專利名稱：全域型交換式電源供應(yīng)器及其串并式直流電源轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種直流對直流電源轉(zhuǎn)換電路，尤指一種串并式直流電源轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
交換式電源供應(yīng)器依據(jù)所使用交流電源而有不同種類，目前概可分為90V 130V 低壓段交流電源及185V 265V高壓段交流電源。目前臺灣使用220V或IlOV交流電源， 因此交換式電源供應(yīng)器產(chǎn)品即概包含有單交流電源用的交換式電源供應(yīng)器，或全域型交換 式電源供應(yīng)器；其中又以全域型交換式電源供應(yīng)器較為普及。請參閱圖8所示，為一既有全域型交流電源供應(yīng)器的電路圖，包含有一全波整流 器50、一升壓型功率因數(shù)校正電路51及一直流電源轉(zhuǎn)換電路52。其中該全波整流器50將 交流電源整流(AC IN)成直流弦波，再由呈升壓電路架構(gòu)的功率因數(shù)校正電路51的功率因 數(shù)校正控制器511通過第一主動開關(guān)(Si)調(diào)整其電壓及電流相位，以輸出較佳功率因數(shù)的 直流電源，并將直流弦波的電壓提升至約400伏特高壓直流電源(VBlM)。之后，再將此一高 壓直流電源(Vbim)輸入至該直流電源轉(zhuǎn)換電路52，由該直流電源轉(zhuǎn)換電路52的脈寬調(diào)變 控制器521依據(jù)其直流電壓輸出端(V。)的電壓變化，通過第二主動開關(guān)(S2)調(diào)變其變壓 器522 —次側(cè)的電流大小，維持穩(wěn)定的直流電壓輸出(V。)。由以上交換式電源供應(yīng)器的電路架構(gòu)可知，該全波整流器50會將220V或IlOV的 交流源整流成電壓大小不同的直流弦波，但一經(jīng)輸入至該升壓型功率因數(shù)校正電路51后， 均會升壓至400V高壓直流電源(Vraui)，令后級的直流電源轉(zhuǎn)換電路能夠?qū)?00V高壓直流 電源降壓并穩(wěn)壓至12V或5V后輸出至負(fù)載；若采用降壓型功率因數(shù)校正電路，則均會降壓 至80V，配合使不同匝數(shù)比變壓器的直流電源轉(zhuǎn)換電路，即能夠?qū)?0V中高壓直流電源降壓 并穩(wěn)壓至12V或5V后輸出至負(fù)載。以整體電源轉(zhuǎn)換效率來看，當(dāng)220V的交流電源輸入至上述交換式電源供應(yīng)器，該 升壓型功率因數(shù)校正電路51的功率因數(shù)校正控制器511會輸出脈寬調(diào)變信號至第一主動 開關(guān)(Si)，令蓄能電容(Cl)輸出一 400V直流電源予后級的直流電源轉(zhuǎn)換電路52，此時計 算整體的電源轉(zhuǎn)換效率約為96%;然而當(dāng)IlOV的交流電源輸入時，該功率因數(shù)校正電路51 的功率因數(shù)校正控制器511會調(diào)高該脈寬調(diào)變信號的脈寬，使蓄能電容(Cl)同樣輸出400V 直流電源，然而由于第一主動開關(guān)(Si)的導(dǎo)通時間變長，該第一主動開關(guān)(Si)的導(dǎo)通阻抗 即消耗更多的電能，而降低整體轉(zhuǎn)換效率至94%。以降壓型功率因數(shù)校正電路的功率因數(shù)校正控制器來說，當(dāng)220V的交流電源輸 入至上述交換式電源供應(yīng)器，該降壓型功率因數(shù)校正電路必須控制第一主動開關(guān)(Si)將 電壓調(diào)降至80V，而降低整體轉(zhuǎn)換效率至94%，由此可知，既有全域型交換式電源供應(yīng)器雖 可使用220V或IlOV的交流電源，但采用升壓型功率因數(shù)校正電路而插接至IlOV交流電源 時，或采用降壓型功率因數(shù)校正電路而插接至220V交流電源時，整體電路轉(zhuǎn)換效率不佳， 故必須尋求更佳的電路設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，解決現(xiàn)有全域型(Full Range)交換式電源供應(yīng)器電源轉(zhuǎn)換效 率的技術(shù)問題。