具电力转换的交换式充电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具电力转换的交换式充电装置，包括一功率因素调整电路、一充电处理器电路及一个以上蓄电池；该功率因素调整电路设在电源输入端，具有至少一第一无穷级共振舱；该充电处理器电路设在功率因素调整电路输出端与蓄电池形成电性连接；藉第一无穷级共振舱所产生的共振、阻尼效应达到与蓄电池共振的动态ＰＦＣ功率因素调整，使充电处理器电路在频率的调整动作上，能共振的以输出电子流的型态对蓄电池不产生温度的快速充电，且由于蓄电池的充电与放电路径不同及没有最大功率移转的耗能问题存在，故还具有倍能充电及允许同时充电与放电的效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电源充电装置，尤指一种具电力转换的交换式充电装置。
技术介绍
来自不同型态的交流或直流连续性电源欲用蓄电池储存电力，需透过充电器或充 电装置的电源处理，才能把符合匹配的电力对蓄电池进行有效的充电；各种型态电源，一般 须不同的充电器或装置，这些充电器通常是由一 PFC功率因素调整器及一频率处理器所组 成；例如，图1为现有技术中一种用在交流电源(例如市电)的充电装置，该与电源输入端 整流器11电性连接的升压PFC功率因素调整器12，是依蓄电池13的型态(电阻)形成共 振来产生动态阻抗匹配，而设在升压PFC功率因素调整器12输出端的频率处理器14，则为 输出给蓄电池13的电流作频率调整；其中该PFC功率因素调整器12，是利用调控芯片120 触发第一晶体管Q1,使输入端电源通过第一电感L1形成与蓄电池13共振(动态阻抗匹配) 的电源，该频率处理器14，则利用一调频芯片140触发一晶体管Q2，使功率因素调整后的电 源，再经由第二电感L2产生符合蓄电池13充电频率的电流来对蓄电池13充电；又如图2 为现有技术中一种用在大功率直流电源(如燃料电池)的充电装置，该直流电源输入端PFC 功率因素调整器22，亦是利用调控芯片220触发一晶体管Q1，使输入端电源通过第一电感！^ 形成与蓄电池23共振(动态阻抗匹配)的电源，该设在PFC功率因素调整器22输出端的 频率处理器24，则利用并联的多数调频芯片240、241、242、243分别触发多数晶体管Q2、Q3、 Q4、Q5，使功率因素调整后的电源，再经第二电感L2产生符合蓄电池23充电频率的电流来对 蓄电池23充电；无论是交流电源充电装置或直流电源充电装置，一直以来均存在以下各项 缺失1. PFC功率因素调整器12 (或22)的第一电感L1,皆因与蓄电池13 (或23)共振 不良产生反电动势，阻碍PFC的正常运作，蓄电池13(或23)充电过程中，会有瞬间断电或 吸不到电LDO (Low Drop Out)的情形发生；2.频率处理器14(或24)的第二电感L2,时而有涡电流现象产生，且消除又慢，温 度又高，造成蓄电池13(或23)端电流漂移(off sat)很大，易发生充电不稳定情形；3.第一电感L1及第二电感L2,皆会因线圈与铁芯间隙(gap)的问题，造成功率不 足，且易饱和(没有动作或反应)，影响电池13 (或23)的正常充电，或至少无法达到(电 源)快充。4.蓄电池13(或23)充电时为符合图3所示等效之最大功率移转定理，采电流充 电方式充电的结果，有反应效率差、电力储存少(最大值只有一半)、充电速度慢、温度高 (电池易受损)，且因充电与放电路径相同，故无法同时充电与放电。