電源轉(zhuǎn)換電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電源轉(zhuǎn)換電路，尤其涉及一種可用于無刷直流電機(jī)的驅(qū)動電路中并且可減少電流相移，減少負(fù)功率的情況，提聞有效輸出功率的電源轉(zhuǎn)換電路。
【背景技術(shù)】
[0002]無刷直流電機(jī)的定子或轉(zhuǎn)子上纏繞有線圈，其為電感性元件。該電機(jī)可通過一個(gè)將交流轉(zhuǎn)換為直流的電源轉(zhuǎn)換電路連接至一個(gè)交流電源。請結(jié)合圖1，該電機(jī)在接通電源瞬間，電流進(jìn)入無刷直流電機(jī)定子的線圈，能量存儲在由線圈所產(chǎn)生的磁場中。由于線圈是感性負(fù)載，因此電流的相位滯后于電壓的相位。電機(jī)在接通電源瞬間，電機(jī)是靜止的，線圈還沒有產(chǎn)生反電動勢，隨著電源電壓逐漸加大，電流進(jìn)入線圈，通電線圈與磁場相互作用，電機(jī)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動，線圈便產(chǎn)生電動勢νΒ。由于在電源電壓大于反電動勢Vb這個(gè)較長的時(shí)段內(nèi)感性負(fù)載一直被充電，所以其存儲的能量較大。當(dāng)電源電壓降低至等于反電動勢Vb時(shí)，電源停止供電，同時(shí)存儲在感性負(fù)載中的能量開始釋放。一般放電周期會延續(xù)至交流電壓經(jīng)過零點(diǎn)電壓之后，如陰影部分所示。然而這部分電流卻導(dǎo)致了負(fù)功率的出現(xiàn)。在這種情形下，電源的有效功率變小。如此，不但電機(jī)的有效輸出降低了，而且導(dǎo)致了負(fù)功率的出現(xiàn)，使得部分電能回流電網(wǎng)。由于電網(wǎng)有電阻，所以回流的電流會消耗能量，浪費(fèi)能源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供一種可減少電流相移的電源轉(zhuǎn)換電路。
[0004]—種電源轉(zhuǎn)換電路,用于向感性負(fù)載提供電源，該電源轉(zhuǎn)換電路包括轉(zhuǎn)換電路、開關(guān)電路、控制電路以及能量存儲電路。該轉(zhuǎn)換電路用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，包括用于連接至一個(gè)交流電源的第一及第二輸入端口，以及用于輸出直流電的第一及第二直流端口。該開關(guān)電路包括控制端口及由該控制端口控制相互導(dǎo)通與否的第一及第二受控端口，該第一受控端口連接至該第一直流端口。該控制電路連接至該控制端口，用于產(chǎn)生使該第一及第二受控端口之間交替地?cái)嚅_及導(dǎo)通的控制信號。該能量存儲電路連接至該第二受控端口及該第二直流端口，并包括用于連接該感性負(fù)載提的第一及第二輸出端口。該能量存儲電路用于在該第一及第二受控端口相互導(dǎo)通的時(shí)段內(nèi)存儲能量，并在該第一及第二受控端口相互斷開的時(shí)段內(nèi)向該感性負(fù)載提釋放能量。
[0005]本發(fā)明的能量存儲電路中由于開關(guān)電路是交替地?cái)嚅_及導(dǎo)通，感性負(fù)載充電時(shí)間較短，其中存儲的能量也比較小，因此可以較快地釋放完。如此，不存在像【背景技術(shù)】中由于能量存儲電路需要釋放大量能量而產(chǎn)生的導(dǎo)致出現(xiàn)負(fù)功率的放電電流(陰影部分)。因此，上述電源轉(zhuǎn)換電路的負(fù)功率較小，有效功率較大，有利于提升電機(jī)的有效輸出及降低電網(wǎng)中的損耗，從而降低能源浪費(fèi)。
[0006]為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
【附圖說明】
[0007]圖1是現(xiàn)有技術(shù)下，交流電源的電壓、電流與功率的波形示意圖。
[0008]圖2是本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換電路的模塊示意圖。
[0009]圖3是本發(fā)明第一實(shí)施方式的電源轉(zhuǎn)換電路的原理示意圖。
[0010]圖4是圖3的電路中交流電源的電壓及電流波形示意圖。
[0011]圖5是本發(fā)明第二實(shí)施方式的電源轉(zhuǎn)換電路的原理示意圖。
[0012]圖6是圖5的電路中交流電源的電壓及電流波形示意圖。
[0013]圖7是本發(fā)明第三實(shí)施方式的電源轉(zhuǎn)換電路的原理示意圖。
[0014]圖8是圖7的電路中交流電源的電壓及電流波形示意圖。
