发明名称 主动式电力调节装置
摘要
申请公布号 TWI330441 申请公布日期 2010.09.11
申请号 TW096113044 申请日期 2007.04.13
申请人 盈正豫顺电子股份有限公司 发明人 吴晋昌;周宏亮;黄敏昇;魏汉昇;冯雅聪
分类号 H02M1/08 主分类号 H02M1/08
代理机构 代理人 陈启舜 高雄市苓雅区中正一路284号12楼
主权项 一种主动式电力调节装置,其包含:一输入滤波电路,其具有一输入侧及一输出侧,该输入侧并联连接到一电源,该输出侧具有一第一输出端及一第二输出端;一输出滤波电路,其由一电感器与一电容器组成,该电容器的一第一端点及一第二端点与一负载并联,该电感器之一第二端点与输入滤波器之第一输出端相连接,该电感器之一第一端点与该输出电容器第一端点及该负载并联端点连接;一第一组电力电子开关元件串联电路,其由两个电力电子开关元件串联而成,该二电力电子开关元件之串连连接处为一第一连接点,该第一连接点亦连接至该输入滤波电路之第一输出端;一第二组电力电子开关元件串联电路,其由两个电力电子开关元件串联而成,该二电力电子开关元件之串连连接处为一第二连接点,该第二连接点连接到该输入滤波电路之第二输出端;一第三组电力电子开关元件串联电路,其由两个电力电子开关元件串联而成,该二电力电子开关元件之串连连接处为一第三连接点,该第三连接点连接到该电容器之第二端点,再将该第一、第二及第三组电力电子开关元件串联电路之两端并联;及一控制单元,其系产生一控制信号,以控制该第一、第二及第三组电力电子开关元件串联电路之电力电子开关元件进行切换;其中该控制单元控制该第二及第三组电力电子开关元件串联电路其中之一组电力电子开关元件串联电路作高频切换,而其它两组电力电子开关元件串联电路则进行低频切换之控制,以提供该负载一期望之稳定电压。依申请专利范围第1项所述之主动式电力调节装置,其中该第一、第二及第三组电力电子开关元件串联电路进行低频切换时之频率系为该电源电压之频率。依申请专利范围第1项所述之主动式电力调节装置,当该电源电压下降到比该负载之期望电压低时,该第一组电力电子开关元件串联电路与该第三组电力电子开关元件串联电路进行低频切换,而该第二组电力电子开关元件串联电路则进行高频切换,此时该第一组电力电子开关元件串联电路将该电源电压做全波整流并经由该第二组电力电子开关元件串联电路之开关的高频切换,以便在该第二组电力电子开关元件串联电路之该第二连接点与该第三组电力电子开关元件串联电路之该第三连接点上得到一补偿电压,以达到升压之功能。依申请专利范围第1项所述之主动式电力调节装置,当该电源1电压上升到比该负载之期望电压高时,该第一组电力电子开关元件串联电路与该第二组电力电子开关元件串联电路进行低频切换,该第三组电力电子开关元件串联电路之开关则作高频切换,此时该第二组电力电子开关元件串联电路与该第三组电力电子开关元件串联电路组合成一等效交流开关,该等效交流开关串联在该负载与该电源之间,藉由该等效交流开关之导通与截止来完成一交流截波器之功能,在该输出滤波电路上得到一脉波串电压,该脉波串电压在该电源电压与零电压间作变换,该负载电压等于该脉波串电压之平均值,以达到降压之功能。依申请专利范围第1项所述之主动式电力调节装置,其中该电力电子开关元件系由一半导体开关与一反相二极体并联而成。依申请专利范围第1项所述之主动式电力调节装置,其中该控制单元接收一电源电压及一负载电压,以对应产生该控制信号。依申请专利范围第6项所述之主动式电力调节装置,其中该控制单元包含一电源电压处理单元、一负载电压处理单元及一选择单元,该电源电压处理单元及负载电压处理单元分别接收该电源电压及负载电压,以产生该控制信号,并由该选择单元选择输出该控制信号。依申请专利范围第7项所述之主动式电力调节装置,其中该电源电压处理单元包含一第一电压检出器、一方波产生电路、一反闸及一升/降压判断电路,该第一电压检出器用以检出该电源电压,并送至该方波产生电路以产生一方波信号,该方波信号另经该反闸以产生一反相方波信号,该第一电压检出器之输出亦送至该升/降压判断电路以产生一升/降压控制信号,该方波信号作为该第一组电力电子开关元件串联电路之控制信号。依申请专利范围第8项所述之主动式电力调节装置,其中该负载电压处理单元包含一第二电压检出器、一均方根值电路、一减法器、一第一控制器、一乘法器、一第二控制器、一加法器及一脉波宽度调变产生电路,该第二电压检出器检出该负载电压,并送至该均方根值电路取出其均方根值,该均方根值与一设定值送至该减法器相减,相减结果再送至该第一控制器,该第一控制器之输出与该方波信号送至该乘法器相乘,该乘法器输出为一振幅可控方波信号,且该第二电压检出器之输出亦送至该第二控制器产生一波形修正信号,该乘法器输出及波形修正信号送至该加法器相加,该加法器输出再送至该脉波宽度调变产生电路产生一高频脉波宽度调变信号。