(感性负载)充电时间可被控制得较短(及开关电路30关闭的比例较高，对应控制信号的占空比较高)，感性负载中存储的能量也比较小，因此可以较快地释放完。如此，不存在像【背景技术】中由于感性负载(直流马达)需要释放大量能量而产生的导致出现负功率的放电电流(阴影部分)。因此，上述电源转换电路10的负功率较小，有利于提升电机的有效输出及降低电网中的损耗，从而提闻能源的有效利用率。
[0027]另外，由于第一电感LI放电时的第一电感的电压与转换电路20输出的直流电压相互叠加，因此，叠加后加载在电机上的电压比交流电源61的电压要高，有助于驱动更高电压的马达。可见，开关电路30开关的频率越闻和/或占空比越闻，负功率便较小。关于开关频率，下述实施方式将不再赘述。
[0028]优选地，第一及第二直流端口 23、24之间还连接有一个滤波电路，用于对从第一及第二直流端口 23、24输出的直流电进行滤波。在本实施方式及下述实施方式中，滤波电路均包括一个第一电容Cl。当然，滤波电路也可以是LC电路，其中的电感连接在电容与桥式的二极管整流桥之间；或者仅是电感，下面的实施方式将不再赘述。
[0029]在对应A，B点之间的过程中，调节开关电路30导通时间的长短(对应控制电路40的控制信号的占空比)可控制电机的转速。同时，在这个过程中，控制电路40的控制信号的占空比越大(即，开关电路30开启的时间越长)，直流电机的线圈(感性负载)中存储的能量越小，其在B点后所能释放的能量也越少,负功率便越小。
[0030]第二实施方式
[0031]请结合图5，本发明第二实施方式的电源转换电路1b与上述第一实施方式的电源转换电路10的不同之处在于能量存储电路50b。第二实施方式的转换电路50b除了第一实施方式中的二极管D及第二电容C2，还包括一个第三电容C3及一个第二电感L2。第三电容C3连接在第二连接端26与二极管D之间，第二电感L2连接在第二直流端24与第三电容C3靠近第一输出端51的一端(即第三电容C3与二极管D连接的一端)之间。
[0032]请再结合图6，工作过程中，同上所述，当无刷直流电机在转动而产生反电动势并且交流电源61的电压逐渐增大至大于反电动势Vb时(图中A点处)，交流电源开始供应电流。在交流电源的电压处于大于反电动势Vb的时段内(A，B点之间)，在开关电路30断开时，交流电源61通过转换电路20、第一电感L1、第三电容C3及第二电感L2形成第一回路；通过转换电路20、第一电感L1、第三电容C3、二极管D及第二电容C2形成第二回路；通过转换电路20、第一电感L1、第三电容C3、二极管D、H桥驱动电路61及该电机形成第三回路。上述三个回路在第三电容C3充满电后截止，这个过程中第二电容C2及第三电容C3被充电。在开关电路30导通时，交流电源61通过转换电路20、第一电感LI及开关电路30形成回路为第一电感LI充电；第三电容C3通过开关电路30向第二电感L2放电以使第二电感L2存储其(部分)能量；同时第二电容C2向电机供电。在开关电路30断开时，第一电感L1、第三电容C3及第二电感L2的极性方向如图5所示,使用叠加原理(superposit1n theory)把电路网络中的电压源叠加起来，通过叠加原理计算出的结果便是加载在电机上的电压，以向电机供电。在第二电感L2及第二电容C2放完电后，又重复出现上述第一次描述开关电路30断开时的情况，如此循环。
[0033]由于开关电路30是交替地断开及导通，能量存储电路50的元件及直流电机的线圈(感性负载)充电时间可被控制得较短，感性负载中存储的能量便会比较小，因此可以较快地释放完。如此，不存在像【背景技术】中由于感性负载(直流马达)需要释放大量能量而产生的导致出现负功率的放电电流(阴影部分)。因此，上述电源转换电路10的负功率较小，有利于提升电机的有效输出及降低电网的损耗，从而提高能源的有效利用率。
