一种能提高电源转换效率的供电装置制造方法及图纸

技术编号:6898316 阅读:275 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本实用新型专利技术提供一种能提高电源转换效率的供电装置,具有一个升压电路,该升压电路包含由二极管和电容器串联连接构成的串联电路,该串联电路与开关装置并联连接,开关装置的一端连接电感。本实用新型专利技术能使供电装置的交流/直流电源转换器维持较高的功率因素。(*该技术在2021年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种能提高电源转换效率的供电装置,特别是涉及一种能提高电源转换效率的供电装置的供电装置。
技术介绍
在很多电子产品中,例如计算机或消费性电子产品等都设计成在直流(DC)供应电源下操作。因此,交直流(AC/DC)电源转换器被广泛地用来将一交流(AC)电源转换稳定的直流电源转换器的典型电路结构。然而,现有的AC/DC电源转换器的电路结构的整体效率实际上会因为了维持较高的稳定电压作为DC/DC转换器的输入电压而使得该AC/DC电源转换器的整体能量转换效率变差,尤其是在该AC输入电压为最小值时最为明显。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种能量转换效率较高的升压电路。为达到上述目的,本技术采用如下技术方案一种能提高电源转换效率的供电装置,具有一个升压电路,该升压电路包含由二极管和电容器串联连接构成的串联电路,该串联电路与开关装置并联连接,开关装置的一端连接电感。所述升压电路包含第一升压单元和第二升压单元,该第一升压单元分别点连接到交流电源的两个输出端。所述开关装置为金属氧化物半导体场效应晶体管。所述供电装置还包含整流器和直流转换器,所述升压电路耦接该整流器和该直流转换器。所述供电装置还包含控制器,该控制器与升压电路构成反馈电路本技术能使AC/DC电源转换器能量转换效率较高,从而维持较高的功率因ο以下结合附图对本技术的实施和优点作进一步解释。附图说明图1是本技术的第一实施例的一交直流转换器的电路结构图;图2是本技术的第二实施例的一交直流转换器的电路结构图;图3是本技术的第三实施例的一交直流转换器的电路结构图;图4是本技术的第四实施例的一交直流转换器的电路结构图。具体实施方式以下给出四个实施例详细说明本技术,分别可以参考图1至图3。在不同的图3中,相同的元件是以相同的符号表示。请参阅图1,为根据本技术的电源转换器的第一实施例的电路配置图。如图中所示,电源转换器100由一升压型的功率校正预调节器(PFC pre-regulator) 10与一直流转换器(DC/DC converter)20所组成,其中,该PFC参调节器10用来对一交流(AC)输入电压Vin进行整流,接着根据该AC输入电压Vin的波形中得出一正弦波形的输入电流,以符合谐波电流放射(harmonic current emission)的限制。因此,经由该升压型PFC预调节器10作用后所获得的一稳定电压的振幅将会随着该AC输入由电压Vin的振幅而变动。另外,该直流转换器20则是用来将该稳定电压转换成一固定大小的稳定输出电压Vin。该升压型PFC预调节器10包含一整流器BD1、一升压电感器L11、一升压二极管 D11、一储能电容器C11、一开关装置Qll及一 PFC追踪控制器30。该整流器BDl通常为一桥式整流器,用以对该AC输入电压Vin进行整流以提供一整流过的AC输入电压。该开关装置Qll优选为一金属氧化物半导体场效应晶体管(M0SFET),其包含一控制栅极、一源极与一漏极。该升压电感器Lll的第一端点102电连接到该整流器BDl ;而该升压电感器Lll 的一第二端104则电连接到该开关装置Qll的漏极。该升压二极管Dll及该储能电容器 Cll串联连接后再与该开关装置Qll并联连接。此外,该升压型PFC预节器10所产生的稳定电压将会产生一反馈信号传送到该PFC追踪器30,该PFC追踪控制器30则根据该反馈信号产生一系列的脉宽调制(PWM)的电压脉冲传送到该控制装置Qll的控制栅极,以对该升压型PFC预调节器10进行反馈控制。