TWI492512B - 開迴路電源轉換裝置 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種電源轉換裝置,特別是一種開迴路電源轉換裝置。
一相關技術之電源轉換裝置係主要包含一諧振電感、一激磁電感、一諧振電容、一變壓器及一回授電路。該回授電路包含一並聯調節器(shunt regulator)及一光耦合器。
由於該相關技術之電源轉換裝置之該諧振電感具有一均勻氣隙,所以該相關技術之電源轉換裝置必須包含該回授電路;因此,增加了成本,且電路設計(變頻)變得複雜。
為改善上述習知技術之缺點,本發明之目的在於提供一種開迴路電源轉換裝置。
為達成本發明之上述目的,本發明之開迴路電源轉換裝置係應用於一負載裝置及一輸入電源,該開迴路電源轉換裝置輸出一預設電壓至該負載裝置,該開迴路電源轉換裝置包含:一諧振電感,該諧振電感具有一非均勻氣隙;一激磁電感,該激磁電感電性連接至該諧振電感;一諧振電容,該諧振電容電性連接至該激磁電感;及一變壓器,該變壓器包含一變壓器一次側及一變壓器二次
側,該變壓器一次側電性連接至該諧振電感、該激磁電感及該諧振電容,該變壓器二次側電性連接至該負載裝置。其中當該開迴路電源轉換裝置輸出至該負載裝置之一電流增加時,該諧振電感之一電感值降低,該開迴路電源轉換裝置之一輸出電壓增益增加,藉以提高該預設電壓。
再者,如上所述之開迴路電源轉換裝置,更包含一第一開關單元,該第一開關單元電性連接至該輸入電源及該諧振電感。
再者,如上所述之開迴路電源轉換裝置,更包含一第二開關單元,該第二開關單元電性連接至該輸入電源、該諧振電感、該第一開關單元及該諧振電容。
再者,如上所述之開迴路電源轉換裝置,更包含一開關控制單元,該開關控制單元電性連接至該第一開關單元及該第二開關單元。
再者,如上所述之開迴路電源轉換裝置,更包含一第一二極體,該第一二極體電性連接至該變壓器二次側及該負載裝置。
再者,如上所述之開迴路電源轉換裝置,更包含一輸出端電容,該輸出端電容電性連接至該第一二極體、該負載裝置及該變壓器二次側。
再者,如上所述之開迴路電源轉換裝置,其中該變壓器更包含一輔助繞組,該輔助繞組電性連接至該變壓器二次側、該輸出端電容及該負載裝置。
再者,如上所述之開迴路電源轉換裝置,更包含一第二二極體,
該第二二極體電性連接至該輔助繞組、該第一二極體、該輸出端電容及該負載裝置。
再者,如上所述之開迴路電源轉換裝置,其中該第一開關單元係為一金氧半場效電晶體、一絕緣閘極雙極性電晶體、一矽控整流器或一雙極性接面電晶體;該第二開關單元係為一金氧半場效電晶體、一絕緣閘極雙極性電晶體、一矽控整流器或一雙極性接面電晶體。
再者,如上所述之開迴路電源轉換裝置,其中該變壓器係為一返馳式變壓器、一順向式變壓器、一電感電感電容諧振變壓器或一推挽式變壓器。
10‧‧‧開迴路電源轉換裝置
20‧‧‧負載裝置
30‧‧‧輸入電源
102‧‧‧預設電壓
104‧‧‧變壓器
106‧‧‧變壓器一次側
108‧‧‧變壓器二次側
110‧‧‧輔助繞組
112‧‧‧第一開關單元
114‧‧‧第二開關單元
116‧‧‧開關控制單元
118‧‧‧第一二極體
120‧‧‧輸出端電容
122‧‧‧第二二極體
Lr‧‧‧諧振電感
Lm‧‧‧激磁電感
Cr‧‧‧諧振電容
第一圖為本發明之開迴路電源轉換裝置方塊圖。
請參考第一圖,其係為本發明之開迴路電源轉換裝置方塊圖。一開迴路電源轉換裝置10係應用於一負載裝置20及一輸入電源30;該開迴路電源轉換裝置10輸出一預設電壓102至該負載裝置20。
該開迴路電源轉換裝置10包含一諧振電感Lr、一激磁電感Lm、一諧振電容Cr、一變壓器104、一第一開關單元112、一第二開關單元114、一開關控制單元116、一第一二極體118、一輸出端電容120及一第二二極體122。
該變壓器104包含一變壓器一次側106、一變壓器二次側108及一輔助繞組110。該諧振電感Lr具有一非均勻氣隙。
該激磁電感Lm電性連接至該諧振電感Lr;該諧振電容Cr電性連接
至該激磁電感Lm;該第一開關單元112電性連接至該輸入電源30及該諧振電感Lr;該第二開關單元114電性連接至該輸入電源30、該諧振電感Lr、該第一開關單元112及該諧振電容Cr;該開關控制單元116電性連接至該第一開關單元112及該第二開關單元114。
該第一二極體118電性連接至該變壓器二次側108及該負載裝置20;該輸出端電容120電性連接至該第一二極體118、該負載裝置20及該變壓器二次側108;該第二二極體122電性連接至該輔助繞組110、該第一二極體118、該輸出端電容120及該負載裝置20。
