专利名称：可用于燃料电池的电源转换器的利记博彩app
技术领域：
本发明是关于一种电源转换器，尤指一种可用于燃料电池的电源转换器。
背景技术：
燃料(fuel cell)电池为一种高效率、低污染的新电源供应器，其输出电压可为48V，输出电流可超过100A，当使用者欲使用燃料电池作为电源供应器时，于燃料电池与负载之间需使用全桥式换流器(Full-Bridge Inverter)、变压器、及整流器以进行电气特性的转换。如图1所示，传统电源转换器10可提供5KW电力转换，其包括全桥式换流器12、变压器16、及整流器18，且全桥式直流变压器12、变压器16、及整流器18是为依序串接而组成传统电源转换器10。传统电源转换器10可将燃料电池20所输出的电源进行电气特性的转换，例如48V直流转换成400V直流，以供负载30的消耗。
由于全桥式换流器12的功率晶体管13所能承受的峰值漏极电流无法超过70A，因此，每一切换电路14皆采用二个平行的功率晶体管13，以降低每一功率晶体管13所要承受的漏极电流，并轮流导通/关闭切换电路14，以提供功率晶体管13充份的散热时间，可避免全桥式换流器12而过热而损坏。
然而，传统电源转换器10具有下列缺点全桥式换流器12的滤波电容C1及功率晶体管13、变压器16、整流器18的滤波电感L1及滤波电容C2的体积，皆无法缩小，这将造成传统电源转换器10于应用领域上的限制。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种可用于燃料电池的电源转换器，具有体积小、应用范围宽的优点。同时具有降低功率消耗、提供功率转换效率、及低成本的优点为避免已知电源转换器的缺点，本发明揭露一种可用于燃料电池的电源转换器，是用以输入该燃料电池所提供的一输入电压，并进行一电气特性转换，以输出一输出电压至一负载，其特征在于，该电源转换器包括一复数相位PWM控制器，是用以侦测该输出电压的电压准位以输出复数PWM控制信号；一复数相位桥接转换器，是依据该等PWM控制信号以输入并输出该输入电压；一变压器，是输入该复数相位桥接转换器所输出的该输入电压，并进行该电气特性转换，以输出该输出电压；以及其中该等相位PWM控制器是包括一PWM产生器及至少一相位偏移器。
其中，该电源转换器还包括一整流器，是输入该输出电压，并输出整流后的该输出电压至该负载。
其中，该PWM产生器侦测该输出电压的电压准位以输出一第一PWM控制信号及一第四PWM控制信号，该至少一相位偏移器依据该第一PWM控制信号及该第四PWM控制信号以分别输出一第三PWM控制信号、一第六PWM控制信号、一第五PWM控制信号、一第二PWM控制信号。
其中，该第三PWM控制信号的相位是落后该第一PWM控制信号的相位120度，该第五PWM控制信号的相位是落后该第三PWM控制信号的相位120度，该第六PWM控制信号的相位是落后该第四PWM控制信号的相位120度，该第二PWM控制信号的相位是落后该第六PWM控制信号的相位120度。
其中，该至少一相位偏移器是为一先进先出元件。
图1是已知电源转换器的示意图。
图2是本发明三相电源转换器的功能方块图。
图3是重载时六个PWM控制信号的波形图。
图4是轻载时六个PWM控制信号的波形图。
具体实施例方式
有关本发明的电源转换器，请先参照圈2所示，其是使用多相脉波长度调变(PWM)控制以进行电气特性的转换，使燃料电池20所输出的电源能输出至负载30，以提供负载30顺利运作所需消耗的能量，并具有高效率、体积小等优点，使本发明多相电源转换器较已知电源转换器具有显著的进步性。其中，本发明电源转换器较佳是为三相电源转换器，并进行下述说明，但不以此为限。
如图2所示，本发明电源转换器40是耦合至燃料电池20及负载30，从燃料电池20输入输入电压VIN，并对输入电压VIN进行电气特性转换，将高电流低电压的输入电压VIN转换成低电流高电压的输出电压VOUT，并将输出电压VOUT输出至负载30。其中，本发明电源转换器40是包括下列元件三相PWM控制器60，是用以侦测输出电压VOUT的电压准位以输出六个PWM控制信号，每一PWM控制信号可切换一个功率晶体管的开启(ON)或关闭(OFF)的状态。三相PWM控制器60包括PWM产生器62、相位偏移器(phase shifter)64、及相位偏移器66。PWM产生器62依据输出电压VOUT的电压准位以分别输出第一PWM控制信号及第四PWM控制信号至切换电路50的功率晶体管51及功率晶体管54的栅极，功率晶体管51及功率晶体管54可分别依第一PWM控制信号及第四PWM控制信号的电压准位而切换至开启或关闭，且功率晶体管51及功率晶体管54两者的开启/关闭状态是为互斥。相位偏移器64是输入第一PWM控制信号及第四PWM控制信号，并进行相位偏移处理，较佳是延迟(delay)120度相位，以分别输出第三PWM控制信号及第六PWM控制信号至功率晶体管53及功率晶体管56的栅极，以控制功率晶体管53及功率晶体管56的开启/关闭状态。