專利名稱：反向能量回收電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種反向能量回收電路，特別涉及設(shè)置于具有變壓器的一電力轉(zhuǎn)換電路中、用于回收變壓器兩端因瞬間切換產(chǎn)生的反向突波能量的反向能量回收電路。
背景技術(shù)：
由于現(xiàn)今許多電器都需要由特定電壓位準(zhǔn)(電壓水平)的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)，因而電源 轉(zhuǎn)換電路成為廣泛應(yīng)用的電路，并且不斷改進(jìn)以求輸出電壓穩(wěn)定、轉(zhuǎn)換效率高。影響電力轉(zhuǎn) 換的因素包含了元件本身的損耗，以及轉(zhuǎn)換電力時(shí)能量轉(zhuǎn)為磁力的型態(tài)而外泄或相互抵消 的損耗。其中該轉(zhuǎn)換電路的變壓器由于通過(guò)大量的電流，因此儲(chǔ)存在變壓器中的漏感在轉(zhuǎn) 換電路的功率開關(guān)不斷切換時(shí)會(huì)不斷儲(chǔ)能且產(chǎn)生反向突波(如圖1所示的方波波形前緣)， 該反向突波不斷施加于連接在變壓器旁的元件上，長(zhǎng)期下來(lái)使得周邊的元件(包含功率元 件、電容等)的性能表現(xiàn)不如預(yù)期，甚至壽命減縮。再者，該反向突波的能量若不經(jīng)過(guò)適當(dāng) 的導(dǎo)引，將造成電力轉(zhuǎn)換效率降低，即使該反向突波經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)膶?dǎo)引，反向突波的能量仍包 含在損耗中，因此電路整體的轉(zhuǎn)換效率并未明顯提升。為了要提高轉(zhuǎn)換效率以符合各國(guó)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)哪茉匆?guī)范，已有先前的專利申請(qǐng)針對(duì)上述 的突波問(wèn)題提出改善方案，例如中國(guó)臺(tái)灣專利公告第583830號(hào)“具有主動(dòng)式LC減震電路的 轉(zhuǎn)換器”，這個(gè)在前申請(qǐng)中利用一 LC減震電路抑制突波，并且回收突波的能量再使用，其中 LC減震電路由一二極管、一電容、一第二變壓器以及一第二開關(guān)所構(gòu)成，其中該電路的主變 壓器旁具有已知的鉗位電容(Cs)儲(chǔ)存能量，并透過(guò)二極管的導(dǎo)向使得反向突波的能量可 由鉗位電容(Cs)傳送至第二變壓器，經(jīng)過(guò)第二變壓器二次側(cè)與第二開關(guān)以及上述的電容， 藉此將回收反向突波的能量，并利用反向突波的能量來(lái)供應(yīng)一第二負(fù)載。該實(shí)用新型已達(dá) 到了抑制突波、回收能量的目的，但較明顯的缺點(diǎn)在于多設(shè)置了一第二變壓器以及一第二 開關(guān)，不僅成本較高，更占用電源電路殼體內(nèi)有限的空間。再者，雖反向突波回收再利用于 供應(yīng)負(fù)載，但反向突波的能量透過(guò)第二變壓器的轉(zhuǎn)換，勢(shì)必再經(jīng)過(guò)一次能量轉(zhuǎn)換至二次側(cè) 的損耗，因此增加的成本遠(yuǎn)大于產(chǎn)生的效果。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本申請(qǐng)的目的在于提供一種抑制變壓器反向能量， 甚至回收該反向能量再利用的回收電路，以避免反向能量損毀電子元件，或減損該電子元 件的壽命。本申請(qǐng)為一種反向能量回收電路，該反向能量回收電路設(shè)置于具有變壓器的一電 力轉(zhuǎn)換電路中，其中變壓器一次側(cè)繞組連接一功率開關(guān)，該功率開關(guān)受一控制單元驅(qū)動(dòng)而 決定輸入電力流過(guò)一次側(cè)繞組的周期，且一次側(cè)繞組的第一端與第二端之間連接反向能量 回收電路。