3600每分鐘轉速，該諧波成份之一基本波頻率 ’係經下面方程式所給予： 60赫茲（=3600每分鐘轉速）/8(第-次諧波）\3(相）\ 2(半波）（=1全波）=2.88千赫茲 再者，經改變該正換流器BC1之每閘流器之點火角度α 於一 〇°到120。範圍内，該循環換流器CC係能夠如所希望 ________ -15- _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---- ---------! 裝·丨丨 I -L---訂·! ---I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 504890 A7 B7 ___ 五、發明說明（13) 產生一正電壓，其具有一平均電壓於一 0伏特到一正全波整 流電壓範圍内。以相同方式，經改變該負換流器BC2之每 閘流器之點火角度α，該循環換流器CC，係能夠如所希望 產生一負電壓，其具有一平均電壓於一 0伏特到一負全波整 流電壓範圍内。 接著將敘述控制該點火角度α之方式。 圖7表示所產生參考鋸齒波用於控制該循環換流體閘流 體之點火角度α。如圖中所示之參考鋸齒波基於各別電流 ，經由如圖4所示光耦合器PCk之第二光感應器之檢測，換 言之，從其取出而產生。 一種用於控制該正換流器BC1之閘流體之參考鋸齒波， 例如，其在一 120 °到-60 °相角範圍内改變電壓，及假設0 伏特在一 0 °相角。參考鋸齒波於其緊鄰之間每一具有一 60°相差，其連續分別對應於該閘流體SCRk+，即SCR1+、 SCR6+、SCR2+、SCR4+、SCR3+、及 SCR5+。 在另一方面，一種用於控制該負換流器BC2之參考鋸齒 波，例如，其係對稱用於該閘流體SCR1 +之鋸齒波，且對 應於一水平零電壓線，換言之其具有一 180°之相差。類似 於該正流器BC 1，參考鋸齒波於其緊鄰之間每一具有一 60°相差，其連續分別對應於該閘流體SCRk-，m，SCRl-、SCR6-、SCR2-、SCR4-、SCR3-、及 SCR5-。 如此，該十二鋸齒波提供各別參考波形，用於控制該正 及負換流器BC1、BC2之閘流體SCRk士。這些鋸齒波經使 用具備十二條通道之比較器，圖中未示，比較一目標波形r -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） -----------·裝----l·---訂---------^_wl <請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 504890 五、發明說明（μ) ，及每鋸齒波與該目標波形之交差點 SCRk土之點火角度。 經利用一如該目標波之正 一 角度σΛ ^ _ 波，猎此正弦地改變該點火 。由该崎流器啡到-正弦輸出波形是可能的 在圖厂，該點火角度之可控制範 120到〇。之範圍，擴展到—120。 α叮《 ϊ ^ ^ 2υ到-6〇 〈範圍。用於如 擴展ι點火角度可控制範園之原因係如下： 12二二循㈣泥器CC中，其中該點火角度係控制於 時一正 範園，當-電容負載連接於其輸出端，及 電位存在於該負載側時，如果該循環換流器cc之 山：f係控制減少，在每閘流體㈣土之點火角度及該 之間，產生一不連續關係，這將使其不可能達成 Τ輸出電壓。換言之，當一正電位存在於負載側時，爲 乂輸出電壓，其將需要吸收負載側上之正電荷。然而， 一。般循環換流器中，因爲該點火角度從係控制在。〇。’ 〇之限制範園内，其不可能使該正換流器Bci在負載側 收正電荷，及因此該負換流器BC2必吸收該電荷。當該 $流器BC2吸收正電荷時，因爲㈣該負換流器Bc2 = 包壓，能如上面所述，由該負全波整流電壓改變到〇伏特 該負載側上之正電荷突然到到〇伏特，導致輸出電壓之不 績。如果點火角度之可控制範圍，係擴展到12〇。到 時’其可能經負換流器BC2吸收該正電荷，使達成—正 出電壓，以便輸出電壓中沒有不連續產生，藉此使其可’ 決定每對應閘流體 同 訂 穩 減 在 到 吸 負 出 連 ith I _ -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵G χ 297公爱 ^04890 A7
