TWI695574B - 整流機控制系統及多台直流整流機並聯下的定電壓/定電流數位控制系統 - Google Patents

Abstract

一種整流器控制系統，利用類比數位轉換器截取及數位化整流器的分流電壓，並搭配數位控制晶片比較分流電壓和參考電壓，從而發出數位控制訊號至隔離電路；隔離電路據此發出複數個脈波訊號控制整流器的運作，進而調整整流器輸入至負載元件的輸出電流。透過數位化分流電壓和數位控制晶片的搭配，簡化整流器控制系統的元件配置，從而降低製造成本。

Description

整流機控制系統及多台直流整流機並聯下的定電壓/定電 流數位控制系統

本發明關於一種利用數位化分流電壓和數位控制晶片的搭配來調整輸出電流之整流機控制系統及多台直流整流機並聯下的定電壓/定電流數位控制系統。

各個電子元件皆有特定電壓的需求，因此需設置一整流器調整電源所供應的電壓。若電子元件所需的特定電壓需較為精準，將多個整流器並聯及搭配控制器來達成此需求；然，前述控制器多為類比積體電路，類比積體電路易受溫度、老化及製程的影響，進而使控制器的精準性及穩定性降低，難以達成精準特定電壓之需求。

張之安的碩士論文(張之安、黃明熙，具有均流控制之全數位多相輸出之直流轉換器研製，國立台北科技大學電機工程系碩士論文，2009)利用微晶片和數位訊號處理技術，控制多個整流器之輸出，以達成精準特定電壓之需求及均流控制，但是，需依照微晶片的特定規格去控制多個整流器，整個電路 能設計的空間大幅降低，且需額外的電路配合微晶片的控制，從而拉高製造成本及增加電路的複雜性。

為了解決上述問題，本發明之發明者思索並設計一種整流機控制系統及多台直流整流機並聯下的定電壓/定電流數位控制系統，以期針對習知技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於上述習知之問題，本發明的目的在於提供一種整流機控制系統及多台直流整流機並聯下的定電壓/定電流數位控制系統，用以解決習知技術中所面臨之問題。

基於上述目的，本發明提供一種整流器控制系統，其包括整流器、類比數位轉換器、數位控制晶片以及隔離電路。整流器具有分流電阻而在分流電阻形成分流電壓，並提供輸出電壓至負載元件。類比數位轉換器連接整流器以接收分流電壓及輸出電壓，並將分流電壓和輸出電壓轉換為數位分流電壓和數位輸出電壓。數位控制晶片連接類比數位轉換器及具備第一參考電壓，並比較數位分流電壓和第一參考電壓，以輸出第一數位控制訊號。隔離電路連接於數位控制晶片和整流器之間，以接收第一數位控制訊號，並據此輸出複數個脈波訊號至整流器之相應的複數個開關元件，藉由改變各脈波訊號之於時間軸的重疊時間量而使分流電壓和第一參考電壓之數值相同，進而調整負載元件的輸出電流。透過數位化分流電壓和數位控制晶片的搭配，簡化整流器控制系統的元件配置，從而降低製造成本及達成定電流控制之目的。

較佳地，數位控制晶片包括減法器和數位訊號產生器，減法器連接類比數位轉換器並將數位分流電壓和第一參考電壓相減，以取得第一差值電壓；數位訊號產生器連接於減法器和隔離電路之間而接收第一差值電壓，並據此輸出第一數位控制訊號。

較佳地，數位控制晶片具備第二參考電壓，並比較輸出電壓和第二參考電壓來調整第一參考電壓，而將調整後第一參考電壓和分流電壓相比較，以輸出第二數位控制訊號至隔離電路，使分流電壓和調整後第一參考電壓的數值相同，輸出電壓和第二參考電壓的數值相同。透過前述的調整機制，達成定電壓控制之目的。

較佳地，數位控制晶片包括減法器和數位訊號產生器，減法器連接類比數位轉換器並將數位分流電壓和調整後第一參考電壓相減，以取得第二差值電壓；數位訊號產生器連接於減法器和隔離電路之間，以接收第二差值電壓，並據此輸出第二數位控制訊號。