依申请专利范围第7项所述之主动式电力调节装置,其中该选择单元包含一第一多工器、一反闸及一第二多工器,该电源电压处理单元之反相方波信号与该负载电压处理单元之脉波宽度调变信号送至该选择单元之第一多工器之输入,而该升/降压控制信号则送至该第一多工器之选择输入,该第一多工器之输出系作为该第二组电力电子开关元件串联电路之控制信号,该电源电压处理单元之反相方波信号与该负载电压处理单元之脉波宽度调变信号亦送至该第二多工器之输入,而该升/降压控制信号则经该反闸送至该第二多工器之选择输入,该第二多工器之输出作为该第三组电力电子开关元件串联电路之控制信号。一种主动式电力调节装置,其包含:一输入滤波电路,其具有一输入侧及一输出侧,该输入侧连接到一电源,该输出侧具有一第一输出端及一第二输出端;一输出滤波电路,其由一电感器与一电容器组成,该电容器的一第一端点及一第二端点与一负载并联,该电感器之一第二端点与输入滤波器之第一输出端相连接,该电感器之一第一端点与该输出电容器第一端点及该负载并联端点连接;一第一组电力电子开关元件串联电路,其由两个电力电子开关元件串联而成,该二电力电子开关元件之串连连接处为一第一连接点,该第一连接点亦连接至该输入滤波电路之第一输出端;一第二组电力电子开关元件串联电路,其由两个电力电子开关元件串联而成,该二电力电子开关元件之串连连接处为一第二连接点,该第二连接点连接到该输入滤波电路之第二输出端;一第三组电力电子开关元件串联电路,其由两个电力电子开关元件串联而成,该二电力电子开关元件之串连连接处为一第三连接点,再将该第一、第二及第三组电力电子开关元件串联电路之两端并联;一开关元件,包含一共同端点、一第一切换端点及一第二切换端点,该共同端点接于该电容器之第二端点,该第一切换端点连接于该输入滤波电路之第二输出端,该第二切换端点连接至该第三组电力电子开关元件串联电路之第三连接点;及一控制单元,其系产生一控制信号,以控制该第一、第二及第三组电力电子开关元件串联电路之电力电子开关进行切换;当该电源电压之变化在该负载之期望电压之一预定范围内,该开关元件切换至该第一切换端点,将该电源直接经该输入滤波电路及该输出滤波电路供应给该负载使用;当该电源电压变动范围超过该预定范围,该开关元件切换至该第二切换端点,藉由该控制单元控制该第二及第三组电力电子开关元件串联电路其中之一作高频切换,而其它二组电力电子开关元件串联电路则进行低频切换之控制,以提供该负载一稳定之期望电压。依申请专利范围第11项所述之主动式电力调节装置,其中该开关元件系选自一机械开关及一固态开关其中之一。依申请专利范围第11项所述之主动式电力调节装置,其中该第一、第二及第三组电力电子开关元件串联电路进行低频切换之频率系为该电源电压之频率。依申请专利范围第11项所述之主动式电力调节装置,当该电源电压下降到比该负载之期望电压之预定范围低时,该第一组电力电子开关元件串联电路与该第三组电力电子开关元件串联电路进行低频切换,而该第二组电力电子开关元件串联电路则进行高频切换,此时该第一组电力电子开关元件串联电路将该电源电压做全波整流并经由该第二组电力电子开关元件串联电路之开关的高频切换,以便在该第二组电力电子开关元件串联电路之该第二连接点与该第三组电力电子开关元件串联电路之该第三连接点上得到一补偿电压,以达到升压之功能。依申请专利范围第11项所述之主动式电力调节装置,当该电源电压上升到比该负载之期望电压之预定范围高时,该第一组电力电子开关元件串联电路与该第二组电力电子开关元件串联电路进行低频切换,该第三组电力电子开关元件串联电路之开关则作高频切换,此时该第二组电力电子开关元件串联电路与该第三组电力电子开关元件串联电路组合成一等效交流开关,该等效交流开关串联在该负载与该电源之间,藉由该等效交流开关之导通与截止来完成一交流截波器之功能,在该输出滤波电路上得到一脉波串电压,该脉波串电压在该电源电压与零电压间作变换,该负载电压等于该脉波串电压之平均值,以达到降压之功能。依申请专利范围第11项所述之主动式电力调节装置,其中该电力电子开关元件系由一半导体开关与一反相二极体并联而成。依申请专利范围第11项所述之主动式电力调节装置,其中该控制单元接收一电源电压及一负载电压,以对应产生该控制信号。
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