具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統，包括一第一電源轉換器、一第二電源轉換器以及一控制器，控制器分別與第一電源轉換器以及第二電源轉換器電連接；第一電源轉換器與第二電源轉換器是由控制器控制并分別連接至一待測的直流電源供應器，由第一電源轉換器作為電源供應器為直流電源供應器提供電力，再由第二電源轉換器作為電子式負載以回收直流電源供應器輸出的電力并回授至第一電源轉換器的電源端，該電力轉換系統具有結構簡單且不需經多次交直流電壓轉換，解決現有電能回收再使用裝置組件復雜與電源轉換效率低的問題。
【專利說明】具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統
【技術領域】
[0001 ] 本發明是一種電力轉換系統，尤指一種同時具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統。
【背景技術】
[0002]請參閱圖1所示，現有技術中欲對一待測的直流電源供應器81進行輸出電壓與電流的測試，多是由一電源供應器82將交流電源轉換為直流電源后，再提供給直流電源供應器81作為輸入電源，并通過一與直流電源供應器81連接的負載83(如大功率的電阻器)消耗其輸出電力，以進行長時間的燒機測試，并確認該待測的直流電源供應器81輸出的電壓與電流質量是否符合要求，由于負載83消耗電力時會產生大量的熱能，且另需加裝散熱設備，因此使用電阻性的負載83會有能量耗損與浪費的問題。
[0003]請參閱圖2所示，如中國臺灣新型專利第412108號“用于將燒機產生的電熱能回收再使用的裝置”，主要是將一負載儲能單元91連接至一待測的電源供應器92以消耗其輸出的交流電力，該負載儲能單元91為直流式電子負載以轉換儲存為直流電力，由一回授控制比較單元93檢測與控制一與負載儲能單元91連接的輸出單元94,使負載儲能單元91儲存的直流電力經輸出單元94轉換為一外部電源95的交流電力(交流市電)，并回送至電源供應器92的交流電源端，藉此達到電能循環再使用及節約能源的目的，不過，該電能回收再使用裝置需設置多種組件且經過多次交流變直流、直流變交流的電壓轉換，存在組件結構復雜與電源轉換效率不高的問題，仍有待改進之處。
【發明內容】
[0004]如【背景技術】所述，現有用于電源供應器的電能回收裝置需設置多種組件且經過多次交直流電壓轉換，存在組件結構復雜與電源轉換效率不高的問題，因此本發明主要目的在于提供一具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統，主要是同時設有第一電源轉換器與第二電源轉換器以分別作為電源供應器及電子式負載，該第二電源轉換器直接將回收的電力回授至第一電源轉換器的直流電源端，不需經多次電壓轉換，解決現有電能回收裝置組件結構復雜與電源轉換效率不高的問題。
[0005]為達成前述目的所采取的主要技術手段是令前述具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統，包括:
[0006]—個以上的第一電源轉換器，所述第一電源轉換器包含有一電源輸入端、一電源輸出端與一直流對直流轉換器，所述第一電源轉換器的直流對直流轉換器是分別連接至所述電源輸入端與電源輸出端且具有一種以上的操作模式；
[0007]—個以上的第二電源轉換器，所述第二電源轉換器包含有一電源回收端、一電源回授端與一直流對直流轉換器，所述第二電源轉換器的直流對直流轉換器是分別連接至所述電源回收端與電源回授端且具有一種以上的操作模式，所述電源回授端是與所述第一電源轉換器的電源輸入端電連接；[0008]一控制器，所述控制器包含有多個控制模塊，所述控制器分別與所述第一電源轉換器以及第二電源轉換器電連接，所述各控制模塊分別控制或切換所述第一電源轉換器與第二電源轉換器的各直流對直流轉換器的操作模式。
