專利名稱：電源轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源轉(zhuǎn)換器，尤其涉及一種交流直流電源轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
圖I為現(xiàn)有的交流直流電源轉(zhuǎn)換器(AC to DC power converter)的電路圖。參照?qǐng)D1，交流直流電源轉(zhuǎn)換器100利用變壓器110接收交流電壓AC1，并藉此進(jìn)行升壓或是降壓。之后，二極管Dll與電容Cll會(huì)對(duì)升/降壓后的信號(hào)進(jìn)行濾波與整流。此外，電感LI與開關(guān)SWl將形成一電壓調(diào)整電路，并在控制電路120的控制下，進(jìn)行電壓位準(zhǔn)的調(diào)整。再者，信號(hào)將通過二極管D12與電容C12再次進(jìn)行濾波與整流，以產(chǎn)生負(fù)載101所需的直流電 壓 DC1。此外，為了維持輸出電流的穩(wěn)定度，限流電路130用以檢測(cè)流經(jīng)負(fù)載101的輸出電流的大小，并依據(jù)檢測(cè)結(jié)果傳送一反饋信號(hào)SI給控制電路120。藉此，控制電路120將可以依據(jù)反饋信號(hào)SI進(jìn)行輸出電流的調(diào)整。換言之，現(xiàn)有的交流直流電源轉(zhuǎn)換器100會(huì)先通過電感LI與開關(guān)SWl所形成的電壓調(diào)整電路進(jìn)行電壓位準(zhǔn)的調(diào)整，之后再通過限流電路130與電壓調(diào)整電路進(jìn)行輸出電流的調(diào)整。然而，信號(hào)在通過電感LI與開關(guān)SWl所形成的電壓調(diào)整電路進(jìn)行電壓位準(zhǔn)與輸出電流的調(diào)整時(shí)，將造成龐大的耗電量，進(jìn)而降低交流直流電源轉(zhuǎn)換器100的轉(zhuǎn)換效率。此夕卜，現(xiàn)有的交流直流電源轉(zhuǎn)換器100具有電磁干擾(electromagnetic interference,簡(jiǎn)稱EMI)的問題，進(jìn)而對(duì)人體以及內(nèi)部電路造成影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電源轉(zhuǎn)換器，利用切換單元于不同時(shí)間點(diǎn)傳送不同的整流電壓，進(jìn)而達(dá)到電壓位準(zhǔn)的調(diào)整。藉此，電源轉(zhuǎn)換器將無須配置由電感與開關(guān)所形成的電壓調(diào)整電路，進(jìn)而提升電源轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明提出一種電源轉(zhuǎn)換器，包括變壓器、二極管陣列、多個(gè)切換單元、控制電路、以及濾波電路。變壓器將交流電壓轉(zhuǎn)換成多個(gè)子交流電壓。二極管陣列電性連接變壓器，并對(duì)這些子交流電壓進(jìn)行整流，以產(chǎn)生多個(gè)整流電壓。這些切換單元的第一端接收這些整流電壓，且這些切換單元的第二端彼此電性相連。另一方面，控制電路將這些整流電壓分別與一參考電壓進(jìn)行比較。其中，當(dāng)具有兩個(gè)以上的整流電壓大于參考電壓時(shí)，控制電路從這些整流電壓中挑選出大于參考電壓的最小整流電壓，并控制這些切換單元傳送最小整流電壓。此外，當(dāng)不具有兩個(gè)以上的整流電壓大于參考電壓時(shí)，控制電路從這些整流電壓中挑選出一最大整流電壓，并控制這些切換單元傳送最大整流電壓。濾波電路對(duì)來自這些切換單元的電壓進(jìn)行整流與濾波，以產(chǎn)生直流電壓。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的電源轉(zhuǎn)換器傳送直流電壓至一負(fù)載，且電源轉(zhuǎn)換器還包括調(diào)整電路。其中，調(diào)整電路電性連接負(fù)載與濾波電路，并判別直流電壓的大小，以切換至充電模式、升壓模式、或是正常模式。其中在充電模式下，調(diào)整電路利用直流電壓進(jìn)行充電。在升壓模式下，調(diào)整電路利用充電所得的電荷提高直流電壓的電壓位準(zhǔn)。在正常模式下，調(diào)整電路停止充電與升壓?；谏鲜?，本發(fā)明利用切換單元于不同時(shí)間點(diǎn)傳送不同的整流電壓，進(jìn)而致使切換單元所產(chǎn)生的電壓趨近于參考電壓。