CN203166771U - 具有节能回路的电源转换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有节能回路的电源转换装置，连接于输入电压源与电器间而形成回路，其包含一微控制器、一模式切换电路、一转换电路、一输出电路；所述模式切换电路包括一切换元件；所述转换电路包括一隔离元件串接一绕组，且隔离元件、绕组的一端分别与切换元件连接；所述输出电路包括一开关元件，所述开关元件一接点与绕组连接，另一接点与切换元件连接；所述微控制器分别用于控制隔离元件、切换元件、开关元件，配合输入电压的大小采取升压/降压的切换，当无需切换电压时以一种无损耗的方式直接输出电压。
Description
技术领域
本实用新型是关于一种电源转换装置，尤其涉及一种具有可减少磁能消耗的节能回路的电源转换装置。
背景技术
在选购家用电器时，多数人倾向于能源之星(Energy Star)认证产品以节约用电，能源之星是由美国环境保护署(Environmental Protection Agency)与能源部(Department of Energy)共同制定的节能标准，自美国政府推行能源计划以来，专家针对消费者购物习惯调查发现，逾七成消费者购买能源之星认证的产品，多数顾客认为这类产品寿命较长。
近年来电器产品不断升级、功能增加，包括笔记本电脑、洗衣机和平板电视等，但调查显示，消费者对节能产品认知度仍待加强，为使消费者使用电器及设备的能源效率能达到国际标准，并防止低效率产品输入台湾，台湾依“能源管理办法”规定台湾能源效率标准，由台湾经济部能源局建立自发性节能标章认证制度，以建构台湾高能源效率的环境，进而积极鼓励厂商研发生产电力需求相关节能电器，一但产品贴上节能标章图样，代表产品的能源效率比台湾认证标准高10-50%，不但品质有保障，更能省能省钱。
请参考图6所公开，为一种已知的电源转换装置，其包括一自耦变压器60、第一、第二切换开关61、62及输出开关63，所述自耦变压器60具有一绕组，绕组的一端与电源N端连接，绕组另端通过第一、第二切换开关61、62和电源L端及输出开关63连接，所述绕组上设有一抽头601；
所述第一切换开关61具有一共同端COM、一常闭端NC和一常开端NO，共同端COM与电源L端连接，常闭端NC、常开端NO分别与绕组一端及抽头601连接；
所述第二切换开关62具有一共同端COM、一常闭端NC和一常开端NO，共同端COM与输出开关63连接，常闭端NC、常开端NO分别与绕组一端及抽头601连接；
所述输出开关63具有一共同端COM、一常闭端NC和一常开端NO，共同端COM构成电源输出端，常开端NO和第二切换开关62的共同端COM连接。
上述自耦变压器60线路的升压工作原理是通过第一切换开关61的共同端COM与其常开端NO连接，所述绕组由抽头601至电源N端构成一初绕组，第二切换开关62的共同端COM与其常闭端NC连接，由所述绕组一端至电源N端构成一次绕组，且初绕组为次绕组的一部分时，输出开关63的共同端COM与其常开端NO连接使电压输出；由于次绕组的匝数多于初绕组的匝数，故为升压输出。
而降压的工作原理是为第一切换开关61的共同端COM与其常闭端NC连接，由所述绕组一端至电源N端构成另一初绕组，第二切换开关62的共同端COM与其常开端NO连接，由所述抽头601至电源N端构成另一次绕组，而次绕组为初绕组的一部分时，输出开关63的共同端COM与其常开端NO连接使电压输出。与前述模式不同的是：在此切换模式下，初绕组的匝数多于次绕组的匝数，故为降压输出。
除此以外，请参考图7、图8所公开，为另一已知的电源转换装置，其构造、工作原理与前述电源转换装置大致相同，不同处在于，所述绕组上的抽头601与电源N端间又进一步设有一次抽头602，所述第一切换开关61常闭端NC、常开端NO分别与绕组一端及次抽头602连接，所述第二切换开关62常闭端NC、常开端NO分别与绕组一端及抽头601连接；所述自耦变压器60线路的升压工作原理是同样通过第一切换开关61的共同端COM与其常开端NO连接，所述次抽头602至电源N端构成一初绕组，第二切换开关62的共同端COM可与其常闭端NC或常开端NO连接，由所述绕组一端至电源N端或抽头601至电源N端构成一次绕组，而令次绕组大于初绕组作升压输出，输出开关63的共同端COM与其常开端NO连接使电压输出；而降压的工作原理是为第一切换开关61的共同端COM与其常闭端NC连接，由所述绕组一端至电源N端构成另一初绕组，第二切换开关62的共同端COM与其常开端NO连接，由所述抽头601至电源N端构成另一次绕组，由于初绕组大于次绕组，故为降压输出，输出开关63的共同端COM与其常开端NO连接使电压输出。
前述电源转换装置皆可连接电器，在升压/降压或输出回路的保护上均普遍的被使用，然而，此类的自耦变压器60的绕组一端经常地连接于回路上，无论是在升压/降压或输入电压直接输出时均会使自耦变压器60产生多余的磁能与功率的消耗以及其损耗。
发明内容
