[发明专利]交流/直流转换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电压转换器，尤其涉及一种交流/直流转换器。

背景技术

大部分的电子设备如电视机、音响、计算机等，其内部组件所使用的电源均为直流电，除了较为轻便简单的电子设备采用干电池作电源外，大都必须利用交流/直流转换器将交流电经由整流与滤波转换成各种不同的稳定直流电压，以供电子设备使用。

首先，请参考图1，该图为现有的交流/直流转换器的系统架构图。如图1所示，目前常见的交流/直流转换器1至少包括有一电压源11、一整流器13、一滤波器15、一稳压调节电路17以及一负载单元19。电压源11用以提供一交流电压；整流器13耦接于电压源11，用以利用全波(full-wave)整流或半波(half-wave)整流来将交流电压转换为一直流电压。滤波器15耦接于整流器13，用以对直流电压进行滤波来产生平稳的直流电压，其中滤波器15中包括一滤波电容(图中未示)，直流电压会对滤波电容充电，再由滤波电容输出直流电压至负载单元19运作。较佳地，交流/直流转换器1一般都会设置稳压调节电路17，其耦接于滤波器15以及负载单元19之间，用以将滤波电容输出的直流电压调整为负载单元19所需的精确的工作电压。

上述电路中，滤波电容的充放电时间会决定是否能产生稳定的直流电压。滤波电容的容量越大，所能储存的电荷越多，放电时电压下降较小，过滤出来的波形较为符合平稳的直流电；反之，选择容量较小的滤波电容，则电压下降的较多，所转换的直流电的效率不佳。且，一般的滤波电容的耐压性低、储能容量小、使用寿命短，因此容易因为充放电使用频繁而影响电压转换的效率。

再者，传统的交流/直流转换器通常会利用变压器来达到降压的目的，由于变压器体积庞大，因而使得转换器不易于设置在迷你型的电子装置中。

发明内容

有鉴于此，本发明提出以磁性电容(Magnetic Capacitor)作为能量储存装置，用以接收并储存直流电，同时控制已储能的磁性电容并联来输出稳定的电压，期能简化交流/直流转换器的电路设计。

本发明的目的在于提供一种交流/直流转换器，能降低电压转换的电路设计的复杂度及其开发成本。

本发明的又一目的在于提供一种交流/直流转换器，能减少电压转换的电路的体积。

本发明的另一目的，在提供一种应用具有能量储存密度高、重量轻、储能容量大、使用寿命长等优点的储能组件的交流/直流转换器。

本发明揭示一种交流/直流转换器，其包括有一电压源、一整流器、一储能单元、至少一开关单元以及一控制单元。电压源用以输出一交流电压；整流器耦接于电压源，用以将交流电压整流成一直流电压；储能单元包括多个磁性电容，其中该等磁性电容分成至少一蓄电部分以及至少一放电部分；开关单元耦接于整流器以及储能单元之间；控制单元耦接于开关单元，用以控制开关单元形成一第一导通路径以及一第二导通路径，其中直流电压通过第一导通路径对蓄电部分的磁性电容充电，以及放电部分的磁性电容通过第二导通路径输出一工作电压。

于本发明的一具体实施例中，所述的控制单元将放电一特定时间的放电部分进行充电，且将充饱电的蓄电部分进行放电，进而使放电部分以及蓄电部分皆能循环地处于蓄电或放电的状态。

于本发明的一具体实施例中，所述的交流/直流转换器还包括一负载单元，其耦接于储能单元，用以接收工作电压来运作。

于本发明的一具体实施例中，蓄电部分的磁性电容为两两相互串联地耦接；而放电部分的磁性电容是以一固定数量串联成多组放电单位，且每一放电单位之间为两两相互并联地耦接，其中每组放电单位中的磁性电容的固定数量是根据工作电压的大小来决定。

于本发明的一具体实施例中，所述的磁性电容包含有一第一磁性电极、一第二磁性电极以及一介电层。介电层设置于第一磁性电极以及第二磁性电极之间。其中，第一磁性电极与第二磁性电极内分别具有磁偶极(magnetic dipole)，用以抑制磁性电容的漏电流。

由前述技术方案，本发明利用磁性电容的耐高压特性，将并联的磁性电容进行释能来达到输出稳定直流电的效果，进而避免成本、空间的浪费，以及简化交流/直流转换器的电路设计。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为现有的交流/直流转换器的统架构图；

图2为本发明所揭示的储能单元与其它现有能量储存媒介的比较示意图；

图3为本发明所揭示的磁性电容的一具体实施例的结构示意图；