隔離式交直流轉(zhuǎn)換裝置及其轉(zhuǎn)換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明與電源轉(zhuǎn)換有關(guān)，特別是指一種隔離式交直流轉(zhuǎn)換裝置及其轉(zhuǎn)換方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 按，隔離式電能傳輸系統(tǒng)與一般接觸型電能傳輸系統(tǒng)最大的不同，在于隔離式電 能傳輸系統(tǒng)不須經(jīng)由電力線直接傳輸能量，而是利用一隔離式變壓器電磁禪合而將能量由 一次側(cè)傳遞至二次側(cè)電路，然而隔離式變壓器因其先天禪合不良因素，使得電力轉(zhuǎn)換效率 較低。因此，傳統(tǒng)隔離式電能傳輸系統(tǒng)常利用共振式阻抗匹配方式來提升電源轉(zhuǎn)換效率，但 是利用阻抗匹配電路方式實現(xiàn)的電路，甚易受隔離式變壓器禪合系數(shù)參數(shù)影響，而達不到 預(yù)期效果，造成電源轉(zhuǎn)換效率低落。
[0003] 此外，使用隔離式電能傳輸系統(tǒng)的習(xí)用交直流轉(zhuǎn)換裝置在作動時，交流電源的輸 入電壓與輸入電流常會處于相位不同的情況，導(dǎo)致功率因子低且電流總諧波失真嚴(yán)重。此 夕F，只有在內(nèi)部整流電路輸出的直流電源的電壓高于該輸出電容的電壓時才會對輸出端的 電容進行充能，因此造成該電容充能時間短縮，導(dǎo)致導(dǎo)通電流的峰值隨的增大，除造成輸入 電流波形失真及功率因子降低外，還會使得最后輸出予負載的直流電能嚴(yán)重失真。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種隔離式交直流轉(zhuǎn)換裝置及其轉(zhuǎn)換方法，除了具有高功 率因子的優(yōu)點外，可W同時兼顧快速響應(yīng)與低捷波輸出電壓的目的。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的隔離式交直流轉(zhuǎn)換裝置，用W將一交流電源的 電能轉(zhuǎn)換后供予一負載，且包含一整流電路、一主動式功因校正電路、一隔離式變壓器W及 一自動電荷抽放（auto charge pump)電路。其中，該整流電路輸入側(cè)與該交流電源連接， 用W接收該交流電源的電能后，轉(zhuǎn)換成直流的電能并自其輸出側(cè)輸出；另外，該輸出側(cè)具有 一正電端W及一負電端。該主動式功因校正電路與該整流電路的輸出端連接，用W接收該 整流電路輸出的電能并提升功率因子后輸出，且包含有一第一二極管，其負極與該正電端 連接；一第一電容，其一端與該第一二極管的正極連接；一電子開關(guān)，其一端與該第一電容 另一端連接，而該電子開關(guān)另一端則與該負電端連接；一第一電感，其一端與該第一二極管 的負極W及該正電端的連接處連接，而該第一電感另一端與該第一電容W及該電子開關(guān)的 連接處連接；一第二二極管，其正極與該電子開關(guān)W及該負電端的連接處連接。該隔離式變 壓器具有一一次側(cè)W及一二次側(cè)，且該一次側(cè)W及該二次測分別具有一第一端W及一第二 端；該一次側(cè)的第一端連接至該第一二極管與該第一電容的連接處，而該一次側(cè)的第二端 連接至該第二二極管的負極。該自動電荷抽放電路一側(cè)電性連接該隔離式變壓器，另一側(cè) 電性連接該負載；該自動電荷抽放電路包含有一第H二極管，其正極連接至該隔離式變壓 器二次側(cè)的第二端，而負極則與該隔離式變壓器二次側(cè)的第一端電性連接；一第二電容，其 一端連接該第H二極管的負極；一第二電感，其一端連接該第一電容的另一端，而另外一端 則電性連接至該第H二極管的負極與該第二電容的連接處；一第H電容，與該負載并聯(lián)，且 其一端與該第二電容與該第二電感的連接處連接，而另一端則與該第H二極管的正極及該 隔離式變壓器二次側(cè)的第二端的連接處連接。
[0006] 依據(jù)上述構(gòu)思，本發(fā)明的隔離式交直流轉(zhuǎn)換裝置的電源轉(zhuǎn)換方法，包含有下列步 驟：
[0007] A、導(dǎo)通該電子開關(guān)，使該整流電路輸出的直流電對該第一電感器充能，且該第一 電容的儲能對該隔離變壓器的一次側(cè)充能，而該第二電容與該第二電感的儲能對該第H電 容充能，使該第H電容對該負載釋能；
