專利名稱：交流/直流轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交流/直流轉(zhuǎn)換器，尤其涉及一種當(dāng)所接收的輸入交流電壓過小，且主開關(guān)電路由導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)時，開關(guān)控制電路可準(zhǔn)確地控制主開關(guān)電路再次導(dǎo)通的交流/直流轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
交流/直流轉(zhuǎn)換器(AC-DC converter) 一般用來將輸入交流電壓轉(zhuǎn)換成工作直流電壓，以驅(qū)動需要直流電壓工作的負(fù)載元件，例如微波爐的磁控管(magnetron)或氣體放
電燈管等。現(xiàn)有交流/直流轉(zhuǎn)換器通常包含主開關(guān)電路、變壓器、共振電容器以及開關(guān)控制電路。其中共振電容與主開關(guān)電路的電流傳導(dǎo)端電連接，且與變壓器的激磁電感 (magnetizing inductance)形成一個類共振電路(quasi-resonancecircuit)，當(dāng)主幵關(guān)電路由導(dǎo)通狀態(tài)切換為截止?fàn)顟B(tài)時，主開關(guān)電路的電流傳導(dǎo)端上的端電壓會因為共振電容與激磁電感的共振，亦即通過類共振電路而具有先升后降的起伏變化。主開關(guān)電路與變壓器的初級繞組電連接，且主開關(guān)電路的控制端與開關(guān)控制電路電連接，主開關(guān)電路通過開關(guān)控制電路所輸出的控制信號的控制而進(jìn)行導(dǎo)通或截止的切換動作，使變壓器的初級繞組所接收的輸入交流電壓的電能以電磁感應(yīng)的方式傳遞到變壓器的次級繞組，并在次級繞組上產(chǎn)生感應(yīng)交流電壓。開關(guān)控制電路除了與主開關(guān)電路的控制端電連接外，還與主開關(guān)電路的電流傳導(dǎo)端電連接而檢測電流傳導(dǎo)端上的一端電壓的狀態(tài)，借此當(dāng)主開關(guān)電路由導(dǎo)通狀態(tài)切換為截止?fàn)顟B(tài)，而開關(guān)控制電路檢測到該端電壓具有超過一特定電壓值的起伏變化時，開關(guān)控制電路便控制主開關(guān)電路再次導(dǎo)通，進(jìn)而使主開關(guān)電路達(dá)到零電壓切換。此外， 開關(guān)控制電路還預(yù)先設(shè)置一最大截止時間，當(dāng)主開關(guān)電路由導(dǎo)通狀態(tài)切換為截止?fàn)顟B(tài)，然開關(guān)控制電路無法通過檢測主開關(guān)電路的電流傳導(dǎo)端上的端電壓的狀態(tài)而控制主開關(guān)電路是否再次導(dǎo)通時，開關(guān)控制電路便會依據(jù)主開關(guān)電路于截止?fàn)顟B(tài)的時間長度到達(dá)最大截止時間時，被動地控制主開關(guān)電路再次導(dǎo)通。請參閱圖1，其為現(xiàn)有交流/直流轉(zhuǎn)換器所接收的輸入交流電壓、開關(guān)控制電路所輸出的控制信號以及主開關(guān)電路的電流傳導(dǎo)端上的端電壓的電壓及時序波形圖。如圖1所示，當(dāng)主開關(guān)電路因控制信號而例如于時間ti由導(dǎo)通狀態(tài)改變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)時，主開關(guān)電路的端電壓便會因為共振電容與激磁電感的共振而于時間ti至t2間具有起伏變化，且若開關(guān)控制電路檢測到該端電壓于時間ti至t2具有超過一特定電壓值的起伏變化時，開關(guān)控制電路便會于時間t2時改變控制信號的準(zhǔn)位而控制主開關(guān)電路再次導(dǎo)通。雖然現(xiàn)有交流/直流轉(zhuǎn)換器的開關(guān)控制電路在主開關(guān)電路由導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)時，確實可再通過檢測主開關(guān)電路的電流傳導(dǎo)端的端電壓是否具有超過特定電壓值的起伏變化，而控制主開關(guān)電路是否再次導(dǎo)通，然而由于該端電壓的電壓大小對應(yīng)于變壓器的初級繞組于主開關(guān)電路導(dǎo)通時所存儲的電能大小，而初級繞組于主開關(guān)電路導(dǎo)通時所存儲的電能大小則對應(yīng)輸入交流電壓的電壓大小，因此一旦輸入交流電壓過小，亦即輸入交流電流過小時，變壓器的初級繞組于主開關(guān)電路導(dǎo)通時所存儲的能量便會較少，因此當(dāng)主開關(guān)電路例如于時間、由導(dǎo)通狀態(tài)切換為截止?fàn)顟B(tài)時，若此時輸入交流電壓過小，主開關(guān)電路的電流傳導(dǎo)端的端電壓便會因為輸入交流電壓過小的緣故而無法具有超過特定電壓值的起伏變化，故此時開關(guān)控制電路并沒有辦法無法通過檢測該端電壓而控制主開關(guān)電路再次導(dǎo)通，如此一來，開關(guān)控制電路僅能被動地利用主開關(guān)電路在截止?fàn)顟B(tài)的時間長度達(dá)到所預(yù)先設(shè)置的最大截止時間，例如T。n時，才控制主開關(guān)電路再次導(dǎo)通，由此可知，現(xiàn)有交流/直流轉(zhuǎn)換器的開關(guān)控制電路并無法于輸入交流電壓過小時準(zhǔn)確地控制主開關(guān)電路的動作。