該變壓器一次側106電性連接至該諧振電感Lr、該激磁電感Lm及該諧振電容Cr;該變壓器二次側108電性連接至該負載裝置20;該輔助繞組110電性連接至該變壓器二次側108、該輸出端電容120及該負載裝置20。
該第一開關單元112係為一金氧半場效電晶體、一絕緣閘極雙極性電晶體、一矽控整流器或一雙極性接面電晶體;該第二開關單元114係為一金氧半場效電晶體、一絕緣閘極雙極性電晶體、一矽控整流器或一雙極性接面電晶體;該變壓器104係為一返馳式變壓器、一順向式變壓器、一電感電感電容諧振變壓器或一推挽式變壓器。
當該開迴路電源轉換裝置10輸出至該負載裝置20之一電流增加時,該諧振電感Lr之一電感值降低(因為該諧振電感Lr具有非均勻氣隙);該開迴路電源轉換裝置10之一輸出電壓增益增加,藉以提高該預設電壓102。藉此,達成本發明之開迴路電源轉換裝置
。
本發明之重點在於:該諧振電感Lr具有非均勻氣隙;因此,不必包含該相關技術之電源轉換裝置之該回授電路;因此,降低了成本,且電路設計(定頻)變得簡單。
然以上所述者,僅為本發明之較佳實施例,當不能限定本發明實施之範圍,即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾等,皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。綜上所述,當知本發明已具有產業利用性、新穎性與進步性,又本發明之構造亦未曾見於同類產品及公開使用,完全符合發明專利申請要件,爰依專利法提出申請。
10‧‧‧開迴路電源轉換裝置
20‧‧‧負載裝置
30‧‧‧輸入電源
102‧‧‧預設電壓
104‧‧‧變壓器
106‧‧‧變壓器一次側
108‧‧‧變壓器二次側
110‧‧‧輔助繞組
112‧‧‧第一開關單元
114‧‧‧第二開關單元
116‧‧‧開關控制單元
118‧‧‧第一二極體
120‧‧‧輸出端電容
122‧‧‧第二二極體
Lr‧‧‧諧振電感
Lm‧‧‧激磁電感
Cr‧‧‧諧振電容
Claims (10)
- 一種開迴路電源轉換裝置,係應用於一負載裝置及一輸入電源,該開迴路電源轉換裝置輸出一預設電壓至該負載裝置,該開迴路電源轉換裝置包含:一諧振電感,該諧振電感具有一非均勻氣隙;一激磁電感,該激磁電感電性連接至該諧振電感;一諧振電容,該諧振電容電性連接至該激磁電感;及一變壓器,該變壓器包含一變壓器一次側及一變壓器二次側,該變壓器一次側電性連接至該諧振電感、該激磁電感及該諧振電容,該變壓器二次側電性連接至該負載裝置,其中當該開迴路電源轉換裝置輸出至該負載裝置之一電流增加時,係因為該諧振電感具有該非均勻氣隙,所以該諧振電感之一電感值降低,該開迴路電源轉換裝置之一輸出電壓增益增加,藉以提高該預設電壓。
- 如申請專利範圍第1項所述之開迴路電源轉換裝置,更包含:一第一開關單元,該第一開關單元電性連接至該輸入電源及該諧振電感。
- 如申請專利範圍第2項所述之開迴路電源轉換裝置,更包含:一第二開關單元,該第二開關單元電性連接至該輸入電源、該諧振電感、該第一開關單元及該諧振電容。
- 如申請專利範圍第3項所述之開迴路電源轉換裝置,更包含:一開關控制單元,該開關控制單元電性連接至該第一開關單元及 該第二開關單元。
- 如申請專利範圍第4項所述之開迴路電源轉換裝置,更包含:一第一二極體,該第一二極體電性連接至該變壓器二次側及該負載裝置。
- 如申請專利範圍第5項所述之開迴路電源轉換裝置,更包含:一輸出端電容,該輸出端電容電性連接至該第一二極體、該負載裝置及該變壓器二次側。
- 如申請專利範圍第6項所述之開迴路電源轉換裝置,其中該變壓器更包含:一輔助繞組,該輔助繞組電性連接至該變壓器二次側、該輸出端電容及該負載裝置。
- 如申請專利範圍第7項所述之開迴路電源轉換裝置,更包含:一第二二極體,該第二二極體電性連接至該輔助繞組、該第一二極體、該輸出端電容及該負載裝置。
- 如申請專利範圍第8項所述之開迴路電源轉換裝置,其中該第一開關單元係為一金氧半場效電晶體、一絕緣閘極雙極性電晶體、一矽控整流器或一雙極性接面電晶體;該第二開關單元係為一金氧半場效電晶體、一絕緣閘極雙極性電晶體、一矽控整流器或一雙極性接面電晶體。
- 如申請專利範圍第9項所述之開迴路電源轉換裝置,其中該變壓器係為一返馳式變壓器、一順向式變壓器、一電感電感電容諧振變壓器或一推挽式變壓器。
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