專利名稱：具有節(jié)能回路的電源轉換裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一種電源轉換裝置，尤其涉及一種具有可減少磁能消耗的節(jié)能回路的電源轉換裝置。
背景技術：
在選購家用電器時，多數(shù)人傾向于能源之星(Energy Star)認證產(chǎn)品以節(jié)約用電，能源之星是由美國環(huán)境保護署(Environmental Protection Agency)與能源部(Department of Energy)共同制定的節(jié)能標準，自美國政府推行能源計劃以來,專家針對消費者購物習慣調(diào)查發(fā)現(xiàn)，逾七成消費者購買能源之星認證的產(chǎn)品，多數(shù)顧客認為這類產(chǎn)品壽命較長。近年來電器產(chǎn)品不斷升級、功能增加，包括筆記本電腦、洗衣機和平板電視等，但調(diào)查顯示，消費者對節(jié)能產(chǎn)品認知度仍待加強，為使消費者使用電器及設備的能源效率能達到國際標準，并防止低效率產(chǎn)品輸入臺灣，臺灣依“能源管理辦法”規(guī)定臺灣能源效率標準，由臺灣經(jīng)濟部能源局建立自發(fā)性節(jié)能標章認證制度，以建構臺灣高能源效率的環(huán)境，進而積極鼓勵廠商研發(fā)生產(chǎn)電力需求相關節(jié)能電器，一但產(chǎn)品貼上節(jié)能標章圖樣，代表產(chǎn)品的能源效率比臺灣認證標準高10-50%，不但品質(zhì)有保障，更能省能省錢。請參考圖6所公開，為一種已知的電源轉換裝置，其包括一自耦變壓器60、第一、第二切換開關61、62及輸出開關63，所述自耦變壓器60具有一繞組，繞組的一端與電源N端連接，繞組另端通過第一、第二切換開關61、62和電源L端及輸出開關63連接，所述繞組上設有一抽頭601 ；所述第一切換開關61具有一共同端COM、一常閉端NC和一常開端NO,共同端COM與電源L端連接，常閉端NC、常開端NO分別與繞組一端及抽頭601連接；所述第二切換開關62具有一共同端COM、一常閉端NC和一常開端NO，共同端COM與輸出開關63連接，常閉端NC、常開端NO分別與繞組一端及抽頭601連接；所述輸出開關63具有一共同端COM、一常閉端NC和一常開端NO,共同端COM構成電源輸出端，常開端NO和第二切換開關62的共同端COM連接。上述自耦變壓器60線路的升壓工作原理是通過第一切換開關61的共同端COM與其常開端NO連接，所述繞組由抽頭601至電源N端構成一初繞組，第二切換開關62的共同端COM與其常閉端NC連接，由所述繞組一端至電源N端構成一次繞組，且初繞組為次繞組的一部分時，輸出開關63的共同端COM與其常開端NO連接使電壓輸出；由于次繞組的匝數(shù)多于初繞組的匝數(shù)，故為升壓輸出。而降壓的工作原理是為第一切換開關61的共同端COM與其常閉端NC連接，由所述繞組一端至電源N端構成另一初繞組，第二切換開關62的共同端COM與其常開端NO連接，由所述抽頭601至電源N端構成另一次繞組，而次繞組為初繞組的一部分時，輸出開關63的共同端COM與其常開端NO連接使電壓輸出。與前述模式不同的是:在此切換模式下，初繞組的匝數(shù)多于次繞組的匝數(shù)，故為降壓輸出。[0010]除此以外，請參考圖7、圖8所公開，為另一已知的電源轉換裝置，其構造、工作原理與前述電源轉換裝置大致相同，不同處在于，所述繞組上的抽頭601與電源N端間又進一步設有一次抽頭602，所述第一切換開關61常閉端NC、常開端NO分別與繞組一端及次抽頭602連接，所述第二切換開關62常閉端NC、常開端NO分別與繞組一端及抽頭601連接；所述自耦變壓器60線路的升壓工作原理是同樣通過第一切換開關61的共同端COM與其常開端NO連接，所述次抽頭602至電源N端構成一初繞組，第二切換開關62的共同端COM可與其常閉端NC或常開端NO連接，由所述繞組一端至電源N端或抽頭601至電源N端構成一次繞組，而令次繞組大于初繞組作升壓輸出，輸出開關63的共同端COM與其常開端NO連接使電壓輸出；而降壓的工作原理是為第一切換開關61的共同端COM與其常閉端NC連接，由所述繞組一端至電源N端構成另一初繞組，第二切換開關62的共同端COM與其常開端NO連接，由所述抽頭601至電源N端構成另一次繞組，由于初繞組大于次繞組，故為降壓輸出，輸出開關63的共同端COM與其常開端NO連接使電壓輸出。