為了解決上述現(xiàn)有交流/直流轉(zhuǎn)換器的開關(guān)控制電路在輸入交流電壓過小時，無法準(zhǔn)確控制主開關(guān)電路的動作的缺失，目前有部分的交流/直流轉(zhuǎn)換器設(shè)計為當(dāng)所接收的輸入交流電壓過低時，將開關(guān)控制器關(guān)閉(Shut off)，然而上述類型的交流/直流轉(zhuǎn)換器將會因為開關(guān)控制器的關(guān)閉而減少整體導(dǎo)通角(conduction angle)，導(dǎo)致交流/直流轉(zhuǎn)換器內(nèi)的工作電流相當(dāng)高，如此一來，交流/直流轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的電子元件，例如共振電容、主開關(guān)電路和變壓器等，會承受較大的電壓應(yīng)力而容易損壞。此外，亦有部分的交流/直流轉(zhuǎn)換器則設(shè)計為在所接收的輸入交流電壓過小時， 延長主開關(guān)電路在導(dǎo)通狀態(tài)的時間，以確保當(dāng)主開關(guān)電路導(dǎo)通時，有足夠的能量存儲于變壓器的初級繞組，使得主開關(guān)電路的電流傳導(dǎo)端的端電壓在主開關(guān)電路由導(dǎo)通狀態(tài)切換為截止后，仍可具有超過一特定電壓值的起伏變化，進(jìn)而驅(qū)使開關(guān)控制電路控制主開關(guān)電路再次導(dǎo)通，然而上述類型的交流/直流轉(zhuǎn)換器的開關(guān)控制電路需使用極精準(zhǔn)及復(fù)雜的電子元件及電路結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，因此交流/直流轉(zhuǎn)換器的生產(chǎn)成本便會提高，再者，上述交流/直流轉(zhuǎn)換器在輸入交流電壓過小時，由于延長了主開關(guān)電路在導(dǎo)通狀態(tài)的時間，因此可導(dǎo)致主開關(guān)電路的切換頻率減少，例如減少至小于20k赫茲(Hz)，如此一來，交流/直流轉(zhuǎn)換器在輸入交流電壓過小的情況下工作時，便可能會有噪音的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于提供一種交流/直流轉(zhuǎn)換器，以解決如現(xiàn)有交流/直流轉(zhuǎn)換器在所接收的輸入交流電壓過小時，開關(guān)控制電路無法準(zhǔn)確控制主開關(guān)電路的動作，解決如現(xiàn)有交流/直流轉(zhuǎn)換器的電子元件需承受較大的電壓應(yīng)力而容易損壞，解決如現(xiàn)有交流 /直流轉(zhuǎn)換器因開關(guān)控制電路需使用極精準(zhǔn)及復(fù)雜的電子元件及電路結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)而具有較高的生產(chǎn)成本，解決如現(xiàn)有交流/直流轉(zhuǎn)換器在工作時，會有噪音的產(chǎn)生等缺失。為達(dá)上述的一目的，本發(fā)明的較佳實施方式為提供一種交流/直流轉(zhuǎn)換器，其包含整流器，用以將輸入交流電壓整流；第一濾波電路，與整流器電連接，用以消除輸入交流電壓的電磁干擾及高頻噪聲而產(chǎn)生相似于輸入交流電壓全波整流或半波整流后的波形的過渡直流電壓；變壓器，具有初級繞組及次級繞組，初級繞組與第一濾波電路電連接；主開關(guān)電路，與初級繞組電連接，用以控制初級繞組以及次級繞組間的能量傳送；類共振電路， 與主開關(guān)電路的第一電流傳導(dǎo)端電連接；開關(guān)控制電路，與主開關(guān)電路的第一電流傳導(dǎo)端及控制端電連接，用以輸出開關(guān)控制信號控制主開關(guān)電路導(dǎo)通或截止，且當(dāng)主開關(guān)電路由導(dǎo)通狀態(tài)改變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)時，通過檢測第一電流傳導(dǎo)端的一端電壓是否具有大于特定電壓值的起伏變化，以控制該主開關(guān)電路是否再次導(dǎo)通；截止時間限制電路，與主開關(guān)電路的控制端及第一電流傳導(dǎo)端連接，用以當(dāng)主開關(guān)電路由導(dǎo)通狀態(tài)改變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)時，提供觸發(fā)信號至第一電流傳導(dǎo)端，使開關(guān)控制電路于端電壓小于特定電壓值的起伏變化時，通過觸發(fā)信號的觸發(fā)而控制主開關(guān)電路再次導(dǎo)通。本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明提供一種交流/直流轉(zhuǎn)換器，其利用截止時間限制電路于主開關(guān)電路由導(dǎo)通狀態(tài)切換為截止?fàn)顟B(tài)時輸出一觸發(fā)信號，因此當(dāng)輸入交流電壓過小，而主開關(guān)電路的第一電流傳導(dǎo)端的端電壓無法通過共振電路而具有超過特定電壓值的起伏變化時，開關(guān)控制電路仍可通過觸發(fā)信號的觸發(fā)而控制主開關(guān)電路再次導(dǎo)通，進(jìn)而限制主開關(guān)電路的截止時間，如此一來，開關(guān)控制電路在輸入交流電壓過小時，仍可準(zhǔn)確控制主開關(guān)電路動作，以使主開關(guān)電路達(dá)到零電壓切換。此外，本發(fā)明的交流/直流轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的電子元件承受較小的電壓應(yīng)力而不易損壞。另外，本發(fā)明的交流/直流轉(zhuǎn)換器在工作時，可減少噪音的產(chǎn)生，開關(guān)控制電路亦可使用結(jié)構(gòu)簡單且成本較為便宜的電子元件及電路結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，進(jìn)而降低本發(fā)明的交流/直流轉(zhuǎn)換器的生產(chǎn)成本。


