TW303543B - - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 SQB543 日修正 _^_丨 補充 五、發明説明（，） 本發明偽關於霣源供應器用之霄源整流器電路，特別 是用於切換器®源組件中，其具有一位於電源電壓上之 全波整流器.整流器之後則連接一負載霣容器。 此種霣源供應器，特別是連接在交流霣源之切換式電 源组件.在最簡單的情況下具有一整流器，其後連接一 霣解式霣容器。霣容器之充«過程在霣源産生強的諧振 且由於离的複功率而對«源産生負載。最近20年由於霣 源供應器之大量使用，逭些原因已在供應鬣源上導致重 大的問題。 此一間題的餹短描述和各種會導致霣源負載波動的解 決方法描述在Key和Lai等人所寫於1993年7月/ 8月於” IEEE Transactions on Industrie AppI ications"Vol . 20.N〇.4第688頁至695頁刊登之論文"Conparison of Standards and Power Supply Design Options for Limiting Harmonic Distortion in Power Systems" 之中。一種圃示在其上且實際上亦很實用之18路具有一 種習知之”升壓-轉換器”。有一昂贵的控制裝置使其藉 此甚至可達到實際上為正弦狀之输入霣流波形。正如以 上論文所述之待想[,在廣大市場仍相對地存在高成本和 可靠性減小等問題，造是由附加之組件所引起。 本發明之目的是創作一簡單且低成本之解決方法，逋 可導致多諧振動成份顯箸的減少及功率因數的改進。 此目的僳以本文開頭所述技轻之電路而解決，其中依 據本發明此負載傜跨在全波整流器之輸出，負載電容器 本紙張尺度適用中國國家搮牟（CNS〉A4规格（210X297公釐） ：—；---'J·装------訂-----A 球 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 鲤濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 五、發明説明（ > ) 1 1 綷 由 一 個 二 極 體 和 負 載 相 連 接 有 — 控 制 開 關 和 二 極 醱 1 | 並 聯 此 開 蹰 受 控 制 霄 路 控 制 之 方 式 為 在 已 整 流 半 波 1 | 之 零 穿 越 之 時 域 内 此 開 關 以 笛 源 頻 率 兩 倍 之 速 率 週 1 I 請 1 1 期 性 地 閉 合 〇 先 閲 1 1 在 具 有 負 載 霣 容 器 之 箪 純 整 流 期 間 〇 在 —* 般 之 負 載 壓 背 Λ 1 降 下 缠 是 只 在 整 流 半 波 之 峰 值 匾 域 内 産 生 霄 流 尖 形 波 之 注 1 意 | * 利 两 本 發 明 則 負 載 霣 流 之 — 部 份 可 Μ 一 般 之 整 流 器 霣 事 項 1 路 以 單 純 之 方 式 轉 移 至 霣 流 尖 形 波 之 前 及 之 後 〇 此 處 額 再 填 1 外 零 件 之 费 用 非 常 少 〇 本 案 可 減 少 输 入 霄 流 之 渚 振 成 份 寫 本 頁 裝 1 及. 改 進 效 率 和 功 率 因 數 〇 1 I 本 案 之 優 點 為 » 笛 金 波 整 流 器 和 負 載 之 間 有 一 串 聯 霣 1 I 慼 • 且 有 一 平 行 霣 容 器 和 負 戰 並 聯 • 則 可 産 生 和 切 換 霣 1 1 m 組 件 之 時 鐘 頻 率 相 協 諝 之 尺 寸 0 訂 | 控 制 開 關 和 二 極 體 所 形 成 之 並 聯 路 較 有 利 的 方 式 是 1 1 由 FETil晶體構成。 