欲達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種全域型交換式電源供應(yīng)器，包含有一整流器，連接至一交流電源，以將交流電源轉(zhuǎn)換為直流弦波電源；一信號檢知單元，檢知目前輸入交流電源電壓大小，并輸出一檢知信號；一功率因數(shù)校正電路，其輸入端連接至該整流器輸出端及信號檢知單元的輸出 端，并依據(jù)目前輸入交流電源電壓大小，調(diào)整其輸出第一直流電源的電壓大??；及一串并式直流電源轉(zhuǎn)換電路，其輸入端連接至該功率因數(shù)校正電路的輸出端及信 號檢知單元，以接收第一直流電源，并將其轉(zhuǎn)換為第二直流電源后輸出；其中該串并式直流 電源轉(zhuǎn)換電路依據(jù)第一直流電源及第二直流電源電壓比調(diào)整其變壓器一次側(cè)線圈及二次 側(cè)線圈的匝數(shù)比，令變壓器匝數(shù)比與第一直流電源及第二直流電源電壓比成正比。欲達(dá)上述目的，本發(fā)明還提供一種串并式直流電源轉(zhuǎn)換電路，包含有一變壓器，包含有中間抽頭的一次側(cè)線圈及一二次側(cè)線圈；一全橋開關(guān)電路，供連接至功率因數(shù)校正電路的輸出端，并包含有二并聯(lián)的第一 及第二開關(guān)組，各主動開關(guān)組包含有二串接的一上臂主動開關(guān)及一下臂主動開關(guān)，又該第 一及第二開關(guān)組的串聯(lián)節(jié)點與變壓器一次側(cè)線圈二端連接；一切換開關(guān)，連接于變壓器一次側(cè)線圈中間抽頭與接地端之間；及一脈寬調(diào)變控制器，連接至第一及第二開關(guān)組的二上臂主動開關(guān)及二下臂主動開 關(guān)與切換開關(guān)的控制端；該脈寬調(diào)變控制器依據(jù)一前級功率因數(shù)校正電路的輸出電壓大 小，進(jìn)行一匝數(shù)調(diào)整程序，即藉由控制全橋開關(guān)電路的主動開關(guān)及切換開關(guān)的啟閉狀態(tài)，調(diào) 整匹配的該輸出電壓的變壓器匝數(shù)比，之后再進(jìn)行直流轉(zhuǎn)換程序。上述本發(fā)明串并式直流電源轉(zhuǎn)換電路連接至前級功率因數(shù)校正電路的輸出端， 又該脈寬調(diào)變控制器可依據(jù)交流電源電壓大小或該前級功率因數(shù)校正電路的輸出電壓大 小，控制全橋開關(guān)電路的主動開關(guān)及切換開關(guān)的啟閉狀態(tài)，調(diào)整匹配的該輸出電壓的匝數(shù) 比后，再選擇適當(dāng)?shù)闹鲃娱_關(guān)進(jìn)行直流電源轉(zhuǎn)換程序；意即，以升壓型功率因數(shù)校正電路來 說，當(dāng)使用220V高壓段交流電源電壓而輸出約400V高壓直流電源至全橋開關(guān)電路時，即控 制變壓器一次側(cè)線圈及二次側(cè)線圈的匝數(shù)比與高壓直流電源及低壓直流電源電壓比成正 比；反之，當(dāng)使用1IOV低壓段交流電源電壓而輸出約200V高壓直流電源至全橋開關(guān)電路 時，則必須調(diào)降變壓器的匝數(shù)比，使得變壓器匝數(shù)比與高壓直流電源及低壓直流電源電壓 比成正比；如此一來，本發(fā)明直流對直流電源轉(zhuǎn)換電路不論配合使用何種交流電源，均能輸 出穩(wěn)定且固定低壓直流電源電壓。本發(fā)明的有益效果在于，提供一種新的全域型交換式電源供應(yīng)器及其串并式直流 電源轉(zhuǎn)換電路，其中該串并式直流電源轉(zhuǎn)換電路可依據(jù)前級功率因數(shù)校正電路輸出不同電 壓的直流電源，改變其變壓器匝數(shù)比，提高使用本發(fā)明的全域型交換式電源供應(yīng)器的電源 轉(zhuǎn)換效率。因此，本發(fā)明直流對直流電源轉(zhuǎn)換電路能相容于輸出不同電壓直流電源的前級 功率因數(shù)校正電路使用，令全域型交換式電源供應(yīng)器具有更佳的電源轉(zhuǎn)換效率。