通过这样的控制,在该升压型PFC预调节器10中流经该升压电感器Lll的电流波形将会随着该AC输入电压Vin的波型而变动,以维持较高的功率因素。在图1的电路结构中,在该开关装置Qll的开启期间,流经该电感器Lll的电流将会随着一(Vin/Lp)的比值而线性增加;其中Vin表示瞬间的输入电压值,而Lp则表示该电感器的电感值。另一方面,当该开关装置Qll关闭时,流经该电感器Lll的电流则会随着(Vreg-Vin) /Lp的比值而降低,其中该Vreg表示该升压型PFC预调节器10所产生的稳定电压值。因此,通过该PFC追踪控制器30对该稳定电压的回馈控制,可以有效的降低该稳定电压值与该输入电压值之间的电压差,因而可以延缓流经该电感器Lll的电流值的降低。由于流经该电感器Lll的电流值下降的速度趋缓,可以使该开关装置Qll的关闭时间维持更久,因而可以有效地降低最小AC电压输入时,因为频繁的切换该开关装置所造成的功率损失。同时,降低的稳定电压值与该输入电压值之间的电压差也使流经该电感器Lll 涟波电流降低,因而可使该电感器Lll的设计能够选择较小电感值的电感器,这同时也进一步改善电源转换器的转换效率。另一方面,经过该升压型PFC预调节器10所产生的稳定电压随后被传送到该直流转换器(DC/DC converter) 20以进行进一步的直流电压转换。如图1中所示,该直流转换器20包含一变压器T21,一半桥式开关装置B20以及一滤波电路R20。该半桥式开关装置 B20包含两个开关Q21与Q22,通过程序化的控制该二开关的Q21、Q22的开启与关闭可以产生一可调整工作周期(duty cycle)的对称方波传送到给该变压器T21。该变压器T21包含一主绕线Wl与一次绕组W2,该主绕组Wl与该半桥式开关装置B20电连接,而该次绕组W2 则与该滤波电路R20电连接。因此,该变压器T21用来将一能量从该半桥式开关装置B20 传送到该滤波电路R20。通过根据该调整电压与负载的情况而适当地调整提供到该变压器T21该对称方波的工作周期,一固定的直流输出电压便因而可以维持。另外,如图1所示,该直流输出电压输出之前会先经该过滤波电路R20进行滤波。该滤波电路为由两个同步整流器Q31、Q32以及由一电感L31与一电容器C31所构成的一输出滤波器。在这样的电路配置下,由于该同步整流器Q31、Q32较传统具二极管整流器具有较低的电压降,因而可以使该变压器T21的次绕组端能在相当低的电传导损失(conduction los)的情况下来传导输出电流。另一方面,这两个同步整流器Q31、Q32将会与主绕组端的半桥式开关装置的开关Q21、Q22互补地进行启动与关闭,以使得该同步整流器Q31、Q32可以交替的在其工作周期内传导该输出电流,而且该两个同步整流器Q31、Q32在其工作周期以外的时间也同时传导出输出电流,因此更进一步降低在该直流转换器内的能量损失。因此,通过采用上述的直流转换器的电路配置,该直流转换器的能量转换效率将会大幅的改善,尤其是当该直流转换器的输入电压值可能会面临大幅度变动的情况时,特别是在超低输入电压值时的能量转换效率改善更加明显。请继续参阅图2,为本技术的电源转换器的第二实例的电路配置图。如图中所示,本技术第二具体实施例中所述的电源转换器200与前述第一具体实施例的电源转换器100相较,其差别在原来的升压型PFC预调节器10由一同步整流的双重升压PFC预调节器40所取代,以进一步避免原先在升压型PFC预调节器10的整流器BDl所造成的电传导损失,以进一步改善该电源转换器20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能提高电源转换效率的供电装置,具有一个升压电路,其特征在于,该升压电路包含由二极管和电容器串联连接构成的串联电路,该串联电路与开关装置并联连接,开关装置的一端连接电感。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:许道飞章进法
申请(专利权)人:台达电子企业管理上海有限公司
类型:实用新型
国别省市:31

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1