圖1為現(xiàn)有交流/直流轉(zhuǎn)換器所接收的輸入交流電壓、開關(guān)控制電路所輸出的控制信號以及主開關(guān)電路的電流傳導(dǎo)端上的端電壓的電壓及時序波形圖。圖2為本發(fā)明較佳實施例的交流/直流轉(zhuǎn)換器的電路方框示意圖。圖3為圖2所示的交流/直流轉(zhuǎn)換器的細(xì)部電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3所示輸入交流電壓、過渡直流電壓、開關(guān)控制信號、端電壓及觸發(fā)信號的電壓及時序波形圖。圖5為本發(fā)明的交流/直流轉(zhuǎn)換器的另一實施例的電路方框示意圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下2:交流/直流轉(zhuǎn)換器20:橋式整流器21 第一濾波電路22 類共振電路23:主開關(guān)電路24 整流電路25:第二濾波電路26 電流傳感器27:功率控制電路28:開關(guān)控制電路29:截止時間限制電路291 第一開關(guān)電路292 第二開關(guān)電路293 第一延遲電路294:限流元件295:逆向電流阻隔電路296 第二延遲電路
297 重置電路
V ac輸入交流電壓
V1過渡直流電壓
Vacl 感應(yīng)交流電壓
Vt端電壓
Vout 工作直流電壓
Vit輸入電流感測信號
Vp外部輸入功率控制信號
V * pc功率控制信號
Vc開關(guān)控制信號
Vth特定電壓值
V * pu觸發(fā)信號
V CC直流電壓源
Lin輸入側(cè)濾波電感
Lm激磁電感
Cin輸入側(cè)濾波電容
Cr共振電容
C。輸出側(cè)電容
C1 C2 第一 第二電容器
T 變壓器
Nf初級繞組
Ns次級繞組
D 二極管
D1 D2 第一 第二整流二
D3重置二極管
R 限流電阻
Ri R6 第一 第六電阻
RL負(fù)載元件
Iin輸入電流
B1:PNP雙極結(jié)型晶體管
B2:NPN雙極結(jié)型晶體管
G 接地端
a、ai、a2:第一電流傳導(dǎo)端
b、bp b2:第二電流傳導(dǎo)端
C、C” C2 控制端
具體實施例方式
體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實施方式上具有各種的變化，然其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及附圖在本質(zhì)上當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。請參閱圖2，其為本發(fā)明較佳實施例的交流/直流轉(zhuǎn)換器的電路方框示意圖，該交流/直流轉(zhuǎn)換器較佳為類共振交流/直流轉(zhuǎn)換器。如圖2所示，本發(fā)明的交流/直流轉(zhuǎn)換器2主要包含一橋式整流器20、一(輸入側(cè)濾波電路)第一濾波電路21、一類共振電路22、 一主開關(guān)電路23、一變壓器T、一(輸出側(cè)整流電路)整流電路24、一(輸出側(cè)濾波電路) 第二濾波電路25、一(輸入電流傳感器)電流傳感器26、功率控制電路27、一開關(guān)控制電路 28以及一截止時間限制電路29。橋式整流器20用以對一輸入交流電SVa。進(jìn)行整流。第一濾波電路21與橋式整流器20的輸出側(cè)電連接，用以消除輸入交流電壓Va。的電磁干擾及高頻噪聲，以產(chǎn)生相似于輸入交流電壓Va。全波整流或半波整流后的波形的一過渡直流電壓V1，例如消除大于輸入交流電壓Va。頻率(60Hz)的高頻噪聲，且于本實施例中，第一濾波電路21可為但不限于由一輸入側(cè)濾波電感Lin以及一輸入側(cè)濾波電容Cin所構(gòu)成。主開關(guān)電路23的一第一電流傳導(dǎo)端a與變壓器T的初級繞組Nf串聯(lián)連接，主開關(guān)電路23的一第二電流傳導(dǎo)端b與電流傳感器26電連接，主開關(guān)電路23通過導(dǎo)通或截止的狀態(tài)變化而控制變壓器T的初級繞組Nf以及次級繞組Ns間的能量傳送，換言之，即變壓器 T通過主開關(guān)電路23的切換而將初級繞組Nf上所接收的能量以電磁感應(yīng)的方式傳送至次級繞組Ns，以在次級繞組Ns上感應(yīng)生成一感應(yīng)交流電壓Vacl，于本實施例中，主開關(guān)電路23 由柵極隔離晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor :IGBT)所構(gòu)成，因此主開關(guān)電路 23的第一電流傳導(dǎo)端a對應(yīng)為漏極(drain)，主開關(guān)電路23的第二電流傳導(dǎo)端b對應(yīng)為源極(source)，主開關(guān)電路23的控制端c對應(yīng)為柵極(gate)，然于其他實施例中，主開關(guān)電路23亦可由金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor :M0SFET)所構(gòu)成。