[0015]圖9是本發(fā)明第四實(shí)施方式的電源轉(zhuǎn)換電路的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見。附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
[0017]請參閱圖2，本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換電路10用于向一個(gè)感性負(fù)載(在下述實(shí)施方式中均為一個(gè)無刷直流電機(jī)及其H橋驅(qū)動電路)62提供電源。電源轉(zhuǎn)換電路10包括一個(gè)轉(zhuǎn)換電路20、一個(gè)開關(guān)電路30、一個(gè)控制電路40以及一個(gè)能量存儲電路50。
[0018]轉(zhuǎn)換電路20用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,包括第一輸入端口 21、第二輸入端口22、第一直流端口 23以及第二直流端口 24。第一及第二輸入端口 21、22用于連接至一個(gè)交流電源61。第一及第二直流端口 23、24用于輸出直流電。
[0019]開關(guān)電路30包括控制端口 33及由控制端口 33控制相互導(dǎo)通與否的第一受控端口 31及第二受控端口 32。第一受控端口 31連接至第一直流端口 23。控制電路40連接至控制端口 33，并用于產(chǎn)生控制信號使該第一及第二受控端口 31、32之間交替地?cái)嚅_及導(dǎo)通。
[0020]能量存儲電路50連接至第二受控端口 32及第二直流端口 24，并包括用于連接H橋驅(qū)動電路62的第一輸出端口 51及第二輸出端口 52。能量存儲電路50用于在第一及第二受控端口 31、32相互導(dǎo)通的時(shí)段內(nèi)存儲能量，并在第一及第二受控端口 31、32相互斷開的時(shí)段內(nèi)向負(fù)載釋放能量，以維持無刷直流電機(jī)的運(yùn)行。
[0021]當(dāng)然，第一受控端口 31也可連接至第二直流端口 24，此時(shí)，能量存儲電路50連接至第二受控端口 32及第一直流端口 23(圖未示)。下面通過多個(gè)實(shí)施方式來解釋本發(fā)明的工作原理及其有益效果。
[0022]第一實(shí)施方式
[0023]請結(jié)合圖3，本發(fā)明第一實(shí)施方式的電源轉(zhuǎn)換電路10中的轉(zhuǎn)換電路20可以為一個(gè)半橋式的二極管整流橋(圖未示)。開關(guān)電路30可以是BJT或MOSFET晶體管，其集電極及射極(或者漏極及源極)為上述第一及第二受控端口 31及32，其基極(或者柵極)為上述控制端口 33。第一受控端口 31連接至第一直流端口 23?？刂齐?0路可以包括PWM信號發(fā)生器或者單片機(jī)等信號發(fā)生器。能量存儲電路50為一個(gè)第二電容C2，其兩端連接至第二受控端口 32及第二直流端口 24，同時(shí)也是上述第一及第二輸出端口 51及52。H橋驅(qū)動電路包括4個(gè)開關(guān)，該4個(gè)開關(guān)兩兩串聯(lián)在第一及第二輸出端口 51及52之間，電機(jī)連接至相串聯(lián)的兩個(gè)開關(guān)之間的節(jié)點(diǎn)。H橋驅(qū)動電路中的開關(guān)由一個(gè)控制器控制其導(dǎo)通的順序，以使電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。該控制器可以集成在上述控制電路40中。
[0024]請?jiān)俳Y(jié)合圖4，工作過程中，轉(zhuǎn)換電路20將交流電源61的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并將直流電從第一及第二直流端口 23、24輸出。開關(guān)電路30在控制電路40的控制下交替地?cái)嚅_及導(dǎo)通。在第一及第二受控端口 31、32相互導(dǎo)通時(shí)，電壓加載至無刷直流電機(jī)，此時(shí)無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)動，線圈產(chǎn)生反電動勢VB。當(dāng)交流電源61所加載的電壓逐漸增大至高于反電動勢Vb時(shí)(圖中A點(diǎn)處)，交流電源開始供應(yīng)電流，在此(A點(diǎn)處)之前，交流電源處沒有電流。
[0025]在任何時(shí)段內(nèi)，開關(guān)電路30 —直受控制電路40的控制保持在交替地?cái)嚅_及導(dǎo)通的狀態(tài)。在交流電源的電壓處于大于反電動勢Vb的時(shí)段內(nèi)(A，B點(diǎn)之間)，交流電源保持著供電狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)電路30導(dǎo)通時(shí)，交流電源61通過轉(zhuǎn)換電路20、開關(guān)電路3