前述電源轉換裝置皆可連接電器，在升壓/降壓或輸出回路的保護上均普遍的被使用，然而，此類的自耦變壓器60的繞組一端經(jīng)常地連接于回路上，無論是在升壓/降壓或輸入電壓直接輸出時均會使自耦變壓器60產(chǎn)生多余的磁能與功率的消耗以及其損耗。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于上述現(xiàn)有技術的缺點，本實用新型主要目的在于提供一種具有節(jié)能回路的電源轉換裝置，其連接于輸入電壓源與電器間而形成回路，并配合輸入電壓的大小采取升壓/降壓的切換，并且當無需切換電壓時以一種無損耗的方式直接輸出電壓。為達上述目的所采取的主要技術手段是令前述具有節(jié)能回路的電源轉換裝置包含:模式切換電路，具有電壓輸入端及切換元件，所述切換元件具有第一、第二接點；轉換電路，包括隔離元件與自耦變壓器，所述自耦變壓器具有一個以上的抽頭；所述隔離元件具有共用端、常閉端、常開端，所述隔離元件常開端與自耦變壓器一端串接，且隔離元件共用端與所述第一接點連接；所述自耦變壓器其中一抽頭與第二接點連接；輸出電路，具有開關元件及電壓輸出端，所述開關元件具有兩個接點，其中一接點與上述自耦變壓器其中一抽頭連接，另一接點與所述隔離元件共用端連接；微控制器，設定有一個以上的電壓閥值，且分別與所述轉換電路的隔離元件、模式切換電路的電壓輸入端及切換元件、輸出電路的開關元件連接。本實用新型的一實施例中，所述主抽頭與電源端間進一步具有次抽頭，所述次抽頭與第二接點連接，所述第三接點同樣與所述自耦變壓器的主抽頭連接；所述微控制器又進一步提供相對應的另一電壓閥值。本實用新型的一實施例中，所述切換元件是繼電器，所述電壓輸入端為繼電器的
共用端。本實用新型的一實施例中，所述隔離元件是繼電器。本實用新型的一實施例中，所述開關元件是繼電器，所述電壓輸出端為所述繼電器的共用端。本實用新型主要是先由微控制器對輸入電壓值與電壓閥值進行比對，若輸入電壓值與電壓閥值不同，由微控制器控制隔離元件、切換元件、開關元件的接點切換，使輸入電壓通過自耦變壓器作升壓或降壓處理，使輸出電壓符合電壓閥值并且穩(wěn)定輸出，而在不須升降壓處理時，可通過隔離元件使自耦變壓器與回路完全斷開；利用上述技術以減少損耗，提聞電源的使用效率。

圖1是本實用新型一較佳實施例的電路圖。圖2是本實用新型一較佳實施例的節(jié)能模式示意圖。圖3是本實用新型一較佳實施例的降壓模式示意圖。圖4是本實用新型一較佳實施例的升壓模式示意圖。圖5是本實用新型一較佳實施例另一升壓模式示意圖。圖6是現(xiàn)有自耦變壓器的線路圖。圖7是現(xiàn)有二段式自耦變壓器的關閉模式示意圖。圖8是現(xiàn)有二段式自耦變壓器的開啟模式示意圖。
具體實施方式
關于本實用新型的一較佳實施例，請參考圖1所示，本實用新型是連接于輸入電壓源與電器間而形成回路，其包含一模式切換電路10、一轉換電路20、一輸出電路30、一微控制器40 ;其中，所述模式切換電路10是具有一電壓輸入端(即電源L/N端)及一切換元件11，所述切換元件11具有一第一接點IlA與一第二接點IlB ;本實施例中所述切換元件11是指一繼電器Relayl，前述電壓輸入端為繼電器Relayl的共用端COM。