類共振電路22與第一濾波電路21、主開關(guān)電路23的第一電流傳導(dǎo)端a以及變壓器T的初級繞組Nf電連接，且可為但不限于由一共振電容C；以及變壓器T的一激磁電感Lm 所構(gòu)成，其中共振電容Cr及激磁電感Lm分別與初級繞組Nf并聯(lián)連接，且同時與主開關(guān)電路 23的第一電流傳導(dǎo)端a電連接，當(dāng)主開關(guān)電路23由導(dǎo)通狀態(tài)改變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)時，共振電容 Cr及激磁電感Lm提供一個類似共振效果的共振頻率，并反應(yīng)于第一電流傳導(dǎo)端a上的端電壓Vt，使得端電壓Vt會具有一先升后降的起伏變化。整流電路24與次級繞組Ns電連接，用以將感應(yīng)交流電壓Vaca整流，且于本實施例中，整流電路24可為但不限于由第一整流二極管D1以及第二整流二極管D2所構(gòu)成。第二濾波電路25與整流電路24電連接，用以對整流電路24所輸出的電壓濾波，進(jìn)而輸出一工作直流電壓V。ut至負(fù)載元件&，例如微波爐的磁控管(magnetron)或氣體放電燈管等，以驅(qū)動負(fù)載元件&工作，于本實施例中，第二濾波電路25由一輸出側(cè)電容C。所構(gòu)成，但不以此為限。電流傳感器26與主開關(guān)電路23的第二電流傳導(dǎo)端b以及功率控制電路27電連接，且可為一電流感測電阻器(圖中未示出)或一電流變壓器(圖中未示出)所組成，電流傳感器26用以當(dāng)主開關(guān)電路23導(dǎo)通時，檢測流經(jīng)主開關(guān)電路23的一輸入電流Iin，并對應(yīng)地產(chǎn)生一輸入電流感測信號Vit至功率控制電路27。功率控制電路27與開關(guān)控制電路28 電連接，用以比較電流傳感器26所輸出的輸入電流感測信號Vit以及一外部輸入功率控制信號Vp，并且根據(jù)比較的結(jié)果產(chǎn)生一功率控制信號Vp。至開關(guān)控制電路28，于本實施例中， 外部輸入功率控制信號Vp為供用戶輸入所想要的輸出功率的反映數(shù)值，例如為直流電壓5V 時代表用戶所想要的輸出功率為100W(瓦)。開關(guān)控制電路28與功率控制電路27、主開關(guān)電路23的控制端c以及第一電流傳導(dǎo)端a電連接，其輸出一開關(guān)控制信號V?？刂浦鏖_關(guān)電路23進(jìn)行導(dǎo)通或截止的動作，且主開關(guān)電路23依據(jù)功率控制信號Vp。而對應(yīng)地調(diào)整開關(guān)控制信號V。，以控制主開關(guān)電路23導(dǎo)通時的時間長度，進(jìn)而改變交流/直流轉(zhuǎn)換器2的輸出功率，此外，當(dāng)主開關(guān)電路23由導(dǎo)通狀態(tài)改變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)時，開關(guān)控制電路28還通過檢測第一電流傳導(dǎo)端a的端電壓Vt是否具有大于一特定電壓值Vth (如圖4所標(biāo)示)的起伏變化，以控制主開關(guān)電路23是否再次導(dǎo)
ο截止時間限制電路29的一輸入端與主開關(guān)電路23的控制端c電連接而接收開關(guān)控制信號V。，截止時間限制電路29的一輸出端則與開關(guān)控制電路28及第一電流傳導(dǎo)端a 電連接，截止時間限制電路29用以當(dāng)開關(guān)控制信號V。由致能準(zhǔn)位改變?yōu)榻軠?zhǔn)位，亦即主開關(guān)電路23由導(dǎo)通狀態(tài)切換為截止?fàn)顟B(tài)時，輸出一觸發(fā)信號Vpu，使開關(guān)控制電路28于輸入交流電壓Va。過小而第一電流傳導(dǎo)端a的端電壓Vt無法通過類共振電路22的共振而具有大于一特定電壓值Vth，亦即第一電流傳導(dǎo)端a的端電壓Vt小于一特定電壓值Vth時，通過觸發(fā)信號Vpu的觸發(fā)而控制主開關(guān)電路23再次導(dǎo)通，進(jìn)而限制主開關(guān)電路23的截止時間。由上可知，當(dāng)開關(guān)控制電路28控制主開關(guān)電路23由導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)時， 如果開關(guān)控制電路28可檢測到第一電流傳導(dǎo)端a的端電壓Vt因類共振電路22的共振而具有大于特定電壓值Vth的起伏變化時，開關(guān)控制電路28直接控制主開關(guān)電路23再次導(dǎo)通， 然而一旦第一電流傳導(dǎo)端a的端電壓Vt無法通過類共振電路22的共振而具有大于特定電壓值Vth的起伏變化，例如因輸入交流電壓Va。過小所造成時，開關(guān)控制電路28便改通過截止時間限制電路29所提供的觸發(fā)信號Vpu的觸發(fā)而控制主開關(guān)電路23再次導(dǎo)通，進(jìn)而限制主開關(guān)電路23的截止時間，如此一來，即便輸入交流電壓Vae過小，主開關(guān)電路23仍可準(zhǔn)確控制主開關(guān)電路23動作，以使主開關(guān)電路23達(dá)到零電壓切換。此外，由于本發(fā)明的交流/直流轉(zhuǎn)換器2的開關(guān)控制電路28在輸入交流電壓Va。 