充电电路及使用该充电电路的不断电电源供应系统技术方案

本发明专利技术提供一种充电电路及使用该充电电路的不断电电源供应系统，用以接收一直流电压输入，并转换为所需的直流电压输出。该充电电路至少包含：一分压电路，其接收该直流电压输入，并将该直流电压输入分压为多个电压；一开关装置，其与该分压电路连接，且具有多个开关元件；一控制装置，其感测该直流电压输出，并产生多个控制信号，以控制该开关装置的该多个开关元件交错导通；一变压器，其具有一初级侧与一次级侧，其中该初级侧连接于该开关装置；以及一整流滤波电路，其连接于该变压器的该次级侧，用以对该变压器的输出电压进行整流以及滤波，以得到该直流电压输出。利用本发明专利技术，可提升变压器的利用率，降低变压器的成本及降低电磁噪声干扰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种充电电路及使用该充电电路的不断电电源供应系统。
技术介绍
在电子及通讯系统运作过程中，不间断的电源输入为维持其正常运转的基本条件，然而现阶段的公用电力系统常受到输配线路断线及短路事故，造成电力出现压降或电力中断等异常状况，进而影响电力的供电品质，因此不断电电源供应系统(uninterruptible power supply，UPS)已经被广泛地应用于客户端，以协助解决可能发生的输入电源异常的问题。不断电电源供应系统的操作原理为市电正常时，事先将电能储存于蓄电池中，于市电中断后再自蓄电池输出电源以供负载使用。目前的不断电电源供应系统电路架构可区分为在线型(On-Line)、电源互动型(Line-Interactive)以及离线型(Off-Line)三种。请参阅图1，其显示一已知在线型不断电电源供应系统的电路方框示意图。如图所示，该在线型不断电电源供应系统1主要包含交流/直流转换器(AC/DC converter)11、逆变器(inverter)12、充电电路(charging circuit)13、电池(battery)14、开关元件15以及直流/直流转换器16。交流/直流转换器11用来接收一市电交流电压Vin，并将该市电交流电压Vin转换成直流形式。该充电电路13与交流/直流转换器11电连接，用以接收交流/直流转换器11所输出的直流电压，并将该直流电压转换成电池14所需的直流电压Vout2以对电池14进行充电。逆变器12与交流/直流转换器11电连接，以用于将交流/直流转换器11所输出的直流电压，或电池14电压经由直流/直流转换器16升压后所输出的直流电压，转换为稳定可靠的交流输出电压Vout1，以提供负载(load)使用。该在线型不断电电源供应系统1可分成三种运作状况(1)当市电正常供电时，交流电压Vin经过交流/直流转换器11转换成直流电压后，一方面通过充电电路13将直流电压转换成电池14所需的直流电压Vout2以对电池14进行充电，另一方面则经过逆变器12转换成交流输出电压Vout1，再经由开关元件15以输出至负载。(2)当逆变器12发生故障时，通过开关元件15切换至旁路(Bypass)回路，以将市电直接提供至负载。(3)当市电中断时，则由电池14输出直流电压经由直流/直流转换器16升压后传输至逆变器12，再经逆变器12转换为交流输出电压Vout1后，由开关元件15切换以输出至负载。请参阅图2，其为图1所示的不断电电源供应系统的充电电路的示意图，其中充电电路13的电路架构为回扫式电路拓朴(Flyback Topology)架构，其通过控制装置131来控制开关元件Q1导通与否，并配合变压器T1次级侧的二极管D1和电容C1来输出直流电压Vout2。具有回扫式电路拓朴架构的充电电路13虽然架构简单，但亦有缺点。请参阅图3，其显示图2的充电电路于节点B的电压VQ1与时间的关系图。当该节点B的电压VQ1处于高态时，开关元件Q1导通，电流会以方向A流入变压器T1的初级侧，因此可将能量传至变压器T1的次级侧；当该节点B的电压VQ1处于低态时，开关元件Q1截止，电流则不会于变压器T1的初级侧产生变化，因此无法将能量传至变压器T1的次级侧。由图可知，该开关元件Q1仅于二分之一周期导通，由于该充电电路13仅由一开关元件Q1作为导通开关，如此将使电流仅能以单一方向流入变压器T1的初级侧，因此变压器T1仅能使用二分的一周期，使变压器T1的利用率不佳，同时，也增加了电磁噪声干扰(Electro-Magnetic Interference，EMI)。由此可知，已知的回扫式电路拓朴架构的充电电路13的变压器T1除利用率不佳外，变压器T1的成本较高，且又存在着严重的电磁噪声干扰问题。因此，如何发展一种可以改善上述已知技术缺失的充电电路及使用该充电电路的不断电电源供应系统，实为目前迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的为提供一种充电电路及使用该充电电路的不断电电源供应系统，以解决传统的不断电电源供应系统的充电电路的变压器利用率不佳、变压器成本高以及电磁噪声干扰严重等问题。为达上述目的，本专利技术的一较广义实施样态为提供一种充电电路，其应用于一不断电电源供应系统，用以接收一直流电压输入，并转换为所需的直流电压输出。