1 1 本 百 的 亦 將 以 用 於 電 源 供 應 器 • 特 別 是 用 於 切 換 式 霭 1 源 組 件 之 霣 源 整 流 器 電 路 而 得 到 解 決 参 其 具 有 — 位 於 電 球 源 電 壓 之 全 波 整 流 器 及 連 接 於 整 流 器 之 後 的 負 載 電 容 器 1 1 • 及 至 少 一 控 制 開 關 以 便 有 規 律 地 将 額 外 之 能 Μ 轉 送 至 [ I 負 載 • 依 據 本 發 明 此 負 載 跨 在 全 波 整 流 器 之 输 出 且 負 I 1 載 霣 容 器 經 第 —«· 控 制 開 鼸 和 負 載 相 逋 接 * 此 開 闋 受 第 —· 1 I " 控 制 電 路 之 控 制 方 式 為 • 在 己 整 流 半 波 之 零 穿 越 區 之 時 1 I 域 内 • 此 開 關 以 電 源 頻 率 兩 倍 之 速 率 週 期 性 地 閉 合 9 有 1 1 輔 助 整 流 器 經 由 升 壓 霄 4 感 和 配 置 成 順 向 之 極 體 m 構 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 五、發明説明（ A7 B7 體制 極控 二二 和第 感受 電關 壓開 升制 ，控 接二 逋第 相 ， 器地 容接 電两 載開 負制 和控 路二 電第 聪經 串點 之接 成之 内高 域遠 時率 之頻 區肆 越時 穿 ， 零電 之充 波率 半速 流之 整率 已頻 在鐘 , 時 為以 式器 方容 之電 制載 控負 路此 1 « 。對 高而 值低 峰降 之份 壓成 電振 源諧 電使 較， 壓用 霣使 載之 負路 之霣 取壓 選升 被之 ，外 率額 頻一 源此 罨於 於由 的 當 適 是 器 容ΗΖ 。電(Κ 良助期 改輔仟 之 一 數 步接為 1 連可 進接率 生直頻 産後鐘 形之時 波器之 流流鼷 電整開 之肋制 λ 輔控 輸 二 圍 範 之 助 輔 成 接 連 且 關 相 器 流 整 波 全 和 镅 兩 C 由成 是構 式所 方體 的極 利二 有之 器式 流橋 整半 下 於 明 說 細 詳 將 例 施 實 個 · 兩中 據其 依 C 點中 優圓 它在 其示 同顯 連例 明施 發實 本各 發Η圖 為 本 Mm 為-2關 128之 匾圖間 時 圖 路 Ε 之 例 施 實 1 0 0 明 對 流 SB φΙΓ 人 輸 及 壓 電 出 輸 的 例 施 實 之 1Α 圖 據 依 圖 路 之 例 施 實 二 0 Λβ 明 發 本 為Τ a 3 4 圖圖 出 輸 下 況 情 載 負 種 兩 在 例 施 實 之 3 圖 據 依 為 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 器 流 整 源 i 之 T N S 件 。組 圖源 蘭式 之換 間切 時於 對用 流種 電一 λ 示 輸顯 及 1 壓圖 a— |3Γ 表個流 „ 4整 由波 ，全 以上 c 亦UE成 後壓構 以電 D 在源3. 且電,D 示在D2 表跨1’ 也 4 D «D B S. •體冑Λ TR= SN流路 處整電 此波式 在全橋 ,C 在 路之置 電示配 載 負 圖 如 為 式 方 成 構 之 佳 較 且 上 T N S 載 負 在 跨 出 輸 之 器 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7

五、發明説明（4 ) 器至負載，LC濾波器由串聯電感LS和與負 器CL所構成，電容器CL 一般傜由罨解式霉 二極體DA和控制開關ST並聯。開關ST是一 ，其偽由控制電路AT所控制，控制電路AT 以虑線”同步（sync)"表示。開鼸ST和二極 並麻霉路可以，例如，FET霣晶體來作成。 之開醑9Γ此霣路即相當於傅统之整流器轚 本質上係由連績之半波所構成，如ffl2a虛 在此情況下.輸入霣流IE産生較短時間之 埴依負載情況而定.此尖形波由負裁霣容 流所造成。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 般經由LC濾波 載並聯之雷容 容器所構成。 種半導黼開關 和®源同步傜 體DA所構成之 藉永久閉合 路，其輸出在 線部份所示。 較大尖形波， 器CL之負載霣 相對地.依 DA充霄，且在 一部份時間内 兩倍之速率週 匾之+/ -45° 入霄流IE ,即 之前及之後産 7K在圈2 a中， 和切換式霣源 示某一已確定 雖然圖2b之 罨路比較，它 負載具有良好 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之電路，負載霣容器CL經由二極體 已整流半波之零穿越匾所S取之半週期的 在負載SHT上放霄，使開鼸ST以電源頻率 期性地閉合或打開，例如，在霄壓零穿越 閉合或打開。造導致一種如_2b所示之輪 ，現在額外地在一般整流器霣路之尖形波 生一部份電流。