過小時可準(zhǔn)確地控制主開關(guān)電路23動作，因此本發(fā)明的交流/直流轉(zhuǎn)換器2無須在輸入交流電壓Vae過小時，將開關(guān)控制電路28關(guān)閉或是延長主開關(guān)電路23于導(dǎo)通狀態(tài)的時間，故本發(fā)明的交流/直流轉(zhuǎn)換器2內(nèi)部的電子元件承受較小的電壓應(yīng)力而不易損壞，而本發(fā)明的交流/直流轉(zhuǎn)換器2在工作時，亦可減少噪音的產(chǎn)生，更甚者，本發(fā)明的交流/直流轉(zhuǎn)換器2通過開關(guān)控制電路28可使用結(jié)構(gòu)簡單且成本較為便宜的電子元件及電路結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)而減少生產(chǎn)成本。請同時參閱圖3和圖2，其中圖3為圖2所示的交流/直流轉(zhuǎn)換器的細(xì)部電路結(jié)構(gòu)示意圖。截止時間限制電路29主要包含一第一開關(guān)電路291、一第二開關(guān)電路292、一第一延遲電路293，一限流元件294以及一逆向電流阻隔電路295。其中逆向電流阻隔電路295 與主開關(guān)電路23的第一電流傳導(dǎo)端a以及限流元件294電連接，且可為但不限于由一二極管D所構(gòu)成，其用以避免逆向電流自主開關(guān)電路23的第一電流傳導(dǎo)端a流向截止時間限制電路29。限流元件294電連接于逆向電流阻隔電路295及第一開關(guān)電路291的第二電流傳導(dǎo)端、之間，且可為但不限于由一限流電阻R所構(gòu)成，用以限制截止時間限制電路291所輸出的電流大小。第一開關(guān)電路291的一第一電流傳導(dǎo)端 接收一直流電壓源V。。，第一開關(guān)電路 291的一第二電流傳導(dǎo)端Id1與限流元件294電連接，且通過限流元件294及逆向電流阻隔電路295而電連接于截止時間限制電路291的輸出端，第一開關(guān)電路291的控制端C1與主開關(guān)電路23的控制端c電連接而接收開關(guān)控制信號V。，第一開關(guān)電路291當(dāng)開關(guān)控制信號 Vc的電壓準(zhǔn)位小于直流電壓源V。。的電壓準(zhǔn)位時導(dǎo)通，且于本實施例中，第一開關(guān)電路291 可由例如PNP雙極結(jié)型晶體管(Bipolar Junction Transistor :BJT) B1所構(gòu)成，故第一開關(guān)電路291的第一電流傳導(dǎo)端 對應(yīng)為發(fā)射極(emitter)，第一開關(guān)電路291的第二電流傳導(dǎo)端h對應(yīng)為集電極(collector)，第一開關(guān)電路291的控制端C1對應(yīng)為基極(base)。于一些實施例中，開關(guān)控制信號V。于致能時的準(zhǔn)位，例如11V，大于直流電壓源的準(zhǔn)位，例如5V，而開關(guān)控制信號V。于禁能時的準(zhǔn)位，例如0V，小于該直流電壓源的準(zhǔn)位。第一延遲電路293與第一開關(guān)電路291的第二電流傳導(dǎo)端Id1、第二開關(guān)電路292 的控制端C2及一接地端G電連接，其用以當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)電路291導(dǎo)通時，延遲第二開關(guān)電路 292的控制端C2接收直流電壓源V。。的時間，以使第二開關(guān)電路292于第一開關(guān)電路291導(dǎo)通后才開始導(dǎo)通，于本實施例中，第一延遲電路293包含一第一電阻器R1、第二電阻器R2以及一第一電容器C1，第一電阻器R1連接于第一開關(guān)電路291的第二電流傳導(dǎo)端Id1及第二開關(guān)電路292的控制端C2之間，第二電阻器R2電連接于第一電阻器R1及接地端G之間，第一電容器C1與第二電阻器R2并聯(lián)連接。第二開關(guān)電路292的一第一電流傳導(dǎo)端a2與限流元件294以及逆向電流阻隔電路 295電連接，并通過限流元件294以及逆向電流阻隔電路29而電連接于截止時間限制電路 29的輸出端，第二開關(guān)電路292的一第二電流傳導(dǎo)端b2與接地端G電連接，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)電路291由截止?fàn)顟B(tài)切換為導(dǎo)通狀態(tài)時，直流電壓源V。。會因為第一延遲電路293的緣故而于一特定時間后經(jīng)第一開關(guān)電路291傳送至第二開關(guān)電路292的控制端C2，使得第二開關(guān)電路292于第一開關(guān)電路291導(dǎo)通特定時間后才導(dǎo)通。于本實施例中，第二開關(guān)電路292可由例如NPN雙極結(jié)型晶體管B2所構(gòu)成，故第二開關(guān)電路292的第一電流傳導(dǎo)端a2對應(yīng)為集電極(collector)，第二開關(guān)電路292的第二電流傳導(dǎo)端b2對應(yīng)為發(fā)射極(emitter)，第二開關(guān)電路292的控制端C2對應(yīng)為基極(base)。以下將約略地說明圖3所示的交流/直流轉(zhuǎn)換器2的工作方式。請同時參閱圖4 和圖3，其中圖4為圖3所示輸入交流電壓、過渡直流電壓、開關(guān)控制信號、端電壓及觸發(fā)信號的電壓及時序波形圖。當(dāng)交流/直流轉(zhuǎn)換器2接收輸入交流電壓Va。