该充电电路至少包含一分压电路，其接收该直流电压输入，并将该直流电压输入分压为多个电压；一开关装置，其与该分压电路连接，且具有多个开关元件；一变压器，其具有一初级侧与一次级侧，其中该初级侧的一端连接于该开关装置，该初级侧的另一端则连接于该分压电路；一控制装置，其感测该直流电压输出，并产生多个控制信号，以控制该开关装置的该多个开关元件交错导通；以及一整流滤波电路，其连接于该变压器的该次级侧，用以对该变压器的输出电压进行整流以及滤波，以得到该直流电压输出。根据本专利技术的构想，其中该充电电路还包括一补偿电路，其连接于该变压器的该初级侧与该分压电路之间，以确保流通于该变压器的该初级侧的能量实质上相等。根据本专利技术的构想，其中该补偿电路包括一电容。根据本专利技术的构想，其中该充电电路为一半桥式转换器。根据本专利技术的构想，其中该分压电路由至少两电容所组成。根据本专利技术的构想，其中该开关装置包括一第一开关元件以及一第二开关元件，该第一开关元件与该第二开关元件受该控制装置的一第一控制信号与一第二控制信号控制以交错导通与截止。根据本专利技术的构想，其中该充电电路还包含一电流传感器，其连接于该控制装置，以用于感测该变压器的该初级侧与该分压电路间的电流变化。为达上述目的，本专利技术另一较广义实施样态为提供一种不断电电源供应系统，其包括一交流/直流转换器、一逆变器、一充电电路、一电池以及一直流/直流转换器。该不断电电源供应系统的特征在于该充电电路包括一分压电路，其接收一直流电压输入，并将该直流电压输入分压为多个电压；一开关装置，其与该分压电路连接，且具有多个开关元件；一变压器，其具有一初级侧与一次级侧，其中该初级侧的一端连接于该开关装置，该初级侧的另一端则连接于该分压电路；一控制装置，其感测该直流电压输出，并产生多个控制信号，以控制该开关装置的该多个开关元件交错导通；以及一整流滤波电路，其连接于该变压器的该次级侧，用以对该变压器的输出电压进行整流以及滤波，以得到该直流电压输出。利用本专利技术的充电电路及使用该充电电路的不断电电源供应系统，使得电流能够双向的流通于变压器的初级侧，因此变压器便得以于任一周期内完全利用，使得变压器的利用率提升。也因此，于产生相同充电能量的条件下，便可较已知的充电电路所使用的变压器成本低。除此之外，也可以降低电磁噪声干扰的问题。本专利技术将通过下列附图与实施例说明，以得到更清楚的了解。附图说明图1显示一已知在线型不断电电源供应系统的电路方框图。图2为图1所示的不断电电源供应系统的充电电路的示意图。图3显示图2的充电电路于节点B的电压VQ1与时间的关系图。图4为本专利技术较佳实施例的不断电电源供应系统的充电电路示意图。图5显示图4的充电电路于节点C、D的第一控制信号VQ2以及第二控制信号VQ3与时间的关系图。其中，附图标记说明如下1在线型不断电电源供应系统11交流/直流转换器12逆变器 13、2充电电路14电池 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电电路，其应用于一不断电电源供应系统，用以接收一直流电压输入，并转换为所需的直流电压输出，该充电电路至少包含：　　　　一分压电路，其接收该直流电压输入，并将该直流电压输入分压为多个电压；　　　　一开关装置，其与该分压电路连接，且具有多个开关元件；　　　　一变压器，其具有一初级侧与一次级侧，其中该初级侧的一端连接于该开关装置，该初级侧的另一端则连接于该分压电路；　　　　一控制装置，其感测该直流电压输出，并产生多个控制信号，以控制该开关装置的该多个开关元件交错导通；以及　　　　一整流滤波电路，其连接于该变压器的该次级侧，用以对该变压器的输出电压进行整流以及滤波，以得到该直流电压输出。

【技术特征摘要】
1.一种充电电路，其应用于一不断电电源供应系统，用以接收一直流电压输入，并转换为所需的直流电压输出，该充电电路至少包含一分压电路，其接收该直流电压输入，并将该直流电压输入分压为多个电压；一开关装置，其与该分压电路连接，且具有多个开关元件；一变压器，其具有一初级侧与一次级侧，其中该初级侧的一端连接于该开关装置，该初级侧的另一端则连接于该分压电路；一控制装置，其感测该直流电压输出，并产生多个控制信号，以控制该开关装置的该多个开关元件交错导通；以及一整流滤波电路，其连接于该变压器的该次级侧，用以对该变压器的输出电压进行整流以及滤波，以得到该直流电压输出。2.如权利要求1所述的充电电路，其中还包括一补偿电路，其连接于该变压器的该初级侧与该分压电路之间，以确保流通于该变压器的该初级侧的能量实质上相等。3.如权利要求2所述的充电电路，其中该补偿电路包括一电容。4.如权利要求1所述的充电电路，其中该充电电路为一半桥式转换器，该分压电路由至少两电容所组成，而该开关装置包括一第一开关元件以及一第二开关元件，该第一开关元件与该第二开关元件受该控制装置的一第一控制信号与一第二控制信号控制以交错导通与截止。5.如权利要求1所述的充电电路，其中还包含一电流传感器，其连接于该控制装置，以用于感测该变压器的该初级侧与该分压电路间的电流变化。6.一种不断电电源供应系统，其包括一交流/直流转换器、一逆变器、一充电电路、一电池以及一直流/直流转换器，其特征在于，该充电电路包括一分压电路，其接收一直流电压输入，并将该直流电压输入分压为多个电压；一开关装置，其与该分压电路连接，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖渊芳，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]