[0009]利用前述組件組成的具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統，第一電源轉換器的電源輸出端連接至一待測的直流電源供應器的輸入端，以作為一電源供應器，由其直流對直流轉換器為待測直流電源供應器提供電力，第二電源轉換器的電源回收端連接至該待測直流電源供應器的輸出端，以作為一電子式負載，并由第二電源轉換器的直流對直流轉換器回收該待測直流電源供應器輸出的電力，以將電力回授至第一電源轉換器的電源輸入端，該控制器的各控制模塊分別控制各直流對直流轉換器的操作模式，當其操作模式設為輸出模式時，直流對直流轉換器即為電源供應器，當其操作模式設為輸入模式時，直流對直流轉換器即為電子式負載，本發明的電力轉換系統具有結構簡單且電壓不需經多次轉換的優點，解決現有電熱能回收再使用裝置組件結構復雜與電源轉換效率不高的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1是現有直流電源供應器的燒機測試的示意圖；
[0012]圖2是現有電源供應器的電能回收裝置的電路方塊圖；
[0013]圖3是本發明的系統架構圖；
[0014]圖4是本發明的電路方塊圖；
[0015]圖5是本發明第一較佳實施例的電路圖；
[0016]圖6是本發明第二較佳實施例的電路圖；
[0017]圖7是本發明第三較佳實施例的電路圖；
[0018]圖8是本發明第四較佳實施例的電路圖；
[0019]圖9是本發明第五較佳實施例的電路圖。
[0020]附圖標記
[0021]10電力轉換系統
[0022]11、11’第一電源轉換器
[0023]111、111’電源輸入端
[0024]112、112’電源輸出端
[0025]113、113’直流對直流轉換器
[0026]12、12’第二電源轉換器
[0027]121、121’電源回授端
[0028]122、122’電源回收端
[0029]123、123’直流對直流轉換器
[0030]13控制器
[0031]131、131’、132、132’ 控制模塊[0032]20直流電源供應器
[0033]30直流電源
[0034]81直流電源供應器
[0035]82電源供應器
[0036]83 負載
[0037]91負載儲能單元
[0038]92電源供應器
[0039]93回授控制比較單元
[0040]94輸出單元
[0041]95外部電源
【具體實施方式】
[0042]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0043]關于本發明的系統架構與電路方塊圖，請參閱圖3、4所示，將一電力轉換系統10與一待測的直流電源供應器20電連接，該電力轉換系統10連接至一直流電源30，以提供測試直流電源供應器20所需的直流電源，同時回收直流電源供應器20產生的電力以供其使用，減少測試該直流電源供應器20時的耗能。
[0044]該電力轉換系統10包含有一第一電源轉換器11、一第二電源轉換器12以及一控制器13，該第一電源轉換器11是作為電源供應器并連接至直流電源供應器20的輸入端(Input)，以提供直流電源供應器20所需的電源，該第二電源轉換器12是作為電子式負載并連接至直流電源供應器20的輸出端(Output)，以回收直流電源供應器20產生的電力，該控制器13分別與第一電源轉換器11以及第二電源轉換器12電連接，第一電源轉換器11與第二電源轉換器12可由控制器13控制或切換其操作模式(Operation Mode),其可為單向輸出模式、單向輸入模式或雙向輸出/輸入模式等三種操作模式，其中雙向輸出/輸入的操作模式可切換為輸出模式或輸入模式兩種。
[0045]本發明依照第一電源轉換器11與第二電源轉換器12不同的操作模式，分為以下五個較佳實施例，具體如下:
[0046]請參閱圖5所示，第一較佳實施例的第一、第二電源轉換器11、12將其操作模式分別設為單向輸出模式與單向輸入模式，而分呈電源供應與電子負載組態(Configuration)。
[0047]請參閱圖6所示，第二較佳實施例與第一較佳實施例大致相同，不同的是該電力轉換系統10增加一第一電源轉換器11’，增加的第一電源轉換器11’是與原第一電源轉換器11并聯，第一電源轉換器11、11’將其操作模式設為單向輸出模式，第二電源轉換器12將其操作模式設為單向輸入模式，使該等第一電源轉換器11、11’是呈并聯的電源供應組態。
