本发明专利技术为一种电源转换装置及其方法，使用一低电压采集单元来采集交流电源的低电压部分电能，并将该低电压部分电能储存到一储能单元中，用以产生直流电压。低电压采集单元是利用一电压位准设定电路中已设定好的一临界电压与该交流电源进行比较，用以输出一控制信号。该控制信号用来控制一储能控制电路，该储能控制电路连接于该电压位准设定电路与该储能单元，受控于该控制信号，用以让该交流电源的低电压部分电能储存于该储能单元。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术为一种电源转换装置，尤指一种使用于交流电源转换成直流电源的低功率电源转换装置。
技术介绍
近年来半导体工业发展迅速，各种控制IC与微电脑控制器皆已小型化及省电化，不过都需要一低压的直流电源，以提供为控制电路动作的能源使用。因此交流市电110V/220V AC系统转换12V、5V、3.3V等低压直流电压源的技术，便成为工业应用的重要一环，也就是直流电源供应器相关
蓬勃发展的主要原因。常用的直流电源供应器的基础技术原理有二型一为线性放大式，一为开关切换式。开关切换式直流电源供应器的主要优点为效率高、体积小、成本低，不过若输出功率很小时，例如10瓦、5瓦或更小的瓦数以内，其优点可能完全消失而反成为缺点。所以在低功率输出的直流电源供应器中，所采用的技术仍以线性放大式原理为主，但常用的线性放大式电路须使用低频变压器或高压无极性电容，配合整流二极管及滤波电容，再经由线性降压或电阻分压方式将交流电源转换出所需的低压直流电能。现有的简易交流转直流低功率电源设计，可利用低频变压器将交流电源降压，再经整流及滤波后获得低压直流电源，或将交流电源经电容分压及二极管整流，再经齐纳二极管、电阻/电容分压方式或晶体管线性稳压方式等输出一低压直流电源。此类型电源电路技术具有下列缺点1、电源转换效率低，供电时温升现象不易解决。2、线性降压方式转换电能，消耗功率过大、输出小。3、若使用低频变压器降压，电路体积不易小型化、成本高。4、若使用高压无极性电容分压，电路体积不易小型化、IC化。图1为现有的第一实施例的交/直流转换电路，使用一低频变压器Tr1将交流电源VAC降压，再利用二极管组成的整流单元1进行整流，接着透过电容C1滤波，可获得低压的直流电压VDC。由于该第一实施例的交/直流转换电路需采用低频硅钢片变压器Tr1，在很小的功率输出(3瓦以内)时，铁心损失与体积皆非常大，虽然电路简单且可提供较大功率，但亦增加电路体积、重量与成本。图2为现有的第二实施例的交/直流转换电路，采集(撷取)交流电源VAC完整的正半周，并且共用电源火线，而直流电压VDC直接从电容C1端输出。由于该第二实施例的交/直流转换电路使用完整正半周，因此分担在电阻R1的受控电压过高，且输出的功率决定于齐纳二极管ZD1的电流及功率大小，因此电源利用率低、功率消耗大、输出功率非常小。图3为现有第三实施例的交/直流转换电路，采集交流电源VAC完整的负半周，并且共用电源地线。该第三实施例是利用电阻R1与电容C1分压且分别降低涌浪电流及储存电荷，又增加一稳压集成电路IC1以降低涟波，以获得一稳定的直流电压VDC，由于需设置高压无极性电容C1于电源测，可改善转换效率但增加电路体积，此交/直流转换电路的输出功率亦非常小。图4为现有第四实施例的交/直流转换电路。交流电源VAC透过高压无极性电容C1，再经全桥式整流器2转换成为直流电压VDC，再利用齐纳二极管ZD1稳压及电容C2储能，以获得一稳定直流电压VDC，此电路由于亦需设置高压无极性电容C1于交流电源侧，虽可改善转换效率但亦须增加电路体积。基于上述得知现有的交/直流转换电路须使用低频变压器、高压无极性电容或电阻分压方式，经由线性降压的原理转换电能，所以无法达成降低功率转换损失及集成化的特点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术一种，是使用一低电压采集单元来采集交流电源的低电压部分电能，并将该低电压部分电能储存到一储能单元中，用以产生直流电压。本专利技术的具体技术方案为一种电源转换装置，用以将一交流电源转换成为一直流电压，包括有一低电压采集单元，用以采集该交流电源的低电压部分电能；及一储能单元，连接于该低电压采集单元，储存该交流电源的低电压部分电能，以产生该直流电压。