有鉴于上述现有技术的缺点，本实用新型主要目的在于提供一种具有节能回路的电源转换装置，其连接于输入电压源与电器间而形成回路，并配合输入电压的大小采取升压/降压的切换，并且当无需切换电压时以一种无损耗的方式直接输出电压。
为达上述目的所采取的主要技术手段是令前述具有节能回路的电源转换装置包含：
模式切换电路，具有电压输入端及切换元件，所述切换元件具有第一、第二接点；
转换电路，包括隔离元件与自耦变压器，所述自耦变压器具有一个以上的抽头；所述隔离元件具有共用端、常闭端、常开端，所述隔离元件常开端与自耦变压器一端串接，且隔离元件共用端与所述第一接点连接；所述自耦变压器其中一抽头与第二接点连接；
输出电路，具有开关元件及电压输出端，所述开关元件具有两个接点，其中一接点与上述自耦变压器其中一抽头连接，另一接点与所述隔离元件共用端连接；
微控制器，设定有一个以上的电压阀值，且分别与所述转换电路的隔离元件、模式切换电路的电压输入端及切换元件、输出电路的开关元件连接。
本实用新型的一实施例中，所述主抽头与电源端间进一步具有次抽头，所述次抽头与第二接点连接，所述第三接点同样与所述自耦变压器的主抽头连接；所述微控制器又进一步提供相对应的另一电压阀值。
本实用新型的一实施例中，所述切换元件是继电器，所述电压输入端为继电器的共用端。
本实用新型的一实施例中，所述隔离元件是继电器。
本实用新型的一实施例中，所述开关元件是继电器，所述电压输出端为所述继电器的共用端。
本实用新型主要是先由微控制器对输入电压值与电压阀值进行比对，若输入电压值与电压阀值不同，由微控制器控制隔离元件、切换元件、开关元件的接点切换，使输入电压通过自耦变压器作升压或降压处理，使输出电压符合电压阀值并且稳定输出，而在不须升降压处理时，可通过隔离元件使自耦变压器与回路完全断开；利用上述技术以减少损耗，提高电源的使用效率。
附图说明
图1是本实用新型一较佳实施例的电路图。
图2是本实用新型一较佳实施例的节能模式示意图。
图3是本实用新型一较佳实施例的降压模式示意图。
图4是本实用新型一较佳实施例的升压模式示意图。
图5是本实用新型一较佳实施例另一升压模式示意图。
图6是现有自耦变压器的线路图。
图7是现有二段式自耦变压器的关闭模式示意图。
图8是现有二段式自耦变压器的开启模式示意图。
具体实施方式
关于本实用新型的一较佳实施例，请参考图1所示，本实用新型是连接于输入电压源与电器间而形成回路，其包含一模式切换电路10、一转换电路20、一输出电路30、一微控制器40；其中，
所述模式切换电路10是具有一电压输入端(即电源L/N端)及一切换元件11，所述切换元件11具有一第一接点11A与一第二接点11B；本实施例中所述切换元件11是指一继电器Relay1，前述电压输入端为继电器Relay1的共用端COM。
所述转换电路20包括一隔离元件21与一自耦变压器22，所述自耦变压器22具有一绕组，所述绕组的两端间具有一主抽头221；所述隔离元件21具有一共用端COM、常闭端21A、常开端21B，所述隔离元件21常开端21B与绕组一端串接，且隔离元件21共用端COM与前述第一接点11A连接，所述绕组另一端与电源N端连接，所述主抽头221与切换元件11的第二接点11B连接，以构成初绕组；本实施例中，所述隔离元件21是指另一继电器Relay2，所述继电器Relay2的常闭端21A是完全开路，以便隔离所述自耦变压器22；
所述输出电路30具有一开关元件31及一电压输出端(即电源L/N端)，所述开关元件31具有一第三接点31A、第四接点31B，其中第三接点31A与上述绕组的主抽头221连接，以构成次绕组，所述第四接点31B与切换元件11的第一接点11A、前述隔离元件21共用端COM连接以构成回路；本实施例中，所述开关元件31由又一继电器Relay3构成，前述电压输出端则为所述继电器Relay3的共用端COM。
所述微控制器40分别与前述模式切换电路10的切换元件11、转换电路20的隔离元件21、输出电路30的开关元件31的激磁线圈及电压输入端连接，且具有一电压阀值；本较佳实施例主要是先由微控制器40对输入电压源的输入电压值进行比对，若输入电压值与电压阀值不同，由微控制器40控制上述三个继电器Relay1,Relay2,Relay3，使自耦变压器22的绕组匝数与主抽头221匝数因比例不同而升压或降压，使输出电压符合理想的电压阀值并且稳定输出，当输入电压稳定，不需作升降压转换时，则可通过上述隔离元件21使绕组与回路完全断开，利用上述技术以减少损耗，提高电源的使用效率。
本实用新型的另一较佳实施例，请参考图2所示，其构造与前一实施例大致相同，惟所述主抽头221与电源N端间进一步具有一次抽头222，本实施例中改由所述次抽头222与第二接点连接11B，所述第三接点31A同样与上述自耦变压器22的主抽头221连接；所述微控制器40又进一步提供相对应的另一电压阀值，并且所述绕组匝数、主抽头221匝数、次抽头222匝数均不相同，例如当主抽头221的匝数多于次抽头222的匝数，故为升压输出；而前述初绕组的匝数多于次绕组的匝数，故为降压输出。