[0048]請參閱圖7所示，第三較佳實施例與第二較佳實施例大致相同，不同的是該增加的第一電源轉換器11’，其輸出端是獨立接至直流電源供應器20的另一輸入端(Input2)，使該等第一電源轉換器11、11’是呈獨立且多輸出的電源供應組態。[0049]請參閱圖8所示，第四較佳實施例與第二較佳實施例大致相同，不同的是該電力轉換系統10增加的第一電源轉換器11’的輸出端是與原第一電源轉換器11的輸出端串聯，使該等第一電源轉換器11、11’是呈串聯的電源供應組態。
[0050]請參閱圖9所示，第五較佳實施例與第一較佳實施例大致相同，不同的是該電力轉換系統10增加一第二電源轉換器12’，增加的第二電源轉換器12’是與原第二電源轉換器12并聯，使該等第二電源轉換器12、12’是呈并聯的電子負載組態。
[0051]關于本發明的第一較佳實施例，如圖5所示，該第一電源轉換器11用以輸出直流電源，其包含有一電源輸入端111、一電源輸出端112與一直流對直流轉換器113,該電源輸入端111連接至直流電源30，該電源輸出端112連接至直流電源供應器20的輸入端(Input)，該直流對直流轉換器113是分別連接至電源輸入端111與電源輸出端112，并由控制器13控制其操作模式為單向輸出模式或是雙向輸出/輸入操作模式中的輸出模式，以作為電源供應器。
[0052]該第二電源轉換器12回收直流電源供應器20產生的電力并轉換為第一電源轉換器11所需的電力，其包含有一電源回授端121、一電源回收端122與一直流對直流轉換器123，該電源回授端121連接至第一電源轉換器11的電源輸入端111，該電源回收端122連接至直流電源供應器20的輸出端(Output)，該直流對直流轉換器123是分別連接至電源回授端121與電源回收端122并由控制器13控制其切換為單向輸入模式或是雙向輸出/輸入操作模式中的輸入模式以作為電子式負載。
[0053]該控制器13包含有多個控制模塊131、132，該控制模塊131、132分別與電源輸出端112、電源回收端122、各直流對直流轉換器113、123電連接，以分別檢測電源輸出端112、電源回收端122的電壓并控制各直流對直流轉換器113、123的操作模式，使第一電源轉換器11作為電源供應器，供應直流電源供應器20直流電力，以及使第二電源轉換器12作為電子式負載，回收直流電源供應器20的直流電力并回授至第一電源轉換器11。
[0054]由上述可知，該電力轉換系統10的第一電源轉換器11通過直流對直流轉換器113將直流電源30轉換為直流電源供應器20所需的直流電壓與電流，再由第二電源轉換器12的直流對直流轉換器123作為電子式負載，以回收直流電源供應器20輸出的直流電力，并將回收的電力回授至第一電源轉換器11的電源輸入端111，具有結構簡單的優點且同樣使用直流電壓進行轉換以減少損耗，不需如現有電能回收裝置經過多次交直流電壓轉換才能回收電力，具有結構簡單且電壓不需經多次轉換的優點。
[0055]關于本發明的第二較佳實施例，如圖6所示，該電力轉換系統10由兩個或兩個以上的第一電源轉換器11、11’以及一個第二電源轉換器12組成，該等第一電源轉換器11、11’的電源輸入端111、111’是相互并聯且連接至直流電源30，該等第一電源轉換器11、11’的電源輸出端112、112’是相互并聯且連接至直流電源供應器20的輸入端(Input)，第一電源轉換器11、11’將其操作模式設為單向輸出模式，第二電源轉換器12將其操作模式設為單向輸入模式，使該等第一電源轉換器11、11’為并聯的電源供應組態。
[0056]關于本發明的第三較佳實施例，如圖7所示，該電力轉換系統10由兩個或兩個以上的第一電源轉換器11、11’以及一個第二電源轉換器12組成，該等第一電源轉換器11、11’的電源輸入端111、111’是相互并聯且連接至直流電源30，該等第一電源轉換器11、11’的電源輸出端112、112’是分別連接至直流電源供應器20的兩個不同輸入端(Inputl、Input2)，該等第一電源轉換器11、11’可依需求由控制模塊131、131’分別控制直流對直流轉換器113、113’以分別輸出相同或不同的直流電壓，當其電源輸出端112、112’分別輸出不同的直流電壓時，例如12伏特與5伏特，可方便測試具有不同輸入電壓的待測直流電源供應器20。
