CN1499327A - 电子式电源稳压器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子式电源稳压器，包括：一输入端口，包括一第一端与一第二端；一输出端口，包括一第一端与一第二端，且该输出端口的第二端与该输入端口的第二端电连接，提供一输出电压；一开关组，电连接该输入端口与一交流电源之间；一电容，其一端电连接该输入端口的第一端，另一端电连接该输出端口的第一端；一电感，其一端电连接该输入端口的第一端；以及一电能转换器，包括一电能储存装置、一第一输出端与一第二的输出端，该第一输出端电连接该电感的另一端，该第二输出端电连接该输出端口的第一端，当该交流电源异常时，该电能转换器将该电能储存装置的电能转换输出稳定该输出电压。

Description

电子式电源稳压器
技术领域
本发明提供一种电源稳压器，尤指应用于一电子式电源的稳压器。
背景技术
请参阅图1(a)，为常见隔离型机械式电源稳压器的电路方块图。如图1(a)所示，该隔离型机械式电源稳压器1包括一隔离型变压器11、一继电器开关12以及一输入电压检测电路13。该隔离型机械式电源稳压器1是利用该输入电压检测电路13检测一输入电压Vin，根据该输入电压Vin的大小，该输入电压检测电路13送出一触发信号致动该继电器开关12，利用该继电器开关12变换该隔离型变压器11的一线圈匝数比，以提供一稳定的输出电压Vout。
请参阅图1(b)，常见非隔离型机械式电源稳压器的电路方块图。如图1(b)所示，该非隔离型机械式电源稳压器2包括一多抽头自耦变压器21、一继电器开关22以及一输入电压检测电路23。该非隔离型机械式电源稳压器2亦利用该输入电压检测电路23检测一输入电压Vin，根据该输入电压Vin的大小，该输入电压检测电路23送出一触发信号致动该继电器开关22，利用该继电器开关22变换该多抽头自耦变压器21的一线圈匝数比，以提供一稳定的输出电压Vout。
根据上述可知，这些机械式电源稳压器1、2都是利用线圈匝数比变换以进行稳压，故此类型的电源稳压器具有下列几项缺点：(1)这些机械式电源稳压器的系统响应缓慢且其输出电压调整率偏高；(2)这些机械式电源稳压器因为需使用体积庞大的变压器，造成这些电源稳压器功率密度偏低；以及(3)这些机械式电源稳压器变压器的一次线圈所承受的电压大小，无论为隔离型或非隔离型都须为市电电压等级。
请参阅图2(a)，常见第一电子式电源稳压器的电路示意图。如图2(a)所示，该第一电子式电源稳压器3由至少一电子开关31、至少一电阻32、至少一电容33以及至少一电感34所组成的一电子电路，并利用高频电子切换技术提供一稳定电压。
请参阅图2(b)，常见第二电子式电源稳压器的电路示意图。如图2(b)所示，该第二电子式电源稳压器4由至少一电子开关41、至少一电阻42、至少一电容43以及至少一电感44所组成的一电子电路，并利用高频电子切换技术提供一稳定电压。
这些电子式电源稳压器具有下列几项缺点：(1)这些电子式电源稳压器，输出入电压相位具相位移，且该相位移与装置负载电流状况相关，无法设计出这些电子式电源稳压器的一输出与一输入端的一旁路(bypass)路径，造成系统可靠度下降问题；以及(2)这些电子式电源稳压器内部无直流链连结路径，无法于内部加入一蓄电池组于市电异常时充作备用电源使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子式电源稳压器，利用市电电压串联补偿方式，达到负载稳压的目的。
本发明的另一目的在于提供一种电子式电源稳压器，可对输出电压进行定值控制，强化整体稳压效果。
本发明的又一目的在于利用市电电压串联补偿方式，减少装置所需承受的补偿电压应力，进而降低电能转换器的切换损失，并达到提高装置整体运转效率的目的。
本发明的再一目的在于提供一种电子式电源稳压器，于电子式电源稳压器内部提供一直流链连结路径，并于内部加入一蓄电池组，可于市电异常时，作为备用电源之用。
为实现上述目的，本发明提供一种电子式电源稳压器，包括：一输入端口，包括一第一端与一第二端；一输出端口，包括一第一端与一第二端，且该输出端口的第二端与该输入端口的第二端电连接，提供一输出电压；一开关组，电连接该输入端口与一交流电源之间；一电容，其一端电连接该输入端口的第一端，另一端电连接该输出端口的第一端；一电感，其一端电连接该输入端口的第一端；以及一电能转换器，包括一电能储存装置、一第一输出端与一第二的输出端，该第一输出端电连接该电感的另一端，该第二输出端电连接该输出端口的第一端，当该交流电源异常时，该电能转换器将该电能储存装置的电能转换输出稳定该输出电压。
根据上述的构想，其中该开关组还包括：一第一连接组态，当该交流电源的电压大小及频率变动量在一预定范围之内时，该输入端口的第一端与第二端直接电连接该交流电源；以及一第二连接组态，当该交流电源的电压大小或频率变动量超出该预定范围时，该输入端口的第一端直接电连接第二端。
根据上述的构想，其中该电能储存装置为一电瓶。
根据上述的构想，其中该电能转换器还包括一逆变器(inverter)。
根据上述的构想，其中该交流电压源为一市电电压源。
