專(zhuān)利名稱(chēng)：壓電式電源轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系有關(guān)一種壓電式電源轉(zhuǎn)換器，特別是關(guān)于一種利用壓電組件提升功率輸 出之電源轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
目前，越來(lái)越多的可攜式設(shè)備開(kāi)始提供彩色屏幕、立體音訊、和連結(jié)等先進(jìn)功能， 例如GPRS、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和藍(lán)芽、以及視訊和相機(jī)拍攝。相較于臃腫笨重的可攜式設(shè)備，消費(fèi)者 希望產(chǎn)品設(shè)計(jì)不僅輕薄短小，操作方便，還有很長(zhǎng)的電池使用壽命。消費(fèi)者的喜好為電路設(shè) 計(jì)工程師帶來(lái)了兩難的局面他們必須提供更多電源給系統(tǒng)并產(chǎn)生更多組電壓，但在這同 時(shí)，可攜式產(chǎn)品可供電源供應(yīng)器使用的空間和電池容量卻日益減少。為了滿足這些技術(shù)要求，設(shè)計(jì)人員就必須采用電源效率更高，然而一般電源轉(zhuǎn)換 器之電路中，系使用一般電容器串聯(lián)或并聯(lián)于電感做諧振效應(yīng)，然而，一般電容的電容量 低，若輸入電壓訊號(hào)過(guò)大，會(huì)造成很大的漏電流，功率輸出之效率并不高，而電容器的耐壓 性不足，失效模式會(huì)使電容器爆炸，容易導(dǎo)致失火的危險(xiǎn)。有鑒于此，本發(fā)明遂提出一種壓電式電源轉(zhuǎn)換器，以改善存在于先前技術(shù)中之該 些缺失。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于提供一種壓電式電源轉(zhuǎn)換器，利用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的壓電組件配 合一般變壓器，用以提供倍數(shù)增加的輸出功率，進(jìn)而達(dá)到大功率輸出之功效。本發(fā)明之另一目的系提供一種壓電式電源轉(zhuǎn)換器，利用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的壓電組件取代 一般電容使用，壓電組件的漏電流小、耐壓性高、沒(méi)有過(guò)熱起火的危險(xiǎn)，其可靠性高，進(jìn)而可 解決傳統(tǒng)電源轉(zhuǎn)換器中的電容器所造成耐壓低及過(guò)熱起火的危險(xiǎn)，其次，壓電組件體積小， 封裝厚度薄，極具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種壓電式電源轉(zhuǎn)換器，應(yīng)用于直流轉(zhuǎn)交流之電源 轉(zhuǎn)換器，其包含變壓器系具有一次側(cè)和二次側(cè)，至少一第一壓電組件系一端連接于一次側(cè)， 另一端系接收一脈波電壓并輸出至一次側(cè)，于輸出端設(shè)有至少一第二壓電組件，其系位于 二次側(cè)，且用來(lái)輸出一直流電壓至外部負(fù)載運(yùn)作。此外，本發(fā)明提供另一種壓電式電源轉(zhuǎn)換器，應(yīng)用于交流轉(zhuǎn)交流之電源轉(zhuǎn)換器，其 包含變壓器具有一次側(cè)和二次側(cè)，至少一第一壓電組件系一端連接于一次側(cè)，另一端系接 收一脈波電壓并輸出至一次側(cè)，并由二次側(cè)輸出交流電壓至一外部負(fù)載運(yùn)作。底下藉由具體實(shí)施例配合所附的圖式詳加說(shuō)明，當(dāng)更容易了解本發(fā)明之目的、技 術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及其所達(dá)成之功效。

圖1為本發(fā)明應(yīng)用于半橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第一實(shí)施例示意圖。
