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移動(dòng)載具的充電裝置的制作方法

文檔序號:7332174閱讀:201來源:國知局
專利名稱:移動(dòng)載具的充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種充電裝置,尤其涉及一種移動(dòng)載具的充電裝置。
背景技術(shù)
現(xiàn)今,移動(dòng)載具發(fā)展已朝向無污染、高效能的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)時(shí)代。然而作為電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的能源必須通過電池以作為能源儲(chǔ)存的容器,使得能源能被儲(chǔ)存 到電池中。通過將能源,例如
火力、水力、風(fēng)力、熱能、太陽能以及核能......等轉(zhuǎn)換成電能后,才能夠?qū)㈦娔茏鲞m當(dāng)?shù)?br> 轉(zhuǎn)換后儲(chǔ)存在電池中。然而,在電能轉(zhuǎn)換的過程,必須考慮到安全性、高效能以及便利性等問題。傳統(tǒng)充電電源供應(yīng)器是通常由一功率因子校正器接收并轉(zhuǎn)換一外部交流電源為一直流電源輸出。再通過一直流電源轉(zhuǎn)換器接收并轉(zhuǎn)換該直流電源為適合充電電池所需的充電電壓電平的直流電源。其中,在實(shí)際應(yīng)用中,該功率因子校正器所輸出的該直流電源是為固定的電壓電平,亦即,該直流電源輸出是根據(jù)該功率因子校正器的規(guī)格與電路,為固定不可調(diào)整的輸出電壓。也因此,傳統(tǒng)充電電源供應(yīng)器所提供的充電電壓將受到限制而無法有彈性的調(diào)整。再者,由于該功率因子校正器所輸出的該直流電源是為固定的電壓電平,因此,對于后級的直流電源轉(zhuǎn)換器所輸出的電壓范圍將大大地受到限制,進(jìn)而降低該直流電源轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率以及該充電電源供應(yīng)器的整體充電效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種移動(dòng)載具的充電裝置,通過調(diào)整該功率因子校正器的輸出電壓,以最佳化該直流對直流轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率以及該充電裝置的整體充電效率。為了解決上述問題,本發(fā)明提供一種移動(dòng)載具的充電裝置,是接收并轉(zhuǎn)換交流輸入電源為直流輸出電源,以對移動(dòng)載具的充電電池提供充電時(shí)所需的充電電壓與充電電流。移動(dòng)載具的充電裝置是包含電磁干擾濾波器、功率因子校正器、直流對直流轉(zhuǎn)換器以及電壓控制單元。電磁干擾濾波器接收交流輸入電源,以消除交流輸入電源的噪聲。功率因子校正器電性連接電磁干擾濾波器,以轉(zhuǎn)換濾波后的交流輸入電源并輸出第一直流電壓。直流對直流轉(zhuǎn)換器電性連接功率因子校正器,以接收第一直流電壓,并提供充電電池充電時(shí)所需的充電電壓。電壓控制單元電性連接直流對直流轉(zhuǎn)換器與充電電池,以調(diào)整第一直流電壓,使得第一直流電壓與充電電池所接收到充電電壓大小相等,以最佳化直流對直流轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率。達(dá)到附圖以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述,但不作為對本發(fā)明的限定。


圖I為本發(fā)明移動(dòng)載具的充電裝置的方框圖2為本發(fā)明一充電電池于充電過程的電池電壓曲線示意圖;圖3為本發(fā)明充電裝置的功率因子校正器的一實(shí)施例的方框圖;及圖4為本發(fā)明充電裝置的功率因子校正器的另一實(shí)施例的方框圖。其中,附圖標(biāo)記Vs交流輸入電源10充電裝置102電磁干擾濾波器104功率因子校正器 106直流對直流轉(zhuǎn)換器20充電電池Vp第一直流電壓Vb電池電壓
具體實(shí)施例方式茲有關(guān)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及詳細(xì)說明,配合

如下請參見圖I為本發(fā)明移動(dòng)載具的充電裝置的方框圖。該移動(dòng)載具的充電裝置10是接收并轉(zhuǎn)換一交流輸入電源Vs為一直流輸出電源,以對該移動(dòng)載具的一充電電池20提供充電時(shí)所需的充電電壓與充電電流。該移動(dòng)載具的充電裝置10包含一電磁干擾濾波器102、一功率因子校正器104、一直流對直流轉(zhuǎn)換器106以及一電壓控制單元108。其中,該充電裝置10可設(shè)置于該移動(dòng)載具內(nèi),或者該充電裝置10可設(shè)置于該移動(dòng)載具外。該移動(dòng)載具可為一電動(dòng)汽車或一電動(dòng)機(jī)車,并且,該充電電池20是為該電動(dòng)汽車或該電動(dòng)機(jī)車的車用充電電池。該電磁干擾濾波器102接收該交流輸入電源Vs,以消除該交流輸入電源Vs的噪聲。該功率因子校正器104電性連接該電磁干擾濾波器102,以轉(zhuǎn)換濾波后的該交流輸入電源Vs并輸出一第一直流電壓Vp。