由于现今产业对新能源之开发极为重视，各种由能源转换得到电力的发电装置， 时常必须借助储电(能)设备将电力储存起来，才能使能源得到最充分或最有效的利用，而 优异性能、高效率及安全的充电器或装置，将在这个储电的作用过程中扮演甚为重要的角 色；且一些需要行动电源(充电池)的电子产品，更是有电池要求快速充电的市场需求；然7而，直流或交流充电器或装置对蓄电池的充电，为电荷所形成的电流回路，前述多项缺失会 一直是电源充电处理上难改善或解决的技术难题，若能使对蓄电池充电的电源是与电荷方 向相反的电子流(为电子形成的回路)，则势必可以解决或改善前述习用直流或交流充电 器或装置所面临的各项问题；根据本专利技术人已公开的无穷级共振舱技术，可以被用来动态阻抗匹配，解开系统 对偶性难题，有利非线性动态系统稳定化，并包括动态因素调整、动态适应性阻尼，适应性 全通滤波器均可获得完整解析；有了无穷级共振舱，虽使电源以电子流的型态供给负载使 用或给电池充电的构思有了技术性突破的开端，但对无穷级共振舱的建构与组件运用，仍 须再进一步研发，才能真正的完全克服习用充电器或装置使用上的缺失。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本专利技术提供了一种具电力转换的交换式充电装置，能使各型 电源对蓄电池充电，可不产生温度的快充，且不会有最大功率移转问题，能在得到倍能充电 的同时还允许同时放电。本专利技术为了解决其技术问题所采用的技术方案是本专利技术的主要目的是一种具电力转换的交换式充电装置，包括一降压PFC功率因 素调整电路、一充电处理器电路及至少一个蓄电池；该降压PFC功率因素调整电路透过一 整流器与交流电源的电源输入端电性连接，该降压PFC功率因素调整电路具有一电性连接 整流器的第一晶体管、一触发第一晶体管的第一 IC芯片、一电性串接第一晶体管的无穷级 共振舱、一在第一晶体管与无穷级共振舱间并联的第一二极管及一并联在无穷级共振舱输 出端的第一电容；该充电处理器电路包括并联在降压PFC功率因素调整电路输出端的一第 二二极管及一第三电容，该第三电容串接有一与第二二极管形成并联回路的第二电感，且 该第二二极管与该第二电感间的并联回路上还串接有被一第二 IC芯片触发的一第二晶体 管；该蓄电池(可为快充锂电池)透过充电处理器电路与降压PFC功率因素调整电路的输 出端电性连接，且该蓄电池与第三电容并联；其中，该降压PFC功率因素调整电路的无穷级 共振舱是由一电感并联相互串接的一第一电性阻尼器及一第二电容所组成；这样整流器对 电源输入端输入的交流电源整流，降压PFC功率因素调整电路的第一 IC芯片触发第一晶体 管的动作，藉由无穷级共振舱所产生的共振、阻尼效应达到与蓄电池共振的动态PFC功率 因素调整，这使充电处理器电路的第二 IC芯片在触发第二晶体管的频率调整动作上，能共 振的以输出电子流的型态对蓄电池不产生温度的快速充电，且由于蓄电池的充电与放电路 径不同及没有最大功率移转的耗能问题存在，故还具有倍能充电及允许同时充电与放电的 效益。本专利技术的次一目的是提供一种具电力转换的交换式充电装置，包括一升压PFC功 率因素调整电路、一充电处理器电路及至少一个蓄电池；该升压PFC功率因素调整电路与 直流电源(例如小型太阳能电池)的电源输入端电性连接，该升压PFC功率因素调整电路 具有一并联电源输入端的二极管、一继二极管后与电源输入端一极串接的无穷级共振舱、 一与无穷级共振舱串接的第一二极管、一在无穷级共振舱与第一二极管间并联的第一晶体 管、一触发第一晶体管的第一 IC芯片、一在第一二极管出端并联的第一电容；该充电处理 器电路包括并联在升压PFC功率因素调整电路输出端的一第二二极管及一第三电容，该第三电容串接有一与第二二极管形成并联回路的第二电感，且该第二二极管与该第二电感间 