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圖2A為本發(fā)明實(shí)施例所提供之壓電震蕩器之示意圖。圖2B為本發(fā)明實(shí)施例所提供之壓電震蕩器之等效電路。圖2C為本發(fā)明實(shí)施例所提供之壓電電容之等效電路。圖3為本發(fā)明應(yīng)用于全橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第二實(shí)施例示意圖。圖4為本發(fā)明應(yīng)用于全橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第三實(shí)施例示意圖。圖5為本發(fā)明應(yīng)用于全橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第四實(shí)施例示意圖。圖6為本發(fā)明應(yīng)用于全橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第五實(shí)施例示意圖。圖7為本發(fā)明應(yīng)用于半橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第六實(shí)施例示意圖。圖8為本發(fā)明應(yīng)用于半橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第七實(shí)施例示意圖。圖9為本發(fā)明應(yīng)用于全橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第八實(shí)施例示意圖。圖IOA為本發(fā)明實(shí)施例所提供之絕緣型壓電震蕩器之等效電路。圖IOB為本發(fā)明實(shí)施例所提供之絕緣型壓電震蕩器之結(jié)構(gòu)剖視圖。圖11為本發(fā)明應(yīng)用于半橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第九實(shí)施例示意圖。圖12為本發(fā)明應(yīng)用于半橋式交流轉(zhuǎn)交流之電源轉(zhuǎn)換器之第十實(shí)施例示意圖。圖13為本發(fā)明應(yīng)用于全橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第十一實(shí)施例示意圖。圖14為本發(fā)明應(yīng)用于全橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第十二實(shí)施例示意圖。圖15為本發(fā)明應(yīng)用于半橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第十三實(shí)施例示意圖。圖16為本發(fā)明應(yīng)用于全橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第十四實(shí)施例示意圖。圖17所示，為本發(fā)明應(yīng)用于全橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第十五實(shí)施例示意 圖。圖18為本發(fā)明應(yīng)用于半橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第十六實(shí)施例示意圖。圖19為本發(fā)明應(yīng)用于半橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第十七實(shí)施例示意圖。圖中11變壓器111 一次側(cè)112 二次側(cè)12壓電震蕩器13壓電電容14濾波電感21 基材22導(dǎo)電層23導(dǎo)電層31第一壓電震蕩器32第二壓電震蕩器41中心抽頭51第一諧振電感52第二諧振電感91絕緣型壓電震蕩器911第一輸入端
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912 第:二輸入端
913 第--輸出端
914 第:二輸出端
92基材
93第— 上電極
94第一 下電極
95第二.上電極
96第二.下電極
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1，為本發(fā)明應(yīng)用于半橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第一實(shí)施例示意圖， 其包含一變壓器11、至少一第一壓電組件及至少一第二壓電組件，其中，變壓器11具有一 次側(cè)111和二次側(cè)112。利用變壓器11之一次側(cè)111作為電感使用，并與第一壓電組件 串聯(lián)構(gòu)成一諧振電路，而第一壓電組件系利用本身所具有的電容特性作為一壓電震蕩器12 使用，且用以取代傳統(tǒng)電源轉(zhuǎn)換器中的電容器。其中，本實(shí)施例所揭露之壓電震蕩器12，如 圖2A所示，系以壓電材質(zhì)制作一圓板形狀的基材21，當(dāng)然，其形狀亦可為方形或矩形或其 它幾何形狀，再以銀膠、銅膏或鎳膏制作同樣為圓形的導(dǎo)電層22、23于基材21的整個(gè)或部 分上表面與下表面，以構(gòu)成壓電震蕩器12之兩極來(lái)引導(dǎo)電流。