基於上述目的，本發明提供一種多台直流整流機並聯下的定電流數位控制系統，其包括複數個整流器、類比數位轉換器以及複數個數位控制晶片。複數個整流器彼此並聯後串接負載元件，各整流器具有隔離電路以及分流電阻，各隔離電路輸出複數個脈波訊號至整流器之相應的複數個開關元件，並在各分流電阻形成分流電壓，從而提供輸出電壓至負載元件。類比數位轉換器連接各複數個整流器，並將複數個分流電壓和輸出電壓轉換為複數個數位分流電壓和數位輸出電壓。複數個數位控制晶片之其一為主要控制晶片，其餘的複數個數位控制晶片為複數個從屬控制晶片，主要控制晶片和複數個從屬控制晶片分別連接相應的隔離電路與類比數位轉換器之間，主要控制晶片和複數個從 屬控制晶片皆具備第一參考電壓，主要控制晶片傳輸第一參考電壓至複數個從屬控制晶片，複數個從屬控制晶片根據負載元件的輸出電流以及其相應的分流電阻之分流電流，調整第一參考電壓的數值，主要控制晶片和複數個從屬控制晶片分別根據第一參考電壓和數位分流電壓，以輸出第一數位控制訊號至其相應的隔離電路，各隔離電路據此輸出複數個脈波訊號至整流器之相應的複數個開關元件，並藉改變各脈波訊號之於時間軸的重疊時間量，使各分流電壓和相應的第一參考電壓之數值相同，進而調整負載元件的輸出電流。透過數位化分流電壓和數位控制晶片的搭配，調控多個整流器的分流電壓，進而達成定電流控制的目的。

較佳地，各分流電壓彼此相同或相異。

較佳地，各第一參考電壓彼此相同或相異。

較佳地，各數位控制晶片包括減法器和數位訊號產生器，減法器連接類比數位轉換器並將數位分流電壓和第一參考電壓相減，以取得第一差值電壓；數位訊號產生器連接減法器和隔離電路之間，接收第一差值電壓，並據此輸出第一數位控制訊號。

基於上述目的，本發明提供一種多台直流整流機並聯下的定電壓數位控制系統，其包括複數個整流器、類比數位轉換器以及複數個數位控制晶片。複數個整流器彼此並聯後串接負載元件，各整流器具有隔離電路以及分流電阻，各隔離電路輸出複數個脈波訊號至整流器之相應的複數個開關元件，並在各分流電阻形成分流電壓，從而提供輸出電壓至負載元件。類比數位轉換器連接各複數個整流器，並將複數個分流電壓和輸出電壓轉換為複數個數位分流電壓和數位輸出電壓。複數個數位控制晶片之其一為主要控制晶片，其餘的複 數個數位控制晶片為複數個從屬控制晶片，主要控制晶片和複數個從屬控制晶片分別連接相應的隔離電路和該類比數位轉換器之間，主要控制晶片具備第一參考電壓和第二參考電壓，複數個從屬控制晶片分別具備第一參考電壓，主要控制晶片根據數位輸出電壓和第二參考電壓調整第一參考電壓，主要控制晶片傳輸調整後之第一參考電壓至複數個從屬控制晶片，複數個從屬控制晶片根據負載元件的輸出電流以及其相應的分流電阻之分流電流調整第一參考電壓的數值，主要控制晶片和複數個從屬控制晶片分別根據第一參考電壓和數位分流電壓，以輸出第二數位控制訊號至其相應的隔離電路，各隔離電路據此輸出複數個脈波訊號至整流器之相應的複數個開關元件，並藉由改變各脈波訊號之於時間軸的重疊時間量，使各分流電壓和相應的第一參考電壓之數值相同，進而使輸出電壓和第二參考電壓的數值相同。透過數位化輸出電壓和數位控制晶片的搭配，調控多個整流器的分流電壓，進而達成定電壓控制的目的。