输出電壓所對應之波形圖 此圖中再次顯示之待擞為«流及電壓波形 組件SNT之負載有極大之闢傺，此處只顯 之負載壓降情況下之圖形。 電流波形並非最佳，但和一般之橋式整流 仍然可大大地減少諧波成份，這對電源的 的功率。LC濾波器LS/CP之使用雖然並非 本纸張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4洗格（210 X 297公釐〉 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（ X ) 1 1 無 條 件 地 需 要 可 是 會 使 電 流 波 形 進 . 步 地 改 良， 且可 1 1 藉 適 當 之 尺 寸 防 止 電 源 中 切 換 式 電 源 組 件 SNT所産生高 1 I 頻 之 通 過 〇 X·—S 1 1 請 | 假 如 吾 人 花 多 — 點 費 用 在 購 買 上 以 便 可 以 達 到電 源負 先 閱 1 | 讀 1 « · 載 進 一 步 之 改 進 * 刖 吾 人 可 利 用 團 3 之 電 路 9 其具 有另 背 1 1 一 附 有 各 別 整 流 器 之 升 壓 轉 換 器 Ο 之 注 素 1 負 載 或 切 換 式 電 源 組 件 SHT可直接， 亦可經由濾波器 事 項 1 I 再 I 或 濾 波 器 組 件 跨 在 金 波 整 流 器 D1 • · .D4之輸出上， % 填 卜 外 又 裝 設 一 輔 肋 整 流 器 t 其 傜 由 % 外 二 锢 二 極 髏D1 * , D2 ' 窝 本 頁 ί 1 和 二 極 體 D3 • D4所 構 成 f 輔 肋 整 流 器 之 输 出 經 由升 壓電 1 1 感 和 配 置 成 順 向 之 二 極 體 DS所 構 成 之 串 聯 電 路 連接 至負 1 I 載 濾 波 器 CL 〇 輔 助 整 流 器 D1 f D2 ’之後亦直接連接輔肋 1 1 電 容 器 CH 〇 訂 I 負 載 電 容 器 CL經 由 第 一 控 制 開 闋 ST和 負 載 SHT相連接 1 | f 第 一 控 制 開 關 受 第 一 控 制 電 路 AT控 制 之 方 式 為. 在已 1 1 整 流 半 波 之 零 穿 越 區 之 時 域 内 » 第 一 控 制 開 η 關 以電 源頻 1 | 率 兩 倍 之 速 率 週 期 性 地 閉 合 » 其 對 應 於 圖 1 所 顯示 之同 1 一 叙 I 名 稱 之 開 關 〇 1 1 升 壓 電 感 LB和 二 極 體 DS之 迪 接 點 經 由 第 二 控 制開 餚SB I 接 地 η 第 二 控 制 開 關 SB受 第 二 控 制 電 路 AB控 制 之方 式為. 1 I 在 已 整 流 半 波 之 零 穿 越 區 之 畤 域 内 • 負 載 電 容器 CL以 1 1 時 鐘 頻 率 之 速 率 充 電 時 鐘 頻 率 遠 較 電 源 頻 率 高， 而被 1 I 選 取 之 負 載 電 壓 較 電 源 電 壓 之 峰 值 為 高 〇 1 1 開 關 SB像 開 關 ST 樣 亦 7 可 由 f 例 如 • 場 效 電 晶體 構成 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS〉A4規格（210X297公嫠） A7 __B7_ 五、發明説明（ί ) .開關SB以數仟赫（KHz)範圍之頻率驅動，典型之頻率 為介於20仟赫和100仟赫之間，可是並非像平常一樣在 整値半週期内驅動.而只是在零穿越區某一預先選取之 時間上驅動。因此短路限流抗流圈，此處為升匯電感LB .及電晶體開鼷SB之典型功率將降低，整《霣路之消耗 功率亦降低。輸入電流IE之諧振成份對於此種具有負載 電容器之單純橋式整流器锺路而言可大大地降低，此乃 因現在於罨壓最大值之外亦有鬣流流動，且霣壓最大值 (參見圖2b)區域内之罨流尖形波會降低。 以電源頻率兩倍速率驅動之開鼸ST在電壓最大值區域 内搌大®流脈衝之功效正如圈1之實施例一樣。整鱧而 言在整値週期産生良好之電流分佈圔形，正如圖4所示 一般《^圖4a潁示輸出電壓之波形。吾人可清楚看出在零 穿越區之範圍中在CL上之電壓增高，這是由高壓設定器 LB.SB.DS.CL (升壓轉換器）所造成。圖4a和4bfe在”100% 額定負載"之情況下工作，且圖4b顯示除了零穿越區之外 均有輸入雷流流通。