專利名稱：反向能量回收電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種反向能量回收電路，特別涉及設置于具有變壓器的一電力轉換電路中、用于回收變壓器兩端因瞬間切換產生的反向突波能量的反向能量回收電路。
背景技術：
由于現今許多電器都需要由特定電壓位準(電壓水平)的電力來驅動，因而電源 轉換電路成為廣泛應用的電路，并且不斷改進以求輸出電壓穩定、轉換效率高。影響電力轉 換的因素包含了元件本身的損耗，以及轉換電力時能量轉為磁力的型態而外泄或相互抵消 的損耗。其中該轉換電路的變壓器由于通過大量的電流，因此儲存在變壓器中的漏感在轉 換電路的功率開關不斷切換時會不斷儲能且產生反向突波(如圖1所示的方波波形前緣)， 該反向突波不斷施加于連接在變壓器旁的元件上，長期下來使得周邊的元件(包含功率元 件、電容等)的性能表現不如預期，甚至壽命減縮。再者，該反向突波的能量若不經過適當 的導引，將造成電力轉換效率降低，即使該反向突波經過適當的導引，反向突波的能量仍包 含在損耗中，因此電路整體的轉換效率并未明顯提升。為了要提高轉換效率以符合各國嚴謹的能源規范，已有先前的專利申請針對上述 的突波問題提出改善方案，例如中國臺灣專利公告第583830號“具有主動式LC減震電路的 轉換器”，這個在前申請中利用一 LC減震電路抑制突波，并且回收突波的能量再使用，其中 LC減震電路由一二極管、一電容、一第二變壓器以及一第二開關所構成，其中該電路的主變 壓器旁具有已知的鉗位電容(Cs)儲存能量，并透過二極管的導向使得反向突波的能量可 由鉗位電容(Cs)傳送至第二變壓器，經過第二變壓器二次側與第二開關以及上述的電容， 藉此將回收反向突波的能量，并利用反向突波的能量來供應一第二負載。該實用新型已達 到了抑制突波、回收能量的目的，但較明顯的缺點在于多設置了一第二變壓器以及一第二 開關，不僅成本較高，更占用電源電路殼體內有限的空間。再者，雖反向突波回收再利用于 供應負載，但反向突波的能量透過第二變壓器的轉換，勢必再經過一次能量轉換至二次側 的損耗，因此增加的成本遠大于產生的效果。
實用新型內容有鑒于上述現有技術的不足，本申請的目的在于提供一種抑制變壓器反向能量， 甚至回收該反向能量再利用的回收電路，以避免反向能量損毀電子元件，或減損該電子元 件的壽命。本申請為一種反向能量回收電路，該反向能量回收電路設置于具有變壓器的一電 力轉換電路中，其中變壓器一次側繞組連接一功率開關，該功率開關受一控制單元驅動而 決定輸入電力流過一次側繞組的周期，且一次側繞組的第一端與第二端之間連接反向能量 回收電路。其中反向能量回收電路包括一第一電容、一第二電容、一輔助繞組以及一二極 管，第一電容與第二電容相互串聯，且第二電容的一端連接于一次側繞組的第一端。輔助繞 組的第一端連接于一次側繞組的第一端，二極管的陰極連接輔助繞組的第二端，二極管的陽極連接于第一電容與第二電容之間，使二極管與輔助繞組形成在第一電容與第二電容之 間的單向路徑。二極管的導通與否，決定反向能量由一次側繞組的第一端向第一電容、第二 電容充電，或供第一電容通過二極管放電。藉由上述的充放電路徑，可使變壓器所儲存的反向能量儲存與再利用，并且上述 的電路結構簡單，設置成本低廉，不占用過多空間。
圖1為現有的反向能量波形示意圖。圖2為本申請的實施方式示意圖(一)。圖3為本申請的實施方式示意圖(二)。圖4為本申請的電路節點A波形示意圖。
具體實施方式
本申請為一種反向能量回收電路，該反向能量回收電路設置于一電力轉換電路 中，請參閱圖2與圖3的實施方式示意圖。圖中可見電力轉換電路具有一變壓器1，該變壓 器1包含一一次側繞組11以及一二次側繞組12，一次側繞組連接一功率開關2，并且功率 開關2受控于一控制單元3，由控制單元3決定功率開關2的導通與否，進一步決定一輸入 電力流過一次側繞組11的周期，而二次側繞組12則透過磁感應而產生一感應電力。一次 側繞組11的第一端與第二端之間連接反向能量回收電路，反向能量回收電路包括一第一 電容41、一第二電容42、一輔助繞組43以及一二極管44。其中第一電容41與第二電容42 串聯，且第二電容42的一端連接于一次側繞組11的第一端。輔助繞組43的第一端亦連接 于一次側繞組11的第一端，輔助繞組43的第二端與二極管44的陰極相連接，二極管44的 陽極則連接于第一電容41與第二電容42之間。