應(yīng)用于振動(dòng)電動(dòng)機(jī)的具過(guò)零點(diǎn)電流切換的驅(qū)動(dòng)模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種應(yīng)用于振動(dòng)電動(dòng)機(jī)的具過(guò)零點(diǎn)電流切換的驅(qū)動(dòng)模塊，包括：一升壓-降壓轉(zhuǎn)換器及一具過(guò)零點(diǎn)電流切換的共振換流轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)模塊整合升壓-降壓轉(zhuǎn)換器及共振換流轉(zhuǎn)換器為單級(jí)結(jié)構(gòu)，以共用一個(gè)單級(jí)開(kāi)關(guān)及一觸發(fā)信號(hào)，達(dá)到簡(jiǎn)化電路的效果和減少一級(jí)的切換損失。并且該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器操作于非連續(xù)導(dǎo)通模式下，可使電路得到高功率因數(shù)，并且使該單級(jí)開(kāi)關(guān)達(dá)到過(guò)零點(diǎn)電流切換，可大幅降低切換損失。在本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)模塊中，該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器與共振換流轉(zhuǎn)換器不存在功率的交互作用，使得兩個(gè)電路可以獨(dú)立分析。
【專利說(shuō)明】應(yīng)用于振動(dòng)電動(dòng)機(jī)的具過(guò)零點(diǎn)電流切換的驅(qū)動(dòng)模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種具零電壓切換的驅(qū)動(dòng)模塊，更具體地，是關(guān)于一種應(yīng)用于振動(dòng)電動(dòng)機(jī)的具過(guò)零點(diǎn)電流切換的驅(qū)動(dòng)模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]參考圖1，其顯示現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)模塊的電路示意圖。現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)模塊20包括一濾波器21、一整流器22、一升壓-降壓轉(zhuǎn)換器35及一共振換流轉(zhuǎn)換器36。其中，該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器35包括一第一二極管23、一第二二極管24、一第一電感25、一第一電容26及一開(kāi)關(guān)27。該共振換流轉(zhuǎn)換器36包括該第一電容26、該開(kāi)關(guān)27、一第二電容28、一第二電感29、一第三電感31、一第三電容32。該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器35與該共振換流轉(zhuǎn)換器36共用該第一電容26及該開(kāi)關(guān)27。
[0003]該現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)模塊20將升壓-降壓轉(zhuǎn)換器35和共振換流轉(zhuǎn)換器36做整合，具有電路架構(gòu)簡(jiǎn)單與良好電路性能優(yōu)點(diǎn)。但這樣的電路架構(gòu)會(huì)使得升壓-降壓轉(zhuǎn)換器35與共振換流轉(zhuǎn)換器36存在著能量的交互作用，輸入功率并不是全部經(jīng)由升壓-降壓轉(zhuǎn)換器35傳遞給后級(jí)的共振換流轉(zhuǎn)換器36，部分能量會(huì)直接由輸入端輸送至共振換流轉(zhuǎn)換器36，使得升壓-降壓轉(zhuǎn)換器35無(wú)法有效達(dá)到功率因數(shù)修正的目的。
[0004]因此，有必要提供一種具有新穎性及創(chuàng)造性的應(yīng)用于振動(dòng)電動(dòng)機(jī)的具過(guò)零點(diǎn)電流切換的驅(qū)動(dòng)模塊，以解決上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種應(yīng)用于振動(dòng)電動(dòng)機(jī)的具過(guò)零點(diǎn)電流切換的驅(qū)動(dòng)模塊，其包括:一升壓-降壓轉(zhuǎn)換器及一具過(guò)零點(diǎn)電流切換的共振換流轉(zhuǎn)換器。該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器接收一輸入電壓，升壓-降壓轉(zhuǎn)換器包括一第一二極管、一第一電感、一第一電容及一單級(jí)開(kāi)關(guān)，該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器操作于非連續(xù)導(dǎo)通模式，于該單級(jí)開(kāi)關(guān)的觸發(fā)信號(hào)的觸發(fā)脈波周期前，該第一電感的電流下降至零。