專利名稱：充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種升降壓轉(zhuǎn)換器，尤指一種充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今，行動(dòng)載具發(fā)展已朝向無污染、高效能的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)時(shí)代。然而作為電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的能源必須藉由電池以作為能源儲(chǔ)存的容器，使得能源能被儲(chǔ)存到電池中。通過將能源，例如火力、水力、風(fēng)力、熱能、太陽能以及核能…等轉(zhuǎn)換成電能后，才能夠?qū)㈦娔茏鲞m當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)換后儲(chǔ)存在電池中。然而，在電能轉(zhuǎn)換的過程，必須考慮到安全性、高效能以及便利性等問題。請(qǐng)參見圖I為現(xiàn)有具有DC/DC轉(zhuǎn)換器的充電裝置的電路方塊圖。如圖所示，該充電裝置IOA應(yīng)用于一行動(dòng)載具(未圖示)。該行動(dòng)載具的充電系統(tǒng)主要包含該充電裝置IOA與一充電電池20A。該行動(dòng)載具可為一電動(dòng)汽車或一電動(dòng)機(jī)車,并且，該充電電池20A為該電動(dòng)汽車或該電動(dòng)機(jī)車的車用充電電池。該充電裝置IOA包含一電磁干擾濾波器102A、一功率因子校正器104A以及一 DC/DC轉(zhuǎn)換器106A。該充電裝置IOA的該電磁干擾濾波器102A電性連接一外部交流電源Vs，以消除該交流電源Vs的噪聲，并防止傳導(dǎo)性電磁噪聲的干擾。該功率因子校正器104A電性連接該電磁干擾濾波器102A，以改善轉(zhuǎn)換后的直流電源的功率因子。該DC/DC轉(zhuǎn)換器106A電性連接該功率因子校正器104A，以提供不同充電直流電壓電平的轉(zhuǎn)換。當(dāng)該充電電池20A在使用過程中需要充電的情況下，由于外部所提供的該交流電源Vs的電壓電平不見得配合該充電電池20A的電池電壓，并且，當(dāng)該充電電池20A在充電過程中，該充電電池20A的電池電壓為動(dòng)態(tài)變化，因此，所采用的該DC/DC轉(zhuǎn)換器106A通常設(shè)計(jì)為具有一升壓式轉(zhuǎn)換器(boost converter),再串聯(lián)一降壓式轉(zhuǎn)換器(buckconverter)的兩級(jí)式架構(gòu)，以因應(yīng)當(dāng)充電電壓高于或低于該充電電池20A的電池電壓時(shí)的充電需求。請(qǐng)參見圖2為現(xiàn)有兩級(jí)式DC/DC轉(zhuǎn)換器的電路圖。該兩級(jí)式DC/DC轉(zhuǎn)換器106A包含一升壓式轉(zhuǎn)換器1062A與一降壓式轉(zhuǎn)換器1064A。其中該升壓式轉(zhuǎn)換器1062A用以將較低電平的輸入電壓轉(zhuǎn)換成較高電平的輸出電壓；同理，該降壓式轉(zhuǎn)換器1064A用以將較高電平的輸入電壓轉(zhuǎn)換成較低電平的輸出電壓。在此實(shí)施例中，該功率因子校正器104A的輸出電壓為該兩級(jí)式DC/DC轉(zhuǎn)換器106A的輸入電壓Vin。并且，該兩級(jí)式DC/DC轉(zhuǎn)換器106A的該升壓式轉(zhuǎn)換器1062A或該降壓式轉(zhuǎn)換器1064A的操作，根據(jù)該輸入電壓Vin與該充電電池20A的電池電壓Vb大小。亦即，當(dāng)該輸入電壓Vin高于該充電電池20A的電池電壓Vb時(shí)，該兩級(jí)式DC/DC轉(zhuǎn)換器106A的該降壓式轉(zhuǎn)換器1064A動(dòng)作，以將較高電平的輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成較低電平的輸出電壓Vout以提供該充電電池20A正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。反之，當(dāng)該輸入電壓Vin低于該充電電池20A的電池電壓Vb時(shí)，該兩級(jí)式DC/DC轉(zhuǎn)換器106A的該升壓式轉(zhuǎn)換器1062A動(dòng)作，以將較低電平的輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成較高電平的輸出電壓Vout以提供該充電電池20A正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。惟，該兩級(jí)式DC/DC轉(zhuǎn)換器106A由于同時(shí)具有升壓式轉(zhuǎn)換器與降壓式轉(zhuǎn)換器的電路架構(gòu)，因此，所需的電路元件多，導(dǎo)致增加電路元件使用與維護(hù)成本。
