TWI448040B - 具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置 - Google Patents

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TWI448040B TW100100233A TW100100233A TWI448040B TW I448040 B TWI448040 B TW I448040B TW 100100233 A TW100100233 A TW 100100233A TW 100100233 A TW100100233 A TW 100100233A TW I448040 B TWI448040 B TW I448040B
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Description

具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置
本創作係有關一種行動載具充電裝置，尤指一種具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置。
現今，行動載具發展已朝向無污染、高效能之電動驅動時代。然而作為電動驅動之能源必須藉由電池以作為能源儲存之容器，使得能源能被儲存到電池中。透過將能源，例如火力、水力、風力、熱能、太陽能以及核能…等轉換成電能後，才能夠將電能做適當地轉換後儲存在電池中。然而，在電能轉換的過程，必須考慮到安全性、高效能以及便利性等問題。
請參見第一圖係為習知行動載具充電系統之電路方塊圖。如圖所示，該行動載具(未圖示)之充電系統係主要包含一充電裝置10A與一充電電池20A。該行動載具係可為一電動車，並且，該充電電池20A係為該電動車之車用充電電池。
該充電裝置10A係包含一電磁干擾濾波器102A、一功率因數校正器104A以及一非隔離型或隔離型DC/DC轉換器106A。
該充電裝置10A之該電磁干擾濾波器102A係電性連接一外部交流電源Vs，以消除該交流電源Vs之雜訊，並防止傳導性電磁雜訊之干擾。該功率因數校正器104A係電性連接該電磁干擾濾波器102A，以改善轉換後之直流電源之功率因數。該非隔離型或隔離型DC/DC轉換器106A係電性連接該功率因數校正器104A，以提供不同直流電壓準位之轉換。其中，該非隔離型或隔離型DC/DC轉換器106A係可為一降壓式轉換器(buck converter)或一直流變壓器(DC transformer)。
在實際應用上，該充電裝置10A係可為一電動車之車用充電站。該充電裝置10A係可提供一固定功率之高壓直流電壓Vo，常見之典型輸出為50千瓦或30千瓦之500伏特直流電壓。當該電動車之車用充電電池電力不足時，係主要將該充電裝置10A直接地電性連接該充電電池20A，以進行充電。
然而，在此行動載具之充電系統下，該充電裝置10A之結構則局限於輸入交流電源的運用，對於不同的電源形式無法有效的運用。
因此，如何設計出一種具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置，能以根據偵測外部電源為直流或交流形式，以提供充電電池所需之直流電壓準位與充電電流，乃為本案創作人所欲行克服並加以解決的一大課題。
為了解決上述問題，本發明係提供一種具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置，係接收外部直流電源或接收外部交流電源 並透過轉換外部交流電源為直流電源，以提供設置於充電裝置內之充電電池所需之電壓與電流，並對充電電池進行充電。充電裝置係更包含濾波單元、直流/直流轉換單元以及控制單元。
濾波單元係接收外部直流電源或轉換後之直流電源，以進行濾波處理。直流/直流轉換單元，係電性連接濾波單元。控制單元係電連接直流/直流轉換單元與充電電池，以控制直流/直流轉換單元。
藉此，透過行動載具充電裝置之控制單元所提供電源轉換，以提供充電電池所需之直流電壓準位與充電電流。
為了解決上述問題，本發明係提供一種具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置，係接收外部直流電源或外部交流電源，並轉換直流電源或交流電源，以提供設置於充電裝置內之充電電池所需之電壓與電流，以對充電電池進行充電。充電裝置係更包含第一開關單元、第二開關單元、濾波單元、濾波/整流單元、直流/直流轉換單元、直流/直流轉換與功率因數校正整合單元以及控制單元。
