具单位功率因数输入与能量回送特性之高效率铅酸蓄电池快速充电器

摘要

本创作提出一种具有单位功率因数输入与能量回送特性之高效率快速充电器。利用不对称半桥电路拓朴中功率开关之柔性切换优点，有效提高充电器之电能转换效率，并结合昇压型功率因数修正单元实现一种单级电能转换器，以实际达到电路简化之要求。并于负脉冲放电周期，充电器之能量回送单元暂时将电池的放电能量储存于直流汇流排电容。然后于正脉冲充电周期，充电器再将这些储存的能量释放至电池。此种能量回送架构，实际提高了系统充电效率，具有高功率密度、高功因输入、低成本以及延长电池寿命之优点。

主权项

1.一种快速充电器,包括:一直流/直流电能转换单元,将直流滙流排电容所储存之电能转换至输出侧,提供容量1C(1.2Ah)之铅酸蓄电池组5C(6Ah)充电速率之正脉冲充电电流,其正脉冲充电周期为360ms;一功率因数修正单元,使快速充电器具有单位功率因数输入特性,该功率因数修正单元与直流/直流电能转换单元共用功率开关,构成兼具高功率因数及高效率特性之单级电能转换器。2.如专利申请范围第1项之快速充电器,其中之直流/直流电能转换单元系不对称半桥架构,其功率开关具有柔性切换特性,可大幅提高电能转换效率。3.如专利申请范围第1项之快速充电器,其中之功率因数修正单元系昇压型架构,于快速充电器交流输入侧自动修正输入电流波形,提高功率因数。4.如专利申请范围第1项之快速充电器系单级电能转换架构,其功率因数修正单元与直流/直流电能转换单元共用功率开关,不需额外的控制电路和功率开关驱动电路。5.一种快速充电器,包括;一直流/直流电能转换单元,将直流滙流排电容所储存之电能转换至输出侧,提供容量1C(1.2Ah)之铅酸蓄电池组5C(6Ah)充电速率之正脉冲充电电流,其正脉冲充电周期为360ms;一功率因数修正单元,使快速充电器具有单位功率因数输入特性,该功率因数修正单元与直流/直流电能转换单元共用功率开关,构成兼具高功率因数及高效率特性之单级电能转换器;一能量回送单元,提供容量1C(1.2 Ah)之铅酸蓄电池组5C(6Ah)放电速率之负脉冲放电电流,其负脉冲放电周期为16ms,将铅酸蓄电池组放电能量暂时回送至直流滙流排电容储存,并于下一个正脉冲充电周期将能量送至铅酸蓄电池组,提高充电效率。图式简单说明:图一所显示系快速充电器之充电电流波形与电路方块图;图二所显示系显示本创作充电器之电路图;图三所显示系本创作之直流/直流电能转换单元;图四所显示系直流/直流电能转换单元于各种开关切换状态之等效电路;图五所显示系能量回送单元于开关不同切换状态中的等放电路;图六所显示系本创作功率因数修正单元之电路拓朴及状态分析;图七所显示系本创作较佳实施例之电路图;图八所显示系本创作实施例之输入电压、电流波形;图九所显示系本创作实施例之充电电流波形。