的并联回路上还串接有被一第二 IC芯片触发的一第二晶体管；该蓄电池(可为快充锂电 池)透过充电处理器电路与升压PFC功率因素调整电路的输出端电性连接，且该蓄电池与 第三电容并联；其中，该升压PFC功率因素调整电路的无穷级共振舱是由一第一电感并联 相互串接的一第一电性阻尼器及一第二电容所组成，这样直流电源由电源输入端输入，升 压PFC功率因素调整电路的第一 IC芯片触发第一晶体管的动作，藉由无穷级共振舱所产生 的共振、阻尼效应达到与蓄电池共振的动态PFC功率因素调整，这使充电处理器电路的第 二 IC芯片在触发第二晶体管的频率调整动作上，能共振的以输出电子流的型态对蓄电池 不产生温度的快速充本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具电力转换的交换式充电装置，其特征在于：包括一降压ＰＦＣ功率因素调整电路（３０）、一充电处理器电路（４０）及至少一个蓄电池（５０）；该降压ＰＦＣ功率因素调整电路（３０）透过一整流器（６０）与交流电源（７０）的电源输入端（７１）电性连接，该降压ＰＦＣ功率因素调整电路（３０）具有一电性连接整流器（６０）的第一晶体管（Ｑ↓［１］）、一触发第一晶体管（Ｑ↓［１］）的第一ＩＣ芯片（３１）、一电性串接第一晶体管（Ｑ↓［１］）的无穷级共振舱（３２）、一在第一晶体管（Ｑ↓［１］）与无穷级共振舱（３２）间并联的第一二极管（Ｄ↓［１］）及一并联在无穷级共振舱（３２）输出端的第一电容（Ｃ↓［１］）；该充电处理器电路（４０）包括并联在降压ＰＦＣ功率因素调整电路（３０）输出端的一第二二极管（Ｄ↓［２］）及一第三电容（Ｃ↓［３］），该第三电容（Ｃ↓［３］）串接有一与第二二极管（Ｄ↓［２］）形成并联回路的第二电感（Ｌ↓［２］），且该第二二极管（Ｄ↓［２］）与该第二电感（Ｌ↓［２］）间的并联回路上还串接有被一第二ＩＣ芯片（４１）触发的一第二晶体管（Ｑ↓［２］）；该蓄电池（５０）透过充电处理器电路（４０）与降压ＰＦＣ功率因素调整电路（３０）的输出端电性连接，且该蓄电池（５０）与第三电容（Ｃ↓［３］）并联；其中，该降压ＰＦＣ功率因素调整电路（３０）的无穷级共振舱（３２）是由一电感（Ｌ↓［１］）并联相互串接的一第一电性阻尼器（Ｘｕ↓［１］）及一第二电容（Ｃ２）所组成。...

【技术特征摘要】
一种具电力转换的交换式充电装置，其特征在于包括一降压PFC功率因素调整电路(30)、一充电处理器电路(40)及至少一个蓄电池(50)；该降压PFC功率因素调整电路(30)透过一整流器(60)与交流电源(70)的电源输入端(71)电性连接，该降压PFC功率因素调整电路(30)具有一电性连接整流器(60)的第一晶体管(Q1)、一触发第一晶体管(Q1)的第一IC芯片(31)、一电性串接第一晶体管(Q1)的无穷级共振舱(32)、一在第一晶体管(Q1)与无穷级共振舱(32)间并联的第一二极管(D1)及一并联在无穷级共振舱(32)输出端的第一电容(C1)；该充电处理器电路(40)包括并联在降压PFC功率因素调整电路(30)输出端的一第二二极管(D2)及一第三电容(C3)，该第三电容(C3)串接有一与第二二极管(D2)形成并联回路的第二电感(L2)，且该第二二极管(D2)与该第二电感(L2)间的并联回路上还串接有被一第二IC芯片(41)触发的一第二晶体管(Q2)；该蓄电池(50)透过充电处理器电路(40)与降压PFC功率因素调整电路(30)的输出端电性连接，且该蓄电池(50)与第三电容(C3)并联；其中，该降压PFC功率因素调整电路(30)的无穷级共振舱(32)是由一电感(L1)并联相互串接的一第一电性阻尼器(Xu1)及一第二电容(C2)所组成。