第一開關單元係具有第一共同接點、第一接點以及第二接點。第二開關單元係具有第二共同接點、第三接點以及第四接點。其中，第二開關單元之第三接點係電性連接第一開關單元之第二接點。濾波單元係接收外部直流電源，並電性連接第一開關單元之第一接點，以對直流電源進行濾波處理。濾波/整流單元係接收外部交流電源，並電性連接濾波單元與第一開關單元之第一接點， 以對交流電源進行濾波與整流處理。直流/直流轉換單元係電性連接第一開關單元之第一共同接點與第二開關單元之第四接點以及充電電池。直流/直流轉換與功率因數校正整合單元係電性連接濾波/整流單元與第二開關單元之第二共同接點。
控制單元係電性連接第一開關單元與第二開關單元，並控制第一開關單元與第二開關單元；當控制單元偵測到充電裝置所接收到為直流電源時，則控制第一開關單元之第一共同接點與第一開關單元之第一接點電性連接以及控制第二開關單元之第二共同接點與第四開關單元之第二接點電性連接；當控制單元偵測到充電裝置所接收到為交流電源時，則控制第一開關單元之第一共同接點與第一開關單元之第二接點電性連接以及控制第二開關單元之第二共同接點與第二開關單元之第三接點電性連接。
其中，透過控制單元控制第一開關單元與第二開關單元之切換，當充電裝置所接收到為直流電源時，使得直流/直流轉換單元與直流/直流轉換與功率因數校正整合單元係為電性並聯連接，以接收濾波後之直流電源，並轉換濾波後之直流電源之電壓準位為充電電池所需之直流電壓準位與充電電流；當充電裝置所接收到為交流電源時，使得直流/直流轉換單元與直流/直流轉換與功率因數校正整合單元係為電性串聯連接，以接收濾波與整流後之交流電源，並轉換濾波與整流後之交流電源之電壓準位為充電電池所需之直流電壓準位與充電電流。
藉此，行動載具充電裝置係根據控制單元所偵測到外部電源為直流或交流形式，以對充電電池提供具有適應性之直流或交流充電 功能。
為了解決上述問題，本發明係提供一種具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置，係接收外部直流電源或外部交流電源，並轉換直流電源或交流電源，以提供設置於充電裝置內之充電電池所需之電壓與電流，以對充電電池進行充電。充電裝置係更包含開關單元、濾波單元、濾波/整流單元、直流/直流轉換單元、功率因數校正單元以及控制單元。
開關單元係具有共同接點、第一接點以及第二接點。濾波單元係接收該外部直流電源，並電性連接開關單元之第一接點，以對直流電源進行濾波處理。濾波/整流單元係接收外部交流電源，並電性連接濾波單元與開關單元之第一接點，以對該交流電源進行濾波與整流處理。直流/直流轉換單元係電性連接開關單元之共同接點與充電電池。功率因數校正單元係電性連接濾波/整流單元與開關單元之第二接點。
控制單元係電性連接開關單元並控制開關單元；當控制單元偵測到充電裝置所接收到為直流電源時，則控制開關單元之共同接點與開關單元之第一接點電性連接；當控制單元偵測到充電裝置所接收到為交流電源時，則控制開關單元之共同接點與開關單元之第二接點電性連接。
其中，透過控制單元控制開關單元之切換，當充電裝置所接收到為直流電源時，使得直流/直流轉換單元與濾波單元係為電性連接，以接收濾波後之直流電源，並轉換濾波後之直流電源之電壓 準位為充電電池所需之直流電壓準位與充電電流；當充電裝置所接收到為交流電源時，使得直流/直流轉換單元與功率因數校正單元係為電性串聯連接，以接收濾波與整流後之交流電源，並轉換濾波與整流後之交流電源之電壓準位為充電電池所需之直流電壓準位與充電電流。
藉此，行動載具充電裝置係根據控制單元所偵測到外部電源為直流或交流形式，以對充電電池提供具有適應性之直流或交流充電功能。
為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
〔習知技術〕
Vs‧‧‧交流電源
10A‧‧‧充電裝置
102A‧‧‧電磁干擾濾波器
104A‧‧‧功率因數校正器
106A‧‧‧非隔離型或隔離型DC/DC轉換器
20A‧‧‧充電電池
〔本發明］
Vdc‧‧‧直流電源
Vac‧‧‧交流電源
20‧‧‧充電裝置
202‧‧‧濾波單元
204‧‧‧濾波/整流單元
206‧‧‧直流/直流轉換單元
208‧‧‧直流/直流轉換與功率因數校正整合單元
2081‧‧‧第一開關
2083‧‧‧第二開關
2085‧‧‧第一反向並聯二極體
2087‧‧‧第二反向並聯二極體
2089‧‧‧電感器
210‧‧‧充電電池
212‧‧‧控制單元
214‧‧‧第一開關單元
2142‧‧‧第一共同接點
2144‧‧‧第一接點
2146‧‧‧第二接點
216‧‧‧第二開關單元
2162‧‧‧第二共同接點
2164‧‧‧第三接點
2166‧‧‧第四接點
10‧‧‧電源轉換裝置
102‧‧‧電磁干擾濾波單元
104‧‧‧功率因數校正單元
