TW201027898A - Improvements relating to power adaptors - Google Patents

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201027898 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發_源轉接器，特別是指—獅於提 源轉接器之輸入與輸出功率間之有效電壓變量的電源轉接器電 【先前技術】 . 在國内的應用現況，市電供應之電壓用量一般介於 - 12〇_240伏特交流電，頻率為或60HZ。電源轉接器是用於 驅動-低電麼負載，如10V負裁，而介於市電可用電麗和驅 春 動負載所需電壓’用於驅動該負载之電壓比為10和20間。由 於超高之電壓比，習知切換式電源轉接器於驅動低電壓負載時 的效率變的很差，因為切換操作須以低負載比及極短的導電時 間和具有高波頂至平均比率之電流波形達成。 因此’習知電源轉接器多設有一具匝數比之磁性變壓器， .用於產生電壓之降壓及相對電流的升壓。習知某些電源供應器 的型態，其磁性變壓器係設於對電源轉接器之輸入，以使整個 電源轉接器能以低電壓運作，如是，該磁性變壓器能以一電源 ® 頻率(50或Hz)運作，惟其體積過大且生產成本高昂。又如 其他電源供應器，其磁性變壓器係整合於轉換電路的一部分， 使其能運作於電源轉接器之電子元件的切換頻率，如此設計可 使該磁性變壓器的體積相對較小。 然而’無論習知採用何種配置放式，皆需要設置一體積過 大且效率差的磁性變壓器。 有鑑於此，發明人設計出一種改良型之電源轉接器，以克 服或改善前述或其他與習知有關之缺點。 201027898 【發明内容】 本創作之目的在於提供一種電源轉接器，其包含一連接於 AC電源供應器之輪入，及一連接至該輸入的共振電路，其係 用以提供一可驅動一負載的輸出’其中該共振電路之電容和電 感的設定’可於該電源轉接器之輸入與輸出間，對有效電壓提 供預設改變’及對有效電流之相對預設改變。 與本創作連接之該電源供應器係受益於本創作，因本創作 可對電源轉接器之輸入與輸出間的有效電壓及相對有效電流 φ 作預設變化’而不需藉助磁性變壓器。該電源轉接器因此可自 一高AC市電供應驅動一低電壓負載，而不需另置磁性變壓 器，且不需電子交換電路，該電子交換電路係以低負載比(縮 短交換週期的時間）並具有高波頂至平均比率之電流波形運 .作。尤其是，本創作之電源轉接器亦可用於連接一高電壓之市 •電供應(即110V或230V AC，頻率50或60HZ)，並提供一輸 出’係可驅動一低電壓固態光源(即l〇_2〇v)。 該共振電路之電容和電感係可選擇用於提供一預設降壓 〇 之有效電壓，及一相對預設升壓之有效電流，該有效電壓及電 ，係介於電源轉接器之輸入與輸出間。或者，該共振電路之電 令和電感係可選擇用於提供一預設升壓之有效電壓，及一相對 預設降壓之有效電流。 /於本創作之較佳實施例中，該共振電路之電容和電感的選 擇，可設為兩個預設比率’其令之一預設比率係介於該電源轉 接器之輸人的有效頓和該電源轉接器之輸出的有效電壓，而 另-預設比率係介於該電源轉接器之輸入的有效電流和該電 源轉接器之輸出的有效電流。 該共振電路較佳之配置係提供—輸出，該輸出具有一增加 4 201027898 感器之有效電流，詳 少或增加有效電麼。祕有效電壓’係相應具有一減 藉由至少兩個因子，^的奪乂佳應用是具有一有效電流，係 減少，且其最佳化是藉由感器之電流而增加或 源供應器之該輪出之有 因子。此外’相對該AC電 至少五個因子。 1壓的增加或減少的最佳化是藉由 ❹ 效電====，間的有效電壓和有 實際上，該電源轉接器!作疋不需藉助一雜變壓器。 號或電源供應變壓器配置任何磁性麵器’但非信 效電之H入與該輪出間的有效電塵和有 麵接料伽—細㈣而，該 -進-步之有效電_預=置::;壓ff或3提供 設變化，介於該電轉接H之效電流的預 前述=有-㈣變壓器之該電源轉接器 經排列以提供至少-些該共振電路 了 ㈣變麵提倾共振電路的全部電容該 而衍生出多項優點。因此，本創作之另 於 轉接器，係包含-連接於AC電源供應器之輸入，=接= 輸入的共振魏，料振祕伽以提供—可 Μ 1，及一將該電源轉接器之該輪出隔離出該輪入的』:： 5 201027898 …該輸出之較佳應用係適於驅動一固定電流負載，如一固態 光源雜振電路之較佳配置彳緖供—具有大致細定電屢的 輸出，其係對該AC t源供應器之一特定有效電壓為預設。尤 二;亥共振電路之較佳配置係用於增加或降低接收於該電源轉 器之輪入的實際電廢，用以提供一大致為固定電壓作爲該輸 入AC週期之大多數，該固定電壓係為該電源供應器之一 已知有效電壓而預設。 本創作因前述之配置使該輸出具有一大致為固定電壓，作 週期的較佳比率，該固定電壓係為該AC電源供 、原鐘^哭已知有效電壓而預設。如是，該配置型態使本創作電 本體儲存電容’而優於藉磁性變壓器對 有效電壓預設改變之電源轉接器。 之前述配置適於驅動岐負載。然:而，該電源轉接 κ妓，糊鮮能被該電 驅動’該電源轉接器亦可關閉該輸出，而當 負載月b被驅動時’該電源轉接器係可開啟該輸出。 定雷:特:較佳的配置’其係用於提供一適於驅動一固 ς電饥負載的-輸出’該共振電路係採一 LCL串並聯共振電 互串聯共振電路」係指—共振電路，其包含相 4哭丄並_都电感盗和—第一電容器，以及一包含一第二電 感时之亚聯負載聊。該第—電感器和 共振電路的兩個輸入端問，而兮…弟电谷器且串聯於5亥 濟、㈣抑3 共振電路較理想地是包含-並 的負载腳’射該負裁腳包含該第二電减 二該輸出和該第二電感器係:ί " "$亚聯共振電路之較制祕包含具有 201027898 -第-電感器L1之複數個輪人端與輸出端，該第—電感器^ 是經由和第二電感If L2之交點連接自第—輸人端，至一第、 輸出端’該第二輸人端做接連接至該第二輸出端 ’及一電容 器C1，其係連接介於該第—和第二電感器L1，L2間之交點， 且直接連接於具有輸人和輪出之複數個第二端之間、該複數俩