圖1為本發(fā)明全域型交換式電源供應(yīng)器的電路方塊圖。圖2為本發(fā)明第一較佳實施例使用的信號檢知單元的詳細(xì)電路圖。圖3為本發(fā)明全域型交換式電源供應(yīng)器的第一較佳實施例的詳細(xì)電路圖。圖4A為圖3用于高壓段交流電源的電路動作圖。圖4B為圖3用于低壓段交流電源的電路動作圖。圖5為本發(fā)明全域型交換式電源供應(yīng)器的第二較佳實施例的詳細(xì)電路圖。圖6為本發(fā)明第二較佳實施例使用的信號檢知單元的詳細(xì)電路圖。圖7A為圖5用于高壓段交流電源的電路動作圖。圖7B為圖5用于低壓段交流電源的電路動作圖。圖8為既有全域型交換式電源供應(yīng)器的詳細(xì)電路圖。附圖標(biāo)記說明10-直流電源轉(zhuǎn)換電路；11，11’-變壓器；111，111’-一次側(cè)線圈；111a，111a’-線 圈；111b，lib’ -線圈；112，112’ - 二次側(cè)線圈；12-全橋開關(guān)電路；121-第一開關(guān)組；20， 20a-功率因數(shù)校正電路；30-整流器；40-信號檢知單元；41-比較器；50-全波整流器； 51-功率因數(shù)校正電路；511-功率因數(shù)校正控制器；52-直流電源轉(zhuǎn)換電路；521-脈寬調(diào)變 控制器；522-變壓器。
具體實施例方式首先請參閱圖1及圖3所示，為一種本發(fā)明全域型交換式電源供應(yīng)器，其包含有一整流器30，可共同連接至一交流電源，以將交流電源轉(zhuǎn)換為直流弦波電源；一信號檢知單元40，檢知目前輸入交流電源電壓大小，并輸出一檢知信號；一功率因數(shù)校正電路20，其輸入端連接至該整流器30輸出端及信號檢知單元40 的輸出端，依據(jù)目前輸入交流電源電壓大小，調(diào)整其輸出第一直流電源(Vbim)的電壓大??； 于本實施例中，采用升壓型功率因數(shù)校正電路；及一串并式直流電源轉(zhuǎn)換電路10，其輸入端連接至該功率因數(shù)校正電路20的輸出 端及信號檢知單元40，以接收第一直流電源(Vbim)，并將其轉(zhuǎn)換為第二直流電源(V。ut)后輸 出；其中該串并式直流電源轉(zhuǎn)換電路10依據(jù)第一直流電源(Vbim)及第二直流電源(V。ut)電 壓比調(diào)整其變壓器11 一次側(cè)線圈111及二次側(cè)線圈112的匝數(shù)比，令變壓器11匝數(shù)比與 第一直流電源(Vbim)及第二直流電源(V。ut)電壓比成正比。請配合參閱圖2所示，為上述信號檢知單元40的一較佳實施例的詳細(xì)電路圖，其 包含有一低通濾波器(R1，R2，C2)，連接至該整流器10的輸出端，以將直流弦波進(jìn)一步濾 波成一直流準(zhǔn)位；一比較器41，其一輸入端連接至低通濾波器(Rl，R2，C2)，另一輸入端則連接一第 一參考電壓(VMfl)，一經(jīng)比對后即輸出高低電位直流信號；一電子開關(guān)(Q)，其控制端連接至該比較器41的輸出端，又該電子開關(guān)(Q)串接一 電阻(R13)；及一分壓器，由二電阻(Rll，R12)串接組成，其中下電阻(R12)與串接的電子開關(guān)(Q)及電阻(R13)并聯(lián)，又該分壓器的串聯(lián)節(jié)點連接至對應(yīng)功率因數(shù)校正電路20。再請配合參閱圖3所示，為采用升壓型功率因數(shù)校正電路20的交換式電源供應(yīng)器 的詳細(xì)電路圖，其包含有一儲能電感(L)，其一端連接至該全波整流器20的輸出端；—蓄能電容(Cbulk)，連接于該儲能電感(L)另一端與接地端之間，輸出第一直流電 源(Vbim)予該串并式直流電源轉(zhuǎn)換電路10 ；一電子開關(guān)(Q5)，連接于該儲能電感(L)與蓄能電容(Cbulk)節(jié)點與接地之間；及—控制器(Ml)，其輸出端連接至該電子開關(guān)(Q5)的控制端及對應(yīng)的信號檢知單 元40的輸出端，依據(jù)信號檢知單元40調(diào)整對電子開關(guān)(Q5)控制端輸出一脈寬調(diào)變信號， 該控制器(Ml)至少包含有一誤差放大器(Mil)、一第二參考電壓端(VMf2)及一開關(guān)驅(qū)動單 元(M12)，其中該誤差放大器(Mil) —輸入端連接至該參考電壓端(Vref2),而另一輸入端則 連接至對應(yīng)信號檢知單元40的分壓器(R11，R12)串聯(lián)接點。