30‧‧‧充電裝置
302‧‧‧濾波單元
304‧‧‧濾波/整流單元
306‧‧‧直流/直流轉換單元
308‧‧‧功率因數校正單元
310‧‧‧充電電池
312‧‧‧控制單元
314‧‧‧開關單元
3142‧‧‧共同接點
3144‧‧‧第一接點
3146‧‧‧第二接點
40‧‧‧充電裝置
402‧‧‧濾波單元
404‧‧‧直流/直流轉換單元
406‧‧‧充電電池
408‧‧‧控制單元
第一圖係為習知行動載具充電系統之電路方塊圖；第二圖係為本發明具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置之第一實施例電路方塊圖；第二圖A係為第一實施例該充電裝置操作於直流電源充電時之電路方塊圖；第二圖B係為第一實施例該充電裝置操作於交流電源充電時之電路方塊圖；第二圖C係為第一實施例該充電裝置配合一電源轉換裝置操作之電路方塊圖； 第二圖D係為本發明具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置之第二實施例電路方塊圖；第二圖E係為一直流/直流轉換與功率因數校正整合單元做為直流/直流轉換操作時之電流與電壓狀態；第二圖F係為該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元做為功率因數校正操作時之電流與電壓狀態；第三圖係為本發明具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置之第三實施例電路方塊圖；第三圖A係為第三實施例該充電裝置操作於直流電源充電時之電路方塊圖；第三圖B係為第三實施例該充電裝置操作於交流電源充電時之電路方塊圖；第三圖C係為第三實施例該充電裝置配合一電源轉換裝置操作之電路方塊圖；第三圖D係為本發明具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置之第四實施例電路方塊圖；第四圖係為本發明具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置之第五實施例電路方塊圖；第四圖A係為本發明具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置之第六實施例電路方塊圖；及 第四圖B係為本發明具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置之第七實施例電路方塊圖。
茲有關本創作之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下：請參見第二圖係為本發明具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置之第一實施例電路方塊圖。其中，該行動載具係可為一電動車。該充電裝置20係接收一外部直流電源Vdc或一外部交流電源Vac，並轉換該直流電源Vdc或該交流電源Vac，以提供設置於該充電裝置20內之一充電電池210所需之電壓與電流，以對該充電電池210進行充電。該充電裝置20係更包含一第一開關單元214、一第二開關單元216、一濾波單元202、一濾波/整流單元204、一直流/直流轉換單元206、一直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208以及一控制單元212。
該第一開關單元214係具有一第一共同接點2142、一第一接點2144以及一第二接點2146。該第二開關單元216係具有一第二共同接點2162、一第三接點2164以及一第四接點2166。其中，該第二開關單元216之該第三接點2164係電性連接該第一開關單元214之該第二接點2146。
該濾波單元202係接收該外部直流電源Vdc，並電性連接該第一開關單元214之該第一接點2144，以對該直流電源Vdc進行濾波處理。該濾波/整流單元204係接收該外部交流電源Vac，並電性連接該濾波單元202與該第一開關單元214之該第一接點2144，以對該交流電源Vac進行濾波與整流處理。該直流/直流轉換單元206係 電性連接該第一開關單元214之該第一共同接點2142與該第二開關單元216之該第四接點2166以及該充電電池210。該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208，係電性連接該濾波/整流單元204與該第二開關單元216之該第二共同接點2162。
