TWI492512B - 開迴路電源轉換裝置 - Google Patents

Description

開迴路電源轉換裝置

本發明係有關於一種電源轉換裝置，特別是一種開迴路電源轉換裝置。

一相關技術之電源轉換裝置係主要包含一諧振電感、一激磁電感、一諧振電容、一變壓器及一回授電路。該回授電路包含一並聯調節器(shunt regulator)及一光耦合器。

由於該相關技術之電源轉換裝置之該諧振電感具有一均勻氣隙，所以該相關技術之電源轉換裝置必須包含該回授電路；因此，增加了成本，且電路設計(變頻)變得複雜。

為改善上述習知技術之缺點，本發明之目的在於提供一種開迴路電源轉換裝置。

為達成本發明之上述目的，本發明之開迴路電源轉換裝置係應用於一負載裝置及一輸入電源，該開迴路電源轉換裝置輸出一預設電壓至該負載裝置，該開迴路電源轉換裝置包含：一諧振電感，該諧振電感具有一非均勻氣隙；一激磁電感，該激磁電感電性連接至該諧振電感；一諧振電容，該諧振電容電性連接至該激磁電感；及一變壓器，該變壓器包含一變壓器一次側及一變壓器二次 側，該變壓器一次側電性連接至該諧振電感、該激磁電感及該諧振電容，該變壓器二次側電性連接至該負載裝置。其中當該開迴路電源轉換裝置輸出至該負載裝置之一電流增加時，該諧振電感之一電感值降低，該開迴路電源轉換裝置之一輸出電壓增益增加，藉以提高該預設電壓。

再者，如上所述之開迴路電源轉換裝置，更包含一第一開關單元，該第一開關單元電性連接至該輸入電源及該諧振電感。

再者，如上所述之開迴路電源轉換裝置，更包含一第二開關單元，該第二開關單元電性連接至該輸入電源、該諧振電感、該第一開關單元及該諧振電容。

再者，如上所述之開迴路電源轉換裝置，更包含一開關控制單元，該開關控制單元電性連接至該第一開關單元及該第二開關單元。

再者，如上所述之開迴路電源轉換裝置，更包含一第一二極體，該第一二極體電性連接至該變壓器二次側及該負載裝置。

再者，如上所述之開迴路電源轉換裝置，更包含一輸出端電容，該輸出端電容電性連接至該第一二極體、該負載裝置及該變壓器二次側。

再者，如上所述之開迴路電源轉換裝置，其中該變壓器更包含一輔助繞組，該輔助繞組電性連接至該變壓器二次側、該輸出端電容及該負載裝置。

再者，如上所述之開迴路電源轉換裝置，更包含一第二二極體， 該第二二極體電性連接至該輔助繞組、該第一二極體、該輸出端電容及該負載裝置。

再者，如上所述之開迴路電源轉換裝置，其中該第一開關單元係為一金氧半場效電晶體、一絕緣閘極雙極性電晶體、一矽控整流器或一雙極性接面電晶體；該第二開關單元係為一金氧半場效電晶體、一絕緣閘極雙極性電晶體、一矽控整流器或一雙極性接面電晶體。

再者，如上所述之開迴路電源轉換裝置，其中該變壓器係為一返馳式變壓器、一順向式變壓器、一電感電感電容諧振變壓器或一推挽式變壓器。

10‧‧‧開迴路電源轉換裝置

20‧‧‧負載裝置

30‧‧‧輸入電源

102‧‧‧預設電壓

104‧‧‧變壓器

106‧‧‧變壓器一次側

108‧‧‧變壓器二次側

110‧‧‧輔助繞組

112‧‧‧第一開關單元

114‧‧‧第二開關單元

116‧‧‧開關控制單元

118‧‧‧第一二極體

120‧‧‧輸出端電容

122‧‧‧第二二極體

Lr‧‧‧諧振電感

Lm‧‧‧激磁電感

Cr‧‧‧諧振電容

第一圖為本發明之開迴路電源轉換裝置方塊圖。

請參考第一圖，其係為本發明之開迴路電源轉換裝置方塊圖。一開迴路電源轉換裝置10係應用於一負載裝置20及一輸入電源30；該開迴路電源轉換裝置10輸出一預設電壓102至該負載裝置20。

該開迴路電源轉換裝置10包含一諧振電感Lr、一激磁電感Lm、一諧振電容Cr、一變壓器104、一第一開關單元112、一第二開關單元114、一開關控制單元116、一第一二極體118、一輸出端電容120及一第二二極體122。

該變壓器104包含一變壓器一次側106、一變壓器二次側108及一輔助繞組110。該諧振電感Lr具有一非均勻氣隙。

該激磁電感Lm電性連接至該諧振電感Lr；該諧振電容Cr電性連接 至該激磁電感Lm；該第一開關單元112電性連接至該輸入電源30及該諧振電感Lr；該第二開關單元114電性連接至該輸入電源30、該諧振電感Lr、該第一開關單元112及該諧振電容Cr；該開關控制單元116電性連接至該第一開關單元112及該第二開關單元114。