而開始工作時，開關(guān)控制電路28便先輸出致能準(zhǔn)位的開關(guān)控制信號V。，以控制主開關(guān)電路23開始導(dǎo)通。此時， 因為開關(guān)控制信號V。的準(zhǔn)位大于直流電壓源V。。的準(zhǔn)位，因此第一開關(guān)電路291截止，故截止時間限制電路29所輸出觸發(fā)信號Vpu的電壓準(zhǔn)位為0。接著，開關(guān)控制電路28會依據(jù)功率控制信號Vp。而于一段時間后將開關(guān)控制信號 Vc改變?yōu)榻軠?zhǔn)位，例如0V，以控制主開關(guān)電路23由導(dǎo)通狀態(tài)切換為截止?fàn)顟B(tài)，此時，因共振電路22的緣故，第一電流傳導(dǎo)端a的端電壓Vt便具有一起伏變化。同時，因為開關(guān)控制信號V。的準(zhǔn)位已小于直流電壓源V。。，導(dǎo)致第一開關(guān)電路291的第一電流傳導(dǎo)端ai及控制端C1間具有一壓差，例如大于0. 6V，因此第一開關(guān)電路291便會導(dǎo)通，故直流電壓源V。。的電能便經(jīng)第一開關(guān)電路291、限流元件294及逆向電流阻隔電路295而傳送至截止時間限制電路29的輸出端，使觸發(fā)電壓Vpu的準(zhǔn)位拉升并超過特定電壓值Vth，且因第一延遲電路 293將直流電壓源V。。延遲傳送至第二開關(guān)電路292的控制端c2，因此第二開關(guān)電路292會在第一開關(guān)電路291導(dǎo)通特定時間后才開始導(dǎo)通，而當(dāng)?shù)诙_關(guān)電路292導(dǎo)通時，觸發(fā)電壓 Vpu的準(zhǔn)位便會因為截止時間限制電路29的輸出端與接地端G電連接而開始拉低至0，換言之，即當(dāng)主開關(guān)電路23由導(dǎo)通狀態(tài)切換為截止?fàn)顟B(tài)時，截止時間限制電路29輸出具有超過特定電壓值Vth的起伏變化的觸發(fā)信號Vpu。由此可知，當(dāng)開關(guān)控制電路28控制主開關(guān)電路23由導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)時， 如果開關(guān)控制電路28檢測到第一電流傳導(dǎo)端a的端電壓Vt因類共振電路22的共振而具有大于特定電壓值Vth的起伏變化時，例如于圖4所示的時間t2’ t/間，開關(guān)控制電路 28便會直接控制主開關(guān)電路23再次導(dǎo)通，然而一旦第一電流傳導(dǎo)端a的端電壓Vth無法通過類共振電路22的共振而具有大于特定電壓值Vth的起伏變化時，例如于圖4所示的時間 t0' t/間，開關(guān)控制電路28仍可通過截止時間限制電路29所輸出的觸發(fā)信號Vpu的觸發(fā)，而控制主開關(guān)電路23再次導(dǎo)通，進(jìn)而限制主開關(guān)電路23的截止時間，如此一來，開關(guān)控制電路28在輸入交流電壓Vae過小時，仍可準(zhǔn)確控制主開關(guān)電路23動作，以使主開關(guān)電路 23達(dá)到零電壓切換。此外，由圖4可知，當(dāng)過渡直流電壓V1或輸入交流電壓Va。全波整流后的電壓值升高時，主開關(guān)電路23的切換頻率對應(yīng)升高；當(dāng)過渡直流電壓V1或輸入交流電壓Va。全波整流后的電壓值降低時，主開關(guān)電路23的切換頻率對應(yīng)升高對應(yīng)降低，因此交流/直流轉(zhuǎn)換器2的功率輸出除了可通過使用者輸入所想要的功率準(zhǔn)位來調(diào)整主開關(guān)電路23的切換頻率以達(dá)到輸出功率調(diào)節(jié)的目的外，更可以實現(xiàn)調(diào)整或消除輸入電流Iin的諧波的目的。請參閱圖5，其為圖3所示的交流/直流轉(zhuǎn)換器的一變化例。本實施例的交流/直流轉(zhuǎn)換器2的電路結(jié)構(gòu)與圖3所示的交流/直流轉(zhuǎn)換器2相仿，且相同符號的元件代表結(jié)構(gòu)與功能相似，故元件特征及工作方式于此不再贅述，惟相較于圖3，本實施例的交流/直流轉(zhuǎn)換器2的截止時間限制電路29還具有一第二延遲電路296以及一重置電路297，第二延遲電路296電連接于第一開關(guān)電路291的控制端cl以及主開關(guān)電路23的控制端c之間， 用以延遲第一開關(guān)電路291的控制端C1接收控制信號的時間，因此當(dāng)主開關(guān)電路23由導(dǎo)通狀態(tài)切換為截止?fàn)顟B(tài)時，觸發(fā)信號Vpu實際上會經(jīng)一延遲時間后才輸出至主開關(guān)電路23的第一電流傳導(dǎo)端a，如此一來，開關(guān)控制電路28便不會立即通過觸發(fā)信號Vpu的觸發(fā)而控制主開關(guān)電路23再次導(dǎo)通，而可先通過檢測端電壓Vt是否因共振電路22的共振而具有大于特定電壓值Vth的起伏變化，以控制主開關(guān)電路23是否再次導(dǎo)通，如此一來，開關(guān)控制電路便可更精準(zhǔn)地控制主開電路23的動作。于上述實施例中，第二延遲電路296可為但不限于由一第三電阻器R3、第四電阻器 R4、第五電阻器R5以及第二電容器C2所構(gòu)成，其中第三電阻器R3與主開關(guān)電路23的控制端 c電連接，第四電阻器R4電連接于第三電阻器R3以及第一開關(guān)電路291的控制端C1之間， 第五電阻器R5與第二電容器C2彼此并聯(lián)連接，且皆連接于第一開關(guān)電路291的第一電流傳導(dǎo)端 以及控制端C1之間。 至于重置電路297與第二延遲電路296的第二電容器C2電連接，其用以使第二電容器C2通過重置電路297放電，以重置第二電容器C2的電能，且于本實施例中，重置電路 297可為但不限于由一重置二極管D3所構(gòu)成。