[0057]關于本發明的第四較佳實施例，如圖8所示，該電力轉換系統10由兩個第一電源轉換器11、11’以及一個第二電源轉換器12組成，該等第一電源轉換器11、11’的電源輸入端111、111’是相互并聯且連接至直流電源30，該等第一電源轉換器11、11’的電源輸出端112、112’是相互串聯且連接至直流電源供應器20的輸入端(Input)，第一電源轉換器11、11’將其操作模式設為單向輸出模式，第二電源轉換器12將其操作模式設為單向輸入模式，使該等第一電源轉換器11、11’為串聯的電源供應組態。
[0058]關于本發明的第五較佳實施例，如圖9所示，該電力轉換系統10具有兩個或兩個以上之第二電源轉換器12、12’，該等第二電源轉換器12、12’是相互并聯，又其直流對直流轉換器123、123’是分由控制模塊132、132’控制其切換為單向輸入模式，以作為另一電子式負載使該等第二電源轉換器12、12’為并聯的電子負載組態，該等電源回授端121是與第一電源轉換器11的電源輸入端111連接，可增加回收直流電源供應器20的電力。
[0059]由于本發明的第一電源轉換器11與第二電源轉換器12可由控制器13控制其為雙向輸出/輸入之操作模式的輸出模式或輸入模式，而作為雙向電力流通，因此當前述第一至第五較佳實施例中的直流電源供應器20的輸出端與輸入端變換或反向時，各第一電源轉換器11與各第二電源轉換器12可由控制器13瞬間切換其操作模式，將其雙向輸出/輸入之操作模式的輸出模式或輸入模式同時互換，意即，將第一電源轉換器11與第二電源轉換器12的角色互換，使第一電源轉換器11由電源供應器改為電子式負載，第二電源轉換器12由電子式負載改為電源供應器。
[0060]以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統，其特征在于，包括: 一個以上的第一電源轉換器,所述第一電源轉換器包含有一電源輸入端、一電源輸出端與一直流對直流轉換器，所述第一電源轉換器的直流對直流轉換器是分別連接至所述電源輸入端與電源輸出端且具有一種以上的操作模式； 一個以上的第二電源轉換器，所述第二電源轉換器包含有一電源回收端、一電源回授端與一直流對直流轉換器，所述第二電源轉換器的直流對直流轉換器是分別連接至所述電源回收端與電源回授端且具有一種以上的操作模式，所述電源回授端是與所述第一電源轉換器的電源輸入端電連接； 一控制器，所述控制器包含有多個控制模塊，所述控制器分別與所述第一電源轉換器以及第二電源轉換器電連接，所述各控制模塊分別控制或切換所述第一電源轉換器與第二電源轉換器的各直流對直流轉換器的操作模式。
2.根據權利要求1所述的具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統，其特征在于，所述第一電源轉換器的直流對直流轉換器的操作模式為單向輸出模式，以使所述第一電源轉換器作為電源供應器，所述第二電源轉換器的直流對直流轉換器的操作模式為單向輸入模式，以使所述第二電源轉換器作為電子式負載。
3.根據 權利要求1所述的具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統，其特征在于，所述電力轉換系統設有兩個或兩個以上的第一電源轉換器以及對應的兩個或兩個以上的控制模塊，所述各第一電源轉換器的電源輸入端是相互并聯，所述各第一電源轉換器的直流對直流轉換器的操作模式為單向輸出模式，以使所述各第一電源轉換器作為電源供應器，所述第二電源轉換器的直流對直流轉換器的操作模式為單向輸入模式，以使所述第二電源轉換器作為電子式負載。
4.根據權利要求3所述的具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統，其特征在于，所述各第一電源轉換器的電源輸出端是相互串聯。