輸入端宜被-高麵流器所驅動。該第一電感器、該第一電容 器和该第二電感器之中之任_者可包含單—電感或電容元件 或此等元件的結合。 該共振電路較理想地是於—已知的有效輸入電壓 ，以該共 振電路之鎌鱗之-,鶴，使電轉接器提供-敗電流 出，並且該共振電路係_共振解之_或次魏，或充分趣 近該共振鮮_率或次諧波而驅動，使該電源轉接器適於〜 固定電流負載的使用’如-固態光源。尤其是，該第一和第二 電感器較佳地設定，是該第—電感騎電抗Xu和第二電感器 的電抗xL2雜大致鱗，从致鱗於第—電容器的電抗 Xci。特別是於此較佳實施例中Xu%x^Xa。 只要選疋的兀件符合條件需求，在已知輸入電壓下，送往 =的電流將可轉峡，不受連接雌電轉接㈣負載所 1曰。並且’輸人電壓的變動將可直接控制送往負載的固定電 流大小。在驅動-固定電壓負載時，如LED，送往負載 ^因此可絲飾人賴成_，科需任何浦或反 备該LCL枝聯共振電路用於提供—固定電流輸出，讀 ϋ亚聯共振電路的電容以具有電抗為佳，以配合所需 ==^和^目對高的輸人電阻^。該第―電容 下列方程式計算為佳： aw 7 (1) 201027898 # tb b ^ ^ V ; 、C1 U第—電容11的電抗。該電抗值因此以相等於所帝 負載所需輪人電阻^的乘積的平方根為佳所而 士則所述’因該共振電路 電 設變化該^轉接器之輪出與輪入間的有效電壓。預 ㈣較佳實施辦，本創作之轉轉接11包含—連接於 市電^電源供應器的輸入，及一共振電路係提供一適 出，其中該共振電路如前述係以虹串並聯 〜雷電路較理想地是可於—已知輸入電壓下，提供一固 變的功率因此可在不需任何控制下，隨輸 雷Γ 尤其是’該固定電流的大小宜與輸入 負載巧響二A且，共振電路可在已知輸人電訂提供不受 頻車&電流輪出。為達上述目的’該共振電路的共振 頻率之-應提供此等性質，且該共振電路宜以該 近該舰醉的鮮驅動，使電胁固態光源 據發現以共振頻率的次譜波驅動該共振電路可改盖電源 :==及/或效率侧的是以VX的次譜波驅動 °心、振電路，其中X為奇數，例如1/3、1/5或1/7。 =共翻麵次财軸該共振電财助傾少共振驅 率。在^刀率及該切換損耗從而改善電源轉接器的效 率。妙ί 振電路中’常見以次諧波驅動電路可降低功 …)而，LCL串並聯共振電路之共振頻率之一宜 字詳述如後’藉以允許低頻率電流通過負裁。因此，若 电路係以共振頻率的次譜波驅動，則流經該共振電路的電流以 201027898 及送往負載的功率不會發生實質變化。 ❿ ❹ 若輸入的頓以正弦轉方式變化，_ LCL串並聯共 振，自該輸入沒取的電流，其波形將為方形。然而，此波形 可猎由-電源轉接器的控制器加以改變。該電源轉換器因此可 包含-控繼，係肋決賴胁電路自該輸人賴取電流之 波形。尤其’該控制器可改變原來由共振電路所汲取電流的波 形，=該輸入所沒取電流的波形是更近似於輸入電壓的波 形。詳吕之’該電流之波形係近於具有扁平峰之正弦曲線。 該共振電路伽X -共振鶴電路卿_佳，該共振驅動 電_供-共振驅動訊號至該共振電路。該共振驅動訊號可為 一父流峨，係由-控制二或四枚電子開關的㈣器所提供， 如FET。該共振驅動訊號通常為方形波。該驅動電路之目的在 於以一交流電壓激發該共振電路，所述交流·通常由多塊正 2 成。而該等電子開關通常彼此相連以形成一全橋式換 級器(四牧開關)或半橋式換流器(兩枚開關卜 =述’該魏轉懸可修改親汲取魏之波形， 改該波形之形狀及/或大小。詳言之，該共振電路可 ㈣、驅動峨’其中該共振驅動訊號可決定所需之輸入 例如’該共振驅動訊號可為各種方式’包括但不限