其中,該功率因子校正器104可為一升壓式轉(zhuǎn)換器(boost converter)或一降壓式轉(zhuǎn)換器(buck converter)或一升降壓式轉(zhuǎn)換器(buck-boost converter)或一整合升降壓式轉(zhuǎn)換器(integrated buck/boost converter)或一邱克轉(zhuǎn)換器(Cuk converter)或一單端初級電感轉(zhuǎn)換器(single ended primaryinductor converter, SEPIC),或者,該功率因子校正器104可為一無橋式功率因子校正器(bridgeless PFC),來達(dá)到功率因子校正功能。因此,該功率因子校正器104可提供升壓與降壓的操作,使得該功率因子校正器104可提供大范圍的輸出電壓。該直流對直流轉(zhuǎn)換器106電性連接該功率因子校正器104,以接收該第一直流電壓Vp,并提供該充電電池20充電時(shí)所需的充電電壓與充電電流。其中,該直流對直流轉(zhuǎn)換器106可為一降壓式轉(zhuǎn)換器(buck converter)。該電壓控制單元108電性連接該直流對直流轉(zhuǎn)換器106與該充電電池20,以調(diào)整該第一直流電壓Vp0通常,該充電裝置10的該功率因子校正器104的該第一直流電壓Vp輸出為高壓的直流電壓,典型電壓值可為400伏特或其它電壓值。再通過該直流對直流轉(zhuǎn)換器106 (在此實(shí)施例為一降壓式轉(zhuǎn)換器106)對該高壓的直流電壓進(jìn)行降壓動(dòng)作。值得一提,該降壓式轉(zhuǎn)換器106 (該直流對直流轉(zhuǎn)換器106)最高效率是通常發(fā)生在當(dāng)該降壓式轉(zhuǎn)換器106的輸入電壓與輸出電壓實(shí)質(zhì)相等時(shí),其中,所謂實(shí)質(zhì)相等是為所屬技術(shù)領(lǐng)域中的通常知識,更甚,該降壓式轉(zhuǎn)換器106最高效率是通常發(fā)生在當(dāng)該降壓式轉(zhuǎn)換器106的輸入電壓與輸出電壓相等,由于電路組件必然存在有不等的誤差,故此,在此僅以實(shí)質(zhì)相等表示。因此,當(dāng)該充電電池20接上該充電裝置10進(jìn)行充電時(shí),該電壓控制單元108是根據(jù)該降壓式轉(zhuǎn)換器106的輸出電壓(亦即該充電電池20的電池電壓Vb)以調(diào)整該第一直流電壓Vp(亦即該降壓式轉(zhuǎn)換器106的輸入電壓),使得該第一直流電壓Vp與該充電電池20所接收到該充電電壓大小實(shí)質(zhì)相等,如此,以最佳化該直流對直流轉(zhuǎn)換器106的轉(zhuǎn)換效率。如前所述,該功率因子校正器104可提供大范圍的輸出電壓,因此,該第一直流電壓Vp (亦即該功率因子校正器104的輸出電壓)是可根據(jù)該些不同電路 架構(gòu)而得以調(diào)整之。此外,雖然可通過調(diào)整該降壓式轉(zhuǎn)換器106的輸入電壓Vp使得與該充電電池20的電池電壓Vb實(shí)質(zhì)相等,以期得到該直流對直流轉(zhuǎn)換器106的最佳轉(zhuǎn)換效率。若當(dāng)該直流對直流轉(zhuǎn)換器106已達(dá)到最佳轉(zhuǎn)換效率,然而該充電裝置10未達(dá)到整體充電效率最佳,則該電壓控制單元108可再調(diào)整該第一直流電壓Vp (即該降壓式轉(zhuǎn)換器106的輸入電壓Vp),使得該直流對直流轉(zhuǎn)換器106的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最佳化時(shí),再最佳化該充電裝置10的整體充電效率。請參見圖2為本發(fā)明一充電電池于充電過程的電池電壓曲線示意圖。在實(shí)際充電操作過程中,由于該充電電池20的電池電壓是為非線性曲線,因此,當(dāng)該充電電池20進(jìn)行充電時(shí),由于該充電電池20的該電池電壓Vb在充電的過程中是為變動(dòng)增加的。如此,通過調(diào)整該降壓式轉(zhuǎn)換器106的輸入電壓Vp以追隨該充電電池20的該電池電壓Vb,使得該直流對直流轉(zhuǎn)換器106最高效率是發(fā)生在當(dāng)該降壓式轉(zhuǎn)換器106的輸入電壓Vp與該充電電池20的該電池電壓Vb實(shí)質(zhì)相等時(shí)。再者,若當(dāng)該直流對直流轉(zhuǎn)換器106已達(dá)到最佳轉(zhuǎn)換效率,同時(shí)該充電裝置10的整體充電效率也達(dá)到最高,則維持該降壓式轉(zhuǎn)換器106的輸入電壓Vp。反之,若該充電裝置10的整體充電效率尚未達(dá)到最高,則可再調(diào)整該降壓式轉(zhuǎn)換器106的輸入電壓Vp,使得該充電裝置10的整體充電效率達(dá)到最高。請參見圖3與圖4分別為本發(fā)明充電裝置的功率因子校正器一實(shí)施例的方框圖與另一實(shí)施例的方框圖。如圖3所示的該功率因子校正器104為該升壓式轉(zhuǎn)換器(boostconverter)。在此實(shí)施例中,該功率因子校正器104接收該電磁干擾濾波器102濾波后的該交流輸入電源并輸出該第一直流電壓Vp,以達(dá)到功率因子校正功能。如圖4所示的該功率因子校正器104是為該整合升降壓式轉(zhuǎn)換器(integratedbuck/boost converter)。該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器104是包含兩個(gè)開關(guān)(未標(biāo)示)、兩個(gè)二極管(未標(biāo)示)、一電感(未標(biāo)示)以及一電容(未標(biāo)示)。