[发明专利]电源转换器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明有关一种电源转换器及其控制方法，特别是关于一种应用在不断电电源供应器(UPS)中的单相交流/交流电源转换器。

背景技术

请参阅图1，其为一种现有不断电电源供应器的部份电路图。在图1中，不断电电源供应器1主要包含一交流输入电压AC、由二极管D1和D2构成的一开关组、一单相交流-交流转换器11、由滤波电感Lo及滤波电容Co构成的一交流滤波器12、以及一负载R所构成。

在单相交流-交流转换器11中，包含有交流电感Li、母线电容Cs以及三个桥臂，其中由开关S1和S2所组成的桥臂称为升压(boost)桥臂，由开关S3和S4所组成的桥臂称为公共(com)桥臂，而由开关S5和S6所组成的桥臂称为降压(buck)桥臂。

作为图1所示的不断电电源供应器1，在交流输入电压AC(市电)正常的情况下，由交流输入电压AC直接提供负载R能量，而当交流输入电压AC出现异常时，则由一储存电池(未示出)提供负载Rout能量。

在这种传统的交流-交流转换器11中，由于常有一个以上桥臂是运作于脉波宽度调变(Pulse Width Modulation，PWM)技术，因此其开关损耗较高；此外，母线电容Cs的存在也会影响不断电电源供应器的小型化目标。

发明内容

本发明的主要目的为提出一种电源转换器，可以在不断电电源供应器中作为一自动电压调整器，可以在不使用任何线频率变压器与大电容的情况下，将交流输入电压转换成稳定的交流输出电压，并且在同一时间内仅有三分之一的开关是运作于高频模式，其余的开关皆是运作于低频模式。

本发明的主要构想为提出一种电源转换器，将其输入端口上的一交流输入电压转换为其输出端口上的一交流输出电压，包括：一能量储存电感；一第一切换电路，选择性地切换使得该电源转换器的输入端口耦接于该能量储存电感；一第二切换电路，选择性地切换使得该电源转换器的共同端口耦接于该能量储存电感；以及一第三切换电路，与该能量储存电感、该第一切换电路、及该第二切换电路并联连接，选择性地切换使得该电源转换器的输出端口耦接于该能量储存电感.其中所述第一至第三切换电路均由两个开关电路彼此串联构成，当该交流输入电压高于该交流输出电压时，切换该第二切换电路及该第三切换电路，在该交流输入电压的正周期内，使得该共同端口及该输出端口分别耦接于该能量储存电感的高压端与低压端，在该交流输入电压的负周期内，使得该共同端口及该输出端口分别耦接于该能量储存电感的低压端与高压端，并将该第一切换电路运作于高频，而当该交流输入电压低于该交流输出电压时，切换该第一切换电路及该第三切换电路，在该交流输入电压的正周期内，使得该输入端口及该输出端口分别耦接于该能量储存电感的高压端与低压端，在该交流输入电压的负周期内，使得该输入端口及该输出端口分别耦接于该能量储存电感的低压端与高压端，并将该第二切换电路运作于高频.

本发明的另一构想为提出一种一种电源转换器的控制方法，所述的电源转换器为上述的电源转换器，包括如下步骤：当该输入端口上的一交流输入电压高于该输出端口上的一交流输出电压时，切换该第二切换电路及该第三切换电路，在该交流输入电压的正周期内，使得该共同端口及该输出端口分别耦接于该能量储存电感的高压端与低压端，在该交流输入电压的负周期内，使得该共同端口及该输出端口分别耦接于该能量储存电感的低压端与高压端，并将该第一切换电路运作于高频；及当该输入端口上的该交流输入电压低于该输出端口上的该交流输出电压时，切换该第一切换电路及该第三切换电路，在该交流输入电压的正周期内，使得该输入端口及该输出端口分别耦接于该能量储存电感的高压端与低压端，在该交流输入电压的负周期内，使得该输入端口及该输出端口分别耦接于该能量储存电感的低压端与高压端，并将该第二切换电路运作于高频。

本发明可通过下列附图及详细说明获得还深入的了解。

附图说明

图1是现有不断电电源供应器的部份电路图；

图2是本发明所提出电源转换器一较佳实施例的电路图；

图3(a)与图3(b)由上至下依序显示图2的电源转换器在降压模式中，交流输出入电压的波形对照、能量储存电感L的电流波形、交流输入电流波形、以及能量储存电感L的电压波形；

图4(a)与图4(b)由上至下依序显示图2的电源转换器在升压模式中，交流输出入电压的波形对照、能量储存电感L的电流波形、交流输入电流波形、以及能量储存电感L的电压波形；

图5是本发明所提出电源转换器另一较佳实施例的电路图；