磁电放大装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种电能放大装置，特别是涉及一种磁电放大装置。
【背景技术】
[0002]参见图1所示，现有的变压器，例如一种由E型铁心及I型铁心组成的变压器1，其上的初级线圈11与次级线圈12是以紧实耦合(tightcoupling)方式绕设于铁心上，且由于现有的铁心通常由单一材料制成，先天的材料特性限制使得铁心之间需保留气隙以避免磁饱和，但也因此产生负磁性阻尼效应，使得其输出能量小于输入能量，即增益值永远小于1，且输出端OUT的反电动势会直接冲击输入端IN，涡电流损失大，因此即使变压器I的转换效率再高，亦只能做电能的传递或转移。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种借由开关具有正磁性阻尼效应的开关磁阻式变压器，使得其输出能量大于输入能量的磁电放大装置。
[0004]本发明磁电放大装置，接受一直流电源输入，并包括至少一开关磁阻式变压器、至少一阻尼电容及一开关电路。其中该开关磁阻式变压器包含一铁心单元及至少一线圈，该铁心单元概呈「日」形且由至少一种铁心材料组成而同时具有电感性与电容性，且该线圈与该铁心单元松散耦合地绕设于该铁心单元，该阻尼电容与该线圈电耦接而共同构成一谐振电路，该开关电路与该直流电源及该线圈电耦接，并控制该直流电源与该线圈导通而对该线圈激磁，使该铁心单元达到磁饱和，再控制该直流电源与该线圈不导通，使该铁心单元因磁饱和而产生磁场换相并产生一涡电流流过该谐振电路，使该阻尼电容储能。
[0005]较佳地，在本发明的第一实施例中，该铁心单元包含一个同时具有电感性与电容性，且概呈「口」形的PN半导体型铁心，及一个设于该PN半导体型铁心内部或侧边的永久磁铁，且该开关磁阻式变压器的线圈绕设于该PN半导体型铁心上，且该开关电路包含一端与该线圈一端电耦接且另一端与该直流电源的正端电耦接的一上开关，一端与该线圈的另一端电耦接且另一端与该直流电源的负端电耦接的一下开关，一反向电耦接在该线圈与该上开关的一接点和该直流电源的负端间的第一二极管，及一反向电耦接在该线圈与该下开关的一接点和该直流电源的正端间的第二二极管，且该上开关及下开关被同时导通或不导通。较佳地，该PN半导体型铁心是一固态电感器。
[0006]较佳地，在本发明的第二实施例中，该铁心单元包含概呈「口」形且重叠设置的一个具有电感性的锰-锌铁心及一个具有电容性的镍-锌铁心，以及一个夹设于该锰-锌铁心及该镍-锌铁心间的永久磁铁，且该开关磁阻式变压器的线圈绕设于该锰-锌铁心及该镍-锌铁心相重叠的一侧边上，且该开关电路包含两个与该直流电源并联的桥臂，每一桥臂具有一上开关、一下开关以及分别与该上开关及该下开关反向并联的两个飞轮二极管，且该线圈的两端分别电耦接在两个桥臂的上开关与下开关的一接点，且其中一桥臂的上开关及另一桥臂的下开关导通时，其中一桥臂的下开关及另一桥臂的上开关不导通，反之，其中一桥臂的下开关及另一桥臂的上开关导通时，其中一桥臂的上开关及另一桥臂的下开关不导通。
[0007]较佳地，在本发明的第三较佳实施例中，该铁心单元包含具有电容性且概呈「日」形的一第一硅钢片组及一第二硅钢片组，以及一个具有电感性且概呈「日」形的一非晶质铁心，其中该第一硅钢片组与该第二硅钢片组分别固定在该非晶质铁心的相反两面而组成该铁心单元，且开关磁阻式变压器的线圈包含与铁心单元松散耦合地分别绕设在该铁心单元的相反两侧边的一第一线圈及一第二线圈，其中该阻尼电容与该第二线圈并联，且该开关电路包括相串联再与该直流电源并联的一上阻尼电容及一下阻尼电容，以及串联再与该直流电源并联的一上开关及一下开关，且该第一线圈的一端与该上开关及该下开关的一接点电耦接，其另一端与该上阻尼电容及该下阻尼电容的一接点电耦接，且该上开关与该下开关还分别反向并联一飞轮二极管，而且该开关电路还包括一电耦接在该阻尼电容与该直流电源间的半波整流电路，且该上开关与该下开关被轮流导通。