在此，請(qǐng)參閱圖2B，為壓電震 蕩器12之等效電路，等效電路中繪示有等效電阻R、等效電阻L、以及分別表示電特性與力 學(xué)特性的等效電容Ca與Cb。本實(shí)施例可利用變壓器11之一次側(cè)111作為電感使用以形成 一半橋諧振電路，當(dāng)諧振電路諧振時(shí)，壓電震蕩器12用以?xún)?chǔ)存電能且具有壓電特性，可以 調(diào)整功率因素再將功率輸出，通電變形時(shí)會(huì)產(chǎn)生逆壓電效應(yīng)，變形后會(huì)產(chǎn)生正壓電效應(yīng)，而 其正、逆壓電效應(yīng)的轉(zhuǎn)換將會(huì)生成正電荷，使電壓放大，而具有放大電壓的效果，以達(dá)到大 功率輸出的功效，其中，等效電路中的等效電容之力學(xué)特性Cb值約為電特性Ca值的3倍電 容量，將Ca值與Cb值的電容量相加，如此使壓電震蕩器12具有高電容量(Q = C*V)，故可 提供倍數(shù)增加的輸出功率，進(jìn)而提高效率能量轉(zhuǎn)換的功效。第二壓電組件系位于二次側(cè)112，第二壓電組件系利用本身所具有的電容特性作 為一壓電電容13使用，且用以取代傳統(tǒng)電源轉(zhuǎn)換器中的電容器。其中，本實(shí)施例所揭露之 壓電電容13，如圖2C所示，為壓電電容13等效電路，等效電路中繪示有等效電阻R、等效電 阻L、及表示電特性的等效電容Ca。與一般電容器不同之處在于，本實(shí)施例之壓電震蕩器12 與壓電電容13的漏電流小、耐壓性高、沒(méi)有過(guò)熱起火的危險(xiǎn)，其可靠性高，進(jìn)而可解決傳統(tǒng) 電源轉(zhuǎn)換器中的電容器所造成耐壓低及過(guò)熱起火的危險(xiǎn)，此外，由于壓電震蕩器12與壓電 電容13的體積小，封裝厚度薄，極具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。變壓器11之二次側(cè)112兩端系分別連接于二二極管Dl與D2，而二極管Dl與D2 連接于一濾波電感14，第二壓電組件系連接于濾波電感14以形成一輸出濾波整流電路。由 于二極管Dl與D2具有單向?qū)щ姷奶匦?，可以把方向和大小交變的交流電壓變換為直流電 壓，故作為整流之用。當(dāng)一次側(cè)111之輸入電壓為正值，則感應(yīng)二次側(cè)112之輸入電壓亦為正值。當(dāng)輸 入電壓為正半周時(shí)，變壓器11之二次側(cè)112的上端為正，下端為負(fù)，則二極管Dl為順向偏
6壓，電流可從二極管Dl流出通過(guò)濾波電感14至壓電電容13進(jìn)行充電，但二極管D2為逆向 偏壓，相當(dāng)于開(kāi)路狀態(tài)，沒(méi)有電流流通。當(dāng)輸入電壓為負(fù)半周時(shí)，變壓器11之二次側(cè)112的 上端為負(fù)，下端為正，則二極管Dl為逆向偏壓，電流不能流通，而二極管D2為順向偏壓，電 流可由二極管D2流出通過(guò)濾波電感14至壓電電容13進(jìn)行充電，藉此，壓電電容13用來(lái)輸 出直流電壓至外部負(fù)載運(yùn)作。請(qǐng)一并參閱圖1及圖3。圖3為本發(fā)明應(yīng)用于全橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第 二實(shí)施例示意圖，其與圖1之實(shí)施例雷同，雷同之處便不再多加贅述。其中，不同之處在于 具有二第一壓電組件，其利用本身所具有的電容特性作為第一壓電震蕩器31與第二壓電 震蕩器32使用，且位于變壓器11之一次側(cè)111，利用變壓器11之一次側(cè)作為電感使用以形 成一全橋諧振電路，壓電震蕩器31、32分別連接于一次側(cè)111兩端，第一壓電震蕩器31與 第二壓電震蕩器32系接收脈波電壓。當(dāng)諧振電路諧振時(shí)，使其產(chǎn)生壓電效應(yīng)而提升電容量 并輸出至一次側(cè)111，比運(yùn)用一顆壓電震蕩器更能提高功率之輸出。請(qǐng)一并參閱圖3及圖4。圖4為本發(fā)明應(yīng)用于全橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第 三實(shí)施例示意圖，其與圖3之實(shí)施例雷同，雷同之處便不再多加贅述。其中，不同之處在于 變壓器11具有至少一中心抽頭41，且位于二次側(cè)112中間，而中心抽頭41至兩端點(diǎn)的電壓 相等。當(dāng)輸入電壓為正半周時(shí)，二極管Dl為順向偏壓，電流可從二極管Dl流出通過(guò)濾波 電感14至壓電電容13進(jìn)行充電，再回到中心抽頭41，但二極管D2為逆向偏壓，相當(dāng)于開(kāi)路 狀態(tài)，沒(méi)有電流流通。