其中反向能量回收電路包括一第一電容、一第二電容、一輔助繞組以及一二極 管，第一電容與第二電容相互串聯(lián)，且第二電容的一端連接于一次側(cè)繞組的第一端。輔助繞 組的第一端連接于一次側(cè)繞組的第一端，二極管的陰極連接輔助繞組的第二端，二極管的陽(yáng)極連接于第一電容與第二電容之間，使二極管與輔助繞組形成在第一電容與第二電容之 間的單向路徑。二極管的導(dǎo)通與否，決定反向能量由一次側(cè)繞組的第一端向第一電容、第二 電容充電，或供第一電容通過(guò)二極管放電。藉由上述的充放電路徑，可使變壓器所儲(chǔ)存的反向能量?jī)?chǔ)存與再利用，并且上述 的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)置成本低廉，不占用過(guò)多空間。

圖1為現(xiàn)有的反向能量波形示意圖。圖2為本申請(qǐng)的實(shí)施方式示意圖(一)。圖3為本申請(qǐng)的實(shí)施方式示意圖(二)。圖4為本申請(qǐng)的電路節(jié)點(diǎn)A波形示意圖。
具體實(shí)施方式
本申請(qǐng)為一種反向能量回收電路，該反向能量回收電路設(shè)置于一電力轉(zhuǎn)換電路 中，請(qǐng)參閱圖2與圖3的實(shí)施方式示意圖。圖中可見電力轉(zhuǎn)換電路具有一變壓器1，該變壓 器1包含一一次側(cè)繞組11以及一二次側(cè)繞組12，一次側(cè)繞組連接一功率開關(guān)2，并且功率 開關(guān)2受控于一控制單元3，由控制單元3決定功率開關(guān)2的導(dǎo)通與否，進(jìn)一步?jīng)Q定一輸入 電力流過(guò)一次側(cè)繞組11的周期，而二次側(cè)繞組12則透過(guò)磁感應(yīng)而產(chǎn)生一感應(yīng)電力。一次 側(cè)繞組11的第一端與第二端之間連接反向能量回收電路，反向能量回收電路包括一第一 電容41、一第二電容42、一輔助繞組43以及一二極管44。其中第一電容41與第二電容42 串聯(lián)，且第二電容42的一端連接于一次側(cè)繞組11的第一端。輔助繞組43的第一端亦連接 于一次側(cè)繞組11的第一端，輔助繞組43的第二端與二極管44的陰極相連接，二極管44的 陽(yáng)極則連接于第一電容41與第二電容42之間。因此，第一電容41與第二電容42之間形 成一條可供第一電容41放電的單向路徑。另外，輔助繞組43的第一端與其所連接的一次 側(cè)繞組11第一端為相反磁極性，使一次側(cè)繞組11有電流通過(guò)時(shí)，輔助繞組43則感應(yīng)到相 反的極性。請(qǐng)參閱圖2，當(dāng)功率開關(guān)2導(dǎo)通時(shí)，輸入電力會(huì)流向一次側(cè)繞組11 (如圖中所標(biāo)示 的II)，使得一次側(cè)繞組11有電流通過(guò)，而在二次側(cè)繞組12產(chǎn)生感應(yīng)電力，同時(shí)，一次側(cè)繞 組11會(huì)因漏感而儲(chǔ)存有一能量。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D3，當(dāng)功率開關(guān)2斷開時(shí)，電力通路突然被截?cái)?將產(chǎn)生電壓瞬間變化，使得儲(chǔ)蓄于一次側(cè)繞組11的能量反向流動(dòng)形成一反向能量。此時(shí)輔 助繞組43則因一次側(cè)繞組11的感應(yīng)而在第一端感應(yīng)到高電壓，使得二極管44截止，進(jìn)而 決定反向能量對(duì)第一電容41、第二電容42充電。功率開關(guān)2在下一周期再次導(dǎo)通時(shí)，因一 次側(cè)繞組11的感應(yīng)而拉低輔助繞組43第一端的電壓，使二極管44導(dǎo)通以供第一電容41 通過(guò)二極管44放電(如圖2中所示的12)，使儲(chǔ)存在第一電容41、第 二電容42的反向能量 再次回流到一次側(cè)繞組11。