於以下者：⑴在該交流轉訊號的树賊全週期之間 加入死區’（2)改_，鶴域的辭，以 動訊號的L # H當該共振驅動訊號為省略該交流驅動訊號的週期 \週射為在每—市電供應週射不連續式、單一連 ί组^時多個連續群組方式。其中當該賓略週期為多個連續 群、、，方式夺，母—市電供應週期中的連續群組數量應配合輸出 9 201027898 功率，因此可隨輪出功率變化。 如下述，該電源轉接器可控制固態光源的光輸出。在此實 施例中，該共振驅動訊號以可變化為佳，如可受一控制器控制 而變化，以決定該固態光源的光輸出。該共振驅動訊號亦可優 化電源轉接器之功率因數及/或效率。 或者’當該電源轉接器之配置為使該固態光源的光輸出僅 受該電源轉接n輸人處可用電力的㈣時，該共振驅動訊號可 預没為優化電源轉接器之功率因數及/或效率。 如上述電源轉接器的任何控制器，係可控制提供至該共振 電路的共振驅動訊號，以決定共振電路自該輸入所及取電流之 波形該電源轉接器之控制器可由一積體電路，例如一微處理 器、-類比電子電路，或任何類比及數位電子裝置之結合 進-步，該電源轉接H之控可為特定應用積體電路，其可 可包含於該積體電路，或由另一電路提供。 声』利^_餘之鮮蚊校正電_接器以改 =r^=：r彻棚時可變化， 苴二:動該固態光源的輸出可獨立於該共振電路之外，尤 接觸該㈣光源及/或蝴電料_應用令。 立設置。絲轉姑可包含—壓電賴器以提供前述之獨 該共振電路亦可包含一對分 之連接。或者，當該共振驅動電路包^^而料—電容器與 構成之兩組切換腳(如—「3路四枚電子開關_ 时 〜 橋」’做為單相換流哭，ϋα 早-電容器取代該對電容器4 ^換I或可以 X荨电各盗宜為Y型電容器。 201027898 該電源轉接器可依據輸入處電壓從輸入汲取電流，使該電 源轉接器成為市電供應的電阻性負載。此點可經以下方式達 成·⑴最小化該電源轉接器輸入處的電容量，（2)從該輸入汲 取與該輸入電壓波形同相之電流波形，及/或(3)汲取與該電壓 成比例的電流。此等特徵降低電流失真與汲取自市電供應的諧 : 波電流’同時去除市電供應中的電容性負載，從而增加該電源 • 轉接器的效率及功率因數。確切而言，此等特徵使該電源轉接 器及與之相接的固態光源可如習知燈絲光源一般應用於市電 供應。 或者’可從輸入汲取受輸入處電壓影響的功率，以使該電 源轉接器不致成為市電供應的電阻性負載。 所述固態光源宜為單一發光二極體(led)，或者兩個或以 • 上之串聯LED。該電源轉接器宜包括-或多枚二極體為其輸 出如個一極體橋式電路，以確保不會發生破壞固態光源的 逆向電流。 該電源轉接器之各控制電路系統可由一整合式電源供應 • 器供電。或者，該電源轉接器之控制電路系統可連接至共振電 路的電感ϋ之-以取得供電，例如連接至與電感^相連的繞 組。 當該電源轉接器包括一整合式電源供應器時，該整合式電 源供應器接自市電電源供應器汲取功率，最理想地是铖由 =電源轉接器的輸入沒取功率。尤其，該整合式電源供應器宜 '·、、固定電流電源供應器’例如一切換式固定電流調節器，其 應不致造成過度電紅成本低廉，控制電路纽應可在市電 週期中的斷電顧自行齡1，例如使該電源轉鮮連接至一 TRIAC(雙向三極閘流體)或類似設備，該固定電流設備 11 201027898 較低，因此提高效率。 德可包括1錯電路，其可於光源發生錯誤 ，等肩因導致負載消失時取消難驅動訊號，從而關閉該 二振電路。該倾電路可_舰電路之-輸出與控制器連 ，。該偵錯電路為-反饋電路，但在正常運作時僅從該共振電 之輸出舰最小I轉，因此不會無整神輸&的作用 反饋電路產生混淆。該偵錯電路僅於錯誤條件發生時運作，且 在正常使用下並非輸出功率控制用途之所必需。 參

