[发明专利]一种具有无桥式功率因数修正功能的直流对直流转换器

说明书

本发明公开了一种具有无桥式功率因数修正功能的直流对直流转换器，它具体涉及转换器技术领域。它包括第一电路，耦接交流电源的火线端；第一电路包括串联耦接的第一储能单元以及电压转换电路；以及第二电路，耦接交流电源的中性线端，且耦接第一电路；第二电路包括串联耦接的第二储能单元以及功率开关电路；其中，第二储能单元耦接火线端，功率开关电路耦接电压转换电路以及中性线端；本发明通过线路架构简化的改进、降低生产成本、提高生产效率以及使用上便携使用的目的。本发明应用于不断电系统中。

技术领域：

本发明涉及一种直流对直流转换器，具体涉及一种具有无桥式功率因数修正功能的直流对直流转换器。

背景技术：

目前，具有无桥式功率因数修正(Power Factor Correction，PFC)功能的转换器与传统有桥式整流器相比，具有无桥式功率因数修正功能的转换器藉由减少功率二极管导通损耗进而改善效率。如将其应用于目前不断电系统(UninterruptiblePower System，UPS)的3KVA构架下之电池模式时，在电网异常或停电的情况下不间断地为电器等负载设备提供备援交流电源的供电，以维持电器正常运作的设备。通常情况下不断电系统被用于维持电脑、服务器等关键性商用设备或精密仪器的不间断的供电，防止数据损失、通信中断或装置失去控制。

然而，目前不断电系统(UPS)当运作于3KVA构架下之电池模式时，最普遍的应用是配合铅酸电池使用，而铅酸电池的体积大、寿命短、维护上耗时耗成本，且传统的直流对直流(DC-to-DC)转换器为推挽式(Push-Pull)构架，不同于交流电网一端的Boost升压电路。如此一来会占据电路板上过多的布线面积，增加电路板基材与制程时间，且因铅酸电池体积大小与增加Push-Pull线路构架，对于不断电系统之体积与成本都将因此增加。

为此，如何设计出一种改进式的直流对直流转换器，特别是在线路构架简化的改进，来解决前述不断电系统的体积与成本增加的技术问题，乃为本申请所研究的重要技术点。

发明内容：

为解决上述不断电系统的体积与成本增加的问题；本发明提供一种具有无桥式功率因数修正功能的直流对直流转换器。

本发明用于对负载提供市电模式或电池模式的不断电供电，具有无桥式功率因数修正功能的直流对直流转换器包括第一电路，耦接交流电源的火线端；第一电路包括串联耦接的第一储能单元以及电压转换电路；其中，第一储能单元耦接火线端，电压转换电路耦接交流电源的中性线端；以及

第二电路，耦接交流电源的中性线端，且耦接第一电路；第二电路包括串联耦接的第二储能单元以及功率开关电路；其中，第二储能单元耦接火线端，功率开关电路耦接电压转换电路以及中性线端；

其中，当交流电源正常时，交流电源通过第一电路对负载提供市电模式的供电；当交流电源异常时，第二储能单元通过功率开关电路以及第一电路对负载提供电池模式的供电。

作为优选，电压转换电路包括串联耦接的第一电晶体开关与第二晶体管开关、串联耦接的第一二极管与第一电容器、串联耦接的第二二极体与第二电容器；其中，第一电晶体开关耦接第一储能单元、第一二极管以及第二二极体；第二晶体管开关耦接第二电路、第一电容器以及第二电容器。

作为优选，功率开关电路包括第三二极体以及串联耦接的第三电晶体开关与第四晶体管开关；其中，第三晶体管开关耦接第二晶体管开关、第一电容器、第二电容器以及中性线端，第四晶体管开关耦接第二储能单元；第三二极体的一端耦接第一二极管与第一电容器，第三二极体的另一端耦接第三电晶体开关以及第四晶体管开关。

作为优选，当运作于市电模式，且当直流对直流转换器为正半周操作时：第一电晶体开关导通、第二晶体管开关导通、第三电晶体开关关断且第四晶体管开关关断，第一储能单元为储能操作；以及第一电晶体开关关断、第二晶体管开关关断、第三电晶体开关关断且第四晶体管开关关断，第一储能单元为释能操作。