以下謹(jǐn)進(jìn)一步說明上述升壓型功率因數(shù)校正電路20的電路動作當(dāng)目前連接220V高壓段交流電源，則該信號檢知單元40的比較器41會輸出一高 電位以驅(qū)動該電子開關(guān)(Q)導(dǎo)通，令電阻(R13)與分壓器的下電阻(R12)并聯(lián)，因此上述控 制器(Ml)內(nèi)的誤差放大器(Mil)與分壓器(R11，R12)連接的電壓準(zhǔn)位即會下降，進(jìn)而改變 該開關(guān)驅(qū)動單元(M12)所輸出予電子開關(guān)(Q)的脈寬調(diào)變信號，令各蓄能電容(Cbulk)上輸 出約400V第一直流電源(Vbim)。當(dāng)目前連接1IOV低壓段交流電源時，則該信號檢知單元40的比較器41會輸出一 低電位，而使得電子開關(guān)(Q)不再導(dǎo)通，因此電阻(R13)不再與分壓器(R11，R12)的下電阻 (R12)并聯(lián)；此時，上述控制器(Ml)內(nèi)的誤差放大器(Mil)與分壓器(Rll，R12)連接的電 壓準(zhǔn)位即會上升，進(jìn)而改變該開關(guān)驅(qū)動單元(M12)所輸出予電子動開關(guān)(Q)的脈寬調(diào)變信 號，而于各蓄能電容(Cbulk)上輸出約200V第一直流電源(Vbim)。因此，本發(fā)明交換式電源供應(yīng)器的功率因數(shù)校正電路20確實依據(jù)使用的交流電 源電壓不同，而輸出不同電壓大小的第一直流電源(Vbim)予后級的串并式直流電源轉(zhuǎn)換電 路10。至于本發(fā)明的串并式直流電源轉(zhuǎn)換電路10進(jìn)一步包含有一變壓器11，包含有中間抽頭的一次側(cè)線圈111及一二次側(cè)線圈112，該一次側(cè)線 圈111包含有二線圈111a，Illb ；其中該二次側(cè)線圈112通過一整流濾波電路(Dl D4，
Cout)輸出第二直流電源(v。ut)；一全橋開關(guān)電路12，包含有二并聯(lián)的第一及第二開關(guān)組121，122，各第一及第二 主動開關(guān)組121，122包含有二相串接的一上臂主動開關(guān)(Ql) (Q3)及一下臂主動開關(guān)(Q2) (Q4)，又該第一及第二開關(guān)組121，122的串聯(lián)節(jié)點與變壓器11 一次側(cè)線圈111 二端連接； 其中各主動開關(guān)(Ql Q4)可為MOSFET或IGBT，于本實施例中采用M0SFET，各MOSFET的 柵極為其控制端；一切換開關(guān)(SW)，連接于該變壓器11 一次側(cè)線圈111中間抽頭與接地端之間；于 本實施例中該切換開關(guān)(SW)為一繼電器；及一脈寬調(diào)變控制器13，連接至第一及第二開關(guān)組121，122的二上臂主動開關(guān)(Ql) (Q3)及二下臂主動開關(guān)(Q2) (Q4)與切換開關(guān)(SW)的控制端，又該脈寬調(diào)變控制器13的一輸入端連接至該信號檢知單元40中分壓器(R11，R12)的串聯(lián)接點，或連接至該信號檢知單 元40中低通濾波器(Rl，R2，C2)；其中該脈寬調(diào)變控制器13依據(jù)該信號檢知單元40輸出 的檢知信號判斷前級功率因數(shù)校正電路20的輸出電壓大小，并進(jìn)行一匝數(shù)調(diào)整程序，即藉 由控制全橋開關(guān)電路12的主動開關(guān)(Ql Q4)及切換開關(guān)(SW)的啟閉狀態(tài)，調(diào)整匹配的 該第一直流電源(V。ut)電壓的變壓器11 一次側(cè)線圈111及二次側(cè)線圈112匝數(shù)比，之后再 進(jìn)行直流轉(zhuǎn)換程序，即選擇適當(dāng)?shù)闹鲃娱_關(guān)(Ql Q4)輸出脈寬調(diào)變信號，將輸入的第一直 流電源(Vbim)藉由適當(dāng)匝數(shù)比的變壓器11轉(zhuǎn)換出穩(wěn)定且固定電壓的第二直流電源(V。