[0034]另外，第二实施方式的电路中，在控制电路40产生的控制信号占空比较大(开关30的闭合时间比断开的时间长)的情况下，在上述第一次描述开关30闭合的时段中，第三电容C3上的电压很快下降，同时由于充电时间长，第一电感LI及第二电感L2上的电压也较大。如此，上述第二次描述开关30断开的时段中，所减去的第三电容C3的电压很小，此时由第一电容Cl、第一电感LI及第二电感L2三个电压的叠加,输出电压比第一实施方式更大。相反地，控制电路40产生的控制信号占空比较小(开关30的闭合时间比断开的时间短)的情况下，在上述第一次描述开关30断开的时段中，由于断开时间较长，第三电容C3的电压上升要比第一电感LI及第二电感L2快，既是说，第三电容C3的电压可以比第一电感LI及第二电感L2的电压之和大。如此，在上述第一次描述开关30闭合的时段中，由于闭合的时间短，第三电容C3下降的电压也较小。后续几个电压同时加载至电机时，极性方向相反的第三电容C3上的电压最终会导致输出端上的电压比第一电容Cl的电压还小。因此，本电路还可通过控制占空比来产生不同电压驱动不同的电机。
[0035]需要指出的是，在本发明中，除非指出是直接连接，在只说明两者之间连接的情况下，不排除所述两者之间不直接连接的情况。
[0036]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电源转换电路,用于向感性负载供电,包括: 转换电路，其用于将交流电转换为直流电，并包括用于连接至一个交流电源的第一及第二输入端，以及用于输出直流电的第一及第二直流端； 第一电感，其包括第一及第二连接端，该第一连接端连接第一直流端； 开关电路，其包括控制端及由控制端控制相互导通与否的第一及第二受控端，该第一、二受控端分别连接第二连接端及第二直流端； 控制电路，其连接至该开关电路的控制端，并用于产生控制信号使该第一、二受控端交替地断开及导通；及 能量存储电路，其连接至该第二连接端及第二直流端，并包括用于连接至该感性负载的驱动电路的第一及第二输出端； 该电感用于在该第一、二受控端导通的时段内存储能量，并在其断开的时段内向该能量存储电路及该感性负载释放能量；该能量存储电路用于在该第一、二受控端导通的时段内向该感性负载释放能量。
2.如权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于，该控制电路包括PWM信号发生器。
3.如权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于，还包括连接在第一及第二直流端之间的滤波电路。
4.如权利要求3所述的电源转换电路，其特征在于，该滤波电路包括连接在第一及第二直流端口之间的第一电容。
5.如权利要求1至4任一项所述的电源转换电路，该能量存储电路包括连接在该第一、二输出端之间的第二电容。
6.如权利要求5所述的电源转换电路，其特征在于，该能量存储电路还包括二极管；该第一、二输出端之一通过该二极管连接至该第二连接端与该第二直流端之一，另一个输出端直接连接至该第二连接端与该第二直流端中的另一个。
7.如权利要求5所述的电源转换电路，其特征在于，该能量存储电路还包括连接在该第二连接端与第一输出端之间的第三电容以及连接在该第二直流端与该第三电容靠近该第一输出端的一端之间的第二电感。
8.如权利要求7所述的电源转换电路，其特征在于，该能量存储电路还包括二极管；该第一、二输出端之一通过该二极管连接至该第三电容靠近该第一输出端的一端与该第二直流端之一，另一个输出端直接连接至该第三电容靠近该第一输出端的一端与该第二直流端中的另一个端。
【专利摘要】本发明提供一种电源转换电路，用于向感性负载提供电源，包括转换电路、开关电路、电感、控制电路以及能量存储电路。转换电路将交流电转换为直流电。开关电路包括连接至控制电路的控制端口及分别连接至转换电路及能量存储电路的第一及第二受控端口。控制电路用于控制两个受控端口交替地断开及导通。电感在开关电路导通的时段内存储能量并其断开的时段内向感性负载及能量存储电路释放能量。能量存储电路用于在开关电路导通的时段内向感性负载释放能量。由于开关电路的作用，向感性负载充电时间可被控制得较短以使存储能量较小，因此可以较快释放完，不存在需要释放大量放电电流而导致出现负功率的情况。因此，有利于能源的有效利用率。
【IPC分类】H02M7-12, H02P6-00
【公开号】CN104682734
【申请号】CN201310625815
【发明人】孙持平, 信飞, 杨修文, 杨圣骞, 蒋云龙, 崔艳云
【申请人】德昌电机(深圳)有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年11月28日
【公告号】DE102014117155A1, US20150145452