[发明专利]单级交流向直流转换装置

说明书

技术领域

本发明系关于一种转换装置，特别关于一种单级交流向直流转换装置。

背景技术

功率因数(power factor)系定义为实功率(real power)对视在功率(apparent power)的比值，或代表电压波形与电流波形所形成之相角的余弦(cosine)。其中，功率因数系介于0至1之间，其系表示电路上的负载为电阻性负载、电容性负载、或电感性负载。

理想上，功率因数等于1，其系表示电路上的负载为纯电阻性负载，且代表负载上的电压波形与电流波形具有相同相位。当功率因数不等于1时，其系表示电路上的负载系为电容性负载、或电感性负载，使得部分的视在功率系转换为实功率，另一部分的视在功率系转换为虚功率(reactive power)。其中，实功率为完成负载实际作动所产生的消耗功率，例如是使马达转动的消耗功率，虚功率为完成负载实际作动所产生的能量损耗。

为降低因虚功率而产生的能量损耗，现有技术系提出一种交流向直流转换电路。请参照图1所示，现有的交流向直流转换电路1系包含交流电源16、全桥整流器11、第一变压器12、第二变压器13以及开关14。其中，第一变压器12系分别与全桥整流器11以及第二变压器13电性连接，开关14系与第二变压器13电性连接。

交流电源16系输出交流讯号S₀₁至全桥整流器11，而全桥整流器11系依据交流讯号S₀₁输出直流讯号S₀₂，并将其传送至第一变压器12。第一变压器12系接收直流讯号S₀₂，并依据直流讯号S₀₂以及开关14的导通状态，而使第二变压器13输出直流讯号S₀₃至负载15。

上述现有交流向直流转换电路1系经由第一变压器12及第二变压器13来做讯号的转换，然而，经过两个变压器的作动后，将产生两次的转换损失。

另外，现今电子装置系以轻、薄、短、小为设计趋势，倘若可以将第一变压器12以及第二变压器13整合为单一元件，将可以减少元件数目，而使电子装置更节省空间或更轻薄，且可降低转换的损失，进而节省生产成本及提高效率。因此，如何提供一种能够减少元件数目，并降低能量的转换损耗之单级交流向直流转换装置，实为现今的重要课题之丨。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明之目的为提供一种能够减少元件数目，并降低能量的转换损耗之单级交流向直流转换装置。

为达上述目的，本发明提供一种单级交流向直流转换装置，其系包含储能单元、磁性单元以及开关元件。磁性单元系与储能单元以及开关元件电性连接，并具有一铁芯、第一绕组、第二绕组、第三绕组以及至少一输出绕组。其中，第一绕组系与铁芯耦接，并汲取一第一电能至铁芯。第二绕组系与铁芯耦接，并将一第二电能储存至储能单元。第三绕组系与铁芯耦接，并汲取第二电能至铁芯。输出绕组系与铁芯耦接，其中铁芯系转换第一电能及第二电能并经由输出绕组耦合输出第三电能。开关元件控制所述第一绕组及所述第三绕组对该铁芯储能，及控制所述铁芯对所述第二绕组释能。

承上所述，依据本发明之单级交流向直流转换装置，其系将第一绕组、第二绕组、第三绕组以及输出绕组耦接于相同的铁芯。与现有技术相较，本发明之单级交流向直流转换装置仅使用一个磁性单元，因此，本发明之单级交流向直流转换装置除可以减少电能的转换损耗之外，更可以节省空间，进而降低生产成本。

附图说明

图1为现有交流对直流转换装置的示意图；

图2为本发明较佳实施例之单级交流向直流转换装置的示意图；

图3与图4为单级交流向直流转换装置的操作示意图；以及

图5A至图5C为本发明较佳实施例之单级交流向直流转换装置的实施态样变化图。

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依据本发明较佳实施例之单级交流向直流转换装置。

请参照图2所示，本发明较佳实施例之单级交流向直流转换装置2系包含磁性单元21、开关元件22以及储能单元23。其中，磁性单元21系分别与开关元件22以及储能单元23电性连接。本实施例更包含电源供应单元24，其系与磁性单元21电性连接。