該控制單元212係電性連接該第一開關單元214與該第二開關單元216，並控制該第一開關單元214與該第二開關單元216。當該控制單元212偵測到該充電裝置20所接收到為該直流電源Vdc時，則控制該第一開關單元214之該第一共同接點2142與該第一開關單元214之該第一接點2144電性連接以及控制該第二開關單元216之該第二共同接點2162與該第二開關單元216之該第四接點2166電性連接。當該控制單元212偵測到該充電裝置20所接收到為該交流電源Vac時，則控制該第一開關單元214之該第一共同接點2142與該第一開關單元214之該第二接點2146電性連接以及控制該第二開關單元216之該第二共同接點2162與該第二開關單元216之該第三接點2164電性連接。此外，該控制單元212係電性連接該直流/直流轉換單元206、該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208以及該充電電池210，並根據該充電電池210之使用狀況，以控制該直流/直流轉換單元206、該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208，提供該充電電池210所需之直流電壓準位與充電電流。例如，若該充電電池210係為高容量充電電池，該控制單元212則控制該直流/直流轉換單元206、該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208，對該充電電池210提供較大之輸出充電電流(反之亦然)。或者，若該充電電池210係處於高溫度操作狀 態，該控制單元212則控制該直流/直流轉換單元206、該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208，對該充電電池210提供較小之輸出充電電流(反之亦然)。
配合參見第二圖A係為第一實施例該充電裝置操作於直流電源充電時之電路方塊圖。透過該控制單元212(參見第二圖)控制該第一開關單元214與該第二開關單元216之切換，當該充電裝置20所接收到為該直流電源Vdc時，使得該直流/直流轉換單元206與該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208係為電性並聯連接，以接收該濾波後之直流電源(未標示)。亦即，該直流/直流轉換單元206與該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208具有相同之並聯輸入端與輸出端，並且，該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208係轉換為具有直流/直流轉換功能之單元，因此，能夠與該直流/直流轉換單元206並聯使用，並轉換該濾波後之直流電源之電壓準位為該充電電池210所需之直流電壓準位與充電電流。
此外，配合參見第二圖B係為第一實施例該充電裝置操作於交流電源充電時之電路方塊圖。透過該控制單元212(參見第二圖)控制該第一開關單元214與該第二開關單元216之切換，當該充電裝置20所接收到為該交流電源Vac時，使得該直流/直流轉換單元206與該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208係為電性串聯連接，以接收該濾波與整流後之交流電源(未標示)亦即，該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208係電性串聯連接於該濾波/整流單元204與該直流/直流轉換單元206之間，並且，該直 流/直流轉換與功率因數校正整合單元208係轉換為具有功率因數校正功能之單元，並轉換該濾波與整流後之交流電源之電壓準位為該充電電池210所需之直流電壓準位與充電電流。
值得一提，上述之該直流電源Vdc係可經由一電源轉換裝置10轉換該交流電源Vac為直流電源所得。配合參見第二圖C係為第一實施例該充電裝置配合一電源轉換裝置操作之電路方塊圖。該電源轉換裝置10係包含一電磁干擾濾波單元102與一功率因數校正單元104。該電磁干擾濾波單元102係接收該交流電源Vac，以消除該交流電源Vac之雜訊，並防止傳導性電磁雜訊之干擾。該功率因數校正單元104係電性連接該電磁干擾濾波單元102，以轉換該濾波後之交流電源並輸出以獲得該高壓直流電源Vdc。該高壓直流電源Vdc常見之典型輸出為50千瓦或30千瓦之500伏特直流電壓。轉換後之該直流電源Vdc即可輸入以提供該充電裝置20使用。此外，該交流電源Vac亦可直接輸入以提供該充電裝置20使用。詳細之動作原理如前所述，故此不再贅述。
