506185 A7 B7 五、發明說明（ 發明背景 發明範圍 本發明關於一電源裝置，其產生一含有一商業頻率或一 相同頻率之單相交流電源。 先前技藝 一般來講，一電源裝置係一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 閒娛樂、等等。 然而，在此一般電源裝置之型式中，該輸出頻率係根據 該引擎之旋轉速度。因此，就一雙極發電機而論，爲得到 一 5 0赫茲（或6 0赫茲）之交流輸出，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 相當低的轉速，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7-67229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旋轉速度，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 電源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公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------—訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 506185 Α7 Β7 五、發明說明（2) 直流電源之電路，因此需要使用許多昂貴的電源電路組 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。 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旋轉速 度，及因此產生該交流電源之交流頻率係高於一商業用頻 率，而不用執行交流到直流轉換。 然而，在該一般循環換流器發電機中，因爲經該發電機 所產生之該交流電源，係直接轉換爲具該預定頻率（商業 用頻率）之交流電源，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發 電機形式時，將迅速減少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，當該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。 又 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) 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控制方法，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 大的回授增益，使其很困難達成該發電機穩定控制。 此問遞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^ -5- — 本紙張尺度適財國國家標準（CNS)M規格（21() χ 297公髮） ———_. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 ""—丨" "—— 五、發明說明（3 ) 效値，及基於該檢測有效電壓値，$成回授㈣，因此減 少該回授增益，以致使該發電機完成更穩定回授控制。 該循環換流器如上述所修正，能充份克服由一該輸入電 塵迅速改變所導致該輸出電壓之不對稱波動，而該輸入電 壓迅速改變，係當該電源切換於一其無載條件及一負載條 件（間時所產生。然而，該電源係經_具變化之相當高轉 速操作之引擎，驅動該發電機所產生，及像這樣交流電源 係直接轉換爲具一預定頻率（商業用頻率）交流電源，而不 用轉換爲直流。因此，該發電機不可能充份克服根據該輸 入電壓波動所產生之輸出電壓之波動，而該輸人電壓波動 由該引擎轉速之波動所引起。因爲一用於檢測其每重覆週 期之該輸出電壓之-有效値所需要之時間期間，係可觀地 長於-時間週期，在此期間，該輸入電壓之改變，將根據 該引擎轉速之改變而發生，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 3600每分鐘轉速旋轉驅動該發電機，及一額定負載係連接 於該電源裝置，該引擎旋轉速度將在36〇〇每分鐘轉速土 每分鐘轉速之範圍變化。在此引擎轉速變化範圍内，特別 在一引擎爆發衝程内，在其期間該引擎轉速之變化，隨二 尖銳上升梯度連續經過約5毫秒時間週期而發生。在2 一 方面，假設該循環換流器發電機交流輸出頻率係一商業用 頻率，換j心5 0赫茲，一用於檢測其每重覆週期輪出電壓 之一有效値所需之時間週期係2〇毫秒。此意謂著，當:因 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝---- 訂--------- 506185 A7 B7 五、發明說明（4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 素已檢測完成其基礎有效之回授控制，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出電壓有效値之方法，不能致使 咸包^裝置根據經由该引擎旋轉速度中之波動所產生該輸 入兒壓中之波動，而充份克服所產生之該輸出電壓中之波 動0 1明」既論 本發明目的係提供一電源裝置，其可經由減少該回授增 =二執行穩定回授控制，及同時，使充份克服根據該輸入 =壓中（波動，所產生之該輸出電壓中之波動，而該輸入 私壓中之波動，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。 