全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置制造方法
【專利摘要】一種全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置，包含有一濾波電路、四個(gè)開關(guān)組、一第一電容、一第二電容以及一第一電感；該濾波電路與電源連接，且各開關(guān)組各別包含有一主動(dòng)式開關(guān)及一二極管，該二極管與該主動(dòng)式開關(guān)并聯(lián)；該第一電容與該第一電感形成一共振電路，且該第二電容與負(fù)載并聯(lián)連接。以在切換開關(guān)組導(dǎo)通或截止的同時(shí)，使整體電路自動(dòng)改變電路結(jié)構(gòu)，以獲得更佳的濾波效果。
【專利說明】全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是與交直流轉(zhuǎn)換有關(guān)；特別是指一種全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]全橋式交直流轉(zhuǎn)換器大多采用高頻切換方式產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)變(Pulse WidthModulation,PWM)信號(hào)對(duì)開關(guān)進(jìn)行剛性切換，以控制電能流經(jīng)不同路徑，進(jìn)而達(dá)到交直流轉(zhuǎn)換的效果。而上述方式常會(huì)產(chǎn)生大量的高次諧波電流，進(jìn)而干擾其他設(shè)備。因此，全橋式交直流轉(zhuǎn)換器的交流側(cè)濾波器的選擇與設(shè)計(jì)變得相當(dāng)重要。
[0003]一般來說，相較傳統(tǒng)的L型濾波器，在相同電感值的情況下，LCL型濾波器對(duì)高頻諧波抑制效果更為理想，因此已經(jīng)逐漸應(yīng)用于大功率、低開關(guān)頻率的裝置上。而傳統(tǒng)LCL濾波電路所采用信號(hào)處理是以三階濾波器做為設(shè)計(jì)概念。換言之，是通過其中一電感與電容為輸出波形的高頻成份提供一低阻通路，進(jìn)而降低流經(jīng)另一電感的電流的高頻成分。然而，雖然LCL型濾波器濾除高次諧波效果明顯，但是LCL型濾波器的設(shè)計(jì)過程繁瑣且需要多次嘗試，反復(fù)驗(yàn)算才能找到合適的參數(shù)。此外，由于LCL型濾波器其電路特性易受參數(shù)影響，因此較不易與其他電路整合設(shè)計(jì)。
[0004]除此之外，一般全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置為了降低零件成本與減少轉(zhuǎn)換器體積，常會(huì)利用提高切換頻率來減少電容與磁性元件的大小。但提升轉(zhuǎn)換電路的切換頻率，相對(duì)也增加開關(guān)元件的切換損失，同時(shí)也增加電磁干擾(EMI)問題。是以，現(xiàn)有的全橋式交直流轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)仍未臻完善，且尚有待改進(jìn)之處。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置，具有低電磁干擾(EMI)、低漣波輸出電壓以及高轉(zhuǎn)換效率的效果。
[0006]緣以達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型所提供全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置用以將一電源的交流電轉(zhuǎn)換成直流電后，供電予一負(fù)載，且該負(fù)載具有一第一端以及一第二端。該全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置包含有一濾波電路、四個(gè)開關(guān)組、一第一電容、一第二電容以及一第一電感。其中，該濾波電路具有一輸入側(cè)以及一輸出側(cè)，該輸入側(cè)與該電源電性連接，而該輸出端則包含有一第一輸出端以及一第二輸出端。所述開關(guān)組分別為一第一開關(guān)組、一第二開關(guān)組、一第三開關(guān)組以及一第四開關(guān)組，且各別包含有一主動(dòng)式開關(guān)及一二極管，該二極管與該主動(dòng)式開關(guān)并聯(lián)，且該二極管的負(fù)極形成各開關(guān)組的一第一端，而該二極管的正極形成各開關(guān)組的一第二端；其中，該第一開關(guān)組的第二端與該濾波電路的第一輸出端電性連接；該第二開關(guān)組的第一端與該第一開關(guān)組的第一端電性連接，且該第二開關(guān)組的第二端與該濾波電路的第二輸出端電性連接；該第三開關(guān)組的第一端與該第一開關(guān)組的第二端以及該濾波電路的第一輸出端電性連接，且該第三開關(guān)組的第二端與該負(fù)載的第二端電性連接；該第四開關(guān)組的第一端與該第二開關(guān)組的第二端以及該濾波電路的第二輸出端電性連接，且該第四開關(guān)組的第二端與該第三開關(guān)組的第二端以及該負(fù)載的第二端電性連接。該第一電容一端與該第二開關(guān)組的第一端電性連接，而另一端則與該負(fù)載的第一端電性連接。該第二電容一端與該負(fù)載的第一端電性連接，另一端與該負(fù)載的第二端電性連接。該第一電感一端與該第二開關(guān)組的第一端電性連接，而另一端則與該負(fù)載的第一端電性連接。