本专利技术另外提供一种电源转换方法，将一交流电源转换成为一直流电压，其特征在于，步骤包括有采集该交流电源的低电压部分电能；储存该交流电源的低电压部分电能；及根据该交流电源的低电压部分电能，用以产生该直流电压。本专利技术低电压采集单元利用一电压位准设定电路将已设定好的一临界电压与该交流电源进行比较，用以输出一控制信号。该控制信号用来控制一储能控制电路，该储能控制电路连接于该电压位准设定电路与该储能单元，受控于该控制信号，用以让该交流电源的低电压部分电能储存于该储能单元。当交流电源小于临界电压时，储能控制电路中的一开关元件导通，使储能单元钳住当下的交流电源电压以进行电能储存，进而输出产生直流电压。本专利技术主要工作原理是采集交流电源在低压部分时的电能，并将之储存以产生低功率的直流电压。本专利技术利用切换方式传送与储存电能的原理，可降低功率消耗损失、提高电源利用率、体积小型化、提供良好的直流电源品质，更可以配合集成电路制作技术作成IC，如此即可获得一极小体积的交流转直流的电源供应电路，提供逻辑电路、微电脑等等小功率控制电路使用，以解决现有交/直流转换电路的缺点。由以上说明可知，本专利技术具有以下的优点1、适用各种需小功率直流电源的控制器使用本专利技术的电源转换装置，凡输入端为交流市电，且需以直流电源驱动的低功率控制电路者皆适用。2、降低功率损失本专利技术利用切换方式传送与储存电能的原理，降低功率消耗损失，与现有的交/直流转换电路采线性降压或分压方式，更能提高电源利用率，提供良好的直流电源品质。3、体积小型化和集成化由于本专利技术的电源转换装置无须耐高压储能电容或低频变压器降压，所采用的元件除了低压的储能电容外，皆可以配合集成化制作技术作成IC，如此更可获得一极小体积的交流转直流的低功率电源转换装置。附图说明图1为现有的第一实施例的交/直流转换电路；图2为现有的第二实施例的交/直流转换电路；图3为现有的第三实施例的交/直流转换电路；图4为现有的第四实施例的交/直流转换电路；图5为本专利技术电源转换装置电路方块示意图；图6为本专利技术使用的低电压采集单元；图7为电压位准设定电路使用可程式单接面晶体管(PUT)作为位准选择开关的电路示意图；图8为电压位准设定电路使用双载子接面晶体管(BJT)作为位准选择开关的电路示意图；图9到图11为本专利技术各种电位储能控制电路示意图；图12为图7电路的波形示意图；及图13为图8电路的波形示意图。图号说明低频变压器Tr1交流电源VAC整流单元1电容C1直流电压VDC稳压集成电路IC1全桥式整流器2齐纳二极管ZD1低电压采集单元10 电压位准设定电路102 位准选择开关1022储能控制电路104开关元件1042控制信号VC储能单元20 稳压电路30交流电源VAC直流电压VDC输出电压VO具体实施方式请参考图5，为本专利技术电源转换装置电路方块示意图。电源转换装置包括有一低电压采集单元10与一储能单元20连接组成，该储能单元20即为一电容器。低电压采集单元10使用一临界电压与该交流电源VAC进行比较，以取得该交流电源VAC的低电压部分电能，并将该低电压部分电能储存到该储能单元20，以产生该输出电压VO。上面叙述中，当该交流电源VAC的低电压部分的绝对值小于该临界电压时，该交流电源VAC的低电压部分电能会被储存于该储能单元20。本专利技术进一步连接一稳压电路30于该储能单元20，接收并滤除该输出电压VO的涟波，用以输出稳定的直流电压VDC，稳压电路30依照电路拓朴分有共高压端稳压电路本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电源转换装置，用以将一交流电源转换成为一直流电压，其特征在于：包括有：一低电压采集单元，用以采集该交流电源的低电压部分电能；及一储能单元，连接于该低电压采集单元，储存该交流电源的低电压部分电能，以产生该直流电压。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林甲森，王国骅，
申请(专利权)人：崇贸科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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