該電源轉接器可包括位於其輸入處的一遽波器，用以降 來自，市電供應的譜波電流。所述遽波器可包含一小型非電解 電f盗電感11網路。該電源轉接11亦可於其輸人處包括-整 流器，用以將輸入波形轉換為固定兩極之一。 流器係-讀整流H，討反轉錢餘波料^疋正^ 分^然而，魏源雛H不需職LCL Φ並麟振電路之輪 入提供穩^ DC峨，目此魏_姑之輸人與該LCL串 並聯共振電路之間不需設置大量儲存電容器(亦稱為存儲電容 器或平流電容H)。因此，該電轉接錄本上不需在該電源 =接器之輸入與該LCL串並聯共振電路之間設置大量^存電、 谷器。確切言之，該電源轉接器不需設置電解電容器。據此， ，較於習㈣於_酬系統之獅轉接器，本發明可設計為 最小電抗、最小電流，具有更長使轉命、更小體&降 低成本。可於該電源轉接器輸出處設置大量儲存電容器，但其 非本案電源轉接器與習知固態光源運作之必要條件。° —’、 本發明之電源轉接器尤適用於照明系統’該電源轉接器可 利用任何降低功率設備決定其輸入處所提供功率。詳言之:該 降低功率設備可為一可變電阻器，例如一自耦合變壓器 12 201027898 (a _ac)或t阻态。該電源轉接器可用於一照明系統，此 照明系統利用SCR她控制或一雙向三極閘流體(tdac)達成減 光器控制，以降低該電源轉接器輸入處之功率。然而，在此結 構中，在市電全聊巾，除到單·_時·，該電源轉 接器可自市電供應沒取最小電流以保持SCR穩定，藉以確保 - 減光器控制持績運作。 。本㈣電源轉接器之另-優點在於不需藉由如該電源轉 接器之控制ϋ監控輸人處電壓。因此，本發明之電源轉接器不 ❹ f設置任何監控輸人處電制裝置；詳言之，該獅轉接器可 设置為其控制器不自輪入接收任何訊號。 難源轉接H可包括-傳送控制峨至該共振電路的控 繼’叫赌1 输人歧取的功率。_，在無實施例中， • 豸^:轉接難不包含具此魏的控㈣。詳言之，該電源轉 接H可R置為朗態光狀鎌祕受該電 所控制。詳言之，可_—外部設備改變該電源轉2 ™ ]入處的功率，例如一與市電供應相連的外部降低功率設 _ 備。此實施氣其適驗具有—體成職源轉接^的照明單 ，，此電源轉接II適於融入習知照明電路4充分發揮 轉接器的效率，該電源轉接器應，將輸入處可得之所有功率， 除了不可避面的娜以外者，傳遞至該獅轉接器之輸出。 根據本發明之另—態樣’本發明係提供m统包含一 上述之電源轉接器以及一包括至少一固態光源的照明單元。 該照明單元通常設有複數固態光源。為達成不同顏色的 輸出’該照明單元可包括發出不同色光的固態光源，例如發出 =、綠和藍色的LED。並且，該照明單元亦可包括_色、 月綠色和白色的LED以提高演色性指數。 13 201027898 该電源轉接器與該照明單元可容置於同一外殼中，或亦可 分別設置^切言之’該電轉接器可對該複數酬單元提供 電力，而每一照明單元皆包括複數固態光源。並且，該照明系 統可包括複數上述電源轉接器。該照明系統亦可包括一降低功 率設備’例如一可變電阻器、一變阻器或-利用SCR相位控 .制的減光器控制b •根據本發明之麵轉接ϋ尤賊驗具有-體成形電源 轉接器的照明單元’且該電源轉接輯於融人習知照明電路。 ® 目此，根據本發明之又一態樣，本發日月提供-種適於直接連接 市電供應的照明單元，該照明單元包含一上述之電源轉接器以 及-或多個固態光源，其中該一或多個固態光源的光輸出僅受 該電源轉接器輸入處功錢化之控Μ。為充分發揮該電源轉接 ' 器之效率，該電源轉接器應可將輸入處可得之所有功率，除了 不可避勉的損耗以外者，傳遞至該電源轉接器之輸出。 該照明單元宜包含-腫絲置該電轉鋪、—或多個 固態光源，以及·電_接n之輸人連接於市賴應的連接 〇 器。該連接器可連接習知燈絲發光燈泡的燈座。詳言之，該照