ut)。以下謹(jǐn)進(jìn)一步說明上述脈寬調(diào)變控制器13依據(jù)前級功率因數(shù)校正電路20的輸出 電壓大小，調(diào)整直流對直流電源轉(zhuǎn)換電路13的變壓器11 一次側(cè)線圈111及二次側(cè)線圈112 匝數(shù)比的等效電路圖。首先請配合參閱圖4A所示，令前級功率因數(shù)校正電路20為一升壓電路，且于使 用高壓段交流電源時會于輸出電容(Cbulk)輸出一第一高壓直流電源(Vbim)。以使用220V 交流電源來說，該升壓型功率因數(shù)校正電路20輸出約400V的第一高壓直流電源(Vbim)， 因此本發(fā)明的脈寬調(diào)變控制器13必須控制變壓器11 一次側(cè)線圈111維持最大匝數(shù)(Na)， 即控制第二開關(guān)組122的上臂主動開關(guān)(Q3)呈關(guān)閉狀態(tài)，而下臂主動開關(guān)(Q4)呈導(dǎo)通狀 態(tài)，并同時控制該切換開關(guān)(SW)為常開斷路狀態(tài)，令變壓器11 一次側(cè)線圈111構(gòu)成單一 線圈，且其兩端分別連接至第一開關(guān)組121串聯(lián)節(jié)點及接地端之間，令其一次側(cè)線圈111及 二次側(cè)線圈112匝數(shù)比(Na Nb)匹配前級升壓型功率因數(shù)校正電路20輸出約400V的 第一高壓直流電源(Vbim)。此時，該脈寬調(diào)變控制器13再輸出二組脈寬寬度為50%的脈 寬調(diào)變信號(PWM1，PWM2)予第一開關(guān)組121的上下臂主動開關(guān)控制端(Gl) (G2)，以交替啟 閉第一開關(guān)組121的上下臂主動開關(guān)(Ql) (Q2)，由于一次側(cè)線圈111 二端進(jìn)一步串接有電 感電容(Crl，Lrl) (Cr2, Lr2)，因此于第一開關(guān)組121的上臂或下臂主動開關(guān)(Ql) (Q2)導(dǎo) 通時，一次側(cè)線圈111可與二組串接的電感電容(Crl，Lrl) (Cr2, Lr2)構(gòu)成一共振槽電路 (Resonance Tank)，令變壓器11 二次側(cè)線圈112輸出穩(wěn)定且固定的第二直流電源(V。ut)。請配合參閱圖4B所示，當(dāng)上述升壓型功率因數(shù)校正電路(20)使用低壓段(如 110V)交流電源，其輸出電容(Cbulk)則輸出約200V的第一中壓直流電源(Vbim)，此時本發(fā) 明的脈寬調(diào)變控制器13控制該切換開關(guān)(SW)為常閉短路狀態(tài)，再輸出二組反相的50%脈 寬調(diào)變信號予二上臂主動開關(guān)(Ql) (Q3)，以及二下臂主動(Q2) (Q4)開關(guān)，意即二上臂主動 開關(guān)(Ql) (Q3)為一組同步開關(guān)組，而二下臂主動開關(guān)(Q2) (Q4)為另一同步開關(guān)組。如此， 該變壓器一次側(cè)線圈111的中間接頭會接地而獨立成二個通過二上臂主動開關(guān)(Ql) (Q3) 或二下臂主動開關(guān)(Q2) (Q4)呈并聯(lián)的線圈(Illa) (Illb)，以降低變壓器11的一次側(cè)線圈 111與二次側(cè)線圈112的匝數(shù)比(NV2 Nb)，由于一次側(cè)線圈111 二端進(jìn)一步串接有電感 電容(Crl，Lrl) (Cr2，Lr2)，因此當(dāng)二上臂主動開關(guān)(Ql) (Q3)同時導(dǎo)通時二并聯(lián)線圈111a， Illb會與電感電容(Crl，Lrl) (Cr2, Lr2)構(gòu)成共振槽電路，同理當(dāng)二下臂主動開關(guān)(Q2) (Q4)同時導(dǎo)通時二并聯(lián)線圈111a，Illb會與電感電容(CrLLrl) (Cr2，Lr2)構(gòu)成共振槽電 路，令變壓器11匝數(shù)比與第一中壓直流電源(Vbim)及第二直流電源電壓(V。ut)比成正比。由上述說明可知，該脈寬調(diào)變控制器13應(yīng)用于升壓功率因數(shù)校正電路20時，其調(diào)