此外，參見第二圖D係為本發明具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置之第二實施例電路方塊圖。如第二圖D所示，該實施例之電路架構大致上與第一實施例相同，唯一不同之處在於應用於第二實施例該充電裝置20之該濾波/整流單元204係裝設於該充電裝置20外部。亦即，在本實施例中，該交流電源Vac係可直接透過裝設該充電裝置20外部之該濾波/整流單元204先進行濾波與整流處理，並且，濾波與整流後之交流電源再輸入該充電裝置20，並透過該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208與該直 流/直流轉換單元206，轉換該濾波與整流後之交流電源之電壓準位為該充電電池210所需之直流電壓準位與充電電流。此外，當該外部電源為該直流電源Vdc時，操作之原理則如同第一實施例所述，故此不再贅述。
值得一提，如前述該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208係可做為直流/直流轉換操作與功率因數校正操作之用。配合參見第二圖E與第二圖F係分別為該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208做為直流/直流轉換操作與做為功率因數校正操作時之電流與電壓狀態。如圖所示，該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208係包含一第一開關2081、一第二開關2083、一第一反向並聯二極體2085、一第二反向並聯二極體2087以及一電感器2089。當該充電裝置20所接收到為該直流電源Vdc時，該直流/直流轉換單元206與該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208具有相同之並聯輸入端與輸出端，並且，該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208係轉換為具有直流/直流轉換功能之單元。在此操作狀況下，該功率因數校正整合單元208如同降壓式轉換器(buck converter)，並配合該直流/直流轉換單元206並聯操作，以轉換該濾波後之直流電源之電壓準位為該充電電池210所需之直流電壓準位與充電電流。此外，當該充電裝置20所接收到為該交流電源Vac時，使得該直流/直流轉換單元206與該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208係為電性串聯連接，並且，該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元208係轉換為具有功率因數校正功能之單元。在此操作狀況下，該直流/直流轉換與 功率因數校正整合單元208如同昇壓式轉換器(boost converter)，並轉換該濾波與整流後之交流電源之電壓準位為該充電電池210所需之直流電壓準位與充電電流。
藉此，該行動載具充電裝置20係根據該控制單元212所偵測到該外部電源為直流或交流形式，以對該充電電池210提供具有適應性之直流或交流充電功能。
請參見第三圖係為本發明具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置之第三實施例電路方塊圖。該充電裝置30係接收一外部直流電源Vdc或一外部交流電源Vac，並轉換該直流電源Vdc或該交流電源Vac，以提供設置於該充電裝置30內之一充電電池310所需之電壓與電流，以對該充電電池310進行充電。該充電裝置30係更包含一開關單元314、一濾波單元302、一濾波/整流單元304、一直流/直流轉換單元306、一功率因數校正單元308以及一控制單元312。
該開關單元314係具有一共同接點3142、一第一接點3144以及一第二接點3146。該濾波單元302係接收該外部直流電源Vdc，並電性連接該開關單元314之該第一接點3144，以對該直流電源Vdc進行濾波處理。該濾波/整流單元304，係接收該外部交流電源Vac，並電性連接該濾波單元302與該開關單元314之該第一接點3144，以對該交流電源Vac進行濾波與整流處理。該直流/直流轉換單元306係電性連接該開關單元314之該共同接點3142與該充電電池310。該功率因數校正單元308係電性連接該濾波/整流單元304與該開關單元314之該第二接點3146。