爲得到上述目的，本發明提供一電源裝置，包括： 一引擎； ° 一具三相輸出繞組之三相發電機，及經該引擎所驅動； 一對可變控制橋式電路，其連接該三相發電機之三相輸 =繞組，及以反並聯方式彼此連接，使形成一循環換: 器，用以產生一單相交流供給到一負載； 、有效電壓値檢測裝置，其用於檢測一經該對可變控制橋 式電路所產生之該單相交流電壓有效値； * 參考有效電壓產生裝置，其用於產生一參考有效電墨， 使控制該單相交流； ’ 目標波形成裝置，其用於形成一目標波，使得經由該有 效電壓値檢測裝置所檢測之該單相交流電壓有效値，更接 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝·---- ' — — — — — I — Ρ 7- 五、發明說明（5) 近於一經由該參考有教泰厭立 電壓有效値； 考有效 ㈣裝H基於經由該目標波形成裝置所形成之該目 ^，㈣形成該對可變控制橋式電路之切換控制，使得該 對可變控制橋式電路係交麸 、 曰刀換以操作該單相交流每半重 覆週期； 旋轉波動檢測裝置，其料檢測其—旋轉週期中之該引 擎之一轉速中之波動； 相反特性訊號產生裝置，其料產生—相反特性訊號， 使具有4争性，相反於經由該旋轉波動檢測裝置所檢測之 該引擎轉速中波動之特性；及 校正裝置’其基於經由該相反特性訊號產生裝置所產生 之相反特性訊號，用於校正該目標波之幅度。 較佳地，該有效電壓檢測裝置檢測該有效値於該單相交 流電壓之一預定數目之重覆週期。 較佳地，該單相交流電壓之該預定數目重覆週期，係一 重覆週期。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 --I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 參 較佳地，該電源裝置，包括一同步訊號形成電路，用以 形成一同步於該發電機輸出頻率之同步訊號，及該旋轉波 動檢測電路，基於由該同步訊號形成電路所傳送之同步訊 號，檢測該引擎轉速中之波動。 w 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，將由下面詳細敎 -8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 ___B7 五、發明說明（6 ) 述，參考相關附圖而變得明白。 H式之簡充明 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1係本發明貫施例，概要地表示一電源裝置整個配置 之方塊圖； 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係表示如圖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1 8範例之電路圖； 圖5係如圖6 A到6D或7中之一！；相、一¥相及一^相之 間所施加電壓之變化、光耦合器開啓時序、閘流體閘極開 啓時序之時序圖； 圖6 A係表示當每一其閘流體觸發於一丨2 〇度之點火角度 時，所展示一正換流器輸出波型之圖型； 圖6 B係表示當每一其閘流體觸發於一丨2 〇度之點火角度 時’所展示一負換流器輸出波型之圖型； 圖6C係表示當每一其閘流體觸發於一 6〇度之點火角度 時，所展示一正換流器輸出波型之圖型； 圖6 D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； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖7係表示所產生之參考鉅齒波，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9 A到9 D係有利於說明經本實施例所應用之基本方 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐）--*---- 屬185 五、發明說明（7 ) 用於去除經忒引擎旋轉速度波動所導致之輸出電 動（脈波）之圖型。 較佳實施例蔓j 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。 在圖中參考編號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、％、’泉（此後稱爲“三相主線圈”），及參考編號2標記一三 相輔助輸出繞線（此後稱爲“三相副線圈”）。 一 圖2A及2B分別地表示交流發電機在縱向截面及橫向截 面之結構。該三相主線圈丨，係由形成二十一極之線圈於 面積A 1内所形成，該三相副線圈2係由形成三極之線圈於 面積A2内所形成。一轉子尺係以八對磁極永久磁鐵所形 成，及經一内燃機旋轉所驅動，其未表示。該轉子尺也充 擔該引擎之飛輪。 再’人參考圖1 ’該三相主線圈1具有三輸出端U、v及 w，其連接於一循環換流器c c之每正及負換流器B c i及 BC2之分別輸入端。 圖3如圖1所示該循環換流器c C之結構。如圖中所示， 該循環換流器CC係由十二個閘流體sCRk±(k=l、2···、6)所 組成’以其六個閘流體s c R k +形成一橋式電路（此後稱爲 4正換流益”）B C 1 ’用於傳送正電流，及其剩餘六個閘 流體SCRk-形成另一橋式電路（此後稱爲‘‘該負換流 器”）B C 2，用於傳送負電流。 10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁)