現(xiàn)有的升降壓式轉(zhuǎn)換器(buck-boost converter)可被設(shè)計(jì)出用以提供輸出電壓可以高于或低于輸入電壓的電壓電平之用。該升降壓式轉(zhuǎn)換器(buck-boost converter)提供電壓電平轉(zhuǎn)換時(shí)，該升降壓式轉(zhuǎn)換器的開關(guān)則為同時(shí)切換操作，導(dǎo)致整體的切換損失提高，使得電力轉(zhuǎn)換效率大大地降低，所以一般用于低輸出功率的時(shí)機(jī)。因此，如何設(shè)計(jì)出一種充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，能以準(zhǔn)確地提供該充電電池正常充電時(shí)所需的充電電壓電平，有效地降低整體的切換損失，使得電力轉(zhuǎn)換效率大大地提升，乃為本案發(fā)明人所欲行克服并加以解決的一大課題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，接收直流輸入電壓并通過轉(zhuǎn)換直流輸入電壓的電壓電平，以提供輸出電壓對(duì)充電電池充電。整合式升降壓轉(zhuǎn)換器包含第一開關(guān)、第一二極管、電感、第二開關(guān)、第二二極管以及電容。第一開關(guān)具有第一端與第二端。第一二極管具有陽極與陰極，并且，第一二極管的 陰極電性連接第一開關(guān)的第二端。電感具有第一端與第二端，并且，電感的第一端電性連接第一開關(guān)的第二端與第一二極管的陰極。第二開關(guān)具有第一端與第二端，并且，第二開關(guān)的第一端電性連接電感的第二端。第二二極管具有陽極與陰極，并且，第二二極管的陽極電性連接電感的第二端與第二開關(guān)的第一端。電容具有第一端與第二端，并且，電容的第一端電性連接第二二極管的陰極；此外，電容的第二端電性連接第二開關(guān)的第二端與第一二極管的陽極。其中，第一開關(guān)的第一端與第一二極管的陽極為雙端架構(gòu)的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器的輸入側(cè)，以接收輸入電壓；此外，電容的第一端與電容的第二端為雙端架構(gòu)的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器的輸出側(cè)，以提供輸出電壓，對(duì)充電電池充電。藉此，通過控制第一開關(guān)與第二開關(guān)，使整合式升降壓轉(zhuǎn)換器可提供升壓與降壓的轉(zhuǎn)換功能，能以準(zhǔn)確地提供充電電池正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其中，當(dāng)該輸入電壓高于該充電電池的電池電壓時(shí)，該第一開關(guān)為切換操作狀態(tài)而該第二開關(guān)為全截止操作狀態(tài)，藉由通過控制該第一開關(guān)的切換責(zé)任周期(duty cycle)以降低該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，以提供該充電電池正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其中，當(dāng)該輸入電壓低于該充電電池的電池電壓時(shí)，該第一開關(guān)為全導(dǎo)通或操作在最大切換責(zé)任周期的狀態(tài)而該第二開關(guān)為切換操作狀態(tài)，藉由通過控制該第二開關(guān)的切換責(zé)任周期(duty cycle)以提高該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，以提供該充電電池正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其中，該輸入電壓接近于該充電電池的電池電壓時(shí)，該第一開關(guān)為切換操作狀態(tài)而該第二開關(guān)為固定責(zé)任周期的操作狀態(tài)，藉由通過控制該第一開關(guān)的切換責(zé)任周期以降低該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，以提供該充電電池正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其中，該輸入電壓接近于該充電電池的電池電壓時(shí)，該第一開關(guān)為固定責(zé)任周期的操作狀態(tài)而該第二開關(guān)為切換操作狀態(tài)，藉由通過控制該第二開關(guān)的切換責(zé)任周期以提高該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，以提供該充電電池正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其中，該輸入電壓接近于該充電電池的電池電壓時(shí)，該第一開關(guān)與該第二開關(guān)為切換操作狀態(tài)，藉由通過同步控制該第一開關(guān)與該第二開關(guān)的切換責(zé)任周期，以提供該充電電池正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其中，該第一開關(guān)的切換責(zé)任周期通過一脈波寬度調(diào)變(pulse width modulation, PWM)所控制。所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其中，該第二開關(guān)的切換責(zé)任周期通過一脈波寬度調(diào)變(pulse width modulation, PWM)所控制。所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其中，該第一開關(guān)的切換責(zé)任周期通過一脈波寬度調(diào)變(pulse width modulation, PWM)所控制。 