當(dāng)輸入電壓為負(fù)半周時(shí)，二極管Dl為逆向偏壓，電流不能流通，而二 極管D2為順向偏壓，電流可由二極管D2流出，通過(guò)濾波電感14至壓電電容13進(jìn)行充電， 再回到中心抽頭41，因此，在壓電電容13上產(chǎn)生的電壓降之極性與正半周時(shí)相同，即表示 通過(guò)壓電電容13之電流均為同一方向，再由壓電電容件13輸出直流電壓至外部負(fù)載運(yùn)作。請(qǐng)一并參閱圖4及圖5，圖5為本發(fā)明應(yīng)用于全橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第四 實(shí)施例示意圖，其與圖4之實(shí)施例雷同，雷同之處便不再多加贅述。其中，不同之處在于包 含第一諧振電感51與第二諧振電感52，其分別對(duì)應(yīng)串聯(lián)第一壓電震蕩器31與第二壓電震 蕩器32以形成一全橋諧振電路，且位于變壓器11之一次側(cè)111。第一壓電震蕩器31與第 二壓電震蕩器32系分別透過(guò)第一諧振電感51與第二諧振電感52接收脈波電壓，由于第一 諧振電感51與第二諧振電感52具有儲(chǔ)能功效，因此可提供第一壓電震蕩器31與第二壓電 震蕩器32更高的電壓。當(dāng)諧振電路諧振時(shí)，能產(chǎn)生壓電效應(yīng)而提升電容量并輸出至一次側(cè) 111，其用以提供外部負(fù)載的較大功率輸出。此外，變壓器11可為無(wú)中心抽頭之設(shè)計(jì)，如圖6 所示，為本發(fā)明應(yīng)用于全橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第五實(shí)施例示意圖，變壓器11之二 次側(cè)112兩端分別連接于二二極管D1、D2，用以將交流電壓變換為直流電壓，再由壓電電容 13輸出直流電壓至外部負(fù)載運(yùn)作。請(qǐng)一并參閱圖5及圖7，圖7為本發(fā)明應(yīng)用于半橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第六 實(shí)施例示意圖，其與圖5之實(shí)施例雷同，雷同之處便不再多加贅述。其中，不同之處在于使 用一顆諧振電感51串聯(lián)連接于一顆壓電震蕩器31以形成一半橋諧振電路，且位于變壓器 11之一次側(cè)111。當(dāng)諧振電路諧振時(shí)，能產(chǎn)生壓電效應(yīng)而提升電容量并輸出至一次側(cè)111， 其用以提供外部負(fù)載的較小功率輸出。此外，變壓器可為無(wú)中心抽頭之設(shè)計(jì)，如圖8所示， 為本發(fā)明應(yīng)用于半橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第七實(shí)施例示意圖，變壓器11之二次側(cè)
7112兩端分別連接于二二極管D1、D2，用以將交流電壓變換為直流電壓，再由壓電電容13輸 出直流電壓至外部負(fù)載運(yùn)作。請(qǐng)一并參閱圖6及圖9，圖9為本發(fā)明應(yīng)用于全橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第 八實(shí)施例示意圖，其與圖6之實(shí)施例雷同，雷同之處便不再多加贅述。其中，不同之處在于 將圖6的第一壓電震蕩器31與第二壓電震蕩器32合并為一個(gè)絕緣型壓電震蕩器91代替 使用為例，當(dāng)然，絕緣型壓電震蕩器91可視需求來(lái)合并更多顆壓電震蕩器使用。請(qǐng)參閱圖 10A,為絕緣型壓電震蕩器91之等效電路，其系將兩個(gè)圖2B所繪示之等效電路合并，因此， 可以產(chǎn)生第一輸入端911、第二輸入端912與第一輸出端913、第二輸出端914。接續(xù)，請(qǐng)參閱圖10B，為絕緣型壓電震蕩器91之結(jié)構(gòu)剖視圖，包含基材92、至少一 第一上電極93、至少一第一下電極94、至少一第二上電極95及至少一第二下電極96。基 材92系為陶瓷材料所構(gòu)成，具有上表面與下表面，第一上電極93設(shè)置于基材92之上表面， 而第一下電極94設(shè)置于基材92之下表面，并與第一上電極93對(duì)稱(chēng)，由第一輸入端911接 收一脈波電壓至第一上電極93，并經(jīng)過(guò)內(nèi)部壓電效應(yīng)而提升電容量，再由第一下電極94輸 出，其為第一輸出端913。換言之，由第二輸入端912接收一脈波電壓至第二上電極95設(shè)置 于基材92之上表面，而第二下電極96設(shè)置于基材92之下表面，并與第二上電極95對(duì)稱(chēng)， 第二上電極95接收一脈波電壓并經(jīng)過(guò)內(nèi)部壓電效應(yīng)而提升電容量，再由第二下電極96輸 出，其為第二輸出端914。