[發明專利]單級交流向直流轉換裝置

無效

• 申請號: 200810098652.8
• 申請日: 2008-06-05
• 公開（公告）號: CN101599706A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 林憲男;吳文隆
• 申請（專利權）人: 啟耀光電股份有限公司
• 主分類號: H02M7/04
• 分類號: H02M7/04;H02M3/28
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙蓉民;路小龍

技術領域

本發明系關于一種轉換裝置，特別關于一種單級交流向直流轉換裝置。

背景技術

功率因數(power?factor)系定義為實功率(real?power)對視在功率(apparent?power)的比值，或代表電壓波形與電流波形所形成之相角的余弦(cosine)。其中，功率因數系介于0至1之間，其系表示電路上的負載為電阻性負載、電容性負載、或電感性負載。

理想上，功率因數等于1，其系表示電路上的負載為純電阻性負載，且代表負載上的電壓波形與電流波形具有相同相位。當功率因數不等于1時，其系表示電路上的負載系為電容性負載、或電感性負載，使得部分的視在功率系轉換為實功率，另一部分的視在功率系轉換為虛功率(reactive?power)。其中，實功率為完成負載實際作動所產生的消耗功率，例如是使馬達轉動的消耗功率，虛功率為完成負載實際作動所產生的能量損耗。

為降低因虛功率而產生的能量損耗，現有技術系提出一種交流向直流轉換電路。請參照圖1所示，現有的交流向直流轉換電路1系包含交流電源16、全橋整流器11、第一變壓器12、第二變壓器13以及開關14。其中，第一變壓器12系分別與全橋整流器11以及第二變壓器13電性連接，開關14系與第二變壓器13電性連接。

交流電源16系輸出交流訊號S₀₁至全橋整流器11，而全橋整流器11系依據交流訊號S₀₁輸出直流訊號S₀₂，并將其傳送至第一變壓器12。第一變壓器12系接收直流訊號S₀₂，并依據直流訊號S₀₂以及開關14的導通狀態，而使第二變壓器13輸出直流訊號S₀₃至負載15。

上述現有交流向直流轉換電路1系經由第一變壓器12及第二變壓器13來做訊號的轉換，然而，經過兩個變壓器的作動后，將產生兩次的轉換損失。

另外，現今電子裝置系以輕、薄、短、小為設計趨勢，倘若可以將第一變壓器12以及第二變壓器13整合為單一元件，將可以減少元件數目，而使電子裝置更節省空間或更輕薄，且可降低轉換的損失，進而節省生產成本及提高效率。因此，如何提供一種能夠減少元件數目，并降低能量的轉換損耗之單級交流向直流轉換裝置，實為現今的重要課題之丨。

發明內容

有鑒于上述課題，本發明之目的為提供一種能夠減少元件數目，并降低能量的轉換損耗之單級交流向直流轉換裝置。

為達上述目的，本發明提供一種單級交流向直流轉換裝置，其系包含儲能單元、磁性單元以及開關元件。磁性單元系與儲能單元以及開關元件電性連接，并具有一鐵芯、第一繞組、第二繞組、第三繞組以及至少一輸出繞組。其中，第一繞組系與鐵芯耦接，并汲取一第一電能至鐵芯。第二繞組系與鐵芯耦接，并將一第二電能儲存至儲能單元。第三繞組系與鐵芯耦接，并汲取第二電能至鐵芯。輸出繞組系與鐵芯耦接，其中鐵芯系轉換第一電能及第二電能并經由輸出繞組耦合輸出第三電能。開關元件控制所述第一繞組及所述第三繞組對該鐵芯儲能，及控制所述鐵芯對所述第二繞組釋能。

承上所述，依據本發明之單級交流向直流轉換裝置，其系將第一繞組、第二繞組、第三繞組以及輸出繞組耦接于相同的鐵芯。與現有技術相較，本發明之單級交流向直流轉換裝置僅使用一個磁性單元，因此，本發明之單級交流向直流轉換裝置除可以減少電能的轉換損耗之外，更可以節省空間，進而降低生產成本。

附圖說明

圖1為現有交流對直流轉換裝置的示意圖；

圖2為本發明較佳實施例之單級交流向直流轉換裝置的示意圖；

圖3與圖4為單級交流向直流轉換裝置的操作示意圖；以及

圖5A至圖5C為本發明較佳實施例之單級交流向直流轉換裝置的實施態樣變化圖。

具體實施方式

以下將參照相關圖式，說明依據本發明較佳實施例之單級交流向直流轉換裝置。

請參照圖2所示，本發明較佳實施例之單級交流向直流轉換裝置2系包含磁性單元21、開關元件22以及儲能單元23。其中，磁性單元21系分別與開關元件22以及儲能單元23電性連接。本實施例更包含電源供應單元24，其系與磁性單元21電性連接。