所述轉換電路20包括一隔離元件21與一自耦變壓器22，所述自耦變壓器22具有一繞組，所述繞組的兩端間具有一主抽頭221 ;所述隔離元件21具有一共用端COM、常閉端21A、常開端21B，所述隔離元件21常開端21B與繞組一端串接，且隔離元件21共用端COM與前述第一接點IIA連接，所述繞組另一端與電源N端連接，所述主抽頭221與切換元件11的第二接點IlB連接，以構成初繞組；本實施例中，所述隔離元件21是指另一繼電器Relay2，所述繼電器Relay2的常閉端21A是完全開路，以便隔離所述自耦變壓器22 ；所述輸出電路30具有一開關元件31及一電壓輸出端(即電源L/N端)，所述開關元件31具有一第三接點31A、第四接點31B，其中第三接點31A與上述繞組的主抽頭221連接，以構成次繞組，所述第四接點31B與切換元件11的第一接點11A、前述隔離元件21共用端COM連接以構成回路；本實施例中，所述開關元件31由又一繼電器Relay3構成，前述電壓輸出端則為所述繼電器Relay3的共用端COM。所述微控制器40分別與前述模式切換電路10的切換元件11、轉換電路20的隔離元件21、輸出電路30的開關元件31的激磁線圈及電壓輸入端連接，且具有一電壓閥值；本較佳實施例主要是先由微控制器40對輸入電壓源的輸入電壓值進行比對，若輸入電壓值與電壓閥值不同，由微控制器40控制上述三個繼電器Relayl，Relay2，Relay3，使自耦變壓器22的繞組匝數(shù)與主抽頭221匝數(shù)因比例不同而升壓或降壓，使輸出電壓符合理想的電壓閥值并且穩(wěn)定輸出，當輸入電壓穩(wěn)定，不需作升降壓轉換時，則可通過上述隔離元件21使繞組與回路完全斷開，利用上述技術以減少損耗，提高電源的使用效率。本實用新型的另一較佳實施例，請參考圖2所示，其構造與前一實施例大致相同，惟所述主抽頭221與電源N端間進一步具有一次抽頭222，本實施例中改由所述次抽頭222與第二接點連接11B,所述第三接點31A同樣與上述自耦變壓器22的主抽頭221連接；所述微控制器40又進一步提供相對應的另一電壓閥值，并且所述繞組匝數(shù)、主抽頭221匝數(shù)、次抽頭222匝數(shù)均不相同，例如當主抽頭221的匝數(shù)多于次抽頭222的匝數(shù)，故為升壓輸出；而前述初繞組的匝數(shù)多于次繞組的匝數(shù)，故為降壓輸出。關于本實用新型較佳實施例的工作原理，其中各電路的動作狀態(tài)會改變本裝置的電壓輸出模式，首先請參考圖1所示，為本實用新型較佳實施例所提供的一關機模式，通過所述微控制器40控制各電路動作狀態(tài)包含:前述的切換電路10的繼電器Relayl的共同端COM與第一接點IlA接通，轉換電路20中的繼電器Relay2的共用端COM與常閉端21A接通，輸出電路的繼電器Relay3的共用端COM與第三接點31A接通；請參考圖2所示，為本實用新型前述較佳實施例所提供的一節(jié)能模式，通過所述微控制器40控制前述切換電路10的繼電器Relayl的共同端COM與第一接點IlA維持接通，所述轉換電路20中的繼電器Relay2的常閉端21A維持與共同端COM接通，但由微控制器40切換使輸出電路的繼電器Relay3的共同端COM與第四接點31B接通，借此方式直接將輸入電壓經(jīng)由切換電路10和輸出電路30輸出，并且使自耦變壓器22與回路完全斷開，避免廣生多余的磁能消耗，以減少損耗，提聞電源的使用效率。請參考圖3所示為本實用新型前述較佳實施例所提供的一降壓模式，所述微控制器40控制前述切換電路10的繼電器Relayl的共同端COM與第一接點IlA維持接通，而所述轉換電路20中的繼電器Relay2由微控制器40進行切換使常開端21B與共同端COM接通，所述輸出電路的繼電器Relay3由微控制器40切換使其第三接點31A連接繞組的主抽頭221，由此方式將高于電壓閥值的輸入電壓經(jīng)自耦變壓器22進行降壓的動作，使輸出電壓符合理想的電壓閥值并且穩(wěn)定輸出；請參考圖4所示為本實用新型前述較佳實施例所提供的一升壓模式，微控制器40控制使切換電路10的繼電器Relayl使其共同端COM與第二接點IlB接通，而連接繞組的次抽頭222，所述轉換電路20中的繼電器Relay2無論是常閉端21A或常開端21B與共同端COM接通均無影響，所述輸出電路30的繼電器Relay3的第三接點31A維持接通，由此方式將低于電壓閥值的輸入電壓經(jīng)自耦變壓器22進行升壓的動作，使輸出電壓符合理想的電壓閥值并且穩(wěn)定輸出；請參考圖5所示為本實用新型前述較佳實施例所提供的另一升壓模式，所述微控制器40控制切換電路10的繼電器Relayl的第二接點IlB維持接通，而所述轉換電路20中的繼電器Relay2由微控制器40控制使其常開端21B與共同端COM接通，所述輸出電路30的繼電器Relay3的第三接點31B維持接通，由此方式將低于電壓閥值的輸入電壓經(jīng)自耦變壓器22進行升壓的動作，使輸出電壓符合理想的電壓閥值并且穩(wěn)定輸出。