電源轉換裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明是與電源轉換有關，特別是指一種電源轉換裝置。
【背景技術】
[0002] 按，傳統電源轉換裝置的作動，通常是利用變壓器配合上其他電子組件達到電能 轉換的效果。而變壓器作動時，通常會產生有對應的激磁電感以及漏感，其中漏感是因磁通 無法完全由一次側線圈耦合至二次側線圈，所造成的非理想效應而產生的自然現象。如此 一來，變壓器的漏感便會因一次側線圈與二次側線圈間的空氣隙增加，使得變壓器的耦合 系數變小而增加。
[0003] 實際上，變壓器的漏感可被視為與變壓器的一次側線圈的等效電感相串聯的寄生 電感。如此一來，變壓器作動時，儲存在一次側線圈的等效電感中的能量，通過變壓器傳送 到二次側和負載，而儲存在變壓器漏感中的能量由于沒有電路路徑可流通，而會造成電路 上其他組件上產生巨大的電壓尖峰，所以通常都會額外設計一緩沖電路來吸收并消耗掉漏 感的能量，而有降低變壓器效率的疑慮。
[0004] 然而，當電源轉換裝置應用于無線電能傳輸系統時，將使得變壓器耦合系數將會 隨著氣隙增加而大幅降低，此時，變壓器漏感將更為加大，若使用上述緩沖電路的設計時， 不僅進一步會造成變壓器的效率大幅降低，且緩沖電路所吸收并消耗掉漏感的能量，更會 轉換成大量廢熱致使變壓器及電路上其它組件的壽命容易因高熱而耗減。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種電源轉換裝置，可吸收漏感的能量并反饋回變壓器， 進而提升該電源轉換裝置的效率。
[0006] 為實現上述目的，本發明提供的電源轉換裝置用以將一直流電源的電能轉換供予 一負載，且包括一變壓器、一電子開關、一第一電感器、一第一電容器以及一輸出電路。其 中，該變壓器具有一一次側線圈以及一二次側線圈，該一次側線圈用以接收該直流電源的 電能，該變壓器轉換后自該二次側線圈輸出。該電子開關一端電性連接該一次側線圈，另一 端電性連接該直流電源，用以導通或阻斷該直流電源供予該一次側線圈的電能。該第一電 感器電性連接該一次側線圈。該第一電容器電性連接該一次側線圈，并與該第一電感器并 聯連接，用以接收并儲存該變壓器的漏感產生的電能，并與該第一電感器構成一共振電路， 而將電能反饋輸出至該電壓器，使該第一電容器上跨壓的極性重復且交互地反轉。該輸出 電路電性連接該二次側線圈，用以接收該變壓器轉換后輸出的電能，并具有一第二電容器， 且該第二電容器一端電性連接該負載的一端，而另一端電性連接該負載的另一端，以輸出 電能予該負載。
[0007] 依據上述構思，本發明還提供有另一電源轉換裝置，用以將一直流電源的電能轉 換供予一負載，且包括一變壓器、一電子開關、一漏感回收電路以及一輸出電路。其中，該變 壓器具有一一次側線圈以及一二次側線圈，該一次側線圈用以接收該直流電源的電能，該 變壓器轉換后自該二次側線圈輸出。該電子開關一端電性連接該一次側線圈，另一端電性 連接該直流電源，用以導通或阻斷該直流電源供予該一次側線圈的電能；該漏感回收電路 電性連接該一次側線圈，且輸出的電能于正電壓與負電壓之間重復且交互地轉換，用以接 收并儲存該變壓器的漏感產生的電能，并反饋輸出該變壓器；該輸出電路電性連接該第二 次側線圈，用以接收該變壓器轉換輸出的電能，并輸出供予該負載。
[0008] 通過上述設計，便可有效地吸收漏感的能量，并于吸收后反饋回變壓器，進而達到 提升該電源轉換裝置效率的目的。
【附圖說明】
[0009] 圖1是本發明第一較佳實施例的電路方塊圖。
[0010] 圖2是本發明第一較佳實施例的詳細電路圖。
[0011] 圖3至5是圖2于電源轉換時的等效電路圖。
[0012] 圖6是第一電容器上跨壓的波形圖。
[0013] 圖7是本發明第二較佳實施例的詳細電路圖。
[0014] 附圖中主要組件符號說明