該具過(guò)零點(diǎn)電流切換的共振換流轉(zhuǎn)換器連接該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器，該共振換流轉(zhuǎn)換器包括一第二電感、兩個(gè)隔離二極管、一第二二極管、一第二電容及一共振電路，兩個(gè)隔離二極管用以隔離該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器與該共振換流轉(zhuǎn)換器功率交互作用，該共振換流轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生一高頻交流電壓，以驅(qū)動(dòng)振動(dòng)電動(dòng)機(jī)。一帶通濾波器及一橋式整流器，其中所述帶通濾波器包括一濾波電感及一濾波電容，所述橋式整流器包括四個(gè)整流二極管，所述帶通濾波器及所述橋式整流器用以將一交流電源濾波整流為一直流輸入電壓，輸入至所述升壓-降壓轉(zhuǎn)換器；一控制器，用以提供所述單級(jí)開(kāi)關(guān)的觸發(fā)信號(hào)。
[0006]本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)模塊整合升壓-降壓轉(zhuǎn)換器及共振換流轉(zhuǎn)換器為單級(jí)結(jié)構(gòu)，以共用一個(gè)單級(jí)開(kāi)關(guān)及一觸發(fā)信號(hào)，達(dá)到簡(jiǎn)化電路的效果和減少一級(jí)的切換損失。并且該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器操作于非連續(xù)導(dǎo)通模式下，可使電路得到高功率因數(shù)，并且使該單級(jí)開(kāi)關(guān)達(dá)到過(guò)零點(diǎn)電流切換，可大幅降低切換損失。在本發(fā)明之驅(qū)動(dòng)模塊中，該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器與共振換流轉(zhuǎn)換器不存在功率的交互作用，使得兩個(gè)電路可以獨(dú)立分析。另外，由于該單級(jí)開(kāi)關(guān)的一端與地共接，使本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)模塊沒(méi)有隔離的問(wèn)題，也使電路復(fù)雜度和成本降低。因此，本發(fā)明之驅(qū)動(dòng)模塊其電路簡(jiǎn)單、切換損失低，并且制作成本低，具有商品化的競(jìng)爭(zhēng)力。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1顯示現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)模塊的電路示意圖；
[0008]圖2顯示本發(fā)明應(yīng)用于振動(dòng)電動(dòng)機(jī)的具過(guò)零點(diǎn)電流切換的驅(qū)動(dòng)模塊的方塊示意圖；
[0009]圖3顯示本發(fā)明應(yīng)用于振動(dòng)電動(dòng)機(jī)的具過(guò)零點(diǎn)電流切換的驅(qū)動(dòng)模塊的電路示意圖。
[0010]附圖標(biāo)號(hào)
[0011]20現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)模塊
[0012]21帶通濾波器
[0013]22整流器
[0014]23 第一二極管
[0015]24 第二二極管
[0016]25第一電感
[0017]26第一電容
[0018]27單級(jí)開(kāi)關(guān)
[0019]28第二電容
[0020]29第二電感
[0021]31第三電感
[0022]32第三電容
[0023]35升壓-降壓轉(zhuǎn)換器
[0024]36共振換流轉(zhuǎn)換器
[0025]40本發(fā)明具過(guò)零點(diǎn)電流切換的驅(qū)動(dòng)模塊
[0026]41帶通濾波器
[0027]42橋式整流器
[0028]43升壓-降壓轉(zhuǎn)換器
[0029]44具過(guò)零點(diǎn)電流切換的共振換流轉(zhuǎn)換器
[0030]45振動(dòng)電動(dòng)機(jī)
[0031]46控制器
[0032]411濾波電感
[0033]412濾波電容
[0034]431 第一二極管
[0035]432 第一電感
[0036]433 第一電容
[0037]434單級(jí)開(kāi)關(guān)
[0038]441 第二電感
[0039]442第一隔離二極管[0040]443第二隔離二極管
[0041]444 第二二極管
[0042]445 第二電容
[0043]446共振電路
[0044]447第三電感
[0045]448第三電容
[0046]449共振二極管
[0047]451電容性負(fù)載
[0048]452電阻性負(fù)載
【具體實(shí)施方式】