該控制單元312係電性連接該開關單元314並控制該開關單元314。當該控制單元312偵測到該充電裝置30所接收到為該直流電源Vdc時，則控制該開關單元314之該共同接點3142與該開關單元314之該第一接點3144電性連接；當該控制單元312偵測到該充電裝置30所接收到為該交流電源Vac時，則控制該開關單元314之該共同接點3142與該開關單元314之該第二接點3146電性連接。此外，該控制單元312係電性連接該直流/直流轉換單元306、該功率因數校正單元308以及該充電電池310，並根據該充電電池310之使用狀況，以控制該直流/直流轉換單元306、該功率因數校正單元308，提供該充電電池310所需之直流電壓準位與充電電流。例如，若該充電電池310係為高容量充電電池，該控制單元312則控制該直流/直流轉換單元306、該功率因數校正單元308，對該充電電池310提供較大之輸出充電電流(反之亦然)。或者，若該充電電池310係處於高溫度操作狀態，該控制單元312則控制該直流/直流轉換單元306、該功率因數校正單元308，對該充電電池310提供較小之輸出充電電流(反之亦然)。
配合參見第三圖A係為第三實施例該充電裝置操作於直流電源充電時之電路方塊圖。透過該控制單元312(參見第三圖)控制該開關單元314之切換，當該充電裝置30所接收到為該直流電源Vdc時，使得該直流/直流轉換單元306與該濾波單元302係為電性連接，以接收該濾波後之直流電源(未標示)，並轉換該濾波後之直流電源之電壓準位為該充電電池所需之直流電壓準位與充電電流。
此外，配合參見第三圖B係為第三實施例該充電裝置操作於交流 電源充電時之電路方塊圖。透過該開關控制單元312(參見第三圖)控制該開關單元314之切換，當該充電裝置30所接收到為該交流電源Vac時，使得該直流/直流轉換單元306與該功率因數校正單元308係為電性串聯連接，以接收該濾波與整流後之交流電源(未標示)，並轉換該濾波與整流後之交流電源之電壓準位為該充電電池310所需之直流電壓準位與充電電流。
值得一提，上述之該直流電源Vdc係可經由一電源轉換裝置10轉換該交流電源Vac為直流電源所得。配合參見第三圖C係為第三實施例該充電裝置配合一電源轉換裝置操作之電路方塊圖。該電源轉換裝置10係包含一電磁干擾濾波單元102與一功率因數校正單元104。該電磁干擾濾波單元102係接收該交流電源Vac，以消除該交流電源Vac之雜訊，並防止傳導性電磁雜訊之干擾。該功率因數校正單元104係電性連接該電磁干擾濾波單元102，以轉換該濾波後之交流電源Vac並輸出以獲得該高壓直流電源Vdc。轉換後之該直流電源Vdc即可輸入以提供該充電裝置30使用。此外，該交流電源Vac亦可直接輸入以提供該充電裝置30使用。詳細之動作原理如前所述，故此不再贅述。
此外，參見第三圖D係為本發明具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置之第四實施例電路方塊圖。如第三圖D所示，該實施例之電路架構大致上與第二實施例相同，唯一不同之處在於應用於第四實施例該充電裝置30之該濾波/整流單元304係裝設於該充電裝置30外部。亦即，在本實施例中，該交流電源Vac係可直接透過裝設該充電裝置30外部之該濾波/整流單元304先進行濾波 與整流處理，並且，濾波與整流後之交流電源再輸入該充電裝置30，並透過該功率因數校正單元308與該直流/直流轉換單元306，轉換該濾波與整流後之交流電源之電壓準位為該充電電池310所需之直流電壓準位與充電電流。此外，當該外部電源為該直流電源Vdc時，操作之原理則如同第二實施例所述，故此不再贅述。
藉此，該行動載具充電裝置30係根據該控制單元312所偵測到該外部電源為直流或交流形式，以對該充電電池310提供具有適應性之直流或交流充電功能。
請參見第四圖係為本發明具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置之第五實施例電路方塊圖。該充電裝置40係接收一外部直流電源Vdc，以提供設置於該充電裝置40內之一充電電池406所需之電壓與電流，並對該充電電池406進行充電。該充電裝置40係更包含一濾波單元402、至少一直流/直流轉換單元404以及一控制單元408。
該濾波單元402係接收該外部直流電源Vdc，以對該直流電源Vdc進行濾波處理。該直流/直流轉換單元404，係電性連接該濾波單元402。該控制單元408係電連接該直流/直流轉換單元404與該充電電池406，以控制該直流/直流轉換單元404。該控制單元408係根據該充電電池406之使用狀況，提供該充電電池406所需之直流電壓準位與充電電流。例如，若該充電電池406係為高容量充電電池，該控制單元408則控制該直流/直流轉換單元404，對該充電電池406提供較大之輸出充電電流(反之亦然)。或者，若該充 電電池406係處於高溫度操作狀態，該控制單元408則控制該直流/直流轉換單元404，對該充電電池406提供較小之輸出充電電流(反之亦然)。