本发明还提供一种电子式电源稳压器，包括：一输入端口，包括一第一端与一第二端；一输出端口，包括一第一端与一第二端，且该输出端口的第二端与该输入端口的第二端电连接，提供一输出电压；一开关组，电连接该输入端口与一交流电源之间；一电容，其一端电连接该输入端口的第一端，另一端电连接该输出端口的第一端；一电感，其一端电连接该输入端口的第一端；以及一电能转换器，包括一电能储存装置、一第一输出端与一第二的输出端，该第一输出端电连接该电感的另一端，该第二输出端电连接该输出端口的第一端，当该输出电压异常时，该电能转换器将该电能储存装置的电能转换输出稳定该输出电压。
根据上述的构想，其中该开关组还包括：一第一连接组态，当该交流电源的电压大小及频率变动量在一预定范围之内时，该输入端口的第一端与第二端直接电连接该交流电源；以及一第二连接组态，当该交流电源的电压大小或频率变动量超出该预定范围时，该输入端口的第一端直接电连接第二端。
根据上述的构想，其中该电能储存装置为一电瓶。
根据上述的构想，其中该电能转换器还包括一逆变器(inverter)。
根据上述的构想，其中该交流电压源为一市电电压源。
本发明通过以下附图与详细说明得以更深入的了解。
附图说明
图1(a)为常见隔离型机械式电源稳压器的电路方块图；
图1(b)为常见非隔离型机械式电源稳压器的电路方块图；
图2(a)为常见第一电子式电源稳压器的电路示意图；
图2(b)为常见第二电子式电源稳压器的电路示意图；
图3(a)-(b)为本发明较佳化电子式电源稳压器的电路示意图；
图4(a)-(c)为本发明较佳化电子式电源稳压器进行稳压运作的交流电源电压与输出电压的波形示意图；以及
图5(a)-(b)为本发明较佳化电子式电源稳压器进行备用电源运作的交流电源电压与输出电压的波形示意图。
图标符号说明
1：隔离型机械式电源稳压器              11：隔离型变压器
12：继电器开关                         13：输入电压检测电路
2：非隔离型机械式电源稳压器            21：多抽头自耦变压器
22：继电器开关                         23：输入电压检测电路
3：第一电子式电源稳压器                31：电子开关
32：电阻                               33：电容
34：电感                               4：第二电子式电源稳压器
41：电子开关                           42：电阻
43：电容                               44：电感
5：电子式电源稳压器                    51：输入端口
52：输出端口                           53：开关组
54：电容                               55：电感
56：电能转换器                         57：电能储存装置
58：逆变器                             511：第一端
512：第二端                            521：第一端
522：第二端                            561：第一输出端
562：第二的输出端                      VS：交流电源
VL：输出电压                          Vout：输出电压
具体实施方式
请参阅图3(a)-(b)，为本发明较佳化电子式电源稳压器的电路示意图。如图3(a)-(b)所示，一种电子式电源稳压器5，包括：一输入端口51、一输出端口52、一开关组53、一电容54、一电感55以及一电能转换器56。该输入端口51，包括一第一端511与一第二端512。该输出端口52，包括一第一端521与一第二端522，且该输出端口52的第二端522与该输入端口51的第二端512电连接，提供一输出电压VL。该开关组53，电连接该输入端口51与一交流电源VS之间。该电容54，其一端电连接该输入端口51的第一端511，另一端电连接该输出端口52的第一端521。该电感55，其一端电连接该输入端口51的第一端511。以及，该电能转换器56，包括一电能储存装置57、一第一输出端561与一第二的输出端562，该第一输出端561电连接该电感55的另一端，该第二输出端562电连接该输出端口52的第一端521，当该交流电源VS异常时，该电能转换器56将该电能储存装置57的电能转换输出稳定该输出电压VL。
其中，该开关组53还包括：一第一连接组态以及一第二连接组态。该第一连接组态为当该交流电源VS的电压大小及频率变动量在一预定范围之内时，该输入端口51的第一端511与第二端512直接电连接该交流电源VS。以及，该第二连接组态为当该交流电源VS的电压大小或频率变动量超出该预定范围时，该输入端口51的第一端511直接电连接第二端512。
又，该电能储存装置57可为一电瓶。该电能转换器还包括一逆变器(inverter)58。该交流电压源可为一市电电压源。