較佳地，各分流電壓彼此相同或相異。

較佳地，各第一參考電壓彼此相同或相異。

較佳地，各數位控制晶片包括減法器和數位訊號產生器，減法器連接類比數位轉換器並將數位分流電壓和調整後之第一參考電壓相減，以取得第二差值電壓；數位訊號產生器連接減法器和隔離電路之間，以接收第二差值電壓，並據此輸出第二數位控制訊號。

前述實施例的優點，為本發明之整流器控制系統利用數位化分流電壓及輸出電壓和數位控制晶片的搭配，簡化整流器控制系統的元件配置，從而降低製造成本及達成定電流和定電壓的控制。

前述實施例的優點，為本發明之多台直流整流機並聯下的定電壓/定電流數位控制系統利用數位化分流電壓及輸出電壓和數位控制晶片的搭配，調控多個整流器的分流電壓，多個整流器之調整後分流電壓可相異，讓多個整流器的電壓配置更為彈性，進而達成定電流和定電壓的控制。

10:整流器

20:類比數位轉換器

30:數位控制晶片

31:減法器

32:數位訊號產生器

33:調整器

40:隔離電路

C_o:電容

C1:第一線圈

C2:第二線圈

C3:第三線圈

D1、D2:二極體

L_o:電感

MASTER:主要控制晶片

P:脈波訊號

P1:第一脈波

P2:第二脈波

P3:第三脈波

P4:第四脈波

R_o:負載元件

R_s:分流電阻

R1:第一參考電壓

R2:第二參考電壓

SLAVE:從屬控制晶片

S_D1:第一數位控制訊號

S_D2:第二數位控制訊號

V_DO:數位輸出電壓

V_DS:數位分流電壓

V_ER1:第一差值電壓

V_ER2:第二差值電壓

V_in:輸入電壓

V_o:輸出電壓

V_s:分流電壓

Q_A:第一開關

Q_B:第二開關

Q_C:第三開關

Q_D:第四開關

第1圖為本發明之整流器控制系統之輸出電流控制的方塊圖。

第2圖為本發明之整流器控制系統之輸出電壓控制的方塊圖。

第3圖為本發明之整流器控制系統之整流器電路圖。

第4圖為本發明之整流器控制系統之開關元件的訊號波形圖。

第5圖為本發明之多台直流整流機並聯下的定電流數位控制系統之輸出電流控制的方塊圖。

第6圖為本發明之多台直流整流機並聯下的定電壓數位控制系統之輸出電壓控制的方塊圖。

本發明之優點、特徵以及達到之技術方法將參照例示性實施例及所附圖式進行更詳細地描述而更容易理解，且本發明可以不同形式來實現，故不應被理解僅限於此處所陳述的實施例，相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇，且本發明將僅為所附加的申請專利範圍所定義。

應當理解的是，儘管術語「第一」、「第二」等在本發明中可用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、層及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、 層及/或部分與另一個元件、部件、區域、層及/或部分區分開。因此，下文討論的「第一元件」、「第一部件」、「第一區域」、「第一層」及/或「第一部分」可以被稱為「第二元件」、「第二部件」、「第二區域」、「第二層」及/或「第二部分」，而不悖離本發明的精神和教示。

另外，術語「包括」及/或「包含」指所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件及/或部件的存在，但不排除一個或多個其他特徵、區域、整體、步驟、操作、元件、部件及/或其組合的存在或添加。

除非另有定義，本發明所使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的定義，並且將不被解釋為理想化或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。