藉此，本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換器將無須配置由電感與開關(guān)所形成的電壓調(diào)整電路，進(jìn)而提升電源轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率。此外，當(dāng)電源轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生的直流電壓過高或是過低時(shí)，本發(fā)明還利用調(diào)整電路進(jìn)行充電或是升壓，進(jìn)而更進(jìn)一步地提升電源轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。


圖I為現(xiàn)有的交流直流電源轉(zhuǎn)換器的電路圖；圖2為依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換器的電路圖；圖3為依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的波形時(shí)序圖；圖4為依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的波形時(shí)序圖；圖5為依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的調(diào)整電路的電路圖；圖6為依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的調(diào)整電路的電路圖。附圖標(biāo)記100 :交流直流電源轉(zhuǎn)換器；110:變壓器；120:控制電路；130:限流電路；D11、D12: 二極管;C11、C12:電容；LI 電感；Sffl :開關(guān)；101 :負(fù)載；ACl :交流電壓；DCl :直流電壓；SI :反饋信號(hào)；200 電源轉(zhuǎn)換器；AC2 :交流電壓；DC2:直流電壓；201 :負(fù)載；210 :變壓器；211 : 一次側(cè)；212 : 二次側(cè)；N21 N24 :繞組線圈；220 :二極管陣列；
D21 D27 : 二極管；231 234 :切換單元；240:控制電路；250:濾波電路；
260:調(diào)整電路；C21、C51 C53、C61 C63 :電容;BV21 BV24 :子交流電壓；RV21 RV24 :整流電壓；S21 S24 :切換信號(hào)；T41 T43 :周期；V41 :參考電壓；V42 電壓；501、502、531 534、541 544、601、602、631 634、641 644 :開關(guān)；510、610:限流器；520,620 :信號(hào)產(chǎn)生器；530 540、630 640 :升壓?jiǎn)呜＃籚51、V52、V61、V62 :預(yù)設(shè)電壓；S51 S60、S61 S70 :控制信號(hào)。
具體實(shí)施例方式圖2為依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換器的電路圖。參照?qǐng)D2，電源轉(zhuǎn)換器200用以將交流電壓AC2轉(zhuǎn)換成直流電壓DC2，以提供給后端的負(fù)載201。此外，電源轉(zhuǎn)換器200包括變壓器210、二極管陣列220、多個(gè)切換單元231 234、控制電路240、以及濾波電路250。變壓器210具有一次側(cè)211與二次側(cè)212。其中，一次側(cè)211包括繞組線圈N21，且繞組線圈N21用以接收交流電壓AC2。此外，二次側(cè)212包括多個(gè)繞組線圈。例如，在本實(shí)施例中，二次側(cè)212包括3個(gè)繞組線圈(N = 3)，且繞組線圈N22 N24于電性上相互串接。也就是說，第i個(gè)繞組線圈的第二端電性連接第(i+1)個(gè)繞組線圈的第一端，i為整數(shù)且(N-I)，N為正整數(shù)。再者，繞組線圈N22 N24會(huì)產(chǎn)生多個(gè)子交流電壓BV21 BV24,因此變壓器210可將交流電壓AC2轉(zhuǎn)換成多個(gè)子交流電壓BV21 BV24。舉例來說，圖3為依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的波形時(shí)序圖。如圖3所示，變壓器210接收交流電壓AC2，并將交流電壓AC2轉(zhuǎn)換成子交流電壓BV21 BV24。二極管陣列220電性連接變壓器210的繞組線圈N22 N24。