所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其中，該第二開關(guān)的切換責(zé)任周期通過一脈波寬度調(diào)變(pulse width modulation, PWM)所控制。所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其中，該第一開關(guān)與該第二開關(guān)的切換責(zé)任周期通過一脈波寬度調(diào)變(pulse width modulation, PWM)所控制。為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)、手段及功效，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，相信本發(fā)明的目的、特征與特點(diǎn)，當(dāng)可由此得一深入且具體的了解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制者。


圖I為現(xiàn)有具有DC/DC轉(zhuǎn)換器的充電裝置的電路方塊圖；圖2為現(xiàn)有兩級(jí)式DC/DC轉(zhuǎn)換器的電路圖；圖3為本發(fā)明充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器的電路圖；圖4A為該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器于高電壓差的降壓操作的電路圖；圖4B為該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器于高電壓差的升壓操作的電路圖；圖4C為該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器操作于低電壓差的第一實(shí)施例的電路圖；圖4D為該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器操作于低電壓差的第二實(shí)施例的電路圖；及圖4E為該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器操作于低電壓差的第三實(shí)施例的電路圖。其中，附圖標(biāo)記〔現(xiàn)有技術(shù)〕Vs交流電源1064A 降壓式轉(zhuǎn)換器10A 充電裝置20A充電電池102A 電磁干擾濾波器 Vin輸入電壓104A 功率因子校正器 Vout輸出電壓106A DC/DC轉(zhuǎn)換器Vb電池電壓1062A 升壓式轉(zhuǎn)換器〔本發(fā)明〕10整合式升降壓轉(zhuǎn)換器112電容102 第一開關(guān)20充電電池104 第二開關(guān)Vin輸入電壓
106 第一二極管Vout輸出電壓108 第二二極管Vb電池電壓110電感
具體實(shí)施例方式茲有關(guān)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及詳細(xì)說明，配合圖式說明如下請(qǐng)參見圖3為本發(fā)明充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器的電路圖。該充電裝置(未圖標(biāo))的該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10，接收一直流輸入電壓Vin并通過轉(zhuǎn)換該直流輸入電壓Vin的電壓電平，以提供一輸出電壓Vout對(duì)一充電電池20充電。該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10包含一第一開關(guān)102、一第一二極管106、一電感110、一第二開關(guān)104、一第二二極管108以及一電容112。
該第一開關(guān)102具有一第一端(未標(biāo)不)與一第二端(未標(biāo)不)。該第一二極管106具有一陽極與一陰極,并且,該第一二極管106的該陰極電性連接該第一開關(guān)102的該第二端。該電感110具有一第一端(未標(biāo)不)與一第二端(未標(biāo)不)，并且，該電感110的該第一端電性連接該第一開關(guān)102的該第二端與該第一二極管106的該陰極。該第二開關(guān)104具有一第一端(未標(biāo)不)與一第二端(未標(biāo)不)，并且，該第二開關(guān)104的該第一端電性連接該電感110的該第二端。該第二二極管108具有一陽極與一陰極，并且，該第二二極管108的該陽極電性連接該電感110的該第二端與該第二開關(guān)104的該第一端。該電容112具有一第一端(未標(biāo)不)與一第二端(未標(biāo)不)，并且，該電容112的該第一端電性連接該第二二極管108的該陰極；此外，該電容112的該第二端電性連接該第二開關(guān)104的該第二端與該第一二極管106的該陽極。其中，該第一開關(guān)102的該第一端與該第一二極管106的該陽極為該雙端架構(gòu)的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的輸入側(cè)，以接收該輸入電壓Vin ;此外,該電容112的該第一端與該電容112的該第二端為該雙端架構(gòu)的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的輸出側(cè)，以提供該輸出電壓Vout，對(duì)該充電電池20充電。