綜上所述，本發(fā)明提供一種交流/直流轉(zhuǎn)換器，其利用截止時間限制電路于主開關(guān)電路由導(dǎo)通狀態(tài)切換為截止?fàn)顟B(tài)時輸出一觸發(fā)信號，因此當(dāng)輸入交流電壓過小，而主開關(guān)電路的第一電流傳導(dǎo)端的端電壓無法通過共振電路而具有超過特定電壓值的起伏變化時，開關(guān)控制電路仍可通過觸發(fā)信號的觸發(fā)而控制主開關(guān)電路再次導(dǎo)通，進(jìn)而限制主開關(guān)電路的截止時間，如此一來，開關(guān)控制電路在輸入交流電壓過小時，仍可準(zhǔn)確控制主開關(guān)電路動作，以使主開關(guān)電路達(dá)到零電壓切換。此外，本發(fā)明的交流/直流轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的電子元件承受較小的電壓應(yīng)力而不易損壞。另外，本發(fā)明的交流/直流轉(zhuǎn)換器在工作時，可減少噪音的產(chǎn)生，開關(guān)控制電路亦可使用結(jié)構(gòu)簡單且成本較為便宜的電子元件及電路結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，進(jìn)而降低本發(fā)明的交流/直流轉(zhuǎn)換器的生產(chǎn)成本。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，所作更動與潤飾的等效替換， 仍為本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種交流/直流轉(zhuǎn)換器，包含一整流器，用以將一輸入交流電壓整流；一第一濾波電路，與該整流器電連接，用以消除該輸入交流電壓的電磁干擾及高頻噪聲而產(chǎn)生相似于該輸入交流電壓全波整流或半波整流后的波形的一過渡直流電壓；一類共振電路，電連接于該第一濾波電路；一主開關(guān)電路，電連接于該類共振電路；一開關(guān)控制電路，與該主開關(guān)電路的一第一電流傳導(dǎo)端及一控制端電連接，用以輸出一開關(guān)控制信號控制該主開關(guān)電路導(dǎo)通或截止；一截止時間限制電路，與該主開關(guān)電路的該控制端及該第一電流傳導(dǎo)端連接，用以當(dāng)該主開關(guān)電路由導(dǎo)通狀態(tài)改變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)時，提供一觸發(fā)信號，以控制該主開關(guān)電路。
2.如權(quán)利要求1所述的交流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該交流/直流轉(zhuǎn)換器還包括一變壓器，該變壓器具有一初級繞組及一次級繞組，該初級繞組與該第一濾波電路電連接， 其中該主開關(guān)電路與該初級繞組電連接，用以控制該初級繞組以及該次級繞組間的能量傳送。
3.如權(quán)利要求2所述的交流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該類共振電路由一共振電容及該變壓器的一激磁電感所構(gòu)成，該共振電容及該激磁電感分別與該主開關(guān)電路的該第一電流傳導(dǎo)端電連接，且該共振電容及該激磁電感于該主開關(guān)電路工作時，提供一共振頻率。
4.如權(quán)利要求1所述的交流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該截止時間限制電路還包含一逆向電流阻隔電路，與該主開關(guān)電路的該第一電流傳導(dǎo)端電連接，用以避免逆向電流自該主開關(guān)電路的該第一電流傳導(dǎo)端流向該截止時間限制電路。
5.如權(quán)利要求4所述的交流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該逆向電流阻隔電路由一二極管所構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求4所述的交流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該截止時間限制電路還包含一限流元件，與該逆向電流阻隔電路電連接，用以限制該截止時間限制電路所輸出的電流大
7.如權(quán)利要求6所述的交流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該限流元件由一限流電阻所構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1所述的交流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該截止時間限制電路還包含一第一開關(guān)電路，該第一開關(guān)電路的一第一電流傳導(dǎo)端接收一直流電壓源，該第一開關(guān)電路的一控制端與該主開關(guān)電路的該控制端電連接而接收該開關(guān)控制信號，該第一開關(guān)電路的一第二電流傳導(dǎo)端與該截止時間限制電路的一輸出端電連接，當(dāng)該第一開關(guān)電路導(dǎo)通時， 將該直流電壓源的電能傳送至該截止時間限制電路的該輸出端，使該觸發(fā)電壓的準(zhǔn)位拉升并超過該特定電壓值。