整匝數(shù)程序的控制邏輯如下表所示
權(quán)利要求
1. 一種全域型交換式電源供應(yīng)器，其特征在于，包含有一整流器，連接至一交流電源，以將交流電源轉(zhuǎn)換為直流弦波電源； 一信號檢知單元，檢知目前輸入交流電源電壓大小，并輸出一檢知信號； 一功率因數(shù)校正電路，其輸入端連接至該整流器輸出端及信號檢知單元的輸出端，依 據(jù)目前輸入交流電源電壓大小，調(diào)整其輸出第一直流電源的電壓大?。患耙淮⑹街绷麟娫崔D(zhuǎn)換電路，其輸入端連接至該功率因數(shù)校正電路的輸出端及信號檢 知單元，以接收第一直流電源，并將其轉(zhuǎn)換為第二直流電源后輸出；其中該串并式直流電源 轉(zhuǎn)換電路依據(jù)第一直流電源及第二直流電源電壓比調(diào)整其變壓器一次側(cè)線圈及二次側(cè)線 圈的匝數(shù)比，令變壓器匝數(shù)比與第一直流電源及第二直流電源電壓比成正比。
2.如權(quán)利要求1所述的全域型交換式電源供應(yīng)器，其特征在于，該信號檢知單元包含有一低通濾波器，連接至該整流器的輸出端，以將直流弦波進(jìn)一步濾波成一直流準(zhǔn)位； 一比較器，其一輸入端連接至低通濾波器，另一輸入端則連接一第一參考電壓，一經(jīng)比 對后即輸出高低電位直流信號；一電子開關(guān)，其控制端連接至該比較器的輸出端，又該電子開關(guān)串接一電阻；及 一分壓器，由二電阻串接組成，其中下電阻與串接的電子開關(guān)及電阻并聯(lián)，又該分壓器 的串聯(lián)節(jié)點連接至對應(yīng)功率因數(shù)校正電路。
3.如權(quán)利要求2所述的全域型交換式電源供應(yīng)器，其特征在于，該功率因數(shù)校正電路 為一升壓電路，其包含有一儲能電感，其一端連接至該全波整流器的輸出端；一蓄能電容，連接于該儲能電感另一端與接地端之間，輸出第一直流電源予該串并式 直流電源轉(zhuǎn)換電路；一電子開關(guān)，連接于該儲能電感與蓄能電容節(jié)點與接地之間；及 一控制器，其輸出端連接至該電子開關(guān)的控制端及對應(yīng)的電壓檢知電路的輸出端，依 據(jù)電壓檢知電路調(diào)整對電子開關(guān)控制端輸出一脈寬調(diào)變信號，又該控制器至少包含有一誤 差放大器、一第二參考電壓端及一開關(guān)驅(qū)動單元，其中該誤差放大器一輸入端連接至該參 考電壓端，而另一輸入端則連接至對應(yīng)電壓檢知電路的分壓器串聯(lián)接點。
4.如權(quán)利要求2所述的全域型交換式電源供應(yīng)器，其特征在于，該功率因數(shù)校正電路 為一降壓電路，其包含有一電子開關(guān)，其一端與該全波整流器的輸出端連接； 一儲能電感，其一端連接至該電子開關(guān)的另一端；一二極管，其陰極連接至該電子開關(guān)與儲能電感串聯(lián)節(jié)點，其陽極則連接至接地端； 一蓄能電容，連接于該儲能電感另一端與接地端之間，輸出第一直流電源予該串并式 直流電源轉(zhuǎn)換電路；一控制器，其輸出端連接至該電子開關(guān)的控制端及對應(yīng)的電壓檢知電路的輸出端，依 據(jù)電壓檢知電路調(diào)整對電子開關(guān)控制端輸出一脈寬調(diào)變信號，又該控制器至少包含有一誤 差放大器、一第二參考電壓端及一開關(guān)驅(qū)動單元，其中該誤差放大器一輸入端連接至該參 考電壓端，而另一輸入端則連接至對應(yīng)電壓檢知電路的分壓器串聯(lián)接點。