綜上所述，反向能量回收電路利用輔助繞組43配合二極管44而決定回收、放出反 向能量的路徑，可使得反向能量可再一次灌回一次側(cè)繞組11，并傳送到二次側(cè)繞組12作為 變壓器1的輸出。透過(guò)反向能量回收電路吸收回收能量，可使得電路節(jié)點(diǎn)A上的電壓波形 更加接近方波，并且功率開關(guān)2切換的瞬間電壓突波已被明顯的抑制，可避免元件受到突波破壞。再者，由于輔助繞組43的第一端與其所連接的一次側(cè)繞組11第一端為相反磁極 性，因此形成返馳式電路(flyback，回掃電路)的基本架構(gòu)，使得功率開關(guān)2工作的責(zé)任周 期(duty cycle，工作周期)可大于50%，并由于第一電容41、第二電容42儲(chǔ)存了反向能 量，因此當(dāng)輸入電力截止后，第一電容41與第二電容42可透過(guò)放出反向能量而再延長(zhǎng)維持 時(shí)間(holdtime)。 雖然本申請(qǐng)以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域 的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，所作的些許更動(dòng)與潤(rùn)飾，皆應(yīng)涵 蓋于本實(shí)用新型中，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種反向能量回收電路，設(shè)置于具有變壓器(1)的電力轉(zhuǎn)換電路中，其中所述變壓器(1)一次側(cè)繞組(11)連接一功率開關(guān)(2)，所述功率開關(guān)(2)受一控制單元(3)驅(qū)動(dòng)而決定一輸入電力流過(guò)所述一次側(cè)繞組(11)的周期，而所述一次側(cè)繞組(11)的第一端與第二端之間連接一反向能量回收電路，其特征在于，所述反向能量回收電路包括一第一電容(41)以及串聯(lián)于所述第一電容(41)的一第二電容(42)，其中所述第二電容(42)的一端連接于所述一次側(cè)繞組(11)的第一端；一輔助繞組(43)，所述輔助繞組(43)的第一端連接于所述一次側(cè)繞組(11)的第一端；一二極管(44)，所述二極管(44)的陽(yáng)極連接于所述第一電容(41)與第二電容(42)之間，所述二極管(44)的陰極連接所述輔助繞組(43)的第二端以決定所述反向能量由一次側(cè)線圈的第一端向所述第一電容(41)、第二電容(42)充電，以及供所述第一電容(41)通過(guò)所述二極管(44)放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反向能量回收電路，其特征在于，所述輔助繞組(43)的第一 端與其所連接的一次側(cè)繞組(11)第一端為相反磁極性。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種反向能量回收電路，該反向能量回收電路設(shè)置于具有變壓器的一電力轉(zhuǎn)換電路中，其中變壓器的一次側(cè)繞組連接一功率開關(guān)，功率開關(guān)受一控制單元驅(qū)動(dòng)而決定輸入電力流過(guò)一次側(cè)繞組的周期，且一次側(cè)繞組的第一端與第二端之間連接反向能量回收電路。反向能量回收電路包括一第一電容、一第二電容、一輔助繞組以及一二極管，第一電容與第二電容相互串聯(lián)，且第二電容的一端連接于一次側(cè)繞組的第一端。輔助繞組的第一端一連接于一次側(cè)繞組的第一端，二極管的陰極連接輔助繞組的第二端，二極管的陽(yáng)極連接于第一電容與第二電容之間，使二極管與輔助繞組形成在第一電容與第二電容之間的單向路徑。
文檔編號(hào)H02H7/04GK201616658SQ20102000029
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者干宗平, 施永祥 申請(qǐng)人:全漢企業(yè)股份有限公司