更進(jìn)一步來看，二極管陣列220包括二極管D21 D26。其中，二極管D21 D23的陽極電性連接繞組線圈N22 N24的第一端，且二極管D24的陽極電性連接繞組線圈N24的第二端。二極管D25的陰極電性連接繞組線圈N22的第一端，且二極管D25的陽極電性連接至接地端。二極管D26的陰極電性連接繞組線圈N24的第二端，且二極管D26的陽極電性連接至接地端。在操作上，二極管陣列220會(huì)對(duì)子交流電壓BV21 BV24進(jìn)行整流，并通過二極管D21 D24的陰極產(chǎn)生多個(gè)整流電壓RV21 RV24。舉例來說，圖4為依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的波形時(shí)序圖。如圖4所示，在周期T41內(nèi)，二極管陣列220會(huì)以繞組線圈N24的第二端為接地端。因此，在周期T41內(nèi)，整流電壓的電壓位準(zhǔn)由高至低分別為整流電壓RV21、RV22、RV230此外，在周期T42內(nèi)，二極管陣列220會(huì)以繞組線圈N22的第一端為接地端。因此，在周期T42內(nèi)，整流電壓的電壓位準(zhǔn)由高至低分別為整流電壓RV24、RV23、RV22。相似地，在周期T43內(nèi)，二極管陣列220會(huì)再次以繞組線圈N24的第二端為接地端，并產(chǎn)生電壓位準(zhǔn)由高至低的整流電壓RV21、RV22, RV230切換單元231 234的第一端接收整流電壓RV21 RV24,且切換單元231 234的第二端彼此電性相連。另一方面，控制電路240將整流電壓RV21 RV24分別與一參考電壓進(jìn)行比較，并從整流電壓RV21 RV24中挑選出一最大整流電壓或是大于參考電壓的一最小整流電壓。此外，控制電路240會(huì)依據(jù)挑選結(jié)果產(chǎn)生多個(gè)切換信號(hào)S21 S24。藉此，切換單元231 234將依據(jù)切換信號(hào)S21 S24調(diào)整其第一端與第二端之間的導(dǎo)通狀態(tài)，并傳送最大整流電壓或是在大于參考電壓的情況下的最小整流電壓至濾波電路250。舉例來說，如圖4所示，其中V41為參考電壓，且V42為切換單元231 234傳送至濾波電路250的電壓。在此，以周期T41內(nèi)的整流電壓為例來看，一開始整流電壓RV21 RV23皆小于參考電壓V41，故控制電路240會(huì)挑選整流電壓RV21為最大整流電壓，并產(chǎn)生相應(yīng)的切換信號(hào)S21 S24,以致使切換單元231 234傳送最大整流電壓RV21。之后，當(dāng)整流電壓RV21、RV22皆大于參考電壓V41時(shí)，控制電路240會(huì)從整流電壓RV21、RV22中挑選出整流電壓RV22作為最小整流電壓，并產(chǎn)生相應(yīng)的切換信號(hào)S21 S24,以致使切換單元231 234傳送最小整流電壓RV22。再者，當(dāng)整流電壓RV21、RV22、RV23皆大于參考電壓V41時(shí)，控制電路240會(huì)從整流電壓RV21、RV22、RV23中挑選整流電壓RV23作為最小整流電壓RV23,并產(chǎn)生相應(yīng)的切換信號(hào)S21 S24,以致使切換單元231 234傳送最小整流電壓RV23。換言之，控制電路240會(huì)判別是否有2個(gè)以上的整流電壓大于參考電壓V41。此外，當(dāng)沒有2個(gè)以上的整流電壓大于參考電壓V41時(shí)，則控制電路240會(huì)選出最大整流電壓，并控制切換單元231 234傳送最大整流電壓。反之，當(dāng)具有2個(gè)以上的整流電壓大于參考電壓V41時(shí)，控制電路240則會(huì)從大于參考電壓V41的多個(gè)整流電壓中，挑選出最小整流電壓，并控制切換單元231 234傳送最小整流電壓。如此一來，在周期T41內(nèi)，隨著整流電壓RV21 RV23的不斷升高，切換單元231 234將依序傳送電壓位準(zhǔn)由高至低的整流電壓RV21、RV22、RV23。此外，在周期T41內(nèi)，隨著整流電壓RV21 RV23的不斷降低，切換單元231 234將依序傳送電壓位準(zhǔn)由低至高的整流電壓RV23、RV22、RV21。藉此，傳送至濾波電路250的電壓V42將趨近于參考電壓V41。因此，濾波電路250在對(duì)電壓V42進(jìn)行濾波之后將可產(chǎn)生直流電壓DC2。值得一提的是，與圖I的交流直流電源轉(zhuǎn)換器100相較之下，電源轉(zhuǎn)換器200無須配置由電感與開關(guān)所形成的電壓調(diào)整電路即可進(jìn)行電壓位準(zhǔn)的調(diào)整，因此電源轉(zhuǎn)換器200具有較佳的轉(zhuǎn)換效率。