n »1— tn n n Ik n 一 口、a n ϋ I p 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 506185 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（8) 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SCRK4個閘極）之三相產生器，連接於崾引擎 驅動之循環換流器CC時，該引擎曲軸每—旋轉，有八周 $之三相交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450〇每分鐘轉速之範圍（相等於 赫兹到75赫兹頻率範圍）時，來自發電機三相交流輸出之 喪、率係1 6 0赫知到6 〇 〇赫兹，將八倍於該引擎轉速。 再，入參考圖1，该二相主線圈丄之三輸出端口、V及^係 如j·面所提及，分別連接於該循環換流器cc每正及負換 机器BC1及BC2之輸入端U、V&W。該循環換流器cc輸 出侧係連接於_LC遽波器3，用彡去除來自該循環換流哭 cc(輸出電流諧波成份。該⑴慮波器3之輸出側係連接 於-輸出電壓檢測電路5，用於檢測由該^遽波器3所傳 运，，具有去除諧波成份之該輸出電流之電壓。該輸出電 檢d呢路5以其一正輸入端連接於該L c濾波器3，及以 一負，入端連接於該電源裝置控制系統之接地G N d， 此一單相輸出係得自該電壓檢測電路5之正及負輸入端。 該輸=電壓檢測電路5以其一輸出側連接於、一有效""電 數値計算電路8，用於計算來自該電路5輸出電恩之每: 週期之一有效値。該電路8以其一輸出侧連接於—比較> 之負輸入端。連接於該比較器9之正輸人端係—表考又有者 電壓値產生電路10，用於產生經由該電源裝置所產生之 參考電壓之-有效値（參考有效電壓値）。該比較哭9係 其一輸出側連接於一控制函數計算電路n，該電路基於 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 蜃 其 藉 壓 覆 器9 效 以 經 —訂--------- Ρ 五、發明說明（9 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印制衣 由#亥比較器9之比較結果，計嘗斗 數。 D ~線性函數之控制函 該控制函數計算電路u以其一 泰路〗？，俅扣在丨十 侧連接於一波幅控制 私路1 2，使控制來自一目標波形 剌 出之幅度。該波幅控制電路12以％ 目標波輸 較器20之輸出侧，該比較器在具有侧連接於—比 、 ’田參考正弦·波成型雷 13所傳送之50赫茲及6〇赫兹商業用頻率之一正弦波，及 經輸出電壓檢測電路5所檢測之輸出電I之間，傳送 値（或-相當該差値之數値）。該波幅控制電和，傳送_ =制訊號，用於控制該目標波之幅度，以反應 :數計算電路"所傳送之控制函數，及由該比較器20 所傳送之该差値。 該波幅控制電路12以其_輸出側連接於該目標波形成 路1 4，使產生一目標波，以反應於該電路1 2之控制訊肌 =幅度。該目標波形成電路14以其一輸出侧連接於一比較 益2 1之正輸出端。另_方面，一旋轉波動檢測電路η 其基於來自一同步訊號成形電路18之同步訊號，檢測該 擎轉速中之波動，參考於後，具有其—輸出側，連接於一 增益調整電路23。該增益調整電路23，調整來自該旋轉 波動檢測電路22之輸出位準，換言之，產生一相反特性訊 號，其係經由調整來自該旋轉波動檢測電路22之輸出幅度 所形成，使得該合成相反特性訊號具有一特性，其相反於 該引擎轉速中之波動特性，用於改變該目標波之幅度 傳送该相反特性訊號到比較器2丨之一負輸入端。該比 12 本紙張尺度適用中國國家標準（cns)a4規格（21Q x 297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裳—— %號 引 及較器 tils — ! —
P 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5〇6185 A7 -^一 _ B7____ 五、發明說明（1〇) 21係以其一輸出側連接一點火角度控制裝置1 5，用於控 制構成該循環換流器C C每閘流體SCRk士閘極之點火角 度，以及控制一比較器1 6之一正輸入端。 該點火角度控制裝置1 5係包含一正閘極控制裝置1 5 a， 用於控制該正換流器B C 1閘流體SCRk+之閘極（此後稱爲 ‘‘該正閘極”）之點火角度，及一負閘極控制裝置丨5 b，用 於控制該負換流器B C 2閘流體SCRk-之閘極（此後稱爲“該 負閘極”）之點火角度。 該正及負閘極控制裝置1 5 a、1 5 b各具有六個比較器， 圖中未示，每一比較器將目標波與一同步訊號（參考鋸齒 波）比較，參考於後，及當兩波彼此相符時，觸發一相對 應之閘極。 该比較器1 6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 1 5 a，及該負閘極控制裝置丨5 b。該比較器丨6將來自該輸 出電壓檢測電路5所傳送之電壓與該目標波作比較，及根 據孩比較結果，選擇性地傳送一高（H )位準訊號及一低（L ) 位準訊號。 鲨該Η位準訊號由該比較器丨6傳送時，該正閘極控制裝 置1 5 a係致動，而該負閘極控制裝置丨5 b解除。在另一方 面，當該L位準訊號由該比較器丨6傳送時，該正閘極控制 裝置1 5 a係解除，而該負閘極控制裝置丨5 b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° (請先閱讀背面之注音Μ事項再填寫本頁) 冒· -------—訂--------- -13-