关于本实用新型较佳实施例的工作原理，其中各电路的动作状态会改变本装置的电压输出模式，首先请参考图1所示，为本实用新型较佳实施例所提供的一关机模式，通过所述微控制器40控制各电路动作状态包含：前述的切换电路10的继电器Relay1的共同端COM与第一接点11A接通，转换电路20中的继电器Relay2的共用端COM与常闭端21A接通，输出电路的继电器Relay3的共用端COM与第三接点31A接通；
请参考图2所示，为本实用新型前述较佳实施例所提供的一节能模式，通过所述微控制器40控制前述切换电路10的继电器Relay1的共同端COM与第一接点11A维持接通，所述转换电路20中的继电器Relay2的常闭端21A维持与共同端COM接通，但由微控制器40切换使输出电路的继电器Relay3的共同端COM与第四接点31B接通，借此方式直接将输入电压经由切换电路10和输出电路30输出，并且使自耦变压器22与回路完全断开，避免产生多余的磁能消耗，以减少损耗，提高电源的使用效率。
请参考图3所示为本实用新型前述较佳实施例所提供的一降压模式，所述微控制器40控制前述切换电路10的继电器Relay1的共同端COM与第一接点11A维持接通，而所述转换电路20中的继电器Relay2由微控制器40进行切换使常开端21B与共同端COM接通，所述输出电路的继电器Relay3由微控制器40切换使其第三接点31A连接绕组的主抽头221，由此方式将高于电压阀值的输入电压经自耦变压器22进行降压的动作，使输出电压符合理想的电压阀值并且稳定输出；
请参考图4所示为本实用新型前述较佳实施例所提供的一升压模式，微控制器40控制使切换电路10的继电器Relay1使其共同端COM与第二接点11B接通，而连接绕组的次抽头222，所述转换电路20中的继电器Relay2无论是常闭端21A或常开端21B与共同端COM接通均无影响，所述输出电路30的继电器Relay3的第三接点31A维持接通，由此方式将低于电压阀值的输入电压经自耦变压器22进行升压的动作，使输出电压符合理想的电压阀值并且稳定输出；
请参考图5所示为本实用新型前述较佳实施例所提供的另一升压模式，所述微控制器40控制切换电路10的继电器Relay1的第二接点11B维持接通，而所述转换电路20中的继电器Relay2由微控制器40控制使其常开端21B与共同端COM接通，所述输出电路30的继电器Relay3的第三接点31B维持接通，由此方式将低于电压阀值的输入电压经自耦变压器22进行升压的动作，使输出电压符合理想的电压阀值并且稳定输出。
因此，本较佳实施例主要是先由微控制器40对输入电压源的输入电压值进行比对，若输入电压值与电压阀值不同，由微控制器40控制上述三个继电器Relay1,Relay2,Relay3，使输入电压通过自耦变压器22中的绕组、主抽头221、次抽头222产生不同的升降压模式(如前述工作原理)，使输出电压符合理想的电压阀值并且稳定输出；在不需要升降压处理时，则通过上述隔离元件21使所述自耦变压器22与回路完全断开，以减少多余的磁能与功率的损耗，提高电源的使用效率。
以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述公开的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种具有节能回路的电源转换装置，其特征在于，包含：
模式切换电路，具有电压输入端及切换元件，所述切换元件具有第一、第二接点；
转换电路，包括隔离元件与自耦变压器，所述自耦变压器具有一个以上的抽头；所述隔离元件具有共用端、常闭端、常开端，所述隔离元件常开端与自耦变压器一端串接，且隔离元件共用端与所述第一接点连接；所述自耦变压器其中一抽头与第二接点连接；
输出电路，具有开关元件及电压输出端，所述开关元件具有两个接点，其中一接点与所述自耦变压器其中一抽头连接，另一接点与所述隔离元件共用端连接；
微控制器，设定有一个以上的电压阀值，且分别与所述转换电路的隔离元件、模式切换电路的电压输入端及切换元件、输出电路的开关元件连接。
2.根据权利要求1所述具有节能回路的电源转换装置，其特征在于，所述主抽头与电源端间进一步具有次抽头，所述次抽头与第二接点连接，所述第三接点同样与所述自耦变压器的主抽头连接；所述微控制器又进一步提供相对应的另一电压阀值。
3.根据权利要求1或2所述具有节能回路的电源转换装置，其特征在于，所述切换元件是继电器，所述电压输入端为继电器的共用端。
4.根据权利要求3所述具有节能回路的电源转换装置，其特征在于，所述隔离元件是继电器。
5.根据权利要求4所述具有节能回路的电源转换装置，其特征在于，所述开关元件是继电器，所述电压输出端为所述继电器的共用端。
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| CX01 | Expiry of patent term |