2.一种具电力转换的交换式充电装置，其特征在于包括一升压PFC功率因素调整电 路(30A)、一充电处理器电路(40)及至少一个蓄电池(50)；该升压PFC功率因素调整电 路(30A)与直流电源(70A)的电源输入端(71A)电性连接，该升压PFC功率因素调整电路 (30A)具有一并联电源输入端(71A)的二极管(Dtl)、一继二极管(Dtl)后与电源输入端(71A) 一极串接的无穷级共振舱(32A)、一与无穷级共振舱(32A)串接的第一二极管(D1)、一在无 穷级共振舱(32A)与第一二极管(D1)间并联的第一晶体管(Q1)、一触发第一晶体管(Q1) 的第一 IC芯片(31A)、一在第一二极管(D1)出端并联的第一电容(C1)；该充电处理器电路 (40)包括并联在升压PFC功率因素调整电路(30A)输出端的一第二二极管(D2)及一第三 电容(C3),该第三电容(C3)串接有一与第二二极管(D2)形成并联回路的第二电感(L2)，且 该第二二极管(D2)与该第二电感(L2)间的并联回路上还串接有被一第二 IC芯片(41)触 发的一第二晶体管(Q2)；该蓄电池(50)透过充电处理器电路(40)与升压PFC功率因素调 整电路(30A)的输出端电性连接，且该蓄电池(50)与第三电容(C3)并联；其中，该升压PFC 功率因素调整电路(30A)的无穷级共振舱(32A)是由一第一电感(L1)并联相互串接的一 第一电性阻尼器(Xu1)及一第二电容(C2)所组成。3.根据权利要求2所述的具电力转换的交换式充电装置，其特征在于所述升压PFC 功率因素调整电路(30A)的输出端还并联有一降压PFC功率因素调整电路(30B)作为充电 处理器电路(40)的另一输入端；该降压PFC功率因素调整电路(30B)透过一整流器(60) 与交流电源(70)的电源输入端(71)电性连接，该降压PFC功率因素调整电路(30B)具有 一电性连接整流器(60)的第三晶体管(Q3)、一触发第三晶体(Q3)的第三IC芯片(31B)、一 电性串接第三晶体管(Q3)的第二无穷级共振舱(32B)、一在第三晶体管(Q3)与第二无穷级 共振舱(32B)间并联的第三二极管(D3)及一并联在第二无穷级共振舱(32B)输出端的电 容第四(C4)；所述第二无穷级共振舱(32B)是由一第三电感(L3)并联相互串接的一第二电 性阻尼器(Xu2)及一第五电容(C5)所组成。4.一种具电力转换的交换式充电装置，其特征在于包括一降压PFC功率因素调整电 路(30)、一大功率充电处理器电路(40A)及第一、二组蓄电池(50A、50B)；该降压PFC功率 因素调整电路(30)透过一整流器(60)与大功率交流电源(70)的电源输入端(71)电性连接，所述降压PFC功率因素调整电路(30)具有一电性连接整流器(60)的第一晶体管似)、 一触发第一晶体管(Q1)的第一 IC芯片(31)、一电性串接第一晶体管(Q1)的第一无穷级共 振舱(32)，一在第一晶体管(Q1)与第一无穷级共振舱(32)间并联的第一二极管(D1)及一 并联在第一无穷级共振舱(32)输出端的第一电容(C1)；该大功率充电处理器电路(40A)包 括串设在降压PFC功率因素调整电路(30)的输出一极端的一第二无穷级共振舱(42)及并 联在降压PFC功率因素调整电路(30)的输出另一极端的一第三无穷级共振舱(43)；该第 二无穷级共振舱(42)透过一第二二极管(D2)与第一组蓄电池(50A) —极端电性连接，且该 第二无穷级共振舱(42)与第二二极管(D2)间还并联有被一第二 