因此，本較佳實施例主要是先由微控制器40對輸入電壓源的輸入電壓值進行比對，若輸入電壓值與電壓閥值不同，由微控制器40控制上述三個繼電器Relayl, Relay2, Relay3,使輸入電壓通過自耦變壓器22中的繞組、主抽頭221、次抽頭222產(chǎn)生不同的升降壓模式(如前述工作原理)，使輸出電壓符合理想的電壓閥值并且穩(wěn)定輸出；在不需要升降壓處理時，則通過上述隔離元件21使所述自耦變壓器22與回路完全斷開，以減少多余的磁能與功率的損耗，提高電源的使用效率。以上所述僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型做任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例公開如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案的范圍內(nèi)，當可利用上述公開的技術內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內(nèi)。
權利要求1.一種具有節(jié)能回路的電源轉換裝置，其特征在于，包含: 模式切換電路，具有電壓輸入端及切換元件，所述切換元件具有第一、第二接點； 轉換電路，包括隔離元件與自耦變壓器，所述自耦變壓器具有一個以上的抽頭；所述隔離元件具有共用端、常閉端、常開端，所述隔離元件常開端與自耦變壓器一端串接，且隔離元件共用端與所述第一接點連接；所述自耦變壓器其中一抽頭與第二接點連接； 輸出電路，具有開關元件及電壓輸出端，所述開關元件具有兩個接點，其中一接點與所述自耦變壓器其中一抽頭連接，另一接點與所述隔離元件共用端連接； 微控制器，設定有一個以上的電壓閥值，且分別與所述轉換電路的隔離元件、模式切換電路的電壓輸入端及切換元件、輸出電路的開關元件連接。
2.根據(jù)權利要求1所述具有節(jié)能回路的電源轉換裝置，其特征在于，所述主抽頭與電源端間進一步具有次抽頭，所述次抽頭與第二接點連接，所述第三接點同樣與所述自耦變壓器的主抽頭連接；所述微控制器又進一步提供相對應的另一電壓閥值。
3.根據(jù)權利要求1或2所述具有節(jié)能回路的電源轉換裝置，其特征在于，所述切換元件是繼電器，所述電壓輸入端為繼電器的共用端。
4.根據(jù)權利要求3所述具有節(jié)能回路的電源轉換裝置，其特征在于，所述隔離元件是繼電器。
5.根據(jù)權利要求4所述具有節(jié)能回路的電源轉換裝置，其特征在于，所述開關元件是繼電器，所述電 壓輸出端為所述繼電器的共用端。
專利摘要本實用新型公開了一種具有節(jié)能回路的電源轉換裝置，連接于輸入電壓源與電器間而形成回路，其包含一微控制器、一模式切換電路、一轉換電路、一輸出電路；所述模式切換電路包括一切換元件；所述轉換電路包括一隔離元件串接一繞組，且隔離元件、繞組的一端分別與切換元件連接；所述輸出電路包括一開關元件，所述開關元件一接點與繞組連接，另一接點與切換元件連接；所述微控制器分別用于控制隔離元件、切換元件、開關元件，配合輸入電壓的大小采取升壓/降壓的切換，當無需切換電壓時以一種無損耗的方式直接輸出電壓。
文檔編號H02M5/10GK203166771SQ20132013888
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權日2013年3月25日
發(fā)明者王健 申請人:碩天科技股份有限公司