9.如權(quán)利要求8所述的交流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該截止時間電路還具有一第二開關(guān)電路以及一第一延遲電路，該第一延遲電路與該第一開關(guān)電路的該第二電流傳導(dǎo)端、 該第二開關(guān)電路的該控制端及一接地端電連接，用以使該第二開關(guān)電路于該第一開關(guān)電路導(dǎo)通后才開始導(dǎo)通，該第二開關(guān)電路的一第一電流傳導(dǎo)端電連接于該截止時間限制電路的該輸出端，該第二開關(guān)電路的一第二電流傳導(dǎo)端與該接地端電連接，當(dāng)該第二開關(guān)電路導(dǎo)通時，該觸發(fā)電壓的準(zhǔn)位通過該接地端而拉低至零。
10.如權(quán)利要求9所述的交流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該第一開關(guān)電路由一PNP雙極結(jié)型晶體管所構(gòu)成，該第二開關(guān)電路由一 NPN雙極結(jié)型晶體管所構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求9所述的交流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該第一延遲電路還包含一第一電阻器、一第二電阻器以及一第一電容器，該第一電阻器電連接于該第一開關(guān)電路的該第二電流傳導(dǎo)端及該第二開關(guān)電路的該控制端之間，該第二電阻器電連接于該第一電阻器及該接地端之間，該第一電容器與該第二電阻器并聯(lián)連接。
12.如權(quán)利要求9所述的交流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該截止時間延遲電路還具有一第二延遲電路，電連接于該第一開關(guān)電路的該控制端以及該主開關(guān)電路的該控制端之間，用以當(dāng)該主開關(guān)電路由導(dǎo)通狀態(tài)切換為截止?fàn)顟B(tài)時，使該截止時間限制電路輸出該觸發(fā)信號。
13.如權(quán)利要求12所述的交流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該第二延遲電路由一第三電阻器、一第四電阻器、一第五電阻器以及一第二電容器所構(gòu)成，該第三電阻器與該主開關(guān)電路的該控制端電連接，該第四電阻器電連接于該第三電阻器以及該第一開關(guān)電路的該控制端之間，該第五電阻器與該第二電容器彼此并聯(lián)連接，且皆連接于該第一開關(guān)電路的該第一電流傳導(dǎo)端以及該控制端之間。
14.如權(quán)利要求13所述的交流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該截止時間延遲電路還具有一重置電路，與該第二延遲電路的該第二電容器電連接，用以使該第二電容器通過該重置電路放電，以重置該第二電容器的電能。
15.如權(quán)利要求1所述的交流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該開關(guān)控制信號于致能時的準(zhǔn)位大于該直流電壓源，該開關(guān)控制信號于禁能時的準(zhǔn)位小于該直流電壓源。
16.如權(quán)利要求1所述的交流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，當(dāng)該主開關(guān)電路由導(dǎo)通狀態(tài)改變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)時，通過檢測該第一電流傳導(dǎo)端的一端電壓是否具有大于一特定電壓值的起伏變化，以控制該主開關(guān)電路是否再次導(dǎo)通。
17.如權(quán)利要求1所述的交流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，當(dāng)該開關(guān)控制電路于該端電壓小于該特定電壓值的起伏變化時，通過該觸發(fā)信號的觸發(fā)而控制該主開關(guān)電路再次導(dǎo)
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交流/直流轉(zhuǎn)換器，其具有一截止時間限制電路，截止時間限制電路于主開關(guān)電路由導(dǎo)通狀態(tài)切換為截止?fàn)顟B(tài)時輸出一觸發(fā)信號，當(dāng)輸入交流電壓過小，而主開關(guān)電路的第一電流傳導(dǎo)端的端電壓小于特定電壓值而無法驅(qū)使開關(guān)控制電路控制主開關(guān)電路再次導(dǎo)通時，開關(guān)控制電路仍可通過觸發(fā)信號的觸發(fā)而控制主開關(guān)電路再次導(dǎo)通，以限制主開關(guān)電路的截止時間，因此開關(guān)控制電路可準(zhǔn)確地控制主開關(guān)電路動作。
文檔編號H02M7/12GK102447406SQ20101051399
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者潘頌熹, 程光明, 鄧柏村 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司