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 506185 A7 B7 五、發明說明（11 ) 圖4表示該同步訊號形成電路1 8之結構。如圖中所表 示，該電路1 8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，及六個二極體之主要光射二極體（LED’S)所形 成之三相全波橋式整流器F R。經由該三相全波整流F R所 整流之該三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P C k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F R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±閘極之相位控制角度（點火角度）α，其詳細敘 述如後。 圖5表示施加於如圖3或4所示之該U、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 P C k開啓時序。 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_三相全波整流器F R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 分之一之重覆週期。例如，當U - V電壓在一 60 °到120 ° 相位角範圍時，其間該U - V電壓係所有線對線電壓之最高 電壓，該光耦合器P C 1及P C 5係成對開啓（其它耦合器關 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------I I ^ --------訂---------*^__w (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 506185 五、發明說明（12) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ’因此孩三相全波整流器 壓下傳送電流。換言之，該三相全波整 壓相當於該所有線對線電壓之最大値之下，=電= :::出：壓重覆週期相當於一6〇。之相位角度，及因此 三相輸出電壓重覆週期之六分之-，該主綠 圈二相輸出電壓係相當於一 360。相位角度。 、圖5〜另表示每閘流體scRk土閘極點火（開啓）時序之一可 範園係設定於一相對應於線對線電譽之⑽。到 0 (相位角度範圍，以經由網狀線部份（換言之120。及 60/〈〈點火角）所指示每閘極點火時序之兩範例，敛述 如後。 “根據此時序，该正換泥器B C丨之每閘極係點火（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。 毋庸多言，該閘極不需要連續開啓於該可控制範圍所選 擇邵份，但一預定脈衝在一經由該網狀線部份（例如對應 於120°及60。之點火角度之一）所指示之時序應用，致使 其元成相同於上面之操作。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖6 A到6 D表示當該正及負換流器b c 1及B C 2之閘流體 SCRk±，觸發於12〇。及^〇。分別之點火角度時，所得該 循環換流器之輸出波形範例。 圖6 A表示，當該正換流器B C 1之每閘流體sCRk+係開啓 於一 120°之點火角度α時，所得該循環換流器cC之一輸 出波形，及圖6 Β表示，當該負換流器β C 2之每閘流體 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 506185 A7 B7 ___ 五、發明說明（13) SCRk-係開啓於一 120。之點火角度以時，所得相同之一輸 出波形。在另一方面.，圖6 C表示，當該正換流器b C 1之 每閘流體SCRk+係開啓於一 6 0。之點火角度α時，所得相 同之一輸出波形，及圖6 D表示，當該負操流器B c 2之每 閘流體SCRk-係開啓於一 ό 0。之點火角度從時，所得該循 環換流器C C之一輸出波形。 當该正換流器B C 1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C C之輸出波形表示，如圖 6 Α所示之全波整流電流波形。當該正換流器B c丨之每閘 流體SCRk+係開啓於一 6 0。之點火角度α時，該輸出波形 包含許多如圖6 C所示之諧波成份。然而，這些諧波成份 能經由一低通濾波器，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|。如上文所敘述，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： 6 0赫茲（=3 600每分鐘轉速）χ 8 (第-次諧波）χ 3 (相）χ 2 (半 波）（=1全波）= 2.88千赫茲 再者，經改變該正換流器BCli每閘流器之點火角度α 於〇到120範圍内，該循環換流器c c係能夠如所希 望產生一正電壓，其具有一平均電壓，於一〇伏特到一正 全波整流電壓範圍内。以相同方式，經改變該負換流器 B C 2之每閘流器之點火角度，該循環換流器C c，係能 夠如所希望產生一負電壓，其具有一平均電壓，於_〇伏 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 —tl------------鲁- -16-
506185 A7 B7_ 五、發明說明（14 ) 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Of之方式。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 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。如圖中所示之參考銀齒波基於分別電 流，經由如圖4所示光耦合器P C k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B C 1之閘流體SCR1 +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+ 〇 在另一方面，一種用於控制該負換流器B C 2之閘流體 SCR卜之參考鋸齒波，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 有與閘流體SCR1 +之鋸齒波一 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-，即SCR1-、SCR6-、 SCR2-、SCR4-、SCR3-、及SCR5-。