此外，與圖I的交流直流電源轉(zhuǎn)換器100相較之下，電源轉(zhuǎn)換器200具有較低的電磁干擾，進(jìn)而避免對(duì)人體及其內(nèi)部電路造成影響。請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D2，濾波電路250包括二極管D27與電容C21。其中，二極管D27的 陽極電性連接切換單元231 234的第二端，且二極管D27的陰極產(chǎn)生直流電壓DC2。電容C21的第一端電性連接二極管D27的陰極，且電容C21的第二端電性連接至接地端。在此，雖然圖2實(shí)施例列舉了濾波電路250的細(xì)部電路，但本領(lǐng)域具有通常知識(shí)者也可依據(jù)設(shè)計(jì)所需，更改濾波電路250的細(xì)部電路。例如，濾波電路250也可由單一的電容C21所構(gòu)成。更進(jìn)一步來看，電源轉(zhuǎn)換器200還包括調(diào)整電路260。其中，調(diào)整電路260電性連接至負(fù)載201以及濾波電路250。在操作上，調(diào)整電路260會(huì)判別直流電壓DC2的大小，以切換至一充電模式、一升壓模式、或是一正常模式。其中，在充電模式下，調(diào)整電路260會(huì)利用直流電壓DC2進(jìn)行充電。在升壓模式下，調(diào)整電路260會(huì)利用充電所得的電荷提高直流電壓DC2的電壓位準(zhǔn)。再者，在正常模式下，調(diào)整電路260會(huì)停止充電與升壓，并主要用以限定流經(jīng)負(fù)載201的電流。如此一來，當(dāng)直流電壓DC2過高時(shí)，調(diào)整電路260會(huì)切換至充電模式，以利用過高的直流電壓DC2進(jìn)行充電。相對(duì)地，當(dāng)直流電壓DC2過低時(shí)，調(diào)整電路260會(huì)切換至升壓模式，以利用充電所得的電荷提高直流電壓DC2。此外，當(dāng)直流電壓DC2穩(wěn)定時(shí)，調(diào)整電路260 將切換至正常模式，以限定流經(jīng)負(fù)載201的電流。藉此，直流電壓DC2將可再次地被利用，進(jìn)而有助于提升電源轉(zhuǎn)換器200的轉(zhuǎn)換效率。為了致使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以更加了解本實(shí)施例，以下將列舉調(diào)整電路260的電路架構(gòu)。圖5為依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的調(diào)整電路的電路圖，其中為了說明方便起見，圖5還顯示出負(fù)載201。參照?qǐng)D5，調(diào)整電路260包括開關(guān)501、開關(guān)502、電容C51、限流器510、信號(hào)產(chǎn)生器520、以及多個(gè)升壓?jiǎn)卧?30 540。在整體架構(gòu)上，開關(guān)501的第一端電性連接負(fù)載201。限流器510電性連接在開關(guān)501的第二端與接地端之間。電容C51的第一端接收直流電壓DC2。開關(guān)502電性連接在電容C51的第二端與接地端之間。信號(hào)產(chǎn)生器520電性連接開關(guān)501。升壓?jiǎn)卧?30電性連接負(fù)載201、電容C51的第二端、開關(guān)501的第二端以及接地端。此外，升壓?jiǎn)卧?40電性連接負(fù)載201、升壓?jiǎn)卧?30、開關(guān)501的第二端以及接地端。在操作上,開關(guān)501的第一端與第二端分別產(chǎn)生預(yù)設(shè)電壓V51與V52。此外,信號(hào)產(chǎn)生器520會(huì)依據(jù)預(yù)設(shè)電壓V51與V52判別直流電壓DC2的大小，并依據(jù)判別結(jié)果進(jìn)行調(diào)整電路260的模式的切換。此外，信號(hào)產(chǎn)生器520會(huì)在不同的模式產(chǎn)生不同的控制信號(hào)S51 S60，以控制開關(guān)501、開關(guān)502以及升壓?jiǎn)卧?30 540。其中，開關(guān)501與502分別受控于信號(hào)產(chǎn)生器520所產(chǎn)生的控制信號(hào)S51與S52。藉此，當(dāng)調(diào)整電路260切換至正常模式時(shí)，僅開關(guān)501與502被導(dǎo)通。