藉此，通過控制該第一開關(guān)102與該第二開關(guān)104，使該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10可提供升壓與降壓的轉(zhuǎn)換功能，能以準(zhǔn)確地提供該充電電池20正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。至于該充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10更詳細(xì)的操作說明，請(qǐng)參見后文。當(dāng)該輸入電壓Vin高于該充電電池20的電池電壓Vb時(shí),該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的該第一開關(guān)102為切換操作狀態(tài)而該第二開關(guān)104為全截止操作狀態(tài)。如此，在此降壓操作狀態(tài)下，該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的電路架構(gòu)可等效圖4A所示的電路架構(gòu)。請(qǐng)參見圖4A為該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器于高電壓差的降壓操作的電路圖。并且，藉由通過控制該第一開關(guān)102的切換責(zé)任周期(duty cycle)以降低該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的輸出電壓Vout，以提供該充電電池20正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。其中，該第一開關(guān)102的切換責(zé)任周期通過一脈波寬度調(diào)變技術(shù)(pulse width modulation,PWM)所控制。也就是說，當(dāng)該充電電池20在使用過程中需要充電的情況下，外部所提供的交流電源經(jīng)過電磁干擾濾波器(未圖示)濾除交流電源的高頻噪聲，再通過功率因子校正單元(未圖標(biāo))轉(zhuǎn)換該濾波后的交流電源為一直流電壓(即為該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的輸入電壓Vin),若該輸入電壓Vin高于該充電電池20的電池電壓Vb時(shí),該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10則藉由該第一開關(guān)102與該第二開關(guān)104的控制，調(diào)整為降壓操作狀態(tài)，使得該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的輸出電壓Vout降低，能以配合該充電電池20的電池電壓Vb大小，提供該充電電池20所需的充電電壓電平，而避免因充電電壓過高導(dǎo)致過度充電使得該充電電池20受到嚴(yán)重破壞，甚至爆炸。其中，前述的該高電壓差在此實(shí)施例指該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的輸入電壓Vin高于該充電電池20的電池電壓Vb具有一定的程度。此外，當(dāng)該輸入電壓Vin低于該充電電池20的電池電壓Vb，該第一開關(guān)102為全導(dǎo)通或操作在最大切換責(zé)任周期的狀態(tài)而該第二開關(guān)104為切換操作狀態(tài)。如此，在此升壓操作狀態(tài)下，該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的電路架構(gòu)可等效圖4B所示的電路架構(gòu)。請(qǐng)參見圖4B為該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器于高電壓差的升壓操作的電路圖。并且，藉由通過控制該第二開關(guān)104的切換責(zé)任周期(duty cycle)以提高該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的輸出電壓Vout,以提供該充電電池20正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。其中，該第二開關(guān)104的切換責(zé)任周期通過一脈波寬度調(diào)變技術(shù)(pulse width modulation,PWM)所控制。也就是說，當(dāng)該充電電池20在使用過程中需要充電的情況下，外部所提供的交流電源經(jīng)過電磁 干擾濾波器(未圖示)濾除交流電源的高頻噪聲，再通過功率因子校正單元(未圖標(biāo))轉(zhuǎn)換該濾波后的交流電源為一直流電壓(即為該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的輸入電壓Vin)，若該輸入電壓Vin低于該充電電池20的電池電壓Vb,該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10則藉由該第一開關(guān)102與該第二開關(guān)104的控制，調(diào)整為升壓操作狀態(tài)，使得該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的輸出電壓Vout提高，能以配合該充電電池20的電池電壓Vb大小，提供該充電電池20所需的充電電壓電平。