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 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B C 1、B C 2冬閘流體SCRk 土。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，及每鋸齒波與該目標波形之交差點，決定每對應閘 流體SCRk土之點火角度。 經利用一如該目標波之正弦波，藉此正弦地改變該點火 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 506185 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 —" -—五、發明說明（15 ) 角以，由該循環換流器c C得到一正弦輸出波形是可於 的0 在圖7中，該點火角之可控制範圍由如圖5所示之_12〇。 到0 °之範圍，擴展到一 120 °到-6〇。之範圍。用於如此 擴展該點火角可控制範圍之原因係如下： 在一般循環換流器cc中，其中該點火角係控制於—12()。 到0°之範圍，當一電容負載連接於其輸出端，及同時〜 正電位存在於該負載側時，如果該循環換流器C c之輸出 電壓:係控制減少’在每閘流體SCRk 土之點火角及該輪出電 壓之間，產生一不連續關係，這將使其不可能達成穩定^ 出電壓。換T之，當一正電位存在於負載側時，爲減少輪 出電恩’其將需要吸收負載側上之正電荷。然而，在—i 循環換流器中，因爲該點火角α係控制在〗20。到0。之 制範圍内，其不可能使該正換流器B C i在負載侧吸收正電 荷，及因此該負換流器B C 2必須吸收該電荷。當該負換、、云 器B C 2吸收正電荷時，因爲來自該負換流器b c 2之輸出電 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0伏特，導致輸出電壓之不 連續。如果點火角度之可控制範圍係擴展到12〇。到_6〇。 時’其可能經負換流器B C 2吸收該正電荷，使達成一正輸 出電壓，以便輸出電壓中沒有不連續產生，藉此使其可能 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 所示，該正及負換流器BC1及BC 2之輸出範圍彼此重疊， -18- 本紙張尺度適用中國國準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公餐—) -----一 (請先閱讀背面之注咅Ρ事項再填寫本頁) 0
* I I ί I I I I · I I I .Ρ 506185 A7 B7 五、發明說明（16) 使彳于在該目標波r及每鋸齒波之間存在兩交叉點τ Ο 1及 Τ Ο 2，及因此其不可能判斷，該正及負換流器b C丨及b C 2 哪一個，必須選擇用來觸發該閘流體SCRk 土相對應之一 閘極。爲解決此問題，在本實施例中，根據如上述比較器 1 6之比較結果，選擇該正及負換流器b c 1及b C 2其中之 —~ 〇 再次參考圖1，該同步訊號形成電路1 8之輸出側係連接 於該正閘極控制裝置丨5 a，及該負閘極控制裝置i 5 b。在 該同步訊號形成電路1 8及該正及負閘極控制裝置丨5 a及 1 5 b之間之連接線係各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1 5 a及丨5 b之六個比較 益所分別相對應之一，以如上述相關於圖7及如圖7所示之 時序具延伸鋸酱邵份（各別鑛齒波，用於供給它們。 孩正控制裝置1 5 a六個比較器之輸出側係連接於該正換 流态B C 1換流器sCRk+所分別對應之一閘極，而該負控制 裝置15b六個比較器之輸出側係連接於該負換流器Β(：2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18，使其 形成同步訊號（參考鋸齒波），以反應來自該三相副線圈^ 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) 之三相輸出，這是沒有限定性的，但可應用一單相副線 圈，以替代三相副線圈2，使形成一同步訊號，以反應該 早相輸出。 接著將敘述結構如上述之電源裝置之操作。 备轉子R經薇引擎驅動旋轉時，電壓係產生於如上述該 -19- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 506185 A7 ‘ B7 五、發明說明（17 ) 二相主線圈1之三相輸出端。然後，當每該閘流體scRk 士 之閘極經點火角控置裝置觸發時，該循環換流器C c傳送 電流，及該濾波器3由該電流去除諧波成份。該輸出電譽 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。 該比較器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Z 函數計算電路1 1基於比較結果以計算該控制函數（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 1 1冲算★亥線性函數，使彳于當來自該參考有效電壓値產生電 路10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2 0將在來自該參考正弦波形成電路丨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1 2。 基於如上述來自該比較器20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1 2產生一控制訊號，巧於控制由該目標波形成電路i 4 所傳送之目標波（5 0赫茲或6 0赫茲之正弦波），及該目標 波形成電路1 4基於該控制訊號，形成該目標波及傳送該波 到比較器2 1。 當來自目標波形成電路1 4所傳送之目標波包含源自該引 -20 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------—裝--------訂---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) :>υο丄幻 A7
