发明名称 具高功因单级功率转换器
摘要 本创作乃系一种具高功因单级功率转换器,其系为一有关于切换式电源转换器直流输出之电路系统,主要系于使用两级直流转换器之高功率因数切换式电源转换器时,省略其中之一切换元件,而改采用两级转换器共同使用切换元件之电路连接方式,但仍可保有原两级转换器之良好电路特性,是以可改善切换元件使用之浪费而大大地降低子电路使用之成本,且能有效地应用于电脑电源装置或电子仪表亦或通信设备等电路系统中。
申请公布号 TW317394 申请公布日期 1997.10.01
申请号 TW085215794 申请日期 1996.10.15
申请人 行政院国家科学委员会 台北巿和平东路二段一○六号十八楼 发明人 余德鸿;吴财福
分类号 H02M7/162 主分类号 H02M7/162
代理机构 代理人 江舟峰 台北巿长安东路二段八十一号六楼
主权项 1.一种具高功因单级功率转换器,其中交流电源经由桥式整流器转换成直流讯号后先经由一昇降两用型转换器执行功因改善,之后电连接至一返驰式转换器用以驱动所欲执行之负载,然而该昇降两用型转换器与该返驰式转换器之连接则是共用切换元件,其电路连接方式系为将一般昇降两用型转换器之原先连接于二极体D1之负(N)极端前的切换元件之汲-源极两端短路而直接电连接至该桥式整流器之正输出端,另将切换元件S1之汲极端连接至电感L1及电容C1之下端,该切换元件S1之源极端则连接有二极体D2之正(P)极端及二极体D3之正(P)极端,该二极体D2之负(N)极端再连接至该桥式整流器之负输出端,而二极体D3之负(N)极端则连接至一已省略切换元件之返驰式转换器之一输入端,另该已省略切换元件之返驰式转换器之另一输入端则连接至二极体D1之正(P)极端,而所欲推动之负载则置放于该已省略切换元件之返驰式转换器之输出端,意即为与昇降压两用型转换器共用切换元件S1及二极体D2.D3,如此而为节省切换元件使用之切换式电源转换器直流输出之电路系统者。2.如申请专利范围第1项所述之具高功因单级功率转换器,其中以一双端式返驰转换器取代返驰式转换器,其系将双端式返驰转换器中一般原先置放于变压器Tr之一次侧线圈下端之切换元件短路而省略再电连接至昇降两用型转换器中之二极体D3之负(N)极端,意即为与昇降两用型转换器共用切换元件S1及二极体D2.D3等元件,俾益于降低切换元件于截止时两端压降之切换式电源转换器直流输出之电路系统者。3.如申请专利范围第1项所述之具高功因单级功率转换器切换式电源转换器直流输出之电路系统,其中以一串申/并联返驰式转换器取代返驰式转换器,系将串/并联返驰式转换器中一般原先置放于前输入端之切换元件省略而将两输入端连接至昇降两用型转换器中之二极体D1之正(P)极端及切换元件S1之汲极端,并省略原昇降两用型转换器前端之电容C1而将二极体D1之正(P)极端连接至二极体D3之负(N)极端,乃系为与昇降两用型转换器共用切换元件S1及二极体D2.D3等元件,俾益于降低切换元件上之耐压値且减少切换元件使用数量之切换式电源转换器直流输出之电路系统者。4.如申请专利范围第1项所述之具高功因单级功率转换器切换式电源转换器直流输出之电路系统,其中以一顺向式转换器取代返驰式转换器,其系将一般顺向式转换器之切换元件短路而省略,并将其中之变压器Tr之一次侧线圈两端连接于昇降两用型转换器中之二极体D1之正(P)极端及二极体D3之负(N)极端,乃系为与昇降两用型转换器共用切换元件S1及二极体D2.D3等元件,俾益于降低切换元件上之峰値电流及输出端之涟波电压等之切换式电源转换器直流输出之电路系统者。5.如申请专利范围第4项所述之具高功因单级功率转换器切换式电源转换器直流输出之电路系统,其中藉由于变压器Tr之一次侧线圈上端串接一切换元件S2而组成为一双端式顺向转换器与昇降两用型转换器共用切换元件S1及二极体D2.D3等元件之两级转换器,可降低切换元件上之耐压値之切换式电源转换器直流输出之电路系统者。6.如申请专利范围第4项所述之具高功因单级功率转换器切换式电源转换器直流输出之电路系统,其中以一串/并联顺向式转换器取代顺向式转换器,乃系将串/并联顺向式转换器中一般原先置于前输入端之切换元件省略,而将两输入端连接至昇降两用型转换器中之二极体D1之正(P)极端及切换元件S1之汲极端并省略原昇降两用型转换之前输入端电容C1而将二极体D1之正(P)极端连接至二极体D3之负(N)极端,即系为与昇降两用型转换器共用切换元件S1及二极体D2.D3等元件,以降低切换元件上之耐压値并减少切换元件使用数目等之切换式电源转换器直流输出之电路系统。7.如申请专利范围第1项所述之具高功因单级功率转换器切换式电源转换器直流输出之电路系统,其中以一半桥式转换器取代返驰式转换器,乃系将一般半桥式转换器中之一切换元件省略,而与昇降两用型转换器共用切换元件S1及二极体D2.D3等元件,另将一般昇降两用型转换器输入端之电容省略,其中昇降两用型转换器之二极体D1之正(P)极端连接于半桥式转换器中之切换元件S2之源极端而该切换元件S2之汲极端则连接至二极体D3之负(N)极端,另将所共用之切换元件S1之汲极端连接至电容C6之正极端,另于切换元件S2之汲极端及电容C5之正极端间则连接有一中间抽头之变压器Tr,该变压器Tr之二次侧两组线圈LT1及LT2各别连接有二极体D9及D10,其中该二极体D9及D10之正(P)极端各别接至变压器Tr之二次侧两组线圈之两端而负(N)极端则互相连接,该二极体D9之负(N)极端另连接有一电感L2再连接至负载,而该负载之另一端则接回至变压器Tr之二次侧线圈之中间接点且负载并联有一储能电容,俾益于降低切换元件之耐压値且提高变压器利用率之切换式电源转换器直流输出之电路系统者。图示简单说明:图一系为一般使用两级直流转换器之高功因直流输出以推动负载之电路方块图。图二系为一般昇降两用型(Buck-boost)转换器。图三系为一般返驰式(Flyback)转换器。图四系为一般双端式返驰(Double-ended flyback)转换器。图五系为一般串/并联返驰式(Series/Parallelflyback)转换器。图六系为一般顺向式(Forward)转换器。图七系为一般双端式顺向(Double-ended forward)转换器。图八系为一般串/并联顺向式(Series/Parallelforward)转换器。图九系为一般半桥式(Half-bridge)转换器。图十系为本创作第一实施例之系统电路图。图十一系为本创作第二实施例之系统电路图。图十二系为本创作第三实施例之系统电路图。图十三系为本创作第四实施例之系统电路图。图十四系为本创作第五实施例之系统电路图。图十五系为本创作第六实施例之系统电路图。图十六系为本创作第七实施例之系统电路图。
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