[0015] 10變壓器；11 一次側線圈；111第一端；112第二端；12二次側線圈；121第三端； 122第四端；20電子開關；Sw金屬氧化物半導體場效晶體管；Dsw本質二極管；30漏感回收 電路；40、50輸出電路；Cl~C3電容器；L1、L2電感器；Dl~D4二極管；Lm等效電感；Lk漏 電感；Dc直流電源；Z負載。
【具體實施方式】
[0016] 為能更清楚地說明本發明，舉較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
[0017] 請參閱圖1所示，為本發明一較佳實施例的電源轉換裝置，用以將一直流電源Dc 的電能轉換供予一負載Z，且包括一變壓器10、一電子開關20、一漏感回收電路30以及一輸 出電路40。其中：
[0018] 該變壓器10具有一一次側線圈11以及一二次側線圈12,且該一次側線圈10用以 接收該直流電源Dc的電能，而該變壓器10轉換后，變自該二次側線圈12輸出轉換后的電 能，更詳細地，續參閱圖2,該一次側線圈11具有一第一端111以及一第二端112,而該二次 側線圈12具有一第三端121以及一第四端122,且該一次側線圈11的第一端111電性連 接該直流電源Dc的正電端。另外，于本實施例中，該變壓器10為一返馳式變壓器，其一次 側線圈11與二次側線圈12分別繞設于不同鐵心（圖未示）上而呈各別獨立的可分離設計。 當然，在實際實施上，該變壓器10的一次側線圈11與二次側線圈12亦可繞設于同一鐵心 上而呈不可分離的結構設計。
[0019] 該電子開關20 -端電性連接該一次側線圈11，另一端電性連接該直流電源Dc，用 以導通或阻斷該直流電源Dc供予該一次側線圈11的電能。于本實施例中，該電子開關20 一端電性連接該第二端112,另一端電性連接該直流電源Dc的負電端，而達到導通或阻斷 該直流電源Dc供予的電能的目的。更詳細地，該電子開關20的實際結構包含有一金屬氧 化物半導體場效晶體管Sw以及一本質二極管Dsw，該金屬氧化物半導體場效晶體管Sw的源 極電性連接該直流電源Dc的負電端，且漏極電性連接該變壓器10的第二端112,而該本質 二極管Dsw的正極與負極則分別連接至該該金屬氧化物半導體場效晶體管Sw的源極與漏 極。
[0020] 該漏感回收電路30包含有一第一電感器Ll、一第一電容器Cl以及一第一二極管 D1。該第一電感器Ll與該第一電容器Cl并聯連接，且一端共同連接至該第一端111以及 該直流電源Dc的正電端，另一端則共同連接至該第一二極管Dl的負極，而該第一二極管Dl 的正極則連接至該第二端112與該金屬氧化物半導體場效晶體管SW的漏極。
[0021] 該輸出電路40電性連接該二次側線圈12,用以接收該變壓器10轉換后輸出的電 能，并具有一第二電容器C2與該負載Z并聯，且該第二電容器C2 -端連接該第四端122,而 另一端則通過一第二二極管D2電性連接該第三端121，更詳細地，該第二二極管D2的正極 連接至該第三端121，而其負極則連接至該第二電容器C2,而使得該第二電容器C2通過該 第二二極管D2與該變壓器10的二次側線圈12電性連接。
[0022] 于本實施例中，該些電容器Cl~C2、該第一電感器L1、直流電源Dc的輸入電壓、 該電子開關20的切換頻率、以及該負載Z的規格如下表所示：
[0023]
[0024] 由此，通過上述結構設計與規格，請參閱圖3至圖5,該電源轉換裝置作動時，該變 壓器10的一次側線圈11可視為相串連的一等效電感Lm以及一漏電感Lk，且于本實施例 中，該些效電感Lm以及該漏電感Lk的感值為30yH，而各組件的作動情形如下所述：
[0025] 請參閱圖3,當該電子開關20導通時，直流電源Dc的電能經過該電子開關20對該 變壓器10的一次側線圈11的等效電感Lm以及漏電感Lk進行儲能，且該第二電容器C2對 該負載Z釋能。而該第一二極管Dl的設計，是確保該直流電源Dc不會直接對第一電容器 Cl以及該第一電感器Ll充電，而該第二二極管D2的設計，則是確保該第二電容器C2的電 能不會反向輸回該變壓器10,而可確