其中，前述的該高電壓差在此實(shí)施例指該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的輸入電壓Vin低于該充電電池20的電池電壓Vb具有一定的程度。綜上所述可知，無論該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的輸入電壓Vin高于或低于該充電電池20的電池電壓Vb，該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的該第一開關(guān)102或該第二開關(guān)104可通過適當(dāng)?shù)那袚Q控制，提供降壓操作或升壓操作(視該輸入電壓Vin與該電池電壓Vb的關(guān)系)。因此，在任一種操作狀態(tài)下(降壓操作或升壓操作)，僅存在有該第一開關(guān)102或該第二開關(guān)104為切換操作狀態(tài),亦即，當(dāng)降壓操作時(shí),該第一開關(guān)102為切換操作狀態(tài)(而該第二開關(guān)104為全截止操作狀態(tài))；當(dāng)升壓操作時(shí)，該第二開關(guān)104為切換操作狀態(tài)(而該第一開關(guān)102為全導(dǎo)通或操作在最大切換責(zé)任周期的狀態(tài))。故此，有別于現(xiàn)有技述所采用的升降壓式轉(zhuǎn)換器(buck-boost converter)為多個(gè)開關(guān)同時(shí)切換操作。因此，本發(fā)明所提供的該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10則有效地降低整體的切換損失，使得電力轉(zhuǎn)換效率大大地提升。值得一提，當(dāng)該充電電池20在使用過程中需要充電的情況下，當(dāng)該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的輸入電壓Vin接近該充電電池20的電池電壓Vb時(shí)，例如該輸入電壓Vin所含的漣波成份而造成該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10提供該充電電池20的充電電壓有時(shí)略高于該電池電壓Vb，有時(shí)略低于該電池電壓Vb的不穩(wěn)定狀態(tài)。在此操作狀態(tài)下，無法單獨(dú)僅使用一降壓式轉(zhuǎn)換器或升壓式轉(zhuǎn)換器提供反饋控制以輸出該充電電池20的電池電壓Vb所需的充電電壓電平。故此，本發(fā)明所提供的該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10則采用三種操作模式來簡化現(xiàn)有的兩級(jí)式DC/DC轉(zhuǎn)換器架構(gòu)與克服上述因充電電壓不穩(wěn)定的充電操作。第一種操作模式請(qǐng)參見圖4C為該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器操作于低電壓差的第一實(shí)施例的電路圖。當(dāng)該輸入電壓Vin接近于該充電電池20的電池電壓Vb時(shí)，亦即輸入電壓Vin與電池電壓Vb兩個(gè)電壓差的絕對(duì)值不大時(shí)，該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的該第一開關(guān)102為可通過一脈波寬度調(diào)變技術(shù)(pulse width modulation, P WM)所控制其切換責(zé)任周期(duty cycle),而該第二開關(guān)104則為固定責(zé)任周期(fixed duty cycle)的控制,如此,可通過對(duì)該第一開關(guān)102提供反饋控制，使該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的輸出電壓Vout能準(zhǔn)確地提供該充電電池20正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。其中，上述的該低電壓差的數(shù)值范圍則視該充電電池20在實(shí)際充電應(yīng)用狀況下的設(shè)定。第二種操作模式請(qǐng)參見圖4D為該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器操作于低電壓差的第二實(shí)施例的電路圖。該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的該第二開關(guān)104為可通過一脈波寬度調(diào)變技術(shù)(pulse width modulation, PWM)控制其切換責(zé)任周期(duty cycle),而該第一開關(guān)102則為固定責(zé)任周期(fixed duty cycle)的控制。如此,該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10可通過對(duì)該第二開關(guān)104提供反饋控制，使該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的輸出電壓Vout能準(zhǔn)確地提供該充電電池20正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。