[发明专利]直流/交流电源转换装置

说明书

交流/直流转换器所遵循的IEC 555-2(IEC 100-3-2)标准要求转换器减少对交流主电源的谐波加入，谐波加入降低其质量。结果使得交流/直流转换器的设计者感到比较关心的是：提高转换器的电源因子校正以抑制这些设备注入到AC主电源的谐波。

本发明的交流/直流电源转换装置校正了电源因子，而且尤其是，但不排它是应用在通讯系统中，这些系统需要重量轻，体积小，且不昂贵的高效转换器。

为了满足目前正在使用的标准，带有电源因子校正的直流/交流转换器是基于电源流量分析的。

可以了解这个技术，例如从文章“一个新奇的单相电源因子校正策略”，作者：YinmimJiang，Fred C.lee，Guichao Hua和Wei Tang，发表于第八届应用电源电子年会(APEC 93)，1993年3月7-11日，SanDiego，California，U.S.A，第287页到292页。

这篇文章指出，与主电源流经过的路径并联，就会存在另一个电源流通过所谓的电源因子校正电路流入负载，其方式是校正电路不处理所有流入负载的电能。

结果，存在约占平均输入电源68％的部分输入电源，此部分输入电源被直接传给转换器输出，因而仅被处理一次。其余的输入电压，约占平均输入电源的32％，被电源因子校正电路处理了二次。

也就是说，假定输入电源是正弦平方函数，当输入电源小于输出电源的平均值时，电源因子校正电路仅向输出发送电源。同样地，当输入电源大于输出电源时，多余的能量被存贮在电源因子校正电路中，特别地存贮在其电容器中。

这样主电源流通过全波桥式调压转换器直接发送给负载，把存贮的电压发送给负载的电源因子校正电路是由一个电容器和一个前向转换器组成。

该技术的问题在于对全波桥式调压转换器转换元件的控制，因为它必须对电压大于还是小于输出电压平均值的阶段作出区别。结果，转换元件的转换控制信号在每一周期取不同的值。

因此，目标是设计一个具有简单拓扑结构的直流/交流转换器，该转换器具有少量的元件和简单的转换控制，并提供高电源因子和高效率。

本发明的直流/交流电源转换装置由全波校正器组成。该校正器与AC主电源相连，并产生一个经校正的正弦波，该正弦波施加于于一个直流电路模块的输入，该模块有二个输出，其拓扑结构允许电源因子靠近要达到的1(unity)。

具有正弦平方波的输入电源，被两个保存输入电源波形的输出之间的直流模块所分离。

在整个周期内，主输出直接把部分输入电源发送给负载，而附加输出把其它部分电源存贮在电容器中，该电容器通过直流/直流转换器与负载相连。

当处于输入电源大于及小于输出电源的平均值的阶段时，存贮的能量被释放到负载中。结果，在输入电源波的整个周期中，附加的输出添满了由主输出发送给负载的电源。

结果，不需区分输入电源大于和小于输出电源的平均值的期间，本直流/交流电源转换装置更简单，转换控制也更简单。

本直流/交流电源转换装置效率高，体积小，重量轻，价格便易。

对本发明更全面的解释在有附图的以下描述中给出，其中：

-图1用块状结构图的方式，表示根据本发明，全波校正器与具有两个输出的直流/交流转换器的相连；

-图2表示根据本发明，直流/交流转换器的电源波形图；

-图3用块状结构图的方式，表示根据本发明，直流/交流转换器的第一个较好实施例；

-图4表示根据本发明，直流/交流转换器的较好实施例的电路图；

-图5表示根据本发明，直流/交流转换器的第二个较好实施例的框图；并且

-图6表示根据本发明，直流/交流转换器的第二个较好实施例的电路图。

参见图1，本发明的直流/交流电压转换器由全波校正器R形成，该全波校正器R与AC主电源相连，并产生一个被校正的正弦波，该正弦波是直流模块AC的输入电压，该直流模块AC带有两个输出，主输出和附加输出，这些输出供给同一个负载V0。

直流模块AC包括一个变压器T，其主线圈与转换元件M串联，次级线圈提供模块AC的两个输出。该转换元件M由转换控制机制驱动，其驱动方式是输入电流随输入电压的波形变化，典型地是正弦变化，结果允许校正功率因子以使其与1(unity)保持靠近。

同样，输入电源PE是平方正弦波，在每一输出P1和P2的电源保持输入电源PE的波形；参见图2。