[发明专利]充电装置的整合式升降压转换器

说明书

技术领域

本发明有关一种升降压转换器，尤指一种充电装置的整合式升降压转换器。

背景技术

现今，行动载具发展已朝向无污染、高效能的电动驱动时代。然而作为电动驱动的能源必须藉由电池以作为能源储存的容器，使得能源能被储存到电池中。通过将能源，例如火力、水力、风力、热能、太阳能以及核能…等转换成电能后，才能够将电能做适当地转换后储存在电池中。然而，在电能转换的过程，必须考虑到安全性、高效能以及便利性等问题。

请参见图1为现有具有DC/DC转换器的充电装置的电路方块图。如图所示，该充电装置10A应用于一行动载具(未图示)。该行动载具的充电系统主要包含该充电装置10A与一充电电池20A。该行动载具可为一电动汽车或一电动机车，并且，该充电电池20A为该电动汽车或该电动机车的车用充电电池。

该充电装置10A包含一电磁干扰滤波器102A、一功率因子校正器104A以及一DC/DC转换器106A。该充电装置10A的该电磁干扰滤波器102A电性连接一外部交流电源Vs，以消除该交流电源Vs的噪声，并防止传导性电磁噪声的干扰。该功率因子校正器104A电性连接该电磁干扰滤波器102A，以改善转换后的直流电源的功率因子。该DC/DC转换器106A电性连接该功率因子校正器104A，以提供不同充电直流电压电平的转换。

当该充电电池20A在使用过程中需要充电的情况下，由于外部所提供的该交流电源Vs的电压电平不见得配合该充电电池20A的电池电压，并且，当该充电电池20A在充电过程中，该充电电池20A的电池电压为动态变化，因此，所采用的该DC/DC转换器106A通常设计为具有一升压式转换器(boost converter)，再串联一降压式转换器(buck converter)的两级式架构，以因应当充电电压高于或低于该充电电池20A的电池电压时的充电需求。请参见图2为现有两级式DC/DC转换器的电路图。该两级式DC/DC转换器106A包含一升压式转换器1062A与一降压式转换器1064A。其中该升压式转换器1062A用以将较低电平的输入电压转换成较高电平的输出电压；同理，该降压式转换器1064A用以将较高电平的输入电压转换成较低电平的输出电压。在此实施例中，该功率因子校正器104A的输出电压为该两级式DC/DC转换器106A的输入电压Vin。并且，该两级式DC/DC转换器106A的该升压式转换器1062A或该降压式转换器1064A的操作，根据该输入电压Vin与该充电电池20A的电池电压Vb大小。亦即，当该输入电压Vin高于该充电电池20A的电池电压Vb时，该两级式DC/DC转换器106A的该降压式转换器1064A动作，以将较高电平的输入电压Vin转换成较低电平的输出电压Vout以提供该充电电池20A正常充电时所需的充电电压电平。反之，当该输入电压Vin低于该充电电池20A的电池电压Vb时，该两级式DC/DC转换器106A的该升压式转换器1062A动作，以将较低电平的输入电压Vin转换成较高电平的输出电压Vout以提供该充电电池20A正常充电时所需的充电电压电平。惟，该两级式DC/DC转换器106A由于同时具有升压式转换器与降压式转换器的电路架构，因此，所需的电路元件多，导致增加电路元件使用与维护成本。

现有的升降压式转换器(buck-boost converter)可被设计出用以提供输出电压可以高于或低于输入电压的电压电平之用。该升降压式转换器(buck-boost converter)提供电压电平转换时，该升降压式转换器的开关则为同时切换操作，导致整体的切换损失提高，使得电力转换效率大大地降低，所以一般用于低输出功率的时机。

因此，如何设计出一种充电装置的整合式升降压转换器，能以准确地提供该充电电池正常充电时所需的充电电压电平，有效地降低整体的切换损失，使得电力转换效率大大地提升，乃为本案发明人所欲行克服并加以解决的一大课题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种充电装置的整合式升降压转换器，接收直流输入电压并通过转换直流输入电压的电压电平，以提供输出电压对充电电池充电。整合式升降压转换器包含第一开关、第一二极管、电感、第二开关、第二二极管以及电容。