5.根據權利要求3所述的具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統，其特征在于，所述各第一電源轉換器的電源輸出端是相互并聯。
6.根據權利要求1所述的具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統，其特征在于，所述電力轉換系統設有兩個或兩個以上的第二電源轉換器以及對應的兩個或兩個以上的控制模塊，所述各第二電源轉換器的電源回授端是相互并聯，電源回收端是相互并聯，所述第一電源轉換器的直流對直流轉換器的操作模式為單向輸出模式，以使所述第一電源轉換器作為電源供應器，所述各第二電源轉換器的直流對直流轉換器的操作模式為單向輸入模式，以使所述各第二電源轉換器作為電子式負載。
7.根據權利要求1所述的具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統，其特征在于，所述第一電源轉換器與第二電源轉換器的直流對直流轉換器的操作模式為雙向輸出/輸入模式，由所述控制模塊將所述雙向輸出/輸入模式分別切換為輸出模式或輸入模式。
8.根據權利要求7所述的具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統，其特征在于，所述第一電源轉換器的直流對直流轉換器的操作模式切換為雙向輸出/輸入模式中的輸出模式，以使所述第一電源轉換器作為電源供應器，所述第二電源轉換器的直流對直流轉換器的操作模式切換為雙向輸出/輸入模式中的輸入模式，以使所述第二電源轉換器作為電子式負載。
9.根據權利要求7所述的具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統，其特征在于，所述電力轉換系統設有兩個或兩個以上的第一電源轉換器以及對應的兩個或兩個以上的控制模塊，所述各第一電源轉換器的電源輸入端是相互并聯，所述各第一電源轉換器的直流對直流轉換器的操作模式切換為雙向輸出/輸入模式中的輸出模式，以使所述各第一電源轉換器作為電源供應器，所述第二電源轉換器的直流對直流轉換器的操作模式切換為雙向輸出/輸入模式中的輸入模式，以使所述第二電源轉換器作為電子式負載。
10.根據權利要求9所述的具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統，其特征在于，所述各第一電源轉換器的電源輸出端是相互串聯。
11.根據權利要求9所述的具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統，其特征在于，所述各第一電源轉換器的電源輸出端是相互并聯。
12.根據權利要求7所述的具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統，其特征在于，所述電力轉換系統設有兩個或兩個以上的第二電源轉換器以及對應的兩個或兩個以上的控制模塊，所述各第二電源轉換器的電源回授端是相互并聯，電源回收端是相互并聯，所述第一電源轉換器的直流對直流轉換器的操作模式切換為雙向輸出/輸入模式中的輸出模式，以使所述第一電源轉換器作為電源供應器，所以各第二電源轉換器的直流對直流轉換器的操作模式切換為雙向輸出/輸入模式中的輸入模式，以使所述各第二電源轉換器作為電子式負載。
13.根據權利要求7~12任一所述的具有電源供應器與電子式負載的電力轉換系統，其特征在于，由所述控制模塊切換所述各第一電源轉換器與所述各第二電源轉換器的直流對直流轉換器的操作模式，將所述各第一電源轉換器與所述各第二電源轉換器的直流對直流轉換器的雙向輸出/輸入操作模式中的輸出模式或輸入模式同時互換，以使所述各第一電源轉換器由電源供應器轉 換為電子式負載，使所述各第二電源轉換器由電子式負載轉換為電源供應器。
【文檔編號】H02M7/72GK104038065SQ201310069358
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年3月5日 優先權日:2013年3月5日
【發明者】陳榮志 申請人:固緯電子實業股份有限公司