由于第一上、下電極93、94之間與第二上、下電極95、96之間基材 分別通該直流電壓而予以極化，極化后具有正負(fù)極性，而中間未極化的部分仍會(huì)保持陶瓷 材料的特性，因此不具備有極性，當(dāng)直流電壓通過(guò)時(shí)，則會(huì)呈絕緣狀態(tài)。接續(xù)，本實(shí)施例再利 用第一諧振電感51與第二諧振電感52分別連接于絕緣型壓電容91之第一輸入端911與 第二輸入端912，以形成一全橋諧振電路，且位于變壓器11之一次側(cè)111。其中，當(dāng)諧振電 路諧振時(shí)，能使絕緣型壓電容91之第一輸入端911與第二輸入端912分別連接于與第一諧 振電感51與第二諧振電感52，以產(chǎn)生壓電效應(yīng)而提升電容量，絕緣型壓電容91之第一輸出 端913、第二輸出端914系連接于一次側(cè)111兩端，使一次側(cè)111具有壓電轉(zhuǎn)換后的高交流 電壓，用以提供外部負(fù)載的較大功率輸出。此外，如圖11所示，為本發(fā)明應(yīng)用于半橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第九實(shí)施例 示意圖，利用一第一諧振電感51連接于絕緣型壓電容91以形成一半橋諧振電路，且位于變 壓器11之一次側(cè)111。當(dāng)諧振電路諧振時(shí)，能使絕緣型壓電容91產(chǎn)生壓電效應(yīng)而提升電容 量并輸出至一次側(cè)111，其用以提供外部負(fù)載的較小功率輸出。由上述實(shí)施例可知，均為一個(gè)電壓輸出至外部負(fù)載運(yùn)作，若輸入之電壓訊號(hào)較大 時(shí)，可設(shè)計(jì)二個(gè)輸出以上，換言之，則需搭配二個(gè)以上的中心抽頭與二個(gè)以上濾波整流電 路，以提供兩個(gè)以上的電壓輸出至外部負(fù)載運(yùn)作。請(qǐng)參閱圖12為本發(fā)明應(yīng)用于半橋式交流轉(zhuǎn)交流之電源轉(zhuǎn)換器之第十實(shí)施例示意 圖，其與圖1不同之處在于，本實(shí)施例系應(yīng)用于交流轉(zhuǎn)交流之電源轉(zhuǎn)換器，而圖1之實(shí)施例 系為交流轉(zhuǎn)直流之電源轉(zhuǎn)換器，故變壓器11之二次側(cè)112不需要輸出濾波整流電路來(lái)將 交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓之動(dòng)作。交流轉(zhuǎn)交流之電源轉(zhuǎn)換器包含變壓器11及至少一第一 壓電組件，其中，變壓器11具有一次側(cè)111和二次側(cè)112。利用變壓器11之一次側(cè)作為電 感使用，并與第一壓電組件連接以形成一半橋諧振電路，而第一壓電組件系利用本身所具 有的電容特性作為一壓電震蕩器12使用，且用以取代傳統(tǒng)電源轉(zhuǎn)換器中的電容器。其中，
8本實(shí)施例所揭露之壓電震蕩器12，其結(jié)構(gòu)與等效電路請(qǐng)分別參閱圖2A及圖2B。本實(shí)施例 可利用變壓器11之一次側(cè)111作為電感使用以形成一半橋諧振電路，當(dāng)諧振電路諧振時(shí)， 壓電震蕩器12用以?xún)?chǔ)存電能且具有壓電特性，可以調(diào)整功率因素再將功率輸出，通電變形 時(shí)會(huì)產(chǎn)生逆壓電效應(yīng)，變形后會(huì)產(chǎn)生正壓電效應(yīng)，而其正、逆壓電效應(yīng)的轉(zhuǎn)換將會(huì)生成正電 荷，使電壓放大，而具有放大電壓的效果，以達(dá)到大功率輸出的功效，其中，等效電路中的等 效電容之力學(xué)特性Cb值約為電特性Ca值的3倍電容量，將Ca值與Cb值的電容量相加，如 此使壓電震蕩器12具有高電容量(Q = C*V)，故可提供倍數(shù)增加的輸出功率，進(jìn)而提高效率 能量轉(zhuǎn)換的功效。請(qǐng)一并參閱圖12及圖13。圖13為本發(fā)明應(yīng)用于全橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器 之第十一實(shí)施例示意圖，其與圖12之實(shí)施例雷同，雷同之處便不再多加贅述。其中，不同之 處在于具有二第一壓電組件，其利用本身所具有的電容特性作為第一壓電震蕩器31與第 二壓電震蕩器32使用，且位于變壓器11之一次側(cè)111，利用變壓器11之一次側(cè)作為電感 使用以形成一全橋諧振電路，第一壓電震蕩器31與第二壓電震蕩器32分別連接于一次側(cè) 111兩端，第一壓電震蕩器31與第二壓電震蕩器32系接收脈波電壓。