請參閱第1圖，其為本發明之整流器控制系統之輸出電流控制的方塊圖。如第1圖所示，包括整流器10、類比數位轉換器20、數位控制晶片30以及隔離電路40。整流器10具有分流電阻R_s而在分流電阻R_s形成分流電壓V_s，並提供輸出電壓V_o至負載元件R_o。類比數位轉換器20連接整流器10以接收分流電壓V_s及輸出電壓V_o，並將分流電壓V_s和輸出電壓V_o轉換為數位分流電壓V_DS和數位輸出電壓V_DO。數位控制晶片30包括減法器31和數位訊號產生器32且具備第一參考電壓R1，減法器31連接類比數位轉換器20並將數位分流電壓V_DS和第一參考電壓R1相減，以取得第一差值電壓V_ER1；數位訊號產生器32連接於減法器31和隔離電路40之間而接收第一差值電壓V_ER1，並據此輸出第一數位控制訊號S_D1。隔離電路40連接於數位訊號產生器32和整流器10之間，以接收 第一數位控制訊號S_D1，隔離電路40據此輸出複數個脈波訊號P至整流器10之相應的複數個開關元件，藉由改變各脈波訊號P之於時間軸的重疊時間量而使分流電壓V_s和第一參考電壓R1之數值相同，進而調整負載元件R_o的輸出電流I_o。透過數位化分流電壓V_s和數位控制晶片30的搭配，簡化整流器控制系統的元件配置，從而降低製造成本及達成定電流控制之目的。

請參閱第2圖，其為本發明之整流器控制系統之輸出電壓控制的方塊圖。如第2圖所示，相較於第1圖，數位控制晶片30更具備第二參考電壓R2且包括調整器33，第一參考電壓R1的數值能根據第二參考電壓R2和數位輸出電壓V_DO進行調整，其他相同元件的敘述不再重複其細節。具體而言，類比數位轉換器將數位輸出電壓V_DO和數位分流電壓V_DS傳送至數位控制晶片30，調整器33根據第二參考電壓R2和數位輸出電壓V_DO調整第一參考電壓R1的數值，並傳送調整後第一參考電壓R1至減法器31；減法器31接續將數位分流電壓V_DS和第一參考電壓R1相減來取得第二差值電壓V_ER2，並傳送第二差值電壓V_ER2至數位訊號產生器32，數位訊號產生器32據此輸出第二數位控制訊號S_D2至隔離電路40，隔離電路40輸出相應的複數個脈波訊號P至整流器10之相應的複數個開關元件，藉由改變各脈波訊號P之於時間軸的重疊時間量而使分流電壓V_s和調整後第一參考電壓R1之數值相同，進而使負載元件R_o的輸出電壓V_o和第二參考電壓R2之數值相同，進而達到定電壓控制之目的。

需提及的是，第一差值電壓V_ER1和第二差值電壓V_ER2的取得也可為其他較佳的方式，而未侷限於本發明所列舉的範圍；數位控制晶片為利用現場可程式化邏輯閘陣列(field programmable gate array,FPGA)的技術，由於FPGA可根據工程師所需加以調整數位控制晶片的運作，使電路的設計較為彈性，當 然也可為其他較佳的硬體搭配軟體的設計，並未侷限於本發明所列舉的範圍；再者，本發明之整流器控制系統透過調整分流電壓V_s來達到定電壓控制之目的，而非習知技術為調整輸出電壓V_o和輸入電壓之轉換率(conversion ratio)來達到定電壓控制，本發明而不需額外的電子元件即能同時達成定電流和定電壓控制。

請參閱第3圖及第4圖，其分別為本發明之整流器控制系統之整流器電路圖以及本發明之整流器控制系統之開關元件的訊號波形圖。如第3圖所示，本發明之整流可例如為全橋式整流器，複數個開關元件的個數為四個而分別為第一開關Q_A、第二開關Q_B、第三開關Q_C以及第四開關Q_D，相應地，複數個脈波訊號P的個數為4個而分別為第一脈波P1、第二脈波P2、第三脈波P3以及第四脈波P4，輸入電壓則標示為V_in。詳言之，第一開關Q_A和第二開關Q_B串聯並跟輸入電壓V_in並聯，第三開關Q_C以及第四開關Q_D串聯並跟輸入電壓V_in和串聯後第一開關Q_A和第二開關Q_B並聯，第一開關Q_A和第二開關Q_B之間具有第一節點PN1，第三開關Q_C以及第四開關Q_D之間具有第二節點PN2，第一節點和第二節點外接第一線圈C1，第二線圈C2和第三線圈C3連接由二極體D1和D2、電感L_o、分流電阻R_s、電容C_o以及負載元件R_o所組成的整流濾波電路，整流濾波電路再連接類比數位轉換器20。其中，當第一開關Q_A開通及第四開關Q_D開通時，直流輸入電壓V_in電磁耦和到第二線圈C2，整流濾波電路整流濾波輸入電壓V_in為輸出電壓V_o；當第二開關Q_B開通及第三開關Q_C開通時，直流輸入電壓V_in電磁耦和到第三線圈C3，整流濾波電路整流濾波輸入電壓V_in為輸出電壓V_o。