值得一提，上述之該直流電源Vdc係可經由一電源轉換裝置10轉換該交流電源Vac為直流電源所得。配合參見第四圖A係為本發明具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置之第六實施例電路方塊圖。該電源轉換裝置10係包含一電磁干擾濾波單元102與一功率因數校正單元104。該電磁干擾濾波單元102係接收該交流電源Vac，以消除該交流電源Vac之雜訊，並防止傳導性電磁雜訊之干擾。該功率因數校正單元104係電性連接該電磁干擾濾波單元102，以轉換該濾波後之交流電源並輸出以獲得該高壓直流電源Vdc。轉換後之該直流電源Vdc即可輸入以提供該充電裝置40使用。詳細之動作原理如前所述，故此不再贅述。
此外，參見第四圖B係為本發明具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置之第七實施例電路方塊圖。若該直流/直流轉換單元404之數量為兩個以上(第四圖B所示為兩個該直流/直流轉換單元404)，則該些直流/直流轉換單元404係以電性並聯連接，並且透過該控制單元408所控制。如此，可利用多個小功率直流/直流轉換單元並聯操作，而達到整合後之大功率應用，提供該充電電池406具適應性之充電方式，以提高充電可靠度、安全性與增加充電速度。
藉此，透過該行動載具充電裝置40之該控制單元408所提供電源轉換，以提供該充電電池406所需之直流電壓準位與充電電流。 綜上所述，本發明係具有以下之優點：1、該行動載具充電裝置係可根據該控制單元所偵測到該外部電源為直流或交流形式，以對該充電電池提供具有適應性之直流或交流充電功能；2、該行動載具充電裝置係整合多個小功率直流/直流轉換單元並聯操作，而達到大功率應用，提供該充電電池具適應性之充電方式，以提高充電可靠度、安全性與增加充電速度。
惟，以上所述，僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包含於本發明之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。
Vdc‧‧‧直流電源
Vac‧‧‧交流電源
20‧‧‧充電裝置
202‧‧‧濾波單元
204‧‧‧濾波/整流單元
206‧‧‧直流/直流轉換單元
208‧‧‧直流/直流轉換與功率因數校正整合單元
210‧‧‧充電電池
212‧‧‧控制單元
214‧‧‧第一開關單元
2142‧‧‧第一共同接點
2144‧‧‧第一接點
2146‧‧‧第二接點
216‧‧‧第二開關單元
2162‧‧‧第二共同接點
2164‧‧‧第三接點
2166‧‧‧第四接點
10‧‧‧電源轉換裝置
102‧‧‧電磁干擾濾波單元
104‧‧‧功率因數校正單元

Claims (10)

  1. 一種具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置，係接收一外部直流電源或一外部交流電源，並轉換該直流電源或該交流電源，以提供設置於該充電裝置內之一充電電池所需之電壓與電流，以對該充電電池進行充電；該充電裝置係包含：一第一開關單元，係具有一第一共同接點、一第一接點以及一第二接點；一第二開關單元，係具有一第二共同接點、一第三接點以及一第四接點；其中，該第二開關單元之該第三接點係電性連接該第一開關單元之該第二接點；一濾波單元，係接收該外部直流電源，並電性連接該第一開關單元之該第一接點，以對該直流電源進行濾波處理；一濾波/整流單元，係接收該外部交流電源，並電性連接該濾波單元與該第一開關單元之該第一接點，以對該交流電源進行濾波與整流處理；一直流/直流轉換單元，係電性連接該第一開關單元之該第一共同接點與該第二開關單元之該第四接點以及該充電電池；一直流/直流轉換與功率因數校正整合單元，係電性連接該濾波/整流單元與該第二開關單元之該第二共同接點；及一控制單元，係電性連接該第一開關單元與該第二開關單元，並控制該第一開關單元與該第二開關單元；當該控制單元偵測到該充電裝置所接收到為該直流電源時，則控制該第一開關單元之該 第一共同接點與該第一開關單元之該第一接點電性連接以及控制該第二開關單元之該第二共同接點與該第二開關單元之該第四接點電性連接；當該控制單元偵測到該充電裝置所接收到為該交流電源時，則控制該第一開關單元之該第一共同接點與該第一開關單元之該第二接點電性連接以及控制該第二開關單元之該第二共同接點與該第二開關單元之該第三接點電性連接；其中，透過該控制單元控制該第一開關單元與該第二開關單元之切換，當該充電裝置所接收到為該直流電源時，使得該直流/直流轉換單元與該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元係為電性並聯連接，以接收該濾波後之直流電源，並轉換該濾波後之直流電源之電壓準位為該充電電池所需之直流電壓準位與充電電流；當該充電裝置所接收到為該交流電源時，使得該直流/直流轉換單元與該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元係為電性串聯連接，以接收該濾波與整流後之交流電源，並轉換該濾波與整流後之交流電源之電壓準位為該充電電池所需之直流電壓準位與充電電流；藉此，該行動載具充電裝置係根據該控制單元所偵測到該外部電源為直流或交流形式，以對該充電電池提供具有適應性之直流或交流充電功能。