當(dāng)諧振電路諧振時(shí)， 使其產(chǎn)生壓電效應(yīng)而提升電容值并輸出至一次側(cè)111，比運(yùn)用一顆壓電震蕩器更能提高功 率之輸出。請(qǐng)一并參閱圖13及圖14。圖14為本發(fā)明應(yīng)用于全橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器 之第十二實(shí)施例示意圖，其與圖13之實(shí)施例雷同，雷同之處便不再多加贅述。其中，不同之 處在于變壓器11具有至少一中心抽頭41，且位于二次側(cè)112中間，而中心抽頭41至兩端 點(diǎn)的電壓相等，使其有兩組輸出電壓，用以提供外部負(fù)載的較大功率輸出。此外，請(qǐng)參閱圖 15，為本發(fā)明應(yīng)用于半橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第十三實(shí)施例示意圖，變壓器11具有 至少一中心抽頭41，且位于二次側(cè)112中間，而中心抽頭41至兩端點(diǎn)的電壓相等，使其有兩 組輸出電壓，用以提供外部負(fù)載的較小功率輸出。請(qǐng)一并參閱圖14及圖16。圖16為本發(fā)明應(yīng)用于全橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之 第十四實(shí)施例示意圖，其與圖14之實(shí)施例雷同，雷同之處便不再多加贅述。其中，不同之處 在于包含第一諧振電感51與第二諧振電感52，其分別對(duì)應(yīng)串聯(lián)第一壓電震蕩器31與第二 壓電震蕩器32以形成一全橋諧振電路，且位于變壓器11之一次側(cè)111。第一壓電震蕩器 31與第二壓電震蕩器32系分別透過(guò)第一諧振電感51與第二諧振電感52接收脈波電壓，由 于二諧振電感51、52具有儲(chǔ)能功效，因此可提供二壓電震蕩器31、32更高的電壓。當(dāng)諧振 電路諧振時(shí)，能產(chǎn)生壓電效應(yīng)而提升電容值并輸出至一次側(cè)111，其用以提供外部負(fù)載的較 大功率輸出。此外，變壓器11可為無(wú)中心抽頭之設(shè)計(jì)，如圖17所示，為本發(fā)明應(yīng)用于全橋 輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第十五實(shí)施例示意圖，變壓器11之一次側(cè)111感應(yīng)二次側(cè)112， 并由二次側(cè)112輸出交流電壓，其用以提供外部負(fù)載的較大功率輸出。請(qǐng)一并參閱圖15及圖18，圖18為本發(fā)明應(yīng)用于半橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之 第十六實(shí)施例示意圖，其與圖15之實(shí)施例雷同，雷同之處便不再多加贅述。其中，不同之處 在于使用一顆第一諧振電感51串聯(lián)連接于一顆第一壓電震蕩器31以形成一半橋諧振電 路，且位于變壓器11之一次側(cè)111。當(dāng)諧振電路諧振時(shí)，能產(chǎn)生壓電效應(yīng)而提升電容值并輸 出至一次側(cè)111，其用以提供外部負(fù)載的較小功率輸出。此外，變壓器11可為無(wú)中心抽頭 之設(shè)計(jì)，如圖19所示，為本發(fā)明應(yīng)用于半橋輸入之壓電式電源轉(zhuǎn)換器之第十七實(shí)施例示意
9圖，變壓器11之一次側(cè)111感應(yīng)二次側(cè)112，并由二次側(cè)112輸出交流電壓，其用以提供外 部負(fù)載的較小功率輸出。由上述實(shí)施例可知，均為一個(gè)電壓輸出至外部負(fù)載運(yùn)作，若輸入之電壓訊號(hào)較大 時(shí)，可設(shè)計(jì)二個(gè)輸出以上，換言之，則需搭配二個(gè)以上的的中心抽頭，以提供兩個(gè)以上的電 壓輸出至外部負(fù)載運(yùn)作。以上所述之實(shí)施例僅系為說(shuō)明本發(fā)明之技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在使熟習(xí)此項(xiàng)技 藝之人士能夠了解本發(fā)明之內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，當(dāng)不能以之限定本發(fā)明之專(zhuān)利范圍，即大凡 依本發(fā)明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應(yīng)涵蓋在本發(fā)明之專(zhuān)利范圍內(nèi)。