如第4圖所示，第一脈波訊號P1與第四脈波訊號P4於時間軸具有重疊的時間量，將其界定為第一重疊時間量D1；第二脈波訊號P2與第三脈波訊號P3於時間軸具有重疊的時間量，將其界定為第二重疊時間量D2，且第一重疊時間量D1和第二重疊時間量D2相等，輸出電壓V_o與輸入電壓V_in的關係式根據第一重疊時間量D1如下：V_o=(N₂/N₁)*D1*V_in N₂為第二線圈C2的匝數，N₁為第一線圈C1的匝數，由上式可知，N₂/N₁的值固定時，第一重疊時間量D1越大，輸出電壓V_o越大，同樣地，輸出電壓V_o也與第二重疊時間量D2成正比關係。相似地，分流電壓V_s也與第一重疊時間量D1和第二重疊時間量D2成正比關係。

搭配第1圖、第3圖及第4圖說明第一數位控制訊號S_D1調整第一脈波訊號P1與第四脈波訊號P4的機制如下：(1)若第一差值電壓V_ER1大於1，數位訊號產生器32所發出的第一數位控制訊號S_D1調整第一開關Q_A的導通時間，使第一脈波訊號P1右移，減少第一重疊時間量D1，進而降低輸出電壓V_o。(2)若第一差值電壓V_ER1介於-1和1之間，數位訊號產生器32所發出的第一數位控制訊號S_D1不調整第一開關Q_A的導通時間，第一重疊時間量D1維持不變，進而維持原輸出電壓V_o。(3)若第一差值電壓V_ER1小於-1，數位訊號產生器32所發出的第一數位控制訊號S_D1調整第一開關Q_A的導通時間，使第一脈波訊號P1左移，增加第一重疊時間量D1，進而提高輸出電壓V_o。同樣地，第一數位控制訊號S_D1調整第二脈波訊號P2與第三脈波訊號P3也同樣如前述機制，於此不再重複敘述。

搭配第2圖至第4圖說明第二數位控制訊號S_D2調整第一脈波訊號P1與第四脈波訊號P4的機制如下：(1)若數位輸出電壓V_DO大於第二參考電壓R2，調整器33降低第一參考電壓R1的數值，使第二差值電壓V_ER2大於1，數位訊號產生器32所發出的第二數位控制訊號S_D2調整第一開關Q_A的導通時間，使第一脈波訊號P1右移，減少第一重疊時間量D1，進而降低輸出電壓V_o。(2)若數位輸出電壓V_DO等於第二參考電壓R2，調整器33維持第一參考電壓R1的數值，數位訊號產生器32所發出的第二數位控制訊號S_D2不調整第一開關Q_A的導通時間，第一重疊時間量D1維持不變，進而維持原輸出電壓V_o。(3)若數位輸出電壓V_DO小於第二參考電壓R2，調整器33拉高第一參考電壓R1的數值，使第二差值電壓V_ER2小於1，數位訊號產生器32所發出的第二數位控制訊號S_D2調整第一開關Q_A的導通時間，使第一脈波訊號P1左移，增加第一重疊時間量D1，進而提高輸出電壓V_o。同樣地，第二數位控制訊號S_D2調整第二脈波訊號P2與第三脈波訊號P3也同樣如前述機制，於此不再重複敘述。