五、發明說明（1S) 擎轉速波動之成份，基於該相反特性訊號輸人比較來自該 増益調整電路23之負輸入，該比較器川將去除來自目標 波之成份。然後’該比較器! 6將去除源自一波動成份之目 標波，與來自該輸出電壓檢測電路5之該檢測電壓作比 ，。當前者電壓高於後者時，—高位準（H)訊號由該比較 器1 6所傳送，以致動該正閘極控制裝置丨5 &，然而當前者 電壓低於後者時，一低位準（L)訊號由該比較器丨6所傳 送’以致動該負閘極控制裝置1 5 b。 该正閘極控制裝置1 5 a及該負閘極控制裝置i 5 b所選擇 之一之比較器，每一將來自該目標波形成電路丨4之目標 波，與來自該同步訊號形成電路丨8之一對應鋸齒波作比 較，及當目標波符合或交又該鋸齒波，一具有預定波長之 單擊脈衝係由該閘極控制裝置丨5傳送到該閘流體SCRk 土 所相對應之一閘極，以控制其點火角度。 圖9 A到9 D係有利於説明經本實施例所應用之基本方 法，使去除經由引擎轉速中之波動所導致之輸出電壓之波 動（脈波）。圖9 A表示一經由該引擎爆發衝程所導致引擎 轉速中波動之範例。圖9 B表示一由如圖1所示該三相主線 圈1之一預定相位所得輸出電壓之波動之範例，其係源自 如圖9A所示該引擎轉速之波動，而圖9C表示一經由圖1 所示之該輸出電壓檢測電路5所檢測之一單相輸出電壓中 之波動之範例，其係源自如圖9 A所示該引擎轉速之波 動。圖9 D表示一經該增益調整電路2 3所產生相反特性訊 號之特性，基於此以校正該目標波，使克服如圖9 a所示 -21 - 適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝----- 訂·------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制π 场185 A7
五、發明說明（I9 ) 該引擎轉速之波動。 如圖9 A所示’該引擎於一由時間t 1到時間t 2之時間期 間所完成之爆發衝程，導致一土 1 5 〇每分鐘轉速範圍中， 對於3600每分鐘轉速之額定轉速具有一尖銳上升梯度之 變化。此變化導致該輸出電流得自該三相主線圈1，使其 如圖9B脈動，結果該輸出電壓亦如圖9c所脈動。 因此，基於如圖9 D所示之該相反特性訊號，其係相反於 該引擎轉速變化（波動）之特性，經改變該目標波之幅度， 其可能去除如圖9B所示輸出電壓之脈動，及如圖9C所示 單相輸出電壓脈動。 爲此目的，該增益調整電路2 3以經由調整來自該旋轉波 動檢測電路2 2所形成之相反特性訊號，供給該比較器2 1 之負輸入端，使得該合成相反特性訊號具有一特性，其相 反於如上述圖1所示之該引擎轉速波動之特性。 如上述本實施例，有效値基礎回授控制（回授控制主要 經由圖1所示之方塊8到1 1所完成），係應用於控制該輸入 電壓或輸出電壓之缓慢波動，而波形基礎回授控制（回授 控制基本上經由圖1所示之方塊5、1 3到2 0所完成），係應 用於控制該輸入電壓中之快速波動。再者，爲控制由於該 引擎轉速中波動，所產生之該輸出電壓波動，則使用該方 法’其中該目標波幅度之改變係基於該相反特性訊號，具 有一特性，其相反於該引擎轉速中波動之特性。因此，其 可經減少回授增益，完成更多穩定回授控制，及同時根據 源自該引擎轉速波動之輸入電壓波動，使充份克服其所產 -22- 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) 0 MMmmmmmw i n n Mmmmmmmm is m 5.^I 1_> ϋ tmmf 言 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 五、發明說明（2〇) 生之輸出電壓中之波動。 再者，孩三相發電機經該循環換流器C c，不論該三相 發電機輸出頻率，而能控制到_預定頻率，換言之，該電 源輸出頻率係根據該驅動源之轉速，諸如一引擎，類似於 一2上述先前技藝之反相器發電機。因此，其可能經由在 相备咼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 b輸出因此，電源電路組成配件數目能大量減少，其大 里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 运到孩循5衣換泥器之電壓，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。然而，本電 源裝置能夠有效地控制輸出電壓中之波動。再者，使用永 磁發電機將簡化同步訊號之形成。 一另外，孩發電機之轉子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。 雖然在上面實施例中，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 是沒有限定性，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，使超過複數之 重覆週期。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---- 訂，--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 23-