本发明的电子式电源稳压器，其工作原理叙述如下：当该交流电源VS的电压大小在一预定范围之内时，使该输入端口51的第一端511与第二端512直接电连接该交流电源VS。如图3(a)所示。此时若该交流电源VS异常时，则利用该电能转换器56将该电能储存装置57的电能转换输出，补充该交流电源VS的不足。一旦，该交流电源VS的电压超出该预定范围时，使该输入端口51的第一端511与第二端512直接电连接。此时，该输出电压VL均由该电能转换器56将该电能储存装置57的电能转换输出来提供，以维持输出电压VL在一固定值。
请参阅图4(a)-(c)本发明较佳化电子式电源稳压器进行稳压运作的交流电源电压与输出电压的波形示意图。
图4(a)为该交流电源电压欠电压时，输出电压VL与交流电源VS电压的波形。图4(b)为该交流电源电压正常时，输出电压VL与交流电源VS电压的波形。图4(c)为该交流电源电压过电压时，输出电压VL与交流电源VS电压的波形。由图4的装置实测波形可知，本发明所揭露的技术确可达到精准的定电压输出控制功能。
请参阅图5(a)-(b)为本发明较佳化电子式电源稳压器进行备用电源运作的交流电源电压与输出电压的波形示意图。
图5(a)为该交流电源电压欠电压时断电，输出电压VL与交流电源VS电压的波形。图5(b)为该交流电源电压过电压断电时，输出电压VL与交流电源VS电压的波形。由该图可看出，本发明内部所加入一蓄电池组，可于市电异常时作为备用电源使用。
综合上述，本发明可提供一种电子式电源稳压器，具有下列几项优点：(1)本装置采市电电压串联补偿方式，达到负载稳压的目的，此时装置所承受的电功率下降，故可大幅改善装置的热损耗问题，提高系统的运转效率。(2)本发明可对输出电压进行定值控制，强化整体稳压效果。(3)本装置内部提供一直流链连结路径，可于装置内部加入一蓄电池组，因此本装置可于市电异常时，作为备用电源之用。故本发明确实具有工业上好用及实用的利用价值。

Claims (12)

1.一种电子式电源稳压器，其特征在于，包括：
一输入端口，包括一第一端与一第二端；
一输出端口，包括一第一端与一第二端，该第二端为与该输入端口的第二端电连接，提供一输出电压；
一开关组，电连接该输入端口与一交流电源之间；
一电容，其一端电连接该输入端口的第一端，另一端电连接该输出端口的第一端；
一电感，其一端电连接该输入端口的第一端；以及
一电能转换器，包括一电能储存装置、一第一输出端与一第二的输出端，该第一输出端电连接该电感的另一端，该第二输出端电连接该输出端口的第一端，当该交流电源异常时，该电能转换器将该电能储存装置的电能转换输出稳定该输出电压。
2.如权利要求1所述的电子式电源稳压器，其特征在于，该开关组还包括：
一第一连接组态，当该交流电源的电压大小在一预定范围之内时，该输入端口的第一端与第二端直接电连接该交流电源；以及
一第二连接组态，当该交流电源的电压大小超出该预定范围时，该输入端口的第一端直接电连接第二端。
3.如权利要求1所述的电子式电源稳压器，其特征在于，该电能储存装置为一电瓶。
4.如权利要求1所述的电子式电源稳压器，其特征在于，该电能转换器还包括一逆变器(inverter)。
5.如权利要求1所述的电子式电源稳压器，其特征在于，该交流电压源为一市电电压源。
6.如权利要求1所述的电子式电源稳压器，其特征在于，该开关组还包括：
一第一连接组态，当该交流电源的频率变动量在一预定范围之内时，该输入端口的第一端与第二端直接电连接该交流电源；以及
一第二连接组态，当该交流电源的频率变动量超出该预定范围时，该输入端口的第一端直接电连接第二端。
7.一种电子式电源稳压器，其特征在于，包括：
一输入端口，包括一第一端与一第二端；
一输出端口，包括一第一端与一第二端，该第二端与该输入端口的第二端电连接，提供一输出电压；
一开关组，电连接该输入端口与一交流电源之间；
一电容，其一端电连接该输入端口的第一端，另一端电连接该输出端口的第一端；
一电感，其一端电连接该输入端口的第一端；以及
一电能转换器，包括一电能储存装置、一第一输出端与一第二的输出端，该第一输出端电连接该电感的另一端，该第二输出端电连接该输出端口的第一端，当该输出电压异常时，该电能转换器将该电能储存装置的电能转换输出稳定该输出电压。
8.如权利要求7所述的电子式电源稳压器，其特征在于，该开关组还包括：
一第一连接组态，当该交流电源的电压大小在一预定范围之内时，该输入端口的第一端与第二端直接电连接该交流电源；以及
一第二连接组态，当该交流电源的电压大小超出该预定范围时，该输入端口的第一端直接电连接第二端。
9.如权利要求7所述的电子式电源稳压器，其特征在于，该电能储存装置为一电瓶。
10.如权利要求7所述的电子式电源稳压器，其特征在于，该电能转换器还包括一逆变器(inverter)。
11.如权利要求7所述的电子式电源稳压器，其特征在于，该交流电压源为一市电电压源。
12.如权利要求7所述的电子式电源稳压器，其特征在于，该开关组还包括：
一第一连接组态，当该交流电源的频率变动量在一预定范围之内时，该输入端口的第一端与第二端直接电连接该交流电源；以及
一第二连接组态，当该交流电源的频率变动量超出该预定范围时，该输入端口的第一端直接电连接第二端。
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