五、發明說明（15) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 確保該控制之穩定性。 然而’如果該可控制範圍係如此擴展到負載側，如圖8 所不’孩正及負換流器BC][及BC2之輸出範圍彼此重疊，使 得在該目標波r及每鋸齒波之間，存在兩交叉點TO丨及了〇2 ’及因此其不可能判斷，該正及負換流器BC丨及BC2哪一個 ，必須選擇用來觸發該閘流體SCRk±相對應之一閘極。爲 解決此問題，在本實施例中，根據如上述比較器丨6之比較 結果，選擇該正及負換流器BC1&bc2其中之一。 再次參考圖1，該同步訊號形成電路18之輸出側係連接於 邊正閑極控制裝置丨5a，及該負閘極控制裝置丨，在該同 步訊號形成電路1 8及該正及負閘極控制裝置！ 5a及丨5b之間 之$接線係每一經由六條訊號線所形成，而該訊號線係連 接每該正及負閘極控制裝置15a及15b之六個比較器所分別 相對應之一，以如上述相關於圖7及如圖7所示之時序，具 k伸鋸齒#伤之分別鋸齒波，用於供給它們。 正控制裝置15a六個比較器之輸出側係連接於該正換 流斋BC 1換流器SCRk+所分別對應之一閘極，而該負控制裝 置15bTT個比較器之輸出側，係連接於該負換流器bc2換流 器SCRk-所分別對應之一閘極。 /雖然在本實施例中，結構該同步訊號形成電路丨8，使其 二成同步訊號（參考鋸齒波），以反應來自該三相副線圈2之 相輸出’這是沒有限定性，但可應用一單相副線圈，以 替弋相田】線圈2，使形成一同步訊號，以反應該單相輸出 本紙張尺度_ •----------丨 裝-----r--丨訂--------· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Α7 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明說明（16) 接著，將敘述結構如上述之電源裝置之操作。 當轉子R經該引擎驅動旋轉時，電壓係產生於如上述該三 相主線圈1之三相輸出端。然後，當每該閘流土之 閘極’經點火角度控置裝置丨5觸發時，該循環換流器Cc傳 送電流，及該濾波器3由該電流去除諧波成份。該輸出電壓 檢測電路5檢測該電流之電壓。該有效電壓檢測電路8基於 所檢測之電壓’計算每重覆週期電壓之有效値，及產生該 計算有效値之一指示訊號。 邊比較斋9將每重覆週期之有效値，與由該參考有效電壓 値產生電路10所傳送之參考有效電壓値作比較，及控制函 數計算電路11基於比較結果，計算該控制函數（線性函數） 以傳送該計算函數。更特別地，該控制函數計算電路丨^計 算該線性函數，使得當來自該參考有效電壓値產生電路i 〇 之參考有效電壓値，及來自該參考有效電壓値產生電路8 之每重覆週期參考値之間之差値變大時，該線性函數之一 比例係數（比例常數）將增加。 該比較器20將在來自該參考正弦波形成電路1 3之參考正 弦波輸出，及經輸出電壓檢測電路5所檢測之輸出電壓之間 之差値，傳送到該波幅控制電路12。 基於如上述來自該比較器2 0所傳送之差値，及該控制函 數計算電路11所計算控制函數之間之差値，該波幅控制電 路12產生一控制訊號，用於控制由該目標波形成電路14所 傳送之目標波（50赫茲或60赫茲之正弦波），及該目標波形 成電路14基於該控制訊號，形成該目標波及傳送該波到比 -19· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝-----=----訂--------. A7 A7 B7 五、發明說明（17) 較器2 1。 心比較器16將由该目標波形成電路丨4所傳送之目梗 :::=電壓檢測電路5之檢測電壓作比較。當前：電壓 '於後者時一高位準(H)訊號由該比較器16所傳送，以致 力β正閘極控制裝置15a ’ ^而當前者電壓低於後者時，一 ==。)