其中，上述的該低電壓差的數(shù)值范圍則視該充電電池20在實(shí)際充電應(yīng)用狀況下的設(shè)定。 第三種操作模式請(qǐng)參見圖4E為該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器操作于低電壓差的第三實(shí)施例的電路圖。該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的該第一開關(guān)102與該第二開關(guān)104為可通過一脈波寬度調(diào)變技術(shù)(pulse width modulation, PWM)做同步控制其切換責(zé)任周期(dutycycle)。如此，該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10可通過對(duì)該第一開關(guān)102與第二開關(guān)104提供反饋控制，使該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器10的輸出電壓Vout能準(zhǔn)確地提供該充電電池20正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。其中，上述的該低電壓差的數(shù)值范圍則視該充電電池20在實(shí)際充電應(yīng)用狀況下的設(shè)定。綜上所述，本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn)I、有別于現(xiàn)有技術(shù)所采用的兩級(jí)式DC/DC轉(zhuǎn)換器架構(gòu)，本發(fā)明所提供該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器能以減少電路元件數(shù)量，進(jìn)而降低電路元件使用與維護(hù)成本；2、有別于現(xiàn)有技術(shù)所采用的兩級(jí)式DC/DC轉(zhuǎn)換器，本發(fā)明所提供該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器能以因應(yīng)電壓時(shí)高時(shí)低變化而提供及時(shí)的交替切換控制；3、該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器在任一種操作狀態(tài)下(降壓操作或升壓操作)，僅存在有該第一開關(guān)或該第二開關(guān)為反饋控制切換操作狀態(tài)，亦可對(duì)該第一開關(guān)與該第二開關(guān)做同步控制其切換責(zé)任周期，能以有效地降低整體的切換損失，使得電力轉(zhuǎn)換效率大大地提升；及4、能通過對(duì)該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)提供反饋控制，以控制其切換責(zé)任周期(duty cycle)，能以準(zhǔn)確地提供該充電電池正常充電時(shí)所需的充電電壓電平，而避免因充電電壓過高導(dǎo)致過度充電使得該充電電池受到嚴(yán)重破壞，甚至爆炸；或者，因充電電壓不足導(dǎo)致不完全充電而降低容量的異常操作。惟，以上所述，僅為本發(fā)明較佳具體實(shí)施例的詳細(xì)說明與圖式，惟本發(fā)明的特征并不局限于此，并非用以限制本發(fā)明，本發(fā)明的所有范圍應(yīng)以下述的申請(qǐng)專利范圍為準(zhǔn)，凡合于本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍的精神與其類似變化的實(shí)施例，皆應(yīng)包含于本發(fā)明的范疇中，任何熟悉該項(xiàng)技藝者在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，可輕易思及的變化或修飾皆可涵蓋在以下本案的專利范圍。
權(quán)利要求
1.一種充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，接收一直流輸入電壓并通過轉(zhuǎn)換該直流輸入電壓的電壓電平，以提供一輸出電壓對(duì)一充電電池充電；其特征在于，該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器包含 一第一開關(guān)，具有一第一端與一第二端； 一第一二極管，具有一陽極與一陰極，并且，該第一二極管的該陰極電性連接該第一開關(guān)的該第二端； 一電感，具有一第一端與一第二端，并且，該電感的該第一端電性連接該第一開關(guān)的該第二端與該第一二極管的該陰極； 一第二開關(guān)，具有一第一端與一第二端，并且，該第二開關(guān)的該第一端電性連接該電感的該第二端； 一第二二極管，具有一陽極與一陰極，并且，該第二二極管的該陽極電性連接該電感的該第二端與該第二開關(guān)的該第一端； 一電容，具有一第一端與一第二端，并且，該電容的該第一端電性連接該第二二極管的該陰極；此外，該電容的該第二端電性連接該第二開關(guān)的該第二端與該第一二極管的該陽極； 其中，該第一開關(guān)的該第一端與該第一二極管的該陽極為該雙端架構(gòu)的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器的輸入側(cè)，以接收該輸入電壓；此外，該電容的該第一端與該電容的該第二端為該雙端架構(gòu)的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器的輸出側(cè)，以提供該輸出電壓，對(duì)該充電電池充電； 