請參閱第5圖，其為本發明之多台直流整流機並聯下的定電流數位控制系統之輸出電流控制的方塊圖。如第5圖所示，本發明之多台直流整流機並聯下的定電流數位控制系統，包括複數個整流器10、類比數位轉換器20以及複數個數位控制晶片30。複數個整流器10彼此並聯後串接負載元件R_o，各整流器10具有隔離電路40以及分流電阻R_s，各隔離電路40輸出複數個脈波訊號P至整流器10之相應的複數個開關元件，並在各分流電阻R_s形成分流電壓V_s，從而提供輸出電壓V_o至負載元件R_o。類比數位轉換器20連接各個整流器10，並將複數個分流電壓V_s和輸出電壓V₀轉換為複數個數位分流電壓V_DS和數位輸出電壓V_DO。複數個數位控制晶片30之其一為主要控制晶片MASTER，其餘的複數個數位控 制晶片30為複數個從屬控制晶片SLAVE，主要控制晶片MASTER和複數個從屬控制晶片SLAVE分別連接相應的隔離電路40與類比數位轉換器20之間，主要控制晶片MASTER和複數個從屬控制晶片SLAVE皆具備第一參考電壓R1，主要控制晶片MASTER傳輸第一參考電壓R1至複數個從屬控制晶片SLAVE，複數個從屬控制晶片SLAVE根據負載元件R_o的輸出電流以及其相應的分流電阻R_s之分流電流，調整第一參考電壓R1的數值，主要控制晶片MASTER和複數個從屬控制晶片SLAVE分別包括減法器31和數位訊號產生器32，各減法器31連接類比數位轉換器20並將數位分流電壓V_DS和第一參考電壓R1相減，以取得第一差值電壓V_ER1，各數位訊號產生器32連接減法器31和隔離電路40之間來接收第一差值電壓V_ER1，並據此輸出第一數位控制訊號S_D1，各隔離電路40據此輸出複數個脈波訊號P至整流器10之相應的複數個開關元件，並藉改變各脈波訊號P之於時間軸的重疊時間量，使各分流電壓V_s和相應的第一參考電壓R1之數值相同，進而調整負載元件R_o的輸出電流。透過數位化分流電壓V_s和數位控制晶片30的搭配，調控多個整流器10的分流電壓V_s，進而達成定電流控制的目的。

其中，各分流電壓V_s彼此相同或相異，各第一參考電壓R1彼此相同或相異，亦即，每個整流器10之分流電壓V_s可相同或相異，每個整流器10之輸出於負載元件R_o的輸出電流可彼此相同或相異，各分流電壓V_s和各第一參考電壓R1乃根據實際的電路配置而調整，而未侷限於本發明所列舉的範圍；再者，主要控制晶片MASTER和複數個從屬控制晶片SLAVE的通訊連接為利用通用非同步收發傳輸器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,UART)的通訊介面達成。

請參閱第6圖，其為本發明之多台直流整流機並聯下的定電壓數位控制系統之輸出電壓控制的方塊圖。如第6圖所示，相較於第5圖，主要控制晶片MASTER更具備第二參考電壓R2且包括調整器33，第一參考電壓R1的數值能根據第二參考電壓R2和數位輸出電壓V_DO進行調整，其他相同元件的敘述不再重複其細節。具體而言，調整器33根據數位輸出電壓V_DO和第二參考電壓R2調整第一參考電壓R1，主要控制晶片MASTER傳輸調整後之第一參考電壓R1至複數個從屬控制晶片SLAVE，複數個從屬控制晶片SLAVE根據負載元件R_o的輸出電流以及其相應的分流電阻R_s之分流電流調整第一參考電壓R1的數值，主要控制晶片MASTER和複數個從屬控制晶片SLAVE之減法器31分別將第一參考電壓R1和數位分流電壓V_DS相減以取得第二差值電壓V_ER2，主要控制晶片MASTER和複數個從屬控制晶片SLAVE之數位訊號產生器32分別接收第二差值電壓V_ER2並據此輸出第二數位控制訊號S_D2至其相應的隔離電路40，各隔離電路40從而輸出複數個脈波訊號P至整流器10之相應的複數個開關元件，並藉由改變各脈波訊號P之於時間軸的重疊時間量，使各分流電壓V_S和相應的第一參考電壓R1之數值相同，進而使輸出電壓V_o和第二參考電壓R2的數值相同。透過數位化輸出電壓V_o和數位控制晶片30的搭配，調控多個整流器10的分流電壓V_S，進而達成定電壓控制的目的。

