电源转换电路制造技术

本发明专利技术提供一种电源转换电路，用于向电感性负载提供电源，包括转换电路、开关电路、控制电路以及能量存储电路。转换电路用于将交流电转换为直流电。开关电路包括连接至控制电路的控制端口及分别连接至转换电路及能量存储电路的第一及第二受控端口。控制电路用于控制两个受控端口交替地断开及导通。能量存储电路和电感性负载在开关电路导通的时段内存储能量，并在开关电路断开的时段内向H桥驱动电路释放能量。当交流电源电压到达过零点同时电感性负载存在电压时，由于开关电路的作用，感性负载充电时间可被控制得较短以使存储能量较小从而可较快释放完能量，不存在需要释放大量放电电流而导致出现负功率的情况。因此，有利于能源的有效利用率。

【技术实现步骤摘要】
电源转换电路
本专利技术涉及电源转换电路，尤其涉及一种可用于无刷直流电机的驱动电路中并且可减少电流相移,减少负功率的情况,提高有效输出功率的电源转换电路。
技术介绍
无刷直流电机的定子或转子上缠绕有线圈，其为电感性元件。该电机可通过一个将交流转换为直流的电源转换电路连接至一个交流电源。请结合图1，该电机在接通电源瞬间，电流进入无刷直流电机定子的线圈，能量存储在由线圈所产生的磁场中。由于线圈是感性负载，因此电流的相位滞后于电压的相位。电机在接通电源瞬间，电机是静止的，线圈还没有产生反电动势，随着电源电压逐渐加大，电流进入线圈，通电线圈与磁场相互作用,电机转子开始转动,线圈便产生电动势VB。由于在电源电压大于反电动势VB这个较长的时段内感性负载一直被充电，所以其存储的能量较大。当电源电压降低至等于反电动势VB时，电源停止供电，同时存储在感性负载中的能量开始释放。一般放电周期会延续至交流电压经过零点电压之后，如阴影部分所示。然而这部分电流却导致了负功率的出现。在这种情形下，电源的有效功率变小。如此，不但电机的有效输出降低了，而且导致了负功率的出现，使得部分电能回流电网。由于电网有电阻，所以回流的电流会消耗能量，浪费能源。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种可减少电流相移的电源转换电路。一种电源转换电路，用于向感性负载提供电源，该电源转换电路包括转换电路、开关电路、控制电路以及能量存储电路。该转换电路用于将交流电转换为直流电，包括用于连接至一个交流电源的第一及第二输入端口，以及用于输出直流电的第一及第二直流端口。该开关电路包括控制端口及由该控制端口控制相互导通与否的第一及第二受控端口，该第一受控端口连接至该第一直流端口。该控制电路连接至该控制端口，用于产生使该第一及第二受控端口之间交替地断开及导通的控制信号。该能量存储电路连接至该第二受控端口及该第二直流端口，并包括用于连接该感性负载提的第一及第二输出端口。该能量存储电路用于在该第一及第二受控端口相互导通的时段内存储能量，并在该第一及第二受控端口相互断开的时段内向该感性负载提释放能量。本专利技术的能量存储电路中由于开关电路是交替地断开及导通，感性负载充电时间较短，其中存储的能量也比较小，因此可以较快地释放完。如此，不存在像
技术介绍
中由于能量存储电路需要释放大量能量而产生的导致出现负功率的放电电流（阴影部分）。因此，上述电源转换电路的负功率较小，有效功率较大，有利于提升电机的有效输出及降低电网中的损耗，从而降低能源浪费。为了能更进一步了解本专利技术的特征以及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图说明图1是现有技术下，交流电源的电压、电流与功率的波形示意图。图2是本专利技术的电源转换电路的模块示意图。图3是本专利技术第一实施方式的电源转换电路的原理示意图。图4是图3的电路中交流电源的电压及电流波形示意图。图5是本专利技术第二实施方式的电源转换电路的原理示意图。图6是图5的电路中交流电源的电压及电流波形示意图。图7是本专利技术第三实施方式的电源转换电路的原理示意图。图8是图7的电路中交流电源的电压及电流波形示意图。图9是本专利技术第四实施方式的电源转换电路的原理示意图。具体实施方式下面结合附图，通过对本专利技术的具体实施方式详细描述，将使本专利技术的技术方案及其他有益效果显而易见。附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。请参阅图2，本专利技术的电源转换电路10用于向一个感性负载（在下述实施方式中均为一个无刷直流电机及其H桥驱动电路）62提供电源。电源转换电路10包括一个转换电路20、一个开关电路30、一个控制电路40以及一个能量存储电路50。转换电路20用于将交流电转换为直流电，包括第一输入端口21、第二输入端口22、第一直流端口23以及第二直流端口24。第一及第二输入端口21、22用于连接至一个交流电源61。第一及第二直流端口23、24用于输出直流电。开关电路30包括控制端口33及由控制端口33控制相互导通与否的第一受控端口31及第二受控端口32。第一受控端口31连接至第一直流端口23。控制电路40连接至控制端口33，并用于产生控制信号使该第一及第二受控端口31、32之间交替地断开及导通。能量存储电路50连接至第二受控端口32及第二直流端口24，并包括用于连接H桥驱动电路62的第一输出端口51及第二输出端口52。