[0007]其中，該濾波電路包含有一第二電感、一第三電感以及一第三電容；該第二電感一端與該電源一端電性連接；該第三電感一端與該第二電感的另一端電性連接，而該第三電感的另一端則形成該第一輸出端；該第三電容一端電性連接至該第二電感與該第三電感之間，另一端則與該電源另一端電性連接并形成該第二輸出端。
[0008]其中，該濾波電路包含有一第二電感；該第二電感一端與該電源一端電性連接，另一端則形成該第一輸出端；該電源的另一端則形成該第二輸出端。
[0009]其中，該第一電容為無極性電容。
[0010]其中，該第二電容為非電解電容。
[0011]其中，該第三電容為無極性電容。
[0012]其中，該主動(dòng)式開關(guān)為晶體管。
[0013]其中，該主動(dòng)式開關(guān)為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)。
[0014]由此，通過上述的設(shè)計(jì)，進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換時(shí)，將產(chǎn)生低電磁干擾(EMI)、低漣波輸出電壓以及高轉(zhuǎn)換效率的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為進(jìn)一步揭示本實(shí)用新型的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說明如后，其中:
[0016]圖1為較佳實(shí)施例的全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置的電路圖；
[0017]圖2至圖7為各步驟的等效電路圖；
[0018]圖8為輸入電壓、電流以及輸出電壓的波型圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為能更清楚地說明本實(shí)用新型，列舉較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置用以將一電源100的交流電轉(zhuǎn)換成直流電后，供電予一負(fù)載200,且該負(fù)載200具有一第一端201以及一第二端202。該全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置包含有四個(gè)開關(guān)組11-14、一第一電容Cl、一第二電容C2、一第一電感LI以及一濾波電路20。其中:
[0020]所述開關(guān)組11-14分別為一第一開關(guān)組11、一第二開關(guān)組12、一第三開關(guān)組13以及一第四開關(guān)組14，各別包含有一主動(dòng)式開關(guān)S1-S4及一二極管D1-D4，于本實(shí)施例中，該主動(dòng)式開關(guān)S1-S4為一金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)，當(dāng)然在實(shí)施上亦可是其它晶體管或是其他主動(dòng)式開關(guān)元件。該二極管D1-D4的正極與該金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極電性連接，而負(fù)極則與該金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的汲極電性連接，而使各該二極管D1-D4與對(duì)應(yīng)的該主動(dòng)式開關(guān)S1-S4并聯(lián)。另外，該二極管D1-D4的負(fù)極形成各開關(guān)組11-14的一第一端，而該二極管D1-D4的正極形成各開關(guān)組11-14的一第二端。各該開關(guān)組11-14連接關(guān)系如下，該第一開關(guān)組11的第一端與該第二開關(guān)組12的第一端電性連接。該第三開關(guān)組13的第一端與該第一開關(guān)組11的第二端電性連接，且該第三開關(guān)組13的第二端與該負(fù)載200的第二端202電性連接。該第四開關(guān)組14的第一端與該第二開關(guān)組12的第二端電性連接，且該第四開關(guān)組14的第二端與該第三開關(guān)組13的第二端以及該負(fù)載200的第二端202電性連接。
[0021]該第一電容Cl為一無極性電容,且一端與該第二開關(guān)組12的第一端電性連接,而另一端則與該負(fù)載200的第一端201電性連接。該第二電容C2為非電解電容，且一端與該負(fù)載200的第一端201電性連接，另一端與該負(fù)載200的第二端202電性連接。該第一電感LI 一端與該第二開關(guān)組12的第一端電性連接,而另一端則與該負(fù)載200的第一端201電性連接。