因此，第一電容41與第二電容42之間形 成一條可供第一電容41放電的單向路徑。另外，輔助繞組43的第一端與其所連接的一次 側繞組11第一端為相反磁極性，使一次側繞組11有電流通過時，輔助繞組43則感應到相 反的極性。請參閱圖2，當功率開關2導通時，輸入電力會流向一次側繞組11 (如圖中所標示 的II)，使得一次側繞組11有電流通過，而在二次側繞組12產生感應電力，同時，一次側繞 組11會因漏感而儲存有一能量。請再參閱圖3，當功率開關2斷開時，電力通路突然被截斷 將產生電壓瞬間變化，使得儲蓄于一次側繞組11的能量反向流動形成一反向能量。此時輔 助繞組43則因一次側繞組11的感應而在第一端感應到高電壓，使得二極管44截止，進而 決定反向能量對第一電容41、第二電容42充電。功率開關2在下一周期再次導通時，因一 次側繞組11的感應而拉低輔助繞組43第一端的電壓，使二極管44導通以供第一電容41 通過二極管44放電(如圖2中所示的12)，使儲存在第一電容41、第 二電容42的反向能量 再次回流到一次側繞組11。綜上所述，反向能量回收電路利用輔助繞組43配合二極管44而決定回收、放出反 向能量的路徑，可使得反向能量可再一次灌回一次側繞組11，并傳送到二次側繞組12作為 變壓器1的輸出。透過反向能量回收電路吸收回收能量，可使得電路節點A上的電壓波形 更加接近方波，并且功率開關2切換的瞬間電壓突波已被明顯的抑制，可避免元件受到突波破壞。再者，由于輔助繞組43的第一端與其所連接的一次側繞組11第一端為相反磁極 性，因此形成返馳式電路(flyback，回掃電路)的基本架構，使得功率開關2工作的責任周 期(duty cycle，工作周期)可大于50%，并由于第一電容41、第二電容42儲存了反向能 量，因此當輸入電力截止后，第一電容41與第二電容42可透過放出反向能量而再延長維持 時間(holdtime)。 雖然本申請以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本實用新型，任何本領域 的技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，所作的些許更動與潤飾，皆應涵 蓋于本實用新型中，因此本實用新型的保護范圍當視所附的權利要求書為準。
權利要求一種反向能量回收電路，設置于具有變壓器(1)的電力轉換電路中，其中所述變壓器(1)一次側繞組(11)連接一功率開關(2)，所述功率開關(2)受一控制單元(3)驅動而決定一輸入電力流過所述一次側繞組(11)的周期，而所述一次側繞組(11)的第一端與第二端之間連接一反向能量回收電路，其特征在于，所述反向能量回收電路包括一第一電容(41)以及串聯于所述第一電容(41)的一第二電容(42)，其中所述第二電容(42)的一端連接于所述一次側繞組(11)的第一端；一輔助繞組(43)，所述輔助繞組(43)的第一端連接于所述一次側繞組(11)的第一端；一二極管(44)，所述二極管(44)的陽極連接于所述第一電容(41)與第二電容(42)之間，所述二極管(44)的陰極連接所述輔助繞組(43)的第二端以決定所述反向能量由一次側線圈的第一端向所述第一電容(41)、第二電容(42)充電，以及供所述第一電容(41)通過所述二極管(44)放電。
2.根據權利要求1所述的反向能量回收電路，其特征在于，所述輔助繞組(43)的第一 端與其所連接的一次側繞組(11)第一端為相反磁極性。
專利摘要本實用新型提供了一種反向能量回收電路，該反向能量回收電路設置于具有變壓器的一電力轉換電路中，其中變壓器的一次側繞組連接一功率開關，功率開關受一控制單元驅動而決定輸入電力流過一次側繞組的周期，且一次側繞組的第一端與第二端之間連接反向能量回收電路。反向能量回收電路包括一第一電容、一第二電容、一輔助繞組以及一二極管，第一電容與第二電容相互串聯，且第二電容的一端連接于一次側繞組的第一端。輔助繞組的第一端一連接于一次側繞組的第一端，二極管的陰極連接輔助繞組的第二端，二極管的陽極連接于第一電容與第二電容之間，使二極管與輔助繞組形成在第一電容與第二電容之間的單向路徑。
文檔編號H02H7/04GK201616658SQ20102000029
公開日2010年10月27日 申請日期2010年1月12日 優先權日2010年1月12日
發明者干宗平, 施永祥 申請人:全漢企業股份有限公司