询八端與輸出端，該第 之交點連接自第一輸入 明單元可包括插入式或螺紋式連接器。於一實施例中來自該 路包含具有一第，器U之複數個輸入端與輸出端

端，第二輸入端是直接連接至第二輸出端，及一電容器， 其係連接介於該第-和第二_器LI，L2間之交點°，且直 14 201027898 端S ί:: 複數個第二端之間。該複數個輸入 -= 員，所驅動’該複數個輸出端係連接至一表觀 ’該元件L1 ’ L2和α的值選定至少為一頻 所見之絲Γ 電抗值大約_，且在該複數個輸入端 為m 少—種鮮，_由取雜電路轉換 電容器的電抗的平方值，其係被該表齡抗虹 參 參 該高賴流H的運作鮮宜設於接近i率下，L1，L2 和C1分別的電抗大致相等。 =電子阻抗匹配電路可用於驅動單一或多個LED，其驅 動所需之電壓係大致低於輸入供電電壓。 電子ΐ抗匹配電路可用於以一大致低於輸入供電 驅動或可依據不_表触抗㈣，變化速度以 【實施方式】 係為本發明之電源轉接器20。該電源轉接器20包 電Γ汲取電力的輸人22，及—用以提供電力給固 i接之三枚_〇a、6〇b、60c的輸出24。該電源 電路^在輸入22處包含一濾波矯正電路30，因此從市電 電:二 /電源^接$ 2G亦包括_低功率辅助電源供應器幻以及 此括、電路34 ’該共振電路34包括一共振控制器40以及- 助電提:下將參照第二圖加以詳述。該低功率辅 、“應w 3 k供一低功率DC輸出(+V)，以供電至該共 15 201027898 能共振鶴電路42_體電路。歧置可對該 、Ab * 積體電路提供穩定電源供應器，以確保該等電路 it穩&。獻意在其他實施例^該電轉鋪的積體電 ^因至5亥共振電路的電感器之一的其他繞組取得供 电，此可省略該辅助電源供應器32。 路42^二^係為上述包含該共振控制器4〇以及該共振驅動電 、、振電路34。所述共振控制器4〇包括一控制電路， ❹ 參 f=制該共振驅動電路42。詳言之，該共振控制器4〇具有 共振驅動電路42提供一控制訊號，而該共振驅 f路42心該魏電路34從雜續娜電蘭型態。應 他實麵巾’該共振驅動電路42為自激震I，因而 元全售略該控制電路。 # 振電路34之型態為—LCL$並聯共振電路(L1、C1