[0049]參考圖2，其顯示本發(fā)明應(yīng)用于振動(dòng)電動(dòng)機(jī)的具過(guò)零點(diǎn)電流切換的驅(qū)動(dòng)模塊的方塊示意圖。參考圖3，其顯示本發(fā)明應(yīng)用于振動(dòng)電動(dòng)機(jī)的具過(guò)零點(diǎn)電流切換的驅(qū)動(dòng)模塊的電路示意圖。配合參考圖2及圖3，本發(fā)明應(yīng)用于振動(dòng)電動(dòng)機(jī)的具過(guò)零點(diǎn)電流切換的驅(qū)動(dòng)模塊40包括:一帶通濾波器41、一橋式整流器42、一升壓-降壓轉(zhuǎn)換器43及一具過(guò)零點(diǎn)電流切換的共振換流轉(zhuǎn)換器44。該帶通濾波器41包括一濾波電感411及一濾波電容412，該橋式整流器42包括四個(gè)整流二極管，該帶通濾波器41及該橋式整流器42用以將一交流電源濾波整流為一直流輸入電壓(vrec)，輸入至該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器43。
[0050]該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器43接收該直流輸入電壓(vrec)，該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器43包括一第一二極管431、一第一電感432、一第一電容433及一單級(jí)開(kāi)關(guān)434。該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器操作于非連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)，于該單級(jí)開(kāi)關(guān)434之觸發(fā)信號(hào)的觸發(fā)脈波周期前，該第一電感432的電流下降至零。
[0051]在本實(shí)施例中，該第一二極管431及該第一電感432連接至該直流輸入電源(vrec)的一負(fù)端，該第一電容433之兩端分別連接至該第一二極管431及該第一電感432，該單級(jí)開(kāi)關(guān)434連接至該第一電容433及該第一電感432。該第一二極管431為防反充二極管。
[0052]該具過(guò)零點(diǎn)電流切換的共振換流轉(zhuǎn)換器44連接該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器43，該共振換流轉(zhuǎn)換器44包括:一第二電感441，兩個(gè)隔離二極管442、443，一第二二極管444，一第二電容445及一共振電路446。兩個(gè)隔離二極管442、443用以隔離該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器43與該共振換流轉(zhuǎn)換器44功率交互作用，該共振換流轉(zhuǎn)換器44產(chǎn)生一高頻交流電壓，以驅(qū)動(dòng)振動(dòng)電動(dòng)機(jī)45。
[0053]在本實(shí)施例中，該具過(guò)零點(diǎn)電流切換的共振換流轉(zhuǎn)換器44包括該第一電容433及該單級(jí)開(kāi)關(guān)434，亦即該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器43與該共振換流轉(zhuǎn)換器44共用該第一電容433及該單級(jí)開(kāi)關(guān)434，該單級(jí)開(kāi)關(guān)434為過(guò)零點(diǎn)電流切換(ZCS)，其中兩個(gè)隔離二極管442、443包括一第一隔離二極管442及一第二隔離二極管443，該第一隔離二極管442連接至該直流輸入電源(vrec)的一正端，該第二隔離二極管443連接該第一隔離二極管442，該第二電感441的兩端分別連接該第二隔離二極管443及該第一電容433，該單級(jí)開(kāi)關(guān)434連接該第一隔離二極管442及該第二隔離二極管443，該第二二極管444連接該第二隔離二極管443及該第二電感441，該第二二極管444與該第二電容445并聯(lián)連接。該共振電路446連接該第二電容445。該第二二極管444系為防反充二極管。
[0054]在本實(shí)施例中，該共振電路446包括串聯(lián)連接的一第三電感447、一第三電容448及一共振二極管449，該共振電路446的共振頻率為80kHz。振動(dòng)電動(dòng)機(jī)45以一電容性負(fù)載451及一電阻性負(fù)載452來(lái)表示。本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)模塊40另包括一控制器46，用以提供該單級(jí)開(kāi)關(guān)434的觸發(fā)信號(hào)。
[0055]為提高電路的效率及改善功率因數(shù)，本發(fā)明將升壓-降壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)操作在非連續(xù)導(dǎo)通模式，亦即在下一個(gè)觸發(fā)信號(hào)的脈波周期前，第一電感432的電流必須下降至零。并且，由于該第二二極管444為防反充二極管，當(dāng)單級(jí)開(kāi)關(guān)434在導(dǎo)通時(shí)，第二電容446的電壓vcl等于-0.7V，所以儲(chǔ)存在第二電容446上的能量幾乎為零，讓單級(jí)開(kāi)關(guān)434可以達(dá)到過(guò)零點(diǎn)電流切換，使之導(dǎo)通損失為最小。