訊號由該比較器16所傳送，以致動該負閘極控制 —该正閘，控制裝置15a及該負閘極控制裝置⑽所選擇之 各將來自該目標波形成電路14之目標波與來 自孩冋V訊號形成電路18之—對應鋸齒波作比較，及 標波符合或交又該鋸齒波時，一具預定波長之單擊脈ς係 由孩閘極控制裝置15傳送到該閘流體SCRk±所相對應之 一閘極，以控制其點火角度。 〜 圖9A，D係有利於直覺上瞭解，經由本發明之該電源裝 置所成 < 控制程序。圖9八表示經由該有效電壓値計算電 路8所計算之該輸出電壓之每重覆週期有效値之變化，其: 薇輸出電壓由於某些原目，由⑽伏特降到9()伏特時所產^ 。圖崎示在圖9A中之有效電壓値超過-重覆週期之變化 、’同時與經由該參考正弦波形成電路13所形成該參考正弦 波中严變化。圖9C表示當該波形基礎回授控制(主要經由如 圖所π方塊5、13及20所完成·），及該有效値基礎回授控制 (β•、要二由如圖1所示方塊8到11所完成）係分別完成時，電 壓波形供給到該波幅控制電路12。 如圖9Α所示當輸出電壓在一時間點〇，且由100伏特到9〇 私紙張尺度適财國國家標準χ挪2^楚） #裝-----r---訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（18) 、 ' 重覆週期之有效電壓値以一重覆週,之g 後，跟隨該降低之電壓 重後迥奴時間落 回授控制，不會有嗖防…〃必須瞭解該有效値基礎 波動，或連接於=二自二擎轉速波動之輸出電壓 改變。 原裝“另參閲圖9C)之負載中—迅速 相反地，如圖9B所示，該參 低之影塑，以彻、、+ ^ 弦波不又该輸出電壓降 心；正：基礎回授控制能幾乎在即時中，影 考正弦波及輸出電壓之間該差僅之回授， 非 =效=止源自該引擎轉速中波動之輸出電 ^㈣源裝以另參閲圖9〇之負載中一迅速改變。Μ 輸^壓=2施加該波形基礎回授控制，用以控制該 :卜中均衡緩慢之波動’需要—非常大的回授增益， /此降低孩輸出電壓控制之穩定度。因此，該有效値基 :回杈控制係施加於像這樣該輪出電壓中缓慢之； 此抑制該回授增益，使維持該控制穩定度。. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3上述，如本實施例，爲克服該輸出電壓中之波動，兮 有效値基礎回授控制及該波形基礎回授控制係组合在一= ，用。因此’其可能經由減少該回授增益，完成更穩定回 杈控制’及同時根據源自該引擎轉速中之波動之輸入電壓 皮動，使充份克服所產生該輸出電壓中之波動。 再者’該三相發電機經該循環換流器CC，不論該三相發 電機輸出頻率，而能控制到一預定頻率，換言之，該電^ 輸出頻率係根據該驅動源之轉速，諸如一引擎，類似於上 述先前技藝之反相器發電機。因此，其可能經由：相當高 …—丨―-… _, 21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 504890 A7
轉速下之驅動源所驅動之發電機，使得到一高輸出，藉此 該發電機能減少尺寸及重量。 再者，如本實施例，其可能直接將該交流發電機之高頻 輸出，轉換爲一具預定低頻，諸如一單相商業用頻率之交 流輸出。因此，電源電路組成配件數目能大量減少，其大 量構成製造成本大量減少。 再者，當一具多極之永磁發電機使用爲該發電機時，傳 送到該循環換流器之電壓，將根據是否該電源裝置在一無 載條件’或在一負載條件之下而大量地改變。因此，本電 源裝置能夠有效地控制輸出電壓中之波動。然而，使用永 磁發電機將簡化同步訊號之形成。 另外，該發電機之轉子R也能夠使用爲該引擎之飛輪，這 將容許該整個電源裝置在尺寸上設計得更爲緊密。 雖然在上面貫施例中，計算每重覆週期之一有效電壓， 以便儘速使得該電源裝置，克服該輸出電壓中之波動，這 疋沒有限定性的，但如果最高優先順序給予更爲穩定之控 制’而非快速反應，可計算一有效電壓値，使超過複數重 覆週期。 I-------I--^ -----Γ---訂---------^9. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）