5.如權(quán)利要求3或4所述的全域型交換式電源供應(yīng)器，其特征在于，該串并式直流電源轉(zhuǎn)換電路，包含有一變壓器，包含有中間抽頭的一次側(cè)線圈及一二次側(cè)線圈；一全橋開關(guān)電路，包含有二并聯(lián)的第一及第二開關(guān)組，各主動開關(guān)組包含有二相串接 的一上臂主動開關(guān)及一下臂主動開關(guān)，又該第一及第二開關(guān)組的串聯(lián)節(jié)點與變壓器一次側(cè) 線圈二端連接；一切換開關(guān)，連接于該變壓器一次側(cè)線圈中間抽頭與接地端之間；及一脈寬調(diào)變控制器，連接至第一及第二開關(guān)組的二上臂主動開關(guān)及二下臂主動開關(guān)與 切換開關(guān)的控制端，又該脈寬調(diào)變控制器的一輸入端連接至該信號檢知單元中分壓器的串 聯(lián)接點，依據(jù)該功率因數(shù)校正電路的輸出電壓大小，進(jìn)行一匝數(shù)調(diào)整程序，即藉由控制全橋 開關(guān)電路的主動開關(guān)及切換開關(guān)的啟閉狀態(tài)，調(diào)整匹配的該輸出電壓的變壓器匝數(shù)比，之 后再進(jìn)行直流轉(zhuǎn)換程序。
6.如權(quán)利要求3或4所述的全域型交換式電源供應(yīng)器，其特征在于，該串并式直流電源 轉(zhuǎn)換電路，包含有一變壓器，包含有中間抽頭的一次側(cè)線圈及一二次側(cè)線圈；一全橋開關(guān)電路，包含有二并聯(lián)的第一及第二開關(guān)組，各主動開關(guān)組包含有二相串接 的一上臂主動開關(guān)及一下臂主動開關(guān)，又該第一及第二開關(guān)組的串聯(lián)節(jié)點與變壓器一次側(cè) 線圈二端連接；一切換開關(guān)，連接于該變壓器一次側(cè)線圈中間抽頭與接地端之間；及一脈寬調(diào)變控制器，連接至第一及第二開關(guān)組的二上臂主動開關(guān)及二下臂主動開關(guān)與 切換開關(guān)的控制端，又該脈寬調(diào)變控制器的一輸入端連接至該信號檢知單元中連接至該信 號檢知單元中低通濾波器，依據(jù)該功率因數(shù)校正電路的輸出電壓大小，進(jìn)行一匝數(shù)調(diào)整程 序，即藉由控制全橋開關(guān)電路的主動開關(guān)及切換開關(guān)的啟閉狀態(tài)，調(diào)整匹配的該輸出電壓 的變壓器匝數(shù)比，之后再進(jìn)行直流轉(zhuǎn)換程序。
7.如權(quán)利要求5所述的全域型交換式電源供應(yīng)器，其特征在于，該脈寬調(diào)變控制器的 匝數(shù)調(diào)整程序包含有于判斷使用高壓段交流電源時，控制第二開關(guān)組的上臂主動開關(guān)呈關(guān)閉狀態(tài)，而下 臂主動開關(guān)呈導(dǎo)通狀態(tài)，并同時控制該切換開關(guān)為常開斷路狀態(tài)，并輸出二組脈寬寬度為 50%的脈寬調(diào)變信號予第一開關(guān)組的上下臂主動開關(guān)控制端，以交替啟閉第一開關(guān)組的上 下臂主動開關(guān)；于判斷使用低壓段交流電源時，令該第一及第二開關(guān)組的上臂主動開關(guān)與下臂主動開 關(guān)分別為二組同步開關(guān)組，并控制該切換開關(guān)為常閉短路狀態(tài)，同時輸出二組脈寬寬度為 50%的脈寬調(diào)變信號至對應(yīng)的同步開關(guān)組。
8.如權(quán)利要求6所述的全域型交換式電源供應(yīng)器，其特征在于，該脈寬調(diào)變控制器的 匝數(shù)調(diào)整程序包含有在判斷使用高壓段交流電源時，控制第二開關(guān)組的上臂主動開關(guān)呈關(guān)閉狀態(tài)，而下 臂主動開關(guān)呈導(dǎo)通狀態(tài)，并同時控制該切換開關(guān)為常開斷路狀態(tài)，并輸出二組脈寬寬度為 50%的脈寬調(diào)變信號予第一開關(guān)組的上下臂主動開關(guān)控制端，以交替啟閉第一開關(guān)組的上 下臂主動開關(guān)；在判斷使用低壓段交流電源時，令該第一及第二開關(guān)組的上臂主動開關(guān)與下臂主動開關(guān)分別為二組同步開關(guān)組，并控制該切換開關(guān)為常閉短路狀態(tài)，同時輸出二組脈寬寬度為 50%的脈寬調(diào)變信號至對應(yīng)的同步開關(guān)組。
9.如權(quán)利要求7所述的全域型交換式電源供應(yīng)器，其特征在于，該切換開關(guān)為一繼電器。