能量存储电路50用于在第一及第二受控端口31、32相互导通的时段内存储能量，并在第一及第二受控端口31、32相互断开的时段内向负载释放能量，以维持无刷直流电机的运行。当然，第一受控端口31也可连接至第二直流端口24，此时，能量存储电路50连接至第二受控端口32及第一直流端口23（图未示）。下面通过多个实施方式来解释本专利技术的工作原理及其有益效果。第一实施方式请结合图3，本专利技术第一实施方式的电源转换电路10中的转换电路20可以为一个半桥式的二极管整流桥（图未示）。开关电路30可以是BJT或MOSFET晶体管，其集电极及射极（或者漏极及源极）为上述第一及第二受控端口31及32，其基极（或者栅极）为上述控制端口33。第一受控端口31连接至第一直流端口23。控制电40路可以包括PWM信号发生器或者单片机等信号发生器。能量存储电路50为一个第二电容C2，其两端连接至第二受控端口32及第二直流端口24，同时也是上述第一及第二输出端口51及52。H桥驱动电路包括4个开关，该4个开关两两串联在第一及第二输出端口51及52之间，电机连接至相串联的两个开关之间的节点。H桥驱动电路中的开关由一个控制器控制其导通的顺序，以使电机正常运转。该控制器可以集成在上述控制电路40中。请再结合图4，工作过程中，转换电路20将交流电源61的交流电转换为直流电，并将直流电从第一及第二直流端口23、24输出。开关电路30在控制电路40的控制下交替地断开及导通。在第一及第二受控端口31、32相互导通时，电压加载至无刷直流电机，此时无刷直流电机转动，线圈产生反电动势VB。当交流电源61所加载的电压逐渐增大至高于反电动势VB时（图中A点处），交流电源开始供应电流，在此（A点处）之前，交流电源处没有电流。在任何时段内，开关电路30一直受控制电路40的控制保持在交替地断开及导通的状态。在交流电源的电压处于大于反电动势VB的时段内（A，B点之间），交流电源保持着供电状态。当开关电路30导通时，交流电源61通过转换电路20、开关电路30、无刷直流电机及其H桥驱动电路62形成第一回路，交流电源61还通过转换电路20、开关电路30、能量存储电路50（第二电容C2）形成第二回路，能量存储电路50中存储了能量。在开关电路30断开的状态下，由于无法形成上述第一或第二回路，交流电源61的电流截止，此时能量存储电路50（电容C2）向H桥驱动电路及无刷直流电机释放其存储能量，以维持无刷直流电机的正常运行。如此，交流电源61提供一连串电流脉冲，并且在交流电压零点后不会造成电流相移。当交流电压下降至与反电动势VB相等时（B点处），甚至交流电源电压到达过零点后，若直流电机M的线圈内存储有能量（即电感性负载中仍存在电压），当开关电路30导通时，直流电机M中存储的能量通过H桥驱动电路及开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源转换电路，用于向感性负载提供电源，包括：转换电路，其用于将交流电转换为直流电，并包括用于连接至一个交流电源的第一及第二输入端口，以及用于输出直流电的第一及第二直流端口；开关电路，其包括控制端口及由该控制端口控制相互导通与否的第一及第二受控端口，该第一受控端口连接至该第一直流端口；控制电路，其连接至该控制端口，并用于产生使该第一及第二受控端口之间交替地断开及导通的控制信号；及能量存储电路，其连接至该第二受控端口及该第二直流端口，并包括用于连接该感性负载的第一及第二输出端口；该能量存储电路用于在该第一及第二受控端口相互导通的时段内存储能量，并在该第一及第二受控端口相互断开的时段内向该H桥驱动电路释放能量。

【技术特征摘要】
1.一种电源转换电路，用于向感性负载提供电源，包括：转换电路，其用于将交流电转换为直流电，并包括用于连接至一个交流电源的第一及第二输入端口，以及用于输出直流电的第一及第二直流端口；开关电路，其包括控制端口及由该控制端口控制相互导通与否的第一及第二受控端口，该第一受控端口连接至该第一直流端口；控制电路，其连接至该控制端口，并用于产生使该第一及第二受控端口之间交替地断开及导通的控制信号使得所述开关电路导通的时间小于断开的时间；及能量存储电路，其连接至该第二受控端口及该第二直流端口，并包括用于连接该感性负载的第一及第二输出端口；该能量存储电路用于在该第一及第二受控端口相互导通的时段内存储能量，并在该第一及第二受控端口相互断开的时段内向该感性负载释放能量。2.如权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于，该控制电路包括PWM信号发生器。3.如权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于，还包括连接在第一及第二直流端口之间的滤波电路。4.如权利要求3所述的电源转换电路，其特征在于，该滤波电路包括连接在第一及第二直流端口之间的第一电容。5.如权利要求1所述的电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙持平，信飞，杨修文，杨圣骞，蒋云龙，崔艳云，
申请(专利权)人：德昌电机深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44