藉此，通過控制該第一開關(guān)與該第二開關(guān)，使該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器可提供升壓與降壓的轉(zhuǎn)換功能，能以準(zhǔn)確地提供該充電電池正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于，當(dāng)該輸入電壓高于該充電電池的電池電壓時(shí)，該第一開關(guān)為切換操作狀態(tài)而該第二開關(guān)為全截止操作狀態(tài)，藉由通過控制該第一開關(guān)的切換責(zé)任周期以降低該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，以提供該充電電池正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于，當(dāng)該輸入電壓低于該充電電池的電池電壓時(shí)，該第一開關(guān)為全導(dǎo)通或操作在最大切換責(zé)任周期的狀態(tài)而該第二開關(guān)為切換操作狀態(tài)，藉由通過控制該第二開關(guān)的切換責(zé)任周期以提高該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，以提供該充電電池正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該輸入電壓接近于該充電電池的電池電壓時(shí)，該第一開關(guān)為切換操作狀態(tài)而該第二開關(guān)為固定責(zé)任周期的操作狀態(tài)，藉由通過控制該第一開關(guān)的切換責(zé)任周期以降低該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，以提供該充電電池正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該輸入電壓接近于該充電電池的電池電壓時(shí)，該第一開關(guān)為固定責(zé)任周期的操作狀態(tài)而該第二開關(guān)為切換操作狀態(tài)，藉由通過控制該第二開關(guān)的切換責(zé)任周期以提高該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，以提供該充電電池正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該輸入電壓接近于該充電電池的電池電壓時(shí)，該第一開關(guān)與該第二開關(guān)為切換操作狀態(tài)，藉由通過同步控制該第一開關(guān)與該第二開關(guān)的切換責(zé)任周期，以提供該充電電池正常充電時(shí)所需的充電電壓電平。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該第一開關(guān)的切換責(zé)任周期通過一脈波寬度調(diào)變所控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該第二開關(guān)的切換責(zé)任周期通過一脈波寬度調(diào)變所控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該第一開關(guān)的切換責(zé)任周期通過一脈波寬度調(diào)變所控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該第二開關(guān)的切換責(zé)任周期通過一脈波寬度調(diào)變所控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該第一開關(guān)與該第二開關(guān)的切換責(zé)任周期通過一脈波寬度調(diào)變所控制。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)于一種充電裝置的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器接收一直流輸入電壓并通過轉(zhuǎn)換該直流輸入電壓的電壓電平，以提供一輸出電壓對(duì)一充電電池充電。該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器包含一第一開關(guān)、一第二開關(guān)、一第一二極管、一第二二極管、一電感以及一電容。通過控制該第一開關(guān)與該第二開關(guān)，使該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器可提供升壓與降壓的轉(zhuǎn)換功能，能以準(zhǔn)確地提供該充電電池正常充電時(shí)所需的充電電壓電平，有效地降低整體的切換損失，使得電力轉(zhuǎn)換效率大大地提升。
文檔編號(hào)H02M3/06GK102820775SQ201110150450
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者許昌吉 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司