相位偏移器66是输入第三PWM控制信号及第六PWM控制信号，并进行相位偏移处理，较佳是延迟(delay)120度相位，以分别输出第五PWM控制信号及第二PWM控制信号至功率晶体管55及功率晶体管52的栅极，以控制功率晶体管55及功率晶体管52的开启/关闭状态。相位偏移器64及相位偏移器66较佳是为德洲仪器(Texas Instruments)公司所产生的双先进先出(FIFO)元件，产品编号SN 74AACT 2226，并由调整PWM产生器62与相位偏移器64及相位偏移器66的时脉频率，使相位偏移器64及相位偏移器66提供相位延迟120度相位的功能。当负载30改变时，第一PWM控制信号及第四PWM控制信号的波形将随负载程度而改变，而第三PWM控制信号、第六PWM控制信号以及第五PWM控制信号、第二PWM控制信号的波形分别与第一PWM控制信号及第四PWM控制信号相同，仅有相位上的差异，故能精准地控制三相桥接转换器50的运作。
三相桥接转换器50依据三相PWM控制器60所输出的六个PWM控制信号而输出输入电压VIN至变压器46。其包括功率晶体管51、52、53、54、55、及56，其中，功率晶体管51与54串联，功率晶体管53与56串联，功率晶体管55与52串联。每一功率晶体管可依据栅极的电压准位而切换至开启/关闭状态，例如高电压准位时，功率晶体管切换至开启状态；低电压准位时，功率晶体管切换至关闭状态。
变压器46是用以将三相桥接转换器50所输入的输入电压VIN进行电气特性转换，以输出输出电压VOUT至整流器48。
整流器48是对输出电压VOUT进行整流。其包括六个二极管、滤波电感L2、及滤波电容C3。
如图3所示，当负载为重载时，功率晶体管51、53、及55置于开启状态的时间较长，使变压器46提供较充裕电流的输出电压VOUT；如图4所示，当负载为轻载时，功率晶体管51、53、及55置于开启状态的时间较短，使变压器46提供较小量电流的输出电压VOUT。由于功率晶体管51、52、53、54、55、及56是轮流切换至开启或关闭状态，且功率晶体管的切换速度较已知功率晶体管13为快，电流涟波(current ripple)将相互抵消，使变压器46的输出电压VOUT的产生较小的电流涟波。由于输出电压VOUT的电流涟波较已知电源转换器10小，故滤波电成L2及滤波电容C3的体积可较已知滤波电感L1及滤波电容C2为小，并隐含降低功率消耗、提供功率转换效率、及低成本等优点。
由上述说明中可知，本发明多相电源转换器可降低电流涟波而减少滤波电感L2及滤波电容C3的体积，以及滤波电容C1的体积。
上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种可用于燃料电池的电源转换器，是用以输入该燃料电池所提供的一输入电压，并进行一电气特性转换，以输出一输出电压至一负载，其特征在于，该电源转换器包括一复数相位PWM控制器，是用以侦测该输出电压的电压准位以输出复数PWM控制信号；一复数相位桥接转换器，是依据该等PWM控制信号以输入并输出该输入电压；一变压器，是输入该复数相位桥接转换器所输出的该输入电压，并进行该电气特性转换，以输出该输出电压；以及其中该等相位PWM控制器是包括一PWM产生器及至少一相位偏移器。
2.如权利要求1所述的可用于燃料电池的电源转换器，其特征在于，其中，该电源转换器还包括一整流器，是输入该输出电压，并输出整流后的该输出电压至该负载。
3.如权利要求1所述的可用于燃料电池的电源转换器，其特征在于，其中，该PWM产生器侦测该输出电压的电压准位以输出一第一PWM控制信号及一第四PWM控制信号，该至少一相位偏移器依据该第一PWM控制信号及该第四PWM控制信号以分别输出一第三PWM控制信号、一第六PWM控制信号、一第五PWM控制信号、一第二PWM控制信号。
4.如权利要求2所述的可用于燃料电池的电源转换器，其特征在于，其中，该第三PWM控制信号的相位是落后该第一PWM控制信号的相位120度，该第五PWM控制信号的相位是落后该第三PWM控制信号的相位120度，该第六PWM控制信号的相位是落后该第四PWM控制信号的相位120度，该第二PWM控制信号的相位是落后该第六PWM控制信号的相位120度。
5.如权利要求2所述的可用于燃料电池的电源转换器，其特征在于，其中，该至少一相位偏移器是为一先进先出元件。
全文摘要
本发明是有关于一种可用于燃料电池的电源转换器，是用以输入燃料电池所提供的输入电压，并进行电气特性转换，以输出一输出电压至负载，电源转换器包括复数相位PWM控制器，是用以侦测输出电压的电压准位以输出复数PWM控制信号；复数相位桥接转换器，是依据复数PWM控制信号以输入并输出输入电压；以及变压器，是输入复数相位桥接转换器所输出的输入电压，并进行电气特性转换，以输出一输出电压，其中复数相位PWM控制器是包括PWM产生器及至少一相位偏移器。
文档编号H02M3/24GK1767337SQ200410085988
公开日2006年5月3日 申请日期2004年10月25日 优先权日2004年10月25日
发明者赖日生, 陈宏亮, 吴志崇 申请人:大同股份有限公司