[0022]該濾波電路20具有一輸入側(cè)21以及一輸出側(cè)22，該輸入側(cè)21與該電源100電性連接，而該輸出側(cè)22則與所述開關(guān)組11-14電性連接。于本實(shí)施例中，該濾波電路20為L(zhǎng)CL型濾波電路，而包含有一第二電感L2、一第三電感L3以及一第三電容C3。該第二電感L2 —端與該電源100 —端電性連接。該第三電感L3 —端與該第二電感L2的另一端電性連接，而該第三電感L3的另一端則形成一第一輸出端221，且電性連接至該第一開關(guān)組11與該第三開關(guān)組12之間。該第三電容C3 —端電性連接至該第二電感L2與該第三電感L3之間，而另一端則與該電源100另一端電性連接，并形成一第二輸出端222，且電性連接至該第二開關(guān)組12與該第四開關(guān)組14之間。
[0023]于本實(shí)施例中，所述電容C1-C3、所述電感L1-L3、輸入電壓、輸入電壓頻率、所述開關(guān)組11-14切換頻率以及該負(fù)載200的電阻值如下表所示:
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置，將一電源的交流電轉(zhuǎn)換成直流電后，供電予一負(fù)載，且該負(fù)載具有一第一端以及一第二端；其特征在于，該全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置包含有: 一濾波電路，具有一輸入側(cè)以及一輸出側(cè)，該輸入側(cè)與該電源電性連接，而該輸出端則包含有一第一輸出端以及一第二輸出端； 四個(gè)開關(guān)組，分別為一第一開關(guān)組、一第二開關(guān)組、一第三開關(guān)組以及一第四開關(guān)組，且各別包含有一主動(dòng)式開關(guān)及一二極管，該二極管與該主動(dòng)式開關(guān)并聯(lián)，且該二極管的負(fù)極形成各開關(guān)組的一第一端，而該二極管的正極形成各開關(guān)組的一第二端；其中，該第一開關(guān)組的第二端與該濾波電路的第一輸出端電性連接；該第二開關(guān)組的第一端與該第一開關(guān)組的第一端電性連接，且該第二開關(guān)組的第二端與該濾波電路的第二輸出端電性連接；該第三開關(guān)組的第一端與該第一開關(guān)組的第二端以及該濾波電路的第一輸出端電性連接，且該第三開關(guān)組的第二端與該負(fù)載的第二端電性連接；該第四開關(guān)組的第一端與該第二開關(guān)組的第二端以及該濾波電路的第二輸出端電性連接，且該第四開關(guān)組的第二端與該第三開關(guān)組的第二端以及該負(fù)載的第二端電性連接； 一第一電容，其一端與該第二開關(guān)組的第一端電性連接，而另一端則與該負(fù)載的第一端電性連接； 一第二電容，其一端與該負(fù)載的第一端電性連接，另一端與該負(fù)載的第二端電性連接；以及 一第一電感，其一端與該第二開關(guān)組的第一端電性連接，而另一端則與該負(fù)載的第一端電性連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，其中，該濾波電路包含有一第二電感、一第三電感以及一第三電容；該第二電感一端與該電源一端電性連接；該第三電感一端與該第二電感的另一端電性連接，而該第三電感的另一端則形成該第一輸出端；該第三電容一端電性連接至該第二電感與該第三電感之間，另一端則與該電源另一端電性連接并形成該第二輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，其中，該濾波電路包含有一第二電感；該第二電感一端與該電源一端電性連接，另一端則形成該第一輸出端；該電源的另一端則形成該第二輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，其中，該第一電容為無極性電容。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，其中，該第二電容為非電解電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，其中，該第三電容為無極性電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，其中，該主動(dòng)式開關(guān)為晶體管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全橋式交直流轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，其中，該主動(dòng)式開關(guān)為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
【文檔編號(hào)】H02M7/219GK203377803SQ201320286649
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月23日
【發(fā)明者】潘晴財(cái), 陳伯彥, 洪大勝 申請(qǐng)人:東林科技股份有限公司