10
權(quán)利要求
一種壓電式電源轉(zhuǎn)換器，其包含一變壓器，具有一次側(cè)和二次側(cè)；至少一第一壓電組件，系一端連接于該一次側(cè)，另一端系接收一脈波電壓并輸出至該一次側(cè)；及至少一第二壓電組件，系位于該二次側(cè)，且用來(lái)輸出一直流電壓至外部負(fù)載運(yùn)作。
2.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第1項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，其中該第二壓電組件系為一壓電 電容。
3.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第1項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，其中該第一壓電組件系為一壓電震蕩器。
4.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第3項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，其中該壓電震蕩器包含有一基材 及二導(dǎo)電層，該基材具有上表面與下表面，該二導(dǎo)電層分別形成于該上表面與下表面，而構(gòu) 成該壓電震蕩器之兩極。
5.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第4項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，其中該基材之形狀系為圓形、方 形或矩形。
6.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第1項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，其中該第一壓電組件系為一絕緣 型壓電震蕩器。
7.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第6項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，其中該絕緣型壓電震蕩器包含 基材、至少一第一上電極、至少一第一下電極、至少一第二上電極及至少一第二下電極，該 基材系為陶瓷材料所構(gòu)成，具有上表面與下表面，該第一上電極設(shè)置于該基材之上表面，而 該第一下電極設(shè)置于該基材之下表面，并與該第一上電極對(duì)稱(chēng)，該第二上電極設(shè)置于該基 材之上表面，而該第二下電極設(shè)置于該基材之下表面，并與該第二上電極對(duì)稱(chēng)，其中該第一 上、下電極之間與該第二上、下電極之間基材分別通該脈波電壓而予以極化，而中間沒(méi)有頻 率之輸入電壓時(shí)，則中間未極化的部分會(huì)呈絕緣狀態(tài)。
8.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第1項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，更包含一諧振電感，其串聯(lián)連接 于該第一壓電組件以形成一半橋諧振電路，且位于該變壓器之該一次側(cè)。
9.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第8項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，更包含二該諧振電感，其對(duì)應(yīng)串 聯(lián)連接于二該第一壓電組件以形成一全橋諧振電路，且位于該變壓器之該一次側(cè)。
10.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第9項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，其中該全橋諧振電路包含該二 諧振電感與該第一壓電組件，且該二諧振電感分別串聯(lián)連接于該第一壓電組件。
11.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第1項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，更包含二二極管與一濾波電感， 該濾波電感一端連接于該二二極管，另一端連接于該第二壓電組件以形成一濾波整流電 路，且位于該變壓器之該二次側(cè)。
12.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第1項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，其中該變壓器具有至少一中心 抽頭，其位于該二次側(cè)中間以使其兩端電壓相等。