[0008] B、斷開該電子開關(guān)W阻斷該整流電路輸出的直流電，使該第一電感的儲能對該第 一電容充能，并使該隔離式變壓器的儲能由二次側(cè)對該第二電感、該第二電容與該第H電 容充能，使該第H電容持續(xù)通過該負載釋能；
[0009] C、導(dǎo)通該第H二極管，使該第二電容與該第二電感對該第H電容充能，使該第H 電容持續(xù)該負載釋能。
[0010] 由此，通過上述的設(shè)計，便可W在電源轉(zhuǎn)換時提高功率因子，更同時兼顧有快速響 應(yīng)與低捷波輸出電壓外的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明較佳實施例的隔離式交直流轉(zhuǎn)換裝置的電路圖；
[0012] 圖2至圖4為圖1各步驟的等效電路圖。
[0013] 附圖中符號說明：
[0014] 10整流電路；12正電端；14負電端；20主動式功因校正電路；30隔離式變壓器； 31 -次側(cè)；311第一端；312第二端；32二次側(cè)；321第一端；322第二端；40自動電荷抽放 電路；100交流電源；200負載；SW電子開關(guān)；C1~C3電容；L1~L2電感；D1~D5二極管。
【具體實施方式】
[0015] 為能更清楚地說明本發(fā)明，舉較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
[0016] 請參閱圖1所示，本發(fā)明一較佳實施例的隔離式交直流轉(zhuǎn)換裝置用W將一交流電 源100的電能轉(zhuǎn)換后供予一負載200,且包含一整流電路10、一主動式功因校正電路20、一 隔離式變壓器30 W及一自動電荷抽放（auto charge pump)電路40。其中：
[0017] 該整流電路10于本實施例中為一橋式整流器，且輸入側(cè)與該交流電源100連接， 用W接收該交流電源100的電能后，轉(zhuǎn)換成直流的電能并自其輸出側(cè)輸出。另外，該輸出側(cè) 依據(jù)供電的極性而區(qū)分有一正電端12 W及一負電端14。
[001引該主動式功因校正電路20與該整流電路10的輸出端連接，用W接收該整流電路 10輸出的電能并提升功率因子后輸出，且包含有二個二極管(第一二極管D1 W及第二二極 管D2)、一個電容(第一電容C1)、一個電感(第一電感L1) W及一電子開關(guān)SW。該些組件的 連接關(guān)系如下所述：
[0019] 第一二極管D1的負極與該正電端12連接。
[0020] 該第一電容C1 一端與該第一二極管D1的正極連接。
[0021] 該電子開關(guān)SW -端與該第一電容C1另一端連接，而另一端則與該負電端14連 接。
[0022] 該第一電感LI 一端與該第一二極管D1的負極W及該正電端12的連接處連接，而 該第一電感L1另一端與該第一電容C1 W及該電子開關(guān)SW的連接處連接。
[0023] 該第二二極管D2正極與該電子開關(guān)SW W及該負電端14的連接處連接。
[0024] 該隔離式變壓器30具有--次側(cè)31 W及一二次側(cè)32。該一次側(cè)31與二次側(cè)32 分別具有一第一端31U321 W及一第二端312、322。該第一端311連接至該第一二極管D1 與該第一電容C1的連接處，而該第二端312則連接至該第二二極管D2的負極。
[00巧]該自動電荷抽放電路40與隔離式變壓器的二次側(cè)32連接，且包含有H個二極管 (第H二極管D3、第四二極管D4 W及第五二極管D5)、二個電容(第二電容C2 W及第H電容 C3) W及一個電感(第二電感L2)。該些組件的連接關(guān)系如下所述：
[0026] 該第五二極管D5的正極連接至該第一端321。
[0027] 該第H二極管D3的正極連接至該第二端322,而負極則與該第五二極管D2的負極 連接W通過該第五二極管D5與該第一端321電性連接。
[0028] 該第二電容C2 -端則與該第H二極管D3的負極及該第五二極管D5的負極的連 接處連接。
[0029] 該第四二極管D4的正極與該第H二極管D3的負極、該第五二極管D5的負極及該 第二電容C2的連接處連接。
[0030] 該第二電感L2 -端連接該第一電容C1的另一端，另外一端則與該第四二極管D4 的負極連接，而通過該第四二極管D4電性連接至該第H二極管D3的負極、該第五二極管D5 的負極及該第二電容C2的連接處。
[0031] 該第H電容C3與該負載200并聯(lián)，且一端與該第二電容C2與該第二電感