號驅動該LCL 串並聯共振電路。該方形波訊號係由兩枚如FET之電子開關 f生該等電子開_接至該共振電路的第—端 路^㈣相連。該等PHT受該共振控制器4〇所控制。該^ =電路34之輸出係先經一二極體橋式電路續正 整=輸出處的電容器(C5)整平，因此形成適於驅動該等 :、60b、60c的輸出。電容器〇及〇為共振電路之第 ―鈿建立連接點，大致為電壓DO與〇v之間的一半。 或者，該共振驅動電路42包含四枚電子開關(如服）， 其設置為兩組切換腳(形成一「H橋」），以做為單相換流器， ^第四圖所示。在此實施例中’係以連接於DO與0V之間的 電容器(C2)取代上魏容^ C2及C3。該電路需要小額電容量 以保瘦開關於切換瞬間不受過電壓損害。 16 201027898 該1^串並聯共振電路設置為在一選定頻率下，Ll(XLl) ,¾抗、a(xci)之電抗以及L2(XL2)之電抗大致相等。在此 架構中„亥LCL串並聯共振電路具有兩個非零共振頻率。電 抗在兩個非零共振頻率中之—者下係為相^當以此頻率驅動 =振電路時’該共振電路供應―固定賴至該輸出，以及該 trr6Gb、6Ge ’柯受純辨。制定電流的大小 /、輸入電壓成比例。該共振頻率為 ❹ ltc7 (2) 串並==:=:電路:因此可激發狐 =路：子，切換損耗得二=== =;波=:=擾的傳導及發散，從而節省 與輪=串接::=::==_率 正弦曲綠古々傲儿丄 J田輸入22處之電壓以 方形= ==;::得的AC電流波形即呈 白傭” 開關開啟時間調節及/或頻率，以將 =====零，因此改^ 整送的功率，俾使光輸出電谷器(C5)係平 可設置侦錯電路，此傭電路中，虹 輸出透過電阻器幻與—共振控制器如之pic 電路之 成連結，且透過電阻器R2 * Q 上的失此聊形 =極低。然而，若 相連的偵錯魏㈣相魏讀㈣的電= 17 201027898 高，而使共振控制器、40酬其對於共振驅動電路们 從而導致驅動訊號自該共振電路34中消失。 i 、，.一 |〇| y 偵錯電路係連接於L2與該二極體橋式電路之間。然而，二 路亦可連接於該二極體橋式電路的正端與該輪^4二， ;。 之 送往LED60a、60b、60c的電量可隨輸入市電供應 變化而變動，使其適於降低功率設備10的利用。 參 第四圖為第二圖中電路之又一型態，其中省略上 控制器40。在此實施例中’該共振驅動電路4 ς 牧酣電子開關，此等電子開關連接至該共振電路1早第= 兩 與該驅動電路纽44減，該鶴電路緖44係 該等電子_之_減的任何形式_或數錢路。=， 此實施例中未設有任何偵錯電路(第二、三騎Ri及 ’ 任何在整流器輸出處的電容器(第二、三圖的C5)。 5 關於第-至四圖所揭露之各型態的電源轉接器，係 南壓電源供應器連接(如110V或23〇v AC，頻率5〇Hz 60Hz) ’並可提供―輸丨，其適於鷄—健貞載，如l 光源(如10撕）。詳言之，該各型態之電源轉接器的虹 並聯共振電路係可提供H不需雜龍H峽置，相對 電源供應11，該輸城大幅降低電壓，且大幅提高電流。 關於第一至四圖_露之各型態、的電源轉接器，^包含— 第—端和第二端，其係連接至具有四枚開關的全橋式換流器或 具有兩枚開騎半橋式触狀複細分壓電容ϋ。—第 感器L1及第-電容器α係串聯自該第—端到該第二端。^ 路負σ载脚和該第—電容器C1為並聯，該負載脚包含—第二電 八係和整流裝置串聯，用以當該共振電路之電流 18 201027898 以高頻率替換時，供應單向電流至該負载。 在前述電路中，通過該第一電容器C1的電壓決定由該負 载脚所驅動的電流大小。因此如果第_電感器L1的電抗增 加，會形成一較大電壓降，且通過該負载脚的電壓會較接近所 需之較低電麗。 經發現’雖非本發明所應用，但該共振元件Li，L2和C1 值可於一情況下選定，即該負載脚的電流顯著高於該第一電感 益L1的電流。 ❹

此電路之負載脚的電流值’在任一頻率中，係由下列方程 式計算： (_^__ 2 1¾ + 十+ 十尤 (3) 其中Xu ’ Xl2，Xci分別是共振元件Ll，L2和ci的電抗， v是激發電壓，rl是負載的有效電阻及J是電抗組件。几 當Xu=Xl2=-Xci ’前述方程式簡化為

. V

lttss：WS (4) 在該架構下，在負載處的電流不受負载影響，且與 應電壓成比例。 、〗>、 減少XC1的步驟產生負載電流的增加以達相同秋 而，本發明之-獨特態樣係在共振τ，該電路 ς