[0056]本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)模塊整合升壓-降壓轉(zhuǎn)換器及共振換流轉(zhuǎn)換器為單級(jí)結(jié)構(gòu)，以共用一個(gè)單級(jí)開(kāi)關(guān)及一觸發(fā)信號(hào)，達(dá)到簡(jiǎn)化電路的效果和減少一級(jí)的切換損失。并且該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器操作于非連續(xù)導(dǎo)通模式下，可使電路得到高功率因數(shù)，并且使該單級(jí)開(kāi)關(guān)達(dá)到過(guò)零點(diǎn)電流切換，可大幅降低切換損失。在本發(fā)明之驅(qū)動(dòng)模塊中，該升壓-降壓轉(zhuǎn)換器與共振換流轉(zhuǎn)換器不存在功率的交互作用，使得兩個(gè)電路可以獨(dú)立分析。另外，由于該單級(jí)開(kāi)關(guān)的一端與地共接，使本發(fā)明之驅(qū)動(dòng)模塊沒(méi)有隔離的問(wèn)題，也使電路復(fù)雜度和成本降低。因此，本發(fā)明之驅(qū)動(dòng)模塊其電路簡(jiǎn)單、切換損失低，并且制作成本低，具有商品化的競(jìng)爭(zhēng)力。
[0057]在此說(shuō)明書(shū)的所有描述和權(quán)利要求中，詞語(yǔ)“包括”和“包含”以及這些詞語(yǔ)的變形，例如“包括”和“包含”意指“包括但不限于”，而不意欲(且不)排除其它半族、添加劑、部件、整數(shù)或步驟。
[0058]在此說(shuō)明書(shū)的所有描述和權(quán)利要求中，除非上下文另有需求，否則單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)形式。特別是，在使用不定冠詞的情況下，說(shuō)明書(shū)應(yīng)理解為預(yù)期的復(fù)數(shù)以及單數(shù)，除非上下文另有需求。
[0059]與本發(fā)明的特定方面、實(shí)施例或示例一起描述的特征、整數(shù)、特性、化合物、化學(xué)成分或族應(yīng)理解為可應(yīng)用于此處所述的任意其它方面、實(shí)施例或示例，除非與其不相容。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于振動(dòng)電動(dòng)機(jī)的具過(guò)零點(diǎn)電流切換的驅(qū)動(dòng)模塊，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)模塊包括: 一升壓-降壓轉(zhuǎn)換器，接收一輸入電壓，所述升壓-降壓轉(zhuǎn)換器包括一第一二極管、一第一電感、一第一電容及一單級(jí)開(kāi)關(guān)，所述升壓-降壓轉(zhuǎn)換器操作于非連續(xù)導(dǎo)通模式，于所述單級(jí)開(kāi)關(guān)的觸發(fā)信號(hào)的觸發(fā)脈波周期前，所述第一電感的電流下降至零；及 一具過(guò)零點(diǎn)電流切換的共振換流轉(zhuǎn)換器，連接所述升壓-降壓轉(zhuǎn)換器，所述共振換流轉(zhuǎn)換器包括一第二電感、兩個(gè)隔離二極管、一第二二極管、一第二電容及一共振電路，兩個(gè)隔離二極管用以隔離所述升壓-降壓轉(zhuǎn)換器與所述共振換流轉(zhuǎn)換器之間的功率交互作用，所述共振換流轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生一高頻交流電壓，以驅(qū)動(dòng)所述振動(dòng)電機(jī)； 一帶通濾波器及一橋式整流器，優(yōu)選的，所述帶通濾波器包括一濾波電感及一濾波電容，所述橋式整流器包括四個(gè)整流二極管，所述帶通濾波器及所述橋式整流器用以將一交流電源濾波整流為一直流輸入電壓，輸入至所述升壓-降壓轉(zhuǎn)換器； 一控制器，用以提供所述單級(jí)開(kāi)關(guān)的觸發(fā)信號(hào)； 所述第一二極管及所述第一電感連接至直流輸入電源的負(fù)端，所述第一電容的正端連接至所述第一二極管的負(fù)端，所述第一電容的負(fù)端連接至所述第一電感的正端，所述單級(jí)開(kāi)關(guān)連接至所述第一電容及所述第一電感； 所述升壓-降壓轉(zhuǎn)換器與具過(guò)零點(diǎn)電流切換的所述共振換流轉(zhuǎn)換器共用所述第一電容及所述單級(jí)開(kāi)關(guān)，所述單級(jí)開(kāi)關(guān)過(guò)零點(diǎn)電流切換，其中兩個(gè)隔離二極管包括一第一隔離二極管及一第二隔離二極管，所述第一隔離二極管的正端連接至所述直流輸入電源的一正端，兩個(gè)隔離二極管的負(fù)端相連并與所述單級(jí)開(kāi)關(guān)的一端連接，所述第二二極管的負(fù)端以及所述第二電感的負(fù)端連接所述第二隔離二極管的正端，所述第二二極管與所述第二電容并聯(lián)連接，所述共振電路的正端連接所述第二電容的正端；所述共振電路包括串聯(lián)連接的一第三電感、一第三電容及一共振二極管，所述共振電路的共振頻率為80kHz ;所述第一二極管及所述第二二極管為防反充二極管。
【文檔編號(hào)】H02M5/44GK103560739SQ201310410480
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年8月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月24日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:渭南高新區(qū)金石為開(kāi)咨詢有限公司