觀前所述，本發明之整流器控制系統，透過數位化分流電壓V_s及輸出電壓V_o和數位控制晶片30的搭配，簡化整流器控制系統的元件配置，從而降低製造成本及達成定電流和定電壓控制之目的；本發明之多台直流整流機並聯下的定電壓/定電流數位控制系統，透過主要控制晶片MASTER和複數個從屬控制晶片SLAVE的搭配和數位化分流電壓V_s及輸出電壓V_o，調控多個整 流器10的分流電壓V_S，達成定電流和定電壓控制之目的。總括而言，本發明之整流器控制系統和多台直流整流機並聯下的定電壓/定電流數位控制系統，具有如上述的優點，降低電路的複雜性及製造成本。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

10:整流器

20:類比數位轉換器

30:數位控制晶片

31:減法器

32:數位訊號產生器

40:隔離電路

P:脈波訊號

R_o:負載元件

R_s:分流電阻

R1:第一參考電壓

S_D1:第一數位控制訊號

V_DS:數位分流電壓

V_ER1:第一差值電壓

V_o:輸出電壓

V_s:分流電壓

Claims (11)

1. 一種整流器控制系統，其包括：一整流器，具有一分流電阻而在該分流電阻形成一分流電壓，並提供一輸出電壓至一負載元件；一類比數位轉換器，連接該整流器以接收該分流電壓及該輸出電壓，並將該分流電壓和該輸出電壓轉換為一數位分流電壓和一數位輸出電壓；一數位控制晶片，連接該類比數位轉換器及具備一第一參考電壓，並比較該數位分流電壓和該第一參考電壓，以輸出一第一數位控制訊號；以及一隔離電路，連接於該數位控制晶片和該整流器之間，以接收該第一數位控制訊號，並據此輸出複數個脈波訊號至該整流器之相應的複數個開關元件，藉由改變各該脈波訊號之於時間軸的一重疊時間量而使該分流電壓和該第一參考電壓之數值相同，進而調整該負載元件的一輸出電流；其中，該數位控制晶片包括一減法器和一數位訊號產生器，該減法器連接該類比數位轉換器並將該數位分流電壓和該第一參考電壓相減，以取得一第一差值電壓；該數位訊號產生器連接於該減法器和該隔離電路之間，而接收該第一差值電壓，並據此輸出該第一數位控制訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之整流器控制系統，其中，該數位控制晶片具備一第二參考電壓，並比較該輸出電壓和該第二參考電壓來調整該第一參考電壓，而將調整後該第一參考電壓和該分流電壓相比較，以輸出一第二數位控制訊號至該隔離電路， 使該分流電壓和調整後該第一參考電壓的數值相同，該輸出電壓和該第二參考電壓的數值相同。
3. 如申請專利範圍第2項所述之整流器控制系統，其中，該數位控制晶片包括一減法器和一數位訊號產生器，該減法器連接該類比數位轉換器並將該數位分流電壓和調整後該第一參考電壓相減，以取得一第二差值電壓；該數位訊號產生器連接於該減法器和該隔離電路之間，以接收該第二差值電壓，並據此輸出該第二數位控制訊號。
4. 一種多台直流整流機並聯下的定電流數位控制系統，其包括：複數個整流器，彼此並聯後串接一負載元件，各該整流器具有一隔離電路以及一分流電阻，各該隔離電路輸出複數個脈波訊號至該整流器之相應的複數個開關元件，並在各該分流電阻形成一分流電壓，從而提供一輸出電壓至該負載元件；一類比數位轉換器，連接各該複數個整流器，並將該複數個分流電壓和該輸出電壓轉換為複數個數位分流電壓和一數位輸出電壓；以及複數個數位控制晶片，該複數個數位控制晶片之其一為一主要控制晶片，其餘的該複數個數位控制晶片為複數個從屬控制晶片，該主要控制晶片和該複數個從屬控制晶片分別連接相應的該隔離電路與該類比數位轉換器之間，該主要控制晶片和該複數個從屬控制晶片皆具備一第一參考電壓，該主要控制晶片傳輸該第一參考電壓至該複數個從屬控制晶片，該複數個從屬控制晶片根據該負載元件的一輸出電流以及其相應的該分流電阻之一分流電流，調整該第一參考電壓的數值， 