列方程式計# UT ^α4 ~»Γ 經重排為 19 (5) 201027898 α (β) 因此Xci值係可選定以使一已知負載電阻Rl配合所需(較 高）輸入電阻Rin，是以，自輸入處汲取的電流是小電流，而送 至負載的電流是高電流。 • 因此’前述本發明之實施例經由正確地選擇複數個電容器 和電感器’可自一較高電壓供應驅動一低電壓LED串。 舉例’一正向電壓12V需要1A電流的LED串係由一 230V 鲁 AC電源供應器驅動。其負載電阻Rl的表觀電阻是12〇。負 載的功率是12W ’所以輸入的功率(假定無損耗)是12W。當具 有複數個分離電容器的半橋式換流器用於驅動該共振電路 時，用於該共振電路的有效電壓為？ 115V。因此所需輸入電阻 疋接近1100Ω。XC1的值為115Q，對應一 2〇np，頻率％扭z 的電容。而L1和L2的對應值為260/zh。 第五圖為本發明電源轉接器的另一實施例。本實施例類似 於前一個實施例’係包含一半橋式換流器(M1，M2)，一 φ 串並聯共振電路(L1，C1，L2)，一對分壓電容器((：：2，C3)，及 位於輸出處的一 f特基二極體電橋叫D4)和電容器C4。該輸 出係連接至-個或多個串聯的LED(參第五圖之兩個咖， LED 1 和 LED 2)。 ^…:而，第五圖所示之實施例和前一個實施例的區別在於， If LCL串並聯共振電路之電容器仰)是由—壓電變壓器所定 制忒壓電碰盗包含四組麼電變壓器組件，係由陶曼材料所 衣，如PZT(鍅鈇酸錯）。 該壓電乡交壓器之LCL串並聯共振電路係用於提供- %壓顯著降低的輸出，及一相岸雷 ^ , 汉相應兒源供應，顯著增加的電流。 20 201027898 Γ電源轉接器係用於連接—高壓電源供應器(如加v 或麵θ’及提供-祕驅動—低 接變壓^亦自該電源轉接器的輸人隔離出該電源轉 為本發明電源轉接器的另—實_。本實施_ :W個實施例’係包含一 LCL串並聯共振電路(u，Ο， d 的-’c3) ’及位於該電源轉接器輸出處 寺土—極體電橋(m_D4)和電容器C4。該輪 兩個串聯的LED(LED1和LED 2)。 ^而，、第六圖所示之實施例和前—個實施例的區別在於， =Φ並聯共振電路包含兩枚啦電子侧M2)，盆 係連接於該LCL串並聯共振電路和地面間，即兩個‘ 1 個低邊開關可切換於開和關，其中開為第-切換： H一Ϊ換，反之亦然’用以建立一方形波驅動訊號。 、此外，第六圖所示實施例之前多個實施例中，該lcl 振電路之第—共振電感抓1)係以兩個電感器(Lla和 —斤取代’該兩個電感器的其中一個係連接至電容器G的 個電感器連接至該電容器α的另—端。°在前述 下’ 5亥兩個電感器的其中一個電感器將以輸出之共 頻半週運作’而另一個電感器⑽）將以輸出之共振 頻率的負半週運作。 第六圖所示之實施例特別有益於—配置，其開關⑽，網 '、 低電壓控制器所驅動’如一積體電路。 第七圖係為本發明電源轉接器的另一實施例。本實施 目同於第六騎示的實施例，但不包含—對應如第五圖配置的 21 201027898 壓電變壓器。本實施例係結合了前述第五圖和第六圖所示 例的優點。 最後’第八圖為本發明之照明系統。該照明系統係連接於 一市電電路，其包含市電供應L、N和一降低功率設備1〇，如 「雙向三極閘流體(TRIAC)，該照明系統包含依據本發明之電 ---· 源轉接态20和一固態照明單元50。該固態照明單元5〇包含 ‘· 二枚串聯的LED 60a，60b，60c。該電源轉接器2〇係自市電 電路汲取電力，而將電力提供給固態照明單元50之LED 60a、 ❹ 60b、60C 〇 【圖式簡單說明】 第一圖為本發明之電源轉接器的示意圖； 第二圖為一共振電路的示意圖，其係構成第一圖之電源轉接 々一器的一部分，包含一共振控制器和一共振驅動電路； 第三圖為第二圖之共振電路的示意圖，其係包含另一型態的 共振驅動電路；

第四圖為第二圖電路之第二型態的示意圖； 第五圖為第二圖電路之第三型態的示意圖； ，六圖為第二圖電路之第四型態的示意圖； f七圖為第二圖電路之第五型態的示意圖；及 第八圖為本發明之照明系統的示意圖。 【主要元件符號說明】 輸入22 濾波矯正電路30 共振電路34 共振驅動電路42 電源轉接器20 輸出24 低功率辅助電源供應器32 共振控制器40 22 201027898 固態照明單元50 驅動電路系統44 LED60a、60b、60c

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Claims (1)