此時(shí)，限流器510通過開關(guān)501接收到來自負(fù)載201的電流，且限流器510會(huì)限制流經(jīng)其內(nèi)部電流的大小。另一方面，當(dāng)調(diào)整電路260切換至充電模式時(shí)，調(diào)整電路260可選擇性地將直流電壓DC2儲(chǔ)存至升壓?jiǎn)卧?30 540。反之，當(dāng)調(diào)整電路260切換至升壓模式時(shí)，調(diào)整電路260可選擇性地利用升壓?jiǎn)卧?30 540提高直流電壓DC2。因此，在實(shí)際應(yīng)用上，調(diào)整電路260可以僅配置單一的升壓?jiǎn)卧?30，或是同時(shí)配置多個(gè)升壓?jiǎn)卧?30 540。舉例來說，在圖5實(shí)施例中，升壓?jiǎn)卧?30包括開關(guān)531 534以及電容C52。其中，開關(guān)531與532的第一端分別電性連接電容C51的第二端與負(fù)載201，而開關(guān)531與532的第二端則皆電性連接至電容C52的第一端。此外，開關(guān)533與534的第一端皆電性連接至電容C52的第二端，且開關(guān)533與534的第二端分別電性連接開關(guān)501的第二端以及接地端。此外，開關(guān)531 534分別受控于信號(hào)產(chǎn)生器520所產(chǎn)生的控制信號(hào)S53 S56。再者，升壓?jiǎn)卧?40包括開關(guān)541 544以及電容C53。其中，開關(guān)541與542的第一端分別電性連接電容C52的第二端與負(fù)載201，而開關(guān)541與542的第二端則皆電性連接至電容C53的第一端。此外，開關(guān)543與544的第一端皆電性連接至電容C53的第二端，且開關(guān)543與544的第二端分別電性連接開關(guān)501的第二端以及接地端。此外，開關(guān)541 544分別受控于信號(hào)產(chǎn)生器520所產(chǎn)生的控制信號(hào)S57 S6(l。在實(shí)際應(yīng)用上，倘若調(diào)整電路260僅配置單一的升壓?jiǎn)卧?30或是僅利用升壓?jiǎn)卧?30進(jìn)行升壓時(shí)，則調(diào)整電路260切換至不同模式時(shí)的操作將如下所示。其中，在充電模式下，升壓?jiǎn)卧?30中的開關(guān)532與533導(dǎo)通，且其余的開關(guān)皆不導(dǎo)通。藉此，負(fù)載201、電容C52、與限流器510于電性上相互串接至接地端，進(jìn)而致使電容C52進(jìn)行充電。此外，在升壓模式下，開關(guān)501導(dǎo)通，升壓?jiǎn)卧?30中的開關(guān)531與534導(dǎo)通，且其余的開關(guān)皆不導(dǎo)通。藉此，電容C51與電容C52于電性上相互串接至接地端，進(jìn)而提高直流電壓DC2的電壓位準(zhǔn)。在正常模式下，開關(guān)501與502導(dǎo)通，且其余 的開關(guān)皆不導(dǎo)通。藉此，電容C52的兩端皆處于浮接狀態(tài)，進(jìn)而致使升壓?jiǎn)卧?30停止充電與升壓。再者，倘若調(diào)整電路260配置多個(gè)升壓?jiǎn)卧?30 540，并利用多個(gè)升壓?jiǎn)卧?30 540進(jìn)行升壓時(shí)，則調(diào)整電路260切換至不同模式時(shí)的操作將如下所示。在充電模式下，對(duì)第一級(jí)電容C52充電時(shí)，升壓?jiǎn)卧?30中的開關(guān)532與533導(dǎo)通，其余的開關(guān)皆不導(dǎo)通；藉此，負(fù)載201、電容C52、與限流器510于電性上相互串接至接地端，進(jìn)而致使電容C52進(jìn)行充電。對(duì)第二級(jí)電容C53充電時(shí)，升壓?jiǎn)卧?40中的開關(guān)542與543導(dǎo)通，且其余的開關(guān)皆不導(dǎo)通。藉此，負(fù)載201、電容C53、與限流器510于電性上相互串接至接地端，進(jìn)而致使電容C53進(jìn)行充電。此外，在一級(jí)升壓模式下，開關(guān)501導(dǎo)通，升壓?jiǎn)卧?30中的開關(guān)531與534導(dǎo)通，其余的開關(guān)皆不導(dǎo)通，也就是說，此時(shí)開關(guān)的接連方式與只有單一升壓?jiǎn)卧獣r(shí)的接連方式相同。