[0008]较佳地，在本发明的第四较佳实施例中，该铁心单元包含具有电容性且概呈「日」形的一第一硅钢片组及一第二硅钢片组，以及一个具有电感性且概呈「日」形的一非晶质铁心，其中该第一硅钢片组与该第二硅钢片组分别固定在该非晶质铁心的相反两面而组成该铁心单元，且开关磁阻式变压器的线圈包含与铁心单元松散耦合地分别绕设在该铁心单元的相反两侧边的一第一线圈及一第二线圈，且该阻尼电容与该第二线圈并联而共同构成一并联共振电路，该开关电路包含一端与该第一线圈一端电耦接且另一端与该直流电源的正端电耦接的一上开关，一端与该线圈的另一端电耦接，且另一端与该直流电源的负端电耦接的一下开关，以及两个分别与该上开关及该下开关反向并联的二极管，且该磁电放大装置还包括一电耦接在该阻尼电容与该直流电源间的全波整流电路，而且该上开关及该下开关被同时导通或不导通。
[0009]较佳地，在本发明的第五实施例中，该磁电放大装置包含三个开关磁阻式变压器，每一开关磁阻式变压器的该铁心单元包含具有电容性且概呈「日」形的一第一硅钢片组及一第二硅钢片组、一个具有电感性且概呈「日」形的一非晶质铁心、一第一线圈及一第二线圈，其中该第一硅钢片组与该第二硅钢片组分别固定在该非晶质铁心的相反两面而组成该铁心单元，该第一线圈及该第二线圈与该铁心单元松散耦合地分别绕设在该铁心单元的相反两侧边，且该磁电放大装置还包括三个共振电容、三个阻尼电容及三个全波整流电路，该三个共振电容分别与相对应的该开关磁阻式变压器的该第一线圈串联而构成三个串联共振电路，该三个阻尼电容分别与相对应的该开关磁阻式变压器的该第二线圈并联而构成三个并联共振电路，且该三个全波整流电路分别电耦接在相对应的该三个并联共振电路与该直流电源间，且该开关电路包含三个与该直流电源并联的桥臂，每一桥臂具有一上开关、一下开关以及两个分别与该上开关及该下开关反向并联的飞轮二极管，而且该三个串联共振电路分别电耦接在两两相邻的桥臂的上开关与下开关的一接点间，且该开关电路受控制使该三个串联共振电路轮流与该直流电源导接，使该直流电源输出的电流从该三个串联共振电路的一端或另一端输入。
[0010]本发明的有益效果在于:借由控制上述的开关电路，使导接直流电源与绕设于开关磁阻式变压器的铁心单元上的线圈，让线圈产生的磁场使铁心单元瞬间变成磁铁，再控制直流电源与线圈不导接，让铁心单元因磁场换相消磁而产生涡电流并耦合至绕设于铁心单元上的线圈，并经由与线圈并联的阻尼电容收集该涡电流，再由阻尼电容适时输出电流对该直流电源充电，而借此将具有正磁性阻尼效应的铁心单元内蕴藏的磁能转换成电能输出，使得开关磁阻式变压器的输出能量大于输入能量，并提升直流电源的电力。
【附图说明】
[0011]图1是现有一种变压器的构造示意图。
[0012]图2是本发明应用的开关磁阻式变压器的第一较佳实施例的构造示意图。
[0013]图3是本发明电磁放大装置的第一较佳实施例的电路图。
[0014]图4及图5是本发明电磁放大装置的第一较佳实施例的电路作动图。
[0015]图6是本发明应用的开关磁阻式变压器的第一较佳实施例的一变化实施态样。
[0016]图7是本发明应用的开关磁阻式变压器的第二较佳实施例的铁心单元的构造分解示意图。
[0017]图8是本发明应用的开关磁阻式变压器的第二较佳实施例的构造组合示意图。
[0018]图9是本发明电磁放大装置的第二较佳实施例的电路图。
[0019]图10至图13是本发明电磁放大装置的第二较佳实施例的电路作动图。
[0020]图14是本发明应用的开关磁阻式变压器的第三较佳实施例的铁心单元的构造分解示意图。
[0021]图15是本发明应用的开关磁阻式变压器的第三较佳实施例的构造组合示意图。
[0022]图16是本发明应用的开关磁阻式变压器的第三较佳实施例的电路示意图。
[0023]图17是本发明电磁放大装置的第三较佳实施例的电路图。
[0024]图18至图21是本发明电磁放大装置的第三较佳实施例的电路作动图。
[0025]图22是本发明电磁放大装置的第四较佳实施例的电路图。
[0026]图23及图24是本发明电磁放大装置的第四较佳实施例的电路作动图。
[0027]图25是本发明电磁放大装置的第五较佳实施例的电路图。
[0028]图26显示本发明电磁放大装置的第五较佳实施例中的三个相串接的串联谐振电路。
[0029]图27至图30是本发明电磁放大装置的第五较佳实施例的电路作动图。
【具体实施方式】
[003