IC芯片(41A)触发的第 二晶体管(Q2)；该第三无穷级共振舱(43)透过一被一第三IC芯片(41B)触发的第三晶体 管(Q3)与降压PFC功率因素调整电路(30)的输出一极端电性连接，且第三无穷级共振舱 (43)还透过一第三二极管(D3)与第二组蓄电池(50B) —极端并联电性连接；其中，所述第 一无穷级共振舱(32)是由一第一电感(L1)并联相互串接的一第一电性阻尼器(Xu1)及一 第二电容(C2)所组成，而所述第二无穷级共振舱(42)是由一第二电感(L2)并联相互串接 的一第二电性阻尼器(Xu2)及第三电容(C3)所组成，所述第三无穷级共振舱(43)是由一第 三电感(L3)并联相互串接的一第三电性阻尼器(Xu3)及一第四电容(C4)所组成。5.根据权利要求4所述的具电力转换的交换式充电装置，其特征在于所述第二无穷 级共振舱(42)的第二电感(L2)及第三无穷级共振舱(43)的第三电感(L3)皆是由线圈与 含强磁的铁芯所构成的电感器。6.根据权利要求4所述的具电力转换的交换式充电装置，其特征在于所述整流器 (60)为二相整流器电路。7.根据权利要求4所述的具电力转换的交换式充电装置，其特征在于所述整流器为 三相整流器电路(60A)，具有三极电源输入端(71B) :R、S、T极电源输入端。8.一种具电力转换的交换式充电装置，其特征在于包括一升压PFC功率因素调整电 路(30A)，一大功率充电处理器电路(40A)及第一、二组蓄电池(50A、50B)；该升压PFC功率 因素调整电路(30A)与大功率直流电源(70C)的电源输入端(71C)电性连接，该升压PFC 功率因素调整电路(30A)具有一并联电源输入端的二极管(Dtl)、一继二极管(Dtl)后与电源 输入端(71C) —极串接的第一无穷级共振舱(32A)、一与第一无穷级共振舱(32A)串接的二 极管(D1)、一在第一无穷级共振舱(32A)与二极管(D1)间并联的第一晶体管(Q1)、一触发 第一晶体管(Q1)的第一 IC芯片(31A)，一在二极管(D1)出端并联的第一电容(C1)；该大功 率充电处理器电路(40A)包括串设在升压PFC功率因素调整电路(30A)的输出一极端的一 第二无穷级共振舱(42)及并联在升压PFC功率因素调整电路(30A)的输出另一极端的一 第三无穷级共振舱(43)；该第二无穷级共振舱(42)透过一第二二极管(D2)与第一组蓄电 池(50A) —极端并联电性连接，且该第二无穷级共振舱(42)与二极管(D2)间还并联有被 一第二 IC芯片(41A)触发的第二晶体管(Q2)；该第三无穷级共振舱(43)透过一被一第三 IC芯片(41B)触发的第三晶体管(Q3)与升压PFC功率因素调整电路(30A)的输出一极端 电性连接，该第三无穷级共振舱(43)还透过一第三二极管(D3)与第二组蓄电池(50B) — 极端并联电性连接；其中，所述第一无穷级共振舱(32)由一第一电感(L1)并联相互串接的 一第一电性阻尼器(Xu1)及一第二电容(C2)所组成，所述第二无穷级共振舱(42)是由一第 二电感(L2)并联相互串接的一第二电性阻尼器(Xu2)及第三电容(C3)所组成，所述第三无穷级共振舱(43)是由一第三电感(L3)并联相互串接的一电性阻尼器(Xu3)及一第四电容 (C4)所组成。9.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐夫子，
申请(专利权)人：凃杰生，徐夫子，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]