在多級(jí)升壓模式下，以兩級(jí)升壓為例，升壓?jiǎn)卧?30中的開關(guān)531導(dǎo)通，升壓?jiǎn)卧?40中的開關(guān)541與544導(dǎo)通，開關(guān)501導(dǎo)通，且其余的開關(guān)皆不導(dǎo)通。藉此，電容C51、電容C52與電容C53于電性上相互串接至接地端，進(jìn)而提高直流電壓DC2的電壓位準(zhǔn)。再者，在正常模式下，開關(guān)501與502導(dǎo)通，且其余的開關(guān)皆不導(dǎo)通。藉此，電容C52與C53的兩端皆處于浮接狀態(tài)，進(jìn)而致使升壓?jiǎn)卧?30 540停止充電與升壓。圖6為依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的調(diào)整電路的電路圖，其中為了說明方便起見，圖6還顯示出負(fù)載201。參照?qǐng)D6，調(diào)整電路260包括開關(guān)601、開關(guān)602、電容C61、限流器610、信號(hào)產(chǎn)生器620、以及多個(gè)升壓?jiǎn)卧?30 640。此外，升壓?jiǎn)卧?30包括開關(guān)631 634以及電容C62，且升壓?jiǎn)卧?40包括開關(guān)641 644以及電容C63。圖6實(shí)施例中的開關(guān)601、開關(guān)602、電容C61、限流器610、信號(hào)產(chǎn)生器620以及升壓?jiǎn)卧?30的電路架構(gòu)，皆與圖5實(shí)施例中的開關(guān)501、開關(guān)502、電容C51、限流器510、信號(hào)產(chǎn)生器520以及升壓?jiǎn)卧?30的電路架構(gòu)相同或是相似。因此，與圖5實(shí)施例相似地，開關(guān)601的第一端與第二端分別產(chǎn)生預(yù)設(shè)電壓V61與V62。此外，信號(hào)產(chǎn)生器620會(huì)依據(jù)預(yù)設(shè)電壓V61與V62判別直流電壓DC2的大小，并依據(jù)判別結(jié)果進(jìn)行調(diào)整電路260的模式的切換。此外，信號(hào)產(chǎn)生器620會(huì)在不同的模式產(chǎn)生不同的控制信號(hào)S61 S70,以控制開關(guān)601、開關(guān)602以及升壓?jiǎn)卧?30 640。在此，圖6與圖5實(shí)施例的最大不同之處在于，圖6實(shí)施例中的升壓?jiǎn)卧?40不會(huì)電性連接至前一級(jí)的升壓?jiǎn)卧?30，而是與前一級(jí)的升壓?jiǎn)卧?30相互并聯(lián)。因此，在實(shí)際應(yīng)用上，倘若調(diào)整電路260配置多個(gè)升壓?jiǎn)卧?30 640，并利用多個(gè)升壓?jiǎn)卧?30 640進(jìn)行升壓時(shí)，則調(diào)整電路260切換至升壓模式時(shí)的操作將如下所示。此時(shí)，開關(guān)601導(dǎo)通，升壓?jiǎn)卧?30中的開關(guān)631與634導(dǎo)通，升壓?jiǎn)卧?40中的開關(guān)641與644導(dǎo)通，且其余的開關(guān)皆不導(dǎo)通。藉此，電容C62與C63相互并聯(lián)，且電容C61分別與電容C62、C63相互串連，進(jìn)而提高直流電壓DC2的電壓位準(zhǔn)。至于圖6實(shí)施例的細(xì)部操作已包含在圖5實(shí)施例，故在此不予贅述。綜上所述，本發(fā)明利用切換單元于不同時(shí)間點(diǎn)傳送不同的整流電壓，進(jìn)而致使切換單元所產(chǎn)生的電壓趨近于一參考電壓。藉此，本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換器將無須配置由電感與開關(guān)所形成的電壓調(diào)整電路即可進(jìn)行電壓位準(zhǔn)的調(diào)整，進(jìn)而提升電源轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率。