圖4c則為只有25%額定負載時之輸 入電流波形，在此情形下有一小段時間沒有輪入電流流 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 訂 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 少開 I 整型 負減制Η 。路 在控 π 率電 可一 ί功的 時 即每Iff之本 同 用。份成 費進 9 部省 外改 W 一節 額之-gf此之 之步生體 。高一 Μ産導 小很進 Μ 橋半 較需到 f 電率 實不得JDS流功 確此上-t整於 有 流因素由用 電路因 α 經取 部電率 U 接擇 負 金之功 W 直選 之3及W亦可 圖圖份Τ,流此 此據成.S電由 ，依波SB之上 c 通諧關載體式 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. Α8 Β8 C8 D8 中由控制開關和二極體所形成之並捕 3ϋ〇543 、申請專利範圍 1. 一種霄源之整流器電路.偽用於電源供應器中，特別 是用於切換式霄截组件中，其具有一跨在m源電壓 上之金波整流器（D1...D4)及連接於S流器之後的負載 «容器（CL)·其待徴為： a) 負載跨在全波整流器（D1...D4)之輸出，負載電 容器（CL)經由二極釀（DA)和負載（SNT)建接，有一控 制開鼸（ST)和二極體並聪. b) 該開蘭受控制轚路（AT)痒:锎之方式為，在已整流 ... 半波之零穿越匾之時域内，#两藺以霣源頻率兩倍之 速聿遇期性地閉合。 U: \ 2. 如申請專利範圍第1項之電器霣路，其中有一 串聯霄感（LS)介於全波整流器\(_#1 和負載（SNT) .之間，有一平行電容器（C P >和負載圈1)。 3. 如申請專利範圍第1或第2項之電器霣路.其 可由埸效罨 晶體（FET)構成。 J 4. 一種電源之整流器®路，係用於霣源供應器中，特別 是用於切換式電源組件中，其具有一跨在霣源霣壓之 全波整流器（D1...D4)及連接於整流罌之後的負載電 容器（CL),至少又有控制開關（SB,ST)以規律地將額 外之能量轉送至負載.其特擞為： a)負載（SNT)跨在全波整流器（D1...D4)之输出且負 載電容器（CL)經第一控制開關（ST)和負載相連接•第 一控制開醑受第一控制電路（AT)之控制方式為.在己 整流半波之零穿越區之時域内.該開關以電源頻率兩 -9 - 本紙張尺度適用中國國家橾準.（CNS ) A4规格（210Χ297公釐） ----.1^----#------ir------^ (請先閲面之注f項再填寫本頁) 經濟部中央標準局WC工消费合作社印装 整流器（D1',D2’）之後直接連_ ^ 容器（C Η ) .如申請專利範圍第4或第5項流器電路， A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 倍之速率週期性地閉合，及 b)有一輔肋整流器（D1’，D2’）經由升壓電感（LB)和 配置成順向之二極體（DS)所構成之串聯電路和負載電 容器相連接，升壓電感和二極體之連接點經第二控制 開關（SB)接地，及第二開朗受第二控制電路（AB)控制 之方式為.在已整流半波之零穿越區之時域内，該負 載電容器以時鐘頻率之速率,時鐘頻率遠較電源 頻率高，被選取之負載電壓源電壓之峰值為高。 5.如申請專利範圍第4項之電器電路，其中輔肋 其 (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) .裝· V數' 為電\-,%.; 率 #'-7和 頻項#猶， 鐘 5 兩 時第由 之或器 Β 4 流 (S第整 關圍助 開範輔 制利中 控專其 二請 . 第申路 中如雷 圍 範 之 Z Η κ /IV 赫 器器 流流 f -¾¾ .li 訂 '1:.'..3」u)-v^w is源 βη —I 極1 二之 之項 式6 橋第 半圍 成範 接利 連專 而請 關申 相如 8 成 構 所 器 D 成 {構 器π 节Rr 整 2Ρ,#f ..d,\ D f ( 個體 兩栩 由 二 器之 流式 整橋 肋半 輔成 中接 其饨 , 而 路關 罨相 鋰濟部中央標準局貝工消費合作社印装 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）