13.—種壓電式電源轉(zhuǎn)換器，應(yīng)用于交流轉(zhuǎn)交流之轉(zhuǎn)換器，其包含一變壓器，具有一次側(cè)和二次側(cè)；及至少一第一壓電組件，系一端連接于該一次側(cè)，另一端系接收一脈波電壓并輸出至該 一次側(cè)，并由該二次側(cè)輸出該交流電壓至一外部負(fù)載運(yùn)作。
14.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第13項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，其中該第一壓電組件系為一壓2電震蕩器。
15.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第14項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，其中該壓電震蕩器包含有一基 材及二導(dǎo)電層，該基材具有上表面與下表面，該二導(dǎo)電層分別形成于該上表面與下表面，而 構(gòu)成該壓電震蕩器之兩極。
16.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第15項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，其中該基材之形狀系為圓形、 方形、矩形或其它幾何形狀。
17.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第13項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，其中該第一壓電組件系為一絕 緣型壓電震蕩器。
18.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第17項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，其中該絕緣型壓電震蕩器包含 基材、至少一第一上電極、至少一第一下電極、至少一第二上電極及至少一第二下電極，該 基材系為陶瓷材料所構(gòu)成，具有上表面與下表面，該第一上電極設(shè)置于該基材之上表面，而 該第一下電極設(shè)置于該基材之下表面，并與該第一上電極對(duì)稱(chēng)，該第二上電極設(shè)置于該基 材之上表面，而該第二下電極設(shè)置于該基材之下表面，并與該第二上電極對(duì)稱(chēng)，其中該第一 上、下電極之間與該第二上、下電極之間基材分別通該脈波電壓而予以極化，而中間沒(méi)有頻 率之輸入電壓時(shí)，則中間未極化的部分會(huì)呈絕緣狀態(tài)。
19.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第13項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，更包含一諧振電感，其連接于 該第一壓電組件以形成一半橋諧振電路，且位于該變壓器之該一次側(cè)。
20.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第19項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，更包含二該諧振電感，其對(duì)應(yīng) 連接于二該第一壓電組件以形成一全橋諧振電路，且位于該變壓器之該一次側(cè)。
21.如申請(qǐng)專(zhuān)利范圍第13項(xiàng)所述之壓電式電源轉(zhuǎn)換器，其中該變壓器具有至少一中心 抽頭，其位于該二次側(cè)中間以使其兩端電壓相等。全文摘要
本發(fā)明系揭露一種壓電式電源轉(zhuǎn)換器，其系利用壓電組件取代傳統(tǒng)電容器，由于壓電組件比傳統(tǒng)電容器包含更高的電容量，且能夠在通電變形時(shí)產(chǎn)生逆電壓效應(yīng)，變形后產(chǎn)生正壓電效應(yīng)，如此會(huì)有正電荷產(chǎn)生，具有放大電壓效果而達(dá)到大功率輸出，因此，可改善傳統(tǒng)電容器低電壓、漏電流大及小功率輸出的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M7/04GK101924479SQ200910147558
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者魏道金 申請(qǐng)人:金威貿(mào)易有限公司;威遠(yuǎn)科技股份有限公司