此外，當(dāng)電源轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生的直流電壓過高或是過低時(shí)，本發(fā)明還利用調(diào)整電路進(jìn)行充電 或是升壓，進(jìn)而更進(jìn)一步地提升電源轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，當(dāng)可作些許更動(dòng)與潤飾，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種電源轉(zhuǎn)換器,包括 一變壓器，將一交流電壓轉(zhuǎn)換成多個(gè)子交流電壓； 一二極管陣列，電性連接該變壓器，并對(duì)該些子交流電壓進(jìn)行整流，以產(chǎn)生多個(gè)整流電壓； 多個(gè)切換單元，其中該些切換單元的第一端接收該些整流電壓，且該些切換單元的第二端彼此電性相連； 一控制電路，將該些整流電壓分別與一參考電壓進(jìn)行比較，其中當(dāng)具有兩個(gè)以上的整流電壓大于該參考電壓時(shí)，該控制電路從該些整流電壓中挑選出大于該參考電壓的一最小整流電壓，并控制該些切換單元傳送該最小整流電壓，當(dāng)不具有兩個(gè)以上的整流電壓大于該參考電壓時(shí)，該控制電路從該些整流電壓中挑選出一最大整流電壓，并控制該些切換單元傳送該最大整流電壓；以及 一濾波電路，對(duì)來自該些切換單元的電壓進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生一直流電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電源轉(zhuǎn)換器，其中該變壓器具有一一次側(cè)與一二次側(cè)，該一次側(cè)接收該交流電壓，該二次側(cè)包括N個(gè)繞組線圈，第i個(gè)繞組線圈的第二端電性連接第(i+1)個(gè)繞組線圈的第一端，且該些繞組線圈產(chǎn)生該些子交流電壓，N為正整數(shù)，i為整數(shù)且 (N-I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源轉(zhuǎn)換器，其中該二極管陣列包括 (N+1)個(gè)第一二極管，其中第j個(gè)第一二極管的陽極電性連接第j個(gè)繞組線圈的第一端，j為整數(shù)且I彡j彡N，第(N+1)個(gè)第一二極管的陽極電性連接第N個(gè)繞組線圈的第二端，所述(N+1)個(gè)第一二極管的陰極產(chǎn)生該些整流電壓； 一第二二極管，其陰極電性連接第I個(gè)繞組線圈的第一端，該第二二極管的陽極電性連接至一接地端；以及 一第三二極管，其陰極電性連接第N個(gè)繞組線圈的第二端，該第三二極管的陽極電性連接至該接地端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電源轉(zhuǎn)換器，其中該濾波電路包括 一第一電容，其第一端電性連接該些切換單元的第二端，該第一電容的第二端電性連接至一接地端，且該第一電容的第一端產(chǎn)生該直流電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源轉(zhuǎn)換器，其中該濾波電路還包括 一第四二極管，其陽極電性連接該些切換單元的第二端，該第四二極管的陰極電性連接該第一電容的第二端。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電源轉(zhuǎn)換器，其中該電源轉(zhuǎn)換器傳送該直流電壓至一負(fù)載，且該電源轉(zhuǎn)換器還包括 一調(diào)整電路，電性連接該負(fù)載與該濾波電路，并判別該直流電壓的大小，以切換至一充電模式、一升壓模式、或是一正常模式，其中在該充電模式下，該調(diào)整電路利用該直流電壓進(jìn)行充電，在該升壓模式下，該調(diào)整電路利用充電所得的電荷提高該直流電壓的電壓位準(zhǔn)，在該正常模式下，該調(diào)整電路停止充電與升壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源轉(zhuǎn)換器，其中該調(diào)整電路包括 一第一開關(guān)，其第一端電性連接該負(fù)載，且該第一開關(guān)的第一端與第二端分別產(chǎn)生一第一預(yù)設(shè)電壓與一第二預(yù)設(shè)電壓；一限流器，電性連接在該第一開關(guān)的第二端與一接地端之間，并限制流經(jīng)該限流器的一內(nèi)部電流的大小； 一第二電容，其第一端接收該直流電壓； 一第二開關(guān)，電性連接在該第二電容的第二端與該接地端之間； 一第一升壓?jiǎn)呜＃ㄒ坏谌娙?；以? 一信號(hào)產(chǎn)生器，依據(jù)該第一預(yù)設(shè)電壓與該第二預(yù)設(shè)電壓判別該直流電壓的大小，以進(jìn)行該調(diào)整電路的模式的切換，且該信號(hào)產(chǎn)生器用以控制該第一開關(guān)、該第二開關(guān)、以及該第 一升壓?jiǎn)呜＃? 