  2. 如申請專利範圍第1項之行動載具充電裝置，係更包含一電源轉換裝置，該電源轉換裝置係包含：一電磁干擾濾波單元，係接收該交流電源，以消除該交流電源之雜訊，並防止傳導性電磁雜訊之干擾；及一功率因數校正單元，係電性連接該電磁干擾濾波器，以轉換該 濾波後之交流電源並輸出以獲得該直流電源。
  3. 如申請專利範圍第1項之行動載具充電裝置，其中當該充電裝置所接收到為該直流電源時，該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元係為降壓式轉換器(buck converter)，以提供直流/直流轉換功能。
  4. 如申請專利範圍第1項之行動載具充電裝置，其中當該充電裝置所接收到為該交流電源時，該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元係為昇壓式轉換器(boost converter)，以提供功率因數校正功能。
  5. 如申請專利範圍第1項之行動載具充電裝置，其中該控制單元係電性連接該直流/直流轉換單元、該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元以及該充電電池，並根據該充電電池之使用狀況，以控制該直流/直流轉換單元、該直流/直流轉換與功率因數校正整合單元，提供該充電電池所需之直流電壓準位與充電電流。
  6. 如申請專利範圍第1項之行動載具充電裝置，其中該濾波/整流單元係可設置於該充電裝置外部。
  7. 一種具有交流與直流充電功能之行動載具充電裝置，係接收一外部直流電源或一外部交流電源，並轉換該直流電源或該交流電源，以提供設置於該充電裝置內之一充電電池所需之電壓與電流，以對該充電電池進行充電；該充電裝置係包含：一開關單元，係具有一共同接點、一第一接點以及一第二接點；一濾波單元，係接收該外部直流電源，並電性連接該開關單元之該第一接點，以對該直流電源進行濾波處理；一濾波/整流單元，係接收該外部交流電源，並電性連接該濾波 單元與該開關單元之該第一接點，以對該交流電源進行濾波與整流處理；一直流/直流轉換單元，係電性連接該開關單元之該共同接點與該充電電池；一功率因數校正單元，係電性連接該濾波/整流單元與該開關單元之該第二接點；及一控制單元，係電性連接該開關單元並控制該開關單元；當該控制單元偵測到該充電裝置所接收到為該直流電源時，則控制該開關單元之該共同接點與該開關單元之該第一接點電性連接；當該控制單元偵測到該充電裝置所接收到為該交流電源時，則控制該開關單元之該共同接點與該開關單元之該第二接點電性連接；其中，透過該控制單元控制該開關單元之切換，當該充電裝置所接收到為該直流電源時，使得該直流/直流轉換單元與該濾波單元係為電性連接，以接收該濾波後之直流電源，並轉換該濾波後之直流電源之電壓準位為該充電電池所需之直流電壓準位與充電電流；當該充電裝置所接收到為該交流電源時，使得該直流/直流轉換單元與該功率因數校正單元係為電性串聯連接，以接收該濾波與整流後之交流電源，並轉換該濾波與整流後之交流電源之電壓準位為該充電電池所需之直流電壓準位與充電電流；藉此，該行動載具充電裝置係根據該控制單元所偵測到該外部電源為直流或交流形式，以對該充電電池提供具有適應性之直流或交流充電功能。
  8. 如申請專利範圍第7項之行動載具充電裝置，係更包含一電源轉換裝置，該電源轉換裝置係包含： 一電磁干擾濾波單元，係接收該交流電源，以消除該交流電源之雜訊，並防止傳導性電磁雜訊之干擾；及一功率因數校正單元，係電性連接該電磁干擾濾波器，以轉換該濾波後之交流電源並輸出以獲得該直流電源。
  9. 如申請專利範圍第7項之行動載具充電裝置，其中該控制單元係電性連接該直流/直流轉換單元、該功率因數校正單元以及該充電電池，並根據該充電電池之使用狀況，以控制該直流/直流轉換單元、該功率因數校正單元，提供該充電電池所需之直流電壓準位與充電電流。
  10. 如申請專利範圍第7項之行動載具充電裝置，其中該濾波/整流單元係可設置於該充電裝置外部。
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