1. 201027898 七、申請專利範圍： 1. -種電源轉接器’其包含—連接於AC電源供應$之輸入， 及-連接至該輪人的共振電路，制以提供—可驅動負載的 輸出’其中該共振電路之電容和域的設定，可於該電源轉 接器之輪人與輸帥，對有效賴提供預設改變及對有效 電流之相對預設改變。 .2.如申請專利範圍第丨項所述之電源轉接器，其中該共振電路 之電容和電感的設定，係可於該電源轉接器之輸入與輸出 ® 自’對有效電雖供預設降低，及對有效電流之相對預設降 低。 3. 如申請專利範圍第i項所狀電源轉接器，其中該共振電路 t電容和贼的選定，係可於該電源轉接器之輸入與輸出 . % ’對有效_提供預設增加，及對有效電流之相對預設增 - 加。 4. 如以上任一項申凊專利範圍所述之電源轉接器，其中該共振 電路之電谷和1：感的選定，係可提供—預設比率於該電源轉 φ 接器之輸入的有效電壓和該電源轉接器之輸出的有效電壓之 間，及提供一預設比率於該電源轉接器之輸入的有效電流和 該電源轉接器之輸出的有效電流之間。 5·如以上任一項申晴專利範圍所述之電源轉接器，其中該電源 轉接器之輸入與輸出間的有效電壓及有效電流的預設變化係 不需藉助一磁性變壓器達成。 6.如以上任一項申睛專利範圍所述之電源轉接器，其中該電源 轉接器之輸入與輪出間的有效電壓及有效電流的預設變化係 不需藉助一變壓器達成。 24 201027898 7. 如以上任-項中請專利範圍所述之電源轉接器， =一壓電變壓器，係用以從該電源轉接器二 8. 如申請專機圍第7項所述之電源轉接器， 9. 如申請專娜Μ 7項絲8項所述之麵 『壓器的配置係用於提供至少一些該共振電路的:容 10. 如申請專利範圍第9項所述之電源轉接器，其中該壓電變 壓器的配置係用於提供該共振電路的全部電容量 以上任-項中請專利範圍所述之電源轉接『其中該輸 出係適於驅動一固定電流負載。 i2.如以上任-項申請專利範圍所述之電源轉接器，並中該乓 振電路的配置侧於提供—具妓致為目定 係為該AC電源供應器之特定有效電壓而預設。’、 Ί請專利範圍第U項所述之電源轉接器，其中該共振電 配丨置爲了輪入Ac週期之多數部分，係用於增加(即 錢少（即降低)接收於該電源轉接器之輸入的實際電 塵’以提供一大致為固定電壓 I 特定有效電壓而預設。其係為該AC電源供應器之 頁申睛專利範圍所述之電源轉接器，其中該電 源轉接裔係適於驅動複數個固定負载。 15. 如以上任—項申請專利範圍所述之電 器， 源轉接器係用於驅動複數個固定負载和可變負載。” μ 16. 如申請專利範圍第15項所述之電源轉接器，、其中當該負載 25 201027898 不能被該電源轉接n之輪㈣ =出’而當該負載能被該電源轉接以關 電源轉接器係可開啟該輪出。 ㈣轉時，該 :^乂上任—射料概騎狀電轉接ϋ，Ah 振電路為-LCL串並聯共振電路。 接器其中該共 18·如申睛專利範圍第17項所述之電源 參 ❹ ’使電轉接n提供—固定電雜$ _ = 路係以該共振鮮之-或麵波，或充分料共振電 諧波而驅動’使該電源轉接器適於;i電 饥=請專利範圍第17至19項所述之電 一電感器和第二電感器的選 =器其中第 Xu和該第_雷_㈣> 基第一電感器的電抗 =邊第—電感器的電抗Xu的值大致相等，且 和電抗xL2是大致相等於第一電容器的電抗Xci。几u 申^利範圍第17至20項所述之電源轉^ =串亚聯共振電物容係具有電抗Xci，以配合一所j 載電阻Rl和所需輸入電阻Rin。 、 22 =申明專利範圍第21項所述之電源器 =值’其係相等於所需峨…所需輪= Rin的乘積的平方根。 电P 23. ^以上任—項申請專利範圍所述之電源轉接 源轉接器包含-連接於AC電源供_之輸人，且該 路係提供-適於驅動一固態光源的輸出。 ' 26 201027898 24. 如以上任-項申請專利範圍所述之電 振電路的配置係提供-輪出，其相對於通過一該共 電流，具有一增加或減少電流，因 ，、振电感器之 接器之有效_ ’係相應具有-減少:二=_轉 25. 如申請專利=第24項所述之電源轉接 具有一電流’藉由至少兩個因子’相對於通過第 器的電流而增加或減少。 /、振電感 26. 如申請專利範圍第24項所述之電源轉接器，其中 具有-電流’藉由至少五個因子’該:，係 的電流而增加或減少。 亥共振電感器 27· —種照明系統係包含以上任—項申 轉接器及-包括-_光源之照明^專利範_述之電振 28.如申請專利範圍第27項所述之照 係具有複數個固態光源。 …-顧明單元 29· -照明單元係適於直接連接市電供應，該照明單 ❹ 如以上任-項申請專利難所述之電源轉接器及= :控：態光源之光輸出僅受該電源轉接器輸入處功率；t 3〇·如申請專利範圍第29項所述之照明單元 雜用於象處可得之所有辨，除了不爾 外，傳遞至該電源轉接器之輪出。 λ 31明t申^職圍第29或3G項所述之照明單元，其中該两 ^早Μ 外殼以容置該電源轉接器和該_光源，及 该電源轉接H之輸人雜神驗細雜$。 、 請專利範圍第31項所述之照明單元，其中該連接器可 連接傳統燈絲發光燈泡的燈座。 27 201027898 ❹ 33· 一電子阻抗㈣電路係結合—LCL共麵路至〆第—輪 :该LCL共振f路包含具有―第—電感器li之複數 亡端與輪出端，該第-電感器u是經由和第二電感器^之 ^點連接自第-輸人端’第二輸人端是直接連接至第二輪 端’及-電容器ci，其係連接介於該第一和第二電感器Li , L2間之父點，且直接連接於具有輸入和輸出之複數個第二端 之間。該複數個輸入端係由一高頻換流器驅動，該複數個 出端係連接至一表觀阻抗RL的負载，該元件L1，以和^ 值係設定至少為-頻率下，L1，L2^C1的電抗值大約相同， 且在該複數個輸入端所見之表觀阻抗的至少一種頻率，係衾_ 由該LCL共振電路轉換為大致相同於電容器之電抗的、',、'、、 值，其係被該表觀阻抗RL的負載所整除。 •方

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