利用如圖4所示的電路架構(gòu),達(dá)到具有整合升壓式轉(zhuǎn)換器與降壓式轉(zhuǎn)換器功能的整合式升降壓轉(zhuǎn)換器。在此實(shí)施例中,該功率因子校正器104是接收該電磁干擾濾波器102濾波后的該交流輸入電源并輸出該第一直流電壓Vp,以達(dá)到功率因子校正功能。如前所述,該整合式升降壓轉(zhuǎn)換器104的實(shí)施例并不以上述兩種實(shí)施例為限,還可為一升降壓式轉(zhuǎn)換器(buck-boost converter)或一降壓式轉(zhuǎn)換器(buck converter)或一邱克轉(zhuǎn)換器(Cuk converter)或一單端初級電感轉(zhuǎn)換器(single ended primaryinductor converter, SEPIC),以及一無橋式功率因子校正器(bridgeless PFC),來達(dá)到功率因子校正功能。
綜上所述,本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn)I、通過調(diào)整該直流對直流轉(zhuǎn)換器106的輸入電壓,以最佳化該直流對直流轉(zhuǎn)換器106的轉(zhuǎn)換效率;及2、通過調(diào)整該直流對直流轉(zhuǎn)換器106的輸入電壓,以最佳化該充電裝置10的整體充電效率。當(dāng)然,本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例,在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下,熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形,但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)載具的充電裝置,接收并轉(zhuǎn)換一交流輸入電源為一直流輸出電源,以對該移動(dòng)載具的一充電電池提供充電時(shí)所需的充電電壓與充電電流;其特征在于,該移動(dòng)載具的充電裝置包含 一電磁干擾濾波器,接收該交流輸入電源,以消除該交流輸入電源的噪聲; 一功率因子校正器,電性連接該電磁干擾濾波器,以轉(zhuǎn)換濾波后的該交流輸入電源并輸出一第一直流電壓; 一直流對直流轉(zhuǎn)換器,電性連接該功率因子校正器,以接收該第一直流電壓,并提供該充電電池充電時(shí)所需的一充電電壓;及 一電壓控制單元,電性連接該直流對直流轉(zhuǎn)換器與該充電電池,以調(diào)整該第一直流電壓,使得該第一直流電壓與該充電電池所接收到該充電電壓大小實(shí)質(zhì)相等,以最佳化該直流對直流轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的移動(dòng)載具的充電裝置,其特征在于,該電壓控制單元能夠再調(diào)整該第一直流電壓,使得該直流對直流轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最佳化時(shí),再最佳化該充電裝置的整體充電效率。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的移動(dòng)載具的充電裝置,其特征在于,該功率因子校正器為一升壓式轉(zhuǎn)換器或一降壓式轉(zhuǎn)換器或一升降壓式轉(zhuǎn)換器或一整合升降壓式轉(zhuǎn)換器或一邱克轉(zhuǎn)換器、或一單端初級電感轉(zhuǎn)換器來達(dá)到功率因子校正功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的移動(dòng)載具的充電裝置,其特征在于,該功率因子校正器為一無橋式功率因子校正器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的移動(dòng)載具的充電裝置,其特征在于,該直流對直流轉(zhuǎn)換器為一降壓式轉(zhuǎn)換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的移動(dòng)載具的充電裝置,其特征在于,該充電裝置設(shè)置于該移動(dòng)載具內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的移動(dòng)載具的充電裝置,其特征在于,該充電裝置設(shè)置于該移動(dòng)載具外。
全文摘要
一種移動(dòng)載具的充電裝置,是對移動(dòng)載具的充電電池進(jìn)行充電。充電裝置包含電磁干擾濾波器、功率因子校正器、直流對直流轉(zhuǎn)換器以及電壓控制單元。電磁干擾濾波器接收交流輸入電源。功率因子校正器電性連接電磁干擾濾波器,以轉(zhuǎn)換濾波后的交流輸入電源并輸出第一直流電壓。直流對直流轉(zhuǎn)換器電性連接功率因子校正器,以接收第一直流電壓,并提供充電電池充電時(shí)所需的充電電壓。通過電壓控制單元調(diào)整第一直流電壓,使得第一直流電壓與充電電壓大小相等,以最佳化直流對直流轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率以及充電裝置的整體充電效率。
文檔編號H02J7/04GK102738880SQ20111009056
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者許昌吉 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司
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