其中，在該充電模式下，該第一開關(guān)與該第二開關(guān)不導(dǎo)通，且該負(fù)載、該第三電容、與該 限流器于電性上相互串接，在該升壓模式下，該第一開關(guān)導(dǎo)通，該第二開關(guān)不導(dǎo)通，且該第二電容與該第三電容于電性上相互串接，在該正常模式下，該第一開關(guān)與該第二開關(guān)導(dǎo)通，且該第三電容的兩端皆處于一浮接狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電源轉(zhuǎn)換器，其中該第一升壓?jiǎn)卧€包括 一第三開關(guān)，其第一端電性連接該第二電容的第二端，該第三開關(guān)的第二端電性連接該第三電容的第一端； 一第四開關(guān)，其第一端電性連接該負(fù)載，該第四開關(guān)的第二端電性連接該第三電容的弟觸； 一第五開關(guān)，其第一端電性連接該第三電容的第二端，該第五開關(guān)的第二端電性連接該第一開關(guān)的第二端；以及 一第六開關(guān)，其第一端電性連接該第三電容的第二端，該第六開關(guān)的第二端電性連接至接地端。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電源轉(zhuǎn)換器，其中該調(diào)整電路還包括 一第二升壓?jiǎn)卧?，包括一第四電容，并受控于該信?hào)產(chǎn)生器，其中，在該充電模式下，該第四電容、該負(fù)載、與該限流器于電性上相互串接，在該升壓模式下，該第四電容、該第二電容、與該第三電容于電性上相互串接，在該正常模式下，該第四電容的兩端皆處于該浮接狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電源轉(zhuǎn)換器，其中該第二升壓?jiǎn)卧€包括 一第七開關(guān)，其第一端電性連接該第一升壓?jiǎn)卧?，該第七開關(guān)的第二端電性連接該第四電容的第一端； 一第八開關(guān)，其第一端電性連接該負(fù)載，該第八開關(guān)的第二端電性連接該第四電容的弟觸； 一第九開關(guān)，其第一端電性連接該第四電容的第二端，該第九開關(guān)的第二端電性連接該第一開關(guān)的第二端；以及 一第十開關(guān)，其第一端電性連接該第四電容的第二端，該第十開關(guān)的第二端電性連接至接地端。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電源轉(zhuǎn)換器，其中該調(diào)整電路還包括 一第三升壓?jiǎn)呜?包括一第五電容，并受控于該信號(hào)產(chǎn)生器，其中，在該充電模式下，該第五電容、該負(fù)載、與該限流器于電性上相互串接，在該升壓模式下，該第五電容與該第二電容于電性上相互串接，在該正常模式下，該第五電容的兩端皆處于該浮接狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電源轉(zhuǎn)換器，其中該第三升壓?jiǎn)卧€包括 一第十一開關(guān)，其第一端電性連接該第二電容的第二端，該第十一開關(guān)的第二端電性連接該第五電容的第一端； 一第十二開關(guān)，其第一端電性連接該負(fù)載，該第十二開關(guān)的第二端電性連接該第五電容的第一端； 一第十三開關(guān)，其第一端電性連接該第五電容的第二端，該第十三開關(guān)的第二端電性連接該第一開關(guān)的第二端；以及 一第十四開關(guān)，其第一端電性連接該第五電容的第二端，該第十四開關(guān)的第二端電性連接至接地端。
全文摘要
一種電源轉(zhuǎn)換器，包括變壓器、二極管陣列、多個(gè)切換單元、控制電路以及濾波電路。變壓器將交流電壓轉(zhuǎn)換成多個(gè)子交流電壓。二極管陣列對(duì)這些子交流電壓進(jìn)行整流，以產(chǎn)生多個(gè)整流電壓。這些切換單元的第一端接收這些整流電壓，且這些切換單元的第二端彼此電性相連。控制電路將這些整流電壓分別與參考電壓進(jìn)行比較，并從這些整流電壓中挑選出最大整流電壓或是大于參考電壓的最小整流電壓?？刂齐娐愤€依據(jù)挑選結(jié)果產(chǎn)生多個(gè)切換信號(hào)，以致使這些切換單元傳送最大整流電壓或是大于參考電壓的最小整流電壓，且濾波電路據(jù)以產(chǎn)生直流電壓。
文檔編號(hào)H02M3/00GK102638180SQ201210029670
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月11日
發(fā)明者莊鈺堅(jiān), 陳國祚 申請(qǐng)人:光明電子股份有限公司