10.如權(quán)利要求7所述的全域型交換式電源供應(yīng)器，其特征在于，各主動開關(guān)可為 MOSFET 或 IGBT。
11.如權(quán)利要求8所述的全域型交換式電源供應(yīng)器，其特征在于，該切換開關(guān)為一繼電器。
12.如權(quán)利要求8所述的全域型交換式電源供應(yīng)器，其特征在于，各主動開關(guān)可為 MOSFET 或 IGBT。
13.一種串并式直流電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，包含有一變壓器，包含有中間抽頭的一次側(cè)線圈及一二次側(cè)線圈；一全橋開關(guān)電路，包含有二并聯(lián)的第一及第二開關(guān)組，各主動開關(guān)組包含有二相串接 的一上臂主動開關(guān)及一下臂主動開關(guān)，又該第一及第二開關(guān)組的串聯(lián)節(jié)點與變壓器一次側(cè) 線圈二端連接；一切換開關(guān)，連接于該變壓器一次側(cè)線圈中間抽頭與接地端之間；一脈寬調(diào)變控制器，連接至第一及第二開關(guān)組的二上臂主動開關(guān)及二下臂主動開關(guān)與 切換開關(guān)的控制端；該脈寬調(diào)變控制器依據(jù)一前級功率因數(shù)校正電路的輸出電壓大小，進(jìn) 行一匝數(shù)調(diào)整程序，即藉由控制全橋開關(guān)電路的主動開關(guān)及切換開關(guān)的啟閉狀態(tài)，調(diào)整匹 配的該輸出電壓的變壓器匝數(shù)比，之后再進(jìn)行直流轉(zhuǎn)換程序。
14.如權(quán)利要求13所述的串并式直流電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該脈寬調(diào)變控制器 的匝數(shù)調(diào)整程序包含有在判斷使用高壓段交流電源時，控制第二開關(guān)組的上臂主動開關(guān)呈關(guān)閉狀態(tài)，而下 臂主動開關(guān)呈導(dǎo)通狀態(tài)，并同時控制該切換開關(guān)為常開斷路狀態(tài)，并輸出二組脈寬寬度為 50%的脈寬調(diào)變信號予第一開關(guān)組的上下臂主動開關(guān)控制端，以交替啟閉第一開關(guān)組的上 下臂主動開關(guān)；在判斷使用低壓段交流電源時，令該第一及第二開關(guān)組的上臂主動開關(guān)與下臂主動開 關(guān)分別為二組同步開關(guān)組，并控制該切換開關(guān)為常閉短路狀態(tài)，同時輸出二組脈寬寬度為 50%的脈寬調(diào)變信號至對應(yīng)的同步開關(guān)組。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種全域型交換式電源供應(yīng)器及其串并式直流電源轉(zhuǎn)換電路，其中該串并式直流電源轉(zhuǎn)換電路包含有一變壓器、一全橋開關(guān)電路、一切換開關(guān)及一脈寬調(diào)變控制器；其中該全橋開關(guān)電路包含有二并聯(lián)的第一及第二開關(guān)組，各主動開關(guān)組包含有二相串接的一上臂主動開關(guān)及一下臂主動開關(guān)，而該變壓器包含有中間抽頭的一次側(cè)線圈及一二次側(cè)線圈，該一次側(cè)線圈二端分別連接于第一及第二開關(guān)組的串聯(lián)節(jié)點，其中間抽頭則通過該切換開關(guān)連接到地；是以，藉由脈寬調(diào)變控制器控制第一及第二開關(guān)組及切換開關(guān)的啟閉，即能令變壓器一次側(cè)線圈呈串聯(lián)或并聯(lián)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改變變壓器的匝數(shù)比。
文檔編號H02M3/44GK101997429SQ20091016935
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者林維亮 申請人:康舒科技股份有限公司