該第一二極體118電性連接至該變壓器二次側108及該負載裝置20；該輸出端電容120電性連接至該第一二極體118、該負載裝置20及該變壓器二次側108；該第二二極體122電性連接至該輔助繞組110、該第一二極體118、該輸出端電容120及該負載裝置20。

該變壓器一次側106電性連接至該諧振電感Lr、該激磁電感Lm及該諧振電容Cr；該變壓器二次側108電性連接至該負載裝置20；該輔助繞組110電性連接至該變壓器二次側108、該輸出端電容120及該負載裝置20。

該第一開關單元112係為一金氧半場效電晶體、一絕緣閘極雙極性電晶體、一矽控整流器或一雙極性接面電晶體；該第二開關單元114係為一金氧半場效電晶體、一絕緣閘極雙極性電晶體、一矽控整流器或一雙極性接面電晶體；該變壓器104係為一返馳式變壓器、一順向式變壓器、一電感電感電容諧振變壓器或一推挽式變壓器。

當該開迴路電源轉換裝置10輸出至該負載裝置20之一電流增加時，該諧振電感Lr之一電感值降低(因為該諧振電感Lr具有非均勻氣隙)；該開迴路電源轉換裝置10之一輸出電壓增益增加，藉以提高該預設電壓102。藉此，達成本發明之開迴路電源轉換裝置 。

本發明之重點在於：該諧振電感Lr具有非均勻氣隙；因此，不必包含該相關技術之電源轉換裝置之該回授電路；因此，降低了成本，且電路設計(定頻)變得簡單。

然以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。綜上所述，當知本發明已具有產業利用性、新穎性與進步性，又本發明之構造亦未曾見於同類產品及公開使用，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請。

10‧‧‧開迴路電源轉換裝置

20‧‧‧負載裝置

30‧‧‧輸入電源

102‧‧‧預設電壓

104‧‧‧變壓器

106‧‧‧變壓器一次側

108‧‧‧變壓器二次側

110‧‧‧輔助繞組

112‧‧‧第一開關單元

114‧‧‧第二開關單元

116‧‧‧開關控制單元

118‧‧‧第一二極體

120‧‧‧輸出端電容

122‧‧‧第二二極體

Lr‧‧‧諧振電感

Lm‧‧‧激磁電感

Cr‧‧‧諧振電容

Claims (10)

1. 一種開迴路電源轉換裝置，係應用於一負載裝置及一輸入電源，該開迴路電源轉換裝置輸出一預設電壓至該負載裝置，該開迴路電源轉換裝置包含：一諧振電感，該諧振電感具有一非均勻氣隙；一激磁電感，該激磁電感電性連接至該諧振電感；一諧振電容，該諧振電容電性連接至該激磁電感；及一變壓器，該變壓器包含一變壓器一次側及一變壓器二次側，該變壓器一次側電性連接至該諧振電感、該激磁電感及該諧振電容，該變壓器二次側電性連接至該負載裝置，其中當該開迴路電源轉換裝置輸出至該負載裝置之一電流增加時，係因為該諧振電感具有該非均勻氣隙，所以該諧振電感之一電感值降低，該開迴路電源轉換裝置之一輸出電壓增益增加，藉以提高該預設電壓。
2. 如申請專利範圍第1項所述之開迴路電源轉換裝置，更包含：一第一開關單元，該第一開關單元電性連接至該輸入電源及該諧振電感。
3. 如申請專利範圍第2項所述之開迴路電源轉換裝置，更包含：一第二開關單元，該第二開關單元電性連接至該輸入電源、該諧振電感、該第一開關單元及該諧振電容。
4. 如申請專利範圍第3項所述之開迴路電源轉換裝置，更包含：一開關控制單元，該開關控制單元電性連接至該第一開關單元及 該第二開關單元。
5. 如申請專利範圍第4項所述之開迴路電源轉換裝置，更包含：一第一二極體，該第一二極體電性連接至該變壓器二次側及該負載裝置。
6. 如申請專利範圍第5項所述之開迴路電源轉換裝置，更包含：一輸出端電容，該輸出端電容電性連接至該第一二極體、該負載裝置及該變壓器二次側。
7. 如申請專利範圍第6項所述之開迴路電源轉換裝置，其中該變壓器更包含：一輔助繞組，該輔助繞組電性連接至該變壓器二次側、該輸出端電容及該負載裝置。
8. 如申請專利範圍第7項所述之開迴路電源轉換裝置，更包含：一第二二極體，該第二二極體電性連接至該輔助繞組、該第一二極體、該輸出端電容及該負載裝置。
9. 如申請專利範圍第8項所述之開迴路電源轉換裝置，其中該第一開關單元係為一金氧半場效電晶體、一絕緣閘極雙極性電晶體、一矽控整流器或一雙極性接面電晶體；該第二開關單元係為一金氧半場效電晶體、一絕緣閘極雙極性電晶體、一矽控整流器或一雙極性接面電晶體。
10. 如申請專利範圍第9項所述之開迴路電源轉換裝置，其中該變壓器係為一返馳式變壓器、一順向式變壓器、一電感電感電容諧振變壓器或一推挽式變壓器。