該主要控制晶片和該複數個從屬控制晶片分別根據該第一參考電壓和該數位分流電壓，以輸出一第一數位控制訊號至其相應的該隔離電路，各該隔離電路據此輸出該複數個脈波訊號至該整流器之相應的該複數個開關元件，並藉改變各該脈波訊號之於時間軸的一重疊時間量，使各該分流電壓和相應的該第一參考電壓之數值相同，進而調整該負載元件的一輸出電流。
5. 如申請專利範圍第4項所述之多台直流整流機並聯下的定電流數位控制系統，其中，各該分流電壓彼此相同或相異。
6. 如申請專利範圍第4項所述之多台直流整流機並聯下的定電流數位控制系統，其中，各該第一參考電壓彼此相同或相異。
7. 如申請專利範圍第4項所述之多台直流整流機並聯下的定電流數位控制系統，其中，各該數位控制晶片包括一減法器和一數位訊號產生器，該減法器連接該類比數位轉換器並將該數位分流電壓和該第一參考電壓相減，以取得一第一差值電壓；該數位訊號產生器連接該減法器和該隔離電路之間，接收該第一差值電壓，並據此輸出該第一數位控制訊號。
8. 一種多台直流整流機並聯下的定電壓數位控制系統，其包括：複數個整流器，彼此並聯後串接一負載元件，各該整流器具有一隔離電路以及一分流電阻，各該隔離電路輸出複數個脈波訊號至該整流器之相應的複數個開關元件，並在各該分流電阻形成一分流電壓，從而提供一輸出電壓至該負載元件；一類比數位轉換器，連接各該複數個整流器，並將該複數個分流電壓和該輸出電壓轉換為複數個數位分流電壓和一數位輸 出電壓；以及複數個數位控制晶片，該複數個數位控制晶片之其一為一主要控制晶片，其餘的該複數個數位控制晶片為複數個從屬控制晶片，該主要控制晶片和該複數個從屬控制晶片分別連接相應的該隔離電路和該類比數位轉換器之間，該主要控制晶片具備一第一參考電壓和一第二參考電壓，該複數個從屬控制晶片分別具備該第一參考電壓，該主要控制晶片根據該數位輸出電壓和該第二參考電壓調整該第一參考電壓，該主要控制晶片傳輸調整後之該第一參考電壓至該複數個從屬控制晶片，該複數個從屬控制晶片根據該負載元件的一輸出電流以及其相應的該分流電阻之一分流電流調整該第一參考電壓的數值，該主要控制晶片和該複數個從屬控制晶片分別根據該第一參考電壓和該數位分流電壓，以輸出一第二數位控制訊號至其相應的該隔離電路，各該隔離電路據此輸出該複數個脈波訊號至該整流器之相應的該複數個開關元件，並藉由改變各該脈波訊號之於時間軸的一重疊時間量，使各該分流電壓和相應的該第一參考電壓之數值相同，進而使該輸出電壓和該第二參考電壓的數值相同。
9. 如申請專利範圍第8項所述之多台直流整流機並聯下的定電壓數位控制系統，其中，各該分流電壓彼此相同或相異。
10. 如申請專利範圍第8項所述之多台直流整流機並聯下的定電壓數位控制系統，其中，各該第一參考電壓彼此相同或相異。
11. 如申請專利範圍第8項所述之多台直流整流機並聯下的定電壓數位控制系統，其中，各該數位控制晶片包括一減法器和一數位 訊號產生器，該減法器連接該類比數位轉換器並將該數位分流電壓和調整後之該第一參考電壓相減，以取得一第二差值電壓；該數位訊號產生器連接該減法器和該隔離電路之間，以接收該第二差值電壓，並據此輸出該第二數位控制訊號。

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