專利名稱：具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本創(chuàng)作為一種具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置，尤指一種高功率因子的電源轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
功因修正(Power Factor Correction ；PFC)其主要作用是讓電器產(chǎn)品的輸入電壓 與輸入電流的相位達(dá)到相同，且使電器產(chǎn)品的負(fù)載近似于電阻性負(fù)載，以達(dá)到供電的高功 率因子。參考圖1，圖1為傳統(tǒng)具有功因修正器的直流電源供應(yīng)器架構(gòu)示意圖。如圖1所 示，直流電源供應(yīng)器1包含有一 EMI濾波電路11、一整流電路13、一功因修正器10及一電 壓轉(zhuǎn)換器12。整流電路13經(jīng)由EMI濾波電路11接收一輸入市電AC，以及將輸入市電AC 轉(zhuǎn)換成一直流電壓DC，并且將直流電壓DC送至功因修正器10。功因修正器10包括一功率級(jí)101與一控制級(jí)102，在功率級(jí)101部分，目前有以下 幾種常見(jiàn)的拓樸結(jié)構(gòu)升壓型、降壓型與返馳式架構(gòu)等。在這幾種架構(gòu)中，由于升壓型可以 用單級(jí)電路達(dá)成高功因與較低諧波的效果，因此最常被應(yīng)用于功因修正器10中。在控制級(jí) 102部分，則多半利用一 PFC控制器1020取得功率極101的輸出電壓、輸入電流、輸入電壓 等訊號(hào)來(lái)決定驅(qū)動(dòng)一功率開(kāi)關(guān)Q3。通過(guò)高頻切換功率開(kāi)關(guān)Q3來(lái)強(qiáng)迫輸入電流的相位追隨 輸入市電AC，而達(dá)成高功率因子的目的。另外，電壓轉(zhuǎn)換器12也包括了一功率級(jí)121與一控制級(jí)122，在功率級(jí)121部分有 以下常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)升壓型、降壓型與返馳式架構(gòu)等。在控制級(jí)122部分，則多半利用一 PWM 控制器1220透過(guò)一回授電路1222取得功率級(jí)121的輸出電壓Vo與輸出電流Io等訊號(hào)來(lái) 決定驅(qū)動(dòng)一功率開(kāi)關(guān)Q1。通過(guò)高頻切換功率開(kāi)關(guān)Q1來(lái)達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓Vo與輸出電流 Io的目的。直流電源供應(yīng)器1使用兩級(jí)方式轉(zhuǎn)換，以求得高功率因子以及穩(wěn)定的輸出電壓與 電流。然而，此種直流電源供應(yīng)器1需要兩組的控制級(jí)與兩組功率級(jí)，其電路結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù) 雜，相對(duì)成本也較高。
發(fā)明內(nèi)容本創(chuàng)作的實(shí)施例提供一種具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置，本實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換裝置 通過(guò)電路結(jié)構(gòu)上的改良與單級(jí)控制方式，達(dá)成高功率因子與穩(wěn)定輸出的特點(diǎn)。本實(shí)施例的具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置系將一輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓，該轉(zhuǎn)換 裝置包括電感性組件、單向?qū)ńM件、開(kāi)關(guān)、儲(chǔ)能組件、電容性組件及輸出電路。電感性組 件接收輸入電壓。單向?qū)ńM件串聯(lián)電感性組件與開(kāi)關(guān)。儲(chǔ)能組件串聯(lián)該開(kāi)關(guān)與電容性組 件，電容性組件具有一輔助電壓。輸出電路耦接于儲(chǔ)能組件，用以輸出該輸出電壓。本實(shí)施例的具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)電源供應(yīng)器復(fù)雜的電路架構(gòu)， 并且采用單級(jí)控制的方式，提供高達(dá)0.98以上的功率因子值與穩(wěn)定的輸出。同時(shí)，本實(shí)施例的具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置使用單一電感性組件，以降低電源的電磁干擾(EMI)，同 時(shí)，也克服了傳統(tǒng)電源供應(yīng)器在功因修正(PFC)、電磁干擾(EMI)與輸出穩(wěn)定性無(wú)法兼顧的 問(wèn)題。

另外，本第二實(shí)施例的具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置2’的其它應(yīng)用中，控制器23同 樣可以如第一實(shí)施例所言，是一具準(zhǔn)諧振模式(QR Mode)的PWM控制器，例如型號(hào)0B2202的 控制器，同時(shí)，調(diào)整電路25由電阻器R9、R10及電容器C8組成(如圖7所示)。亦或，控制 器23、調(diào)整電路25及開(kāi)關(guān)Ql組成一蕩線圈變換器控制電路(Ringing Choke Converter ； RCC)，其中，控制器23由電阻器R2、R7-R8、電容器C9及開(kāi)關(guān)Q3所組成，調(diào)整電路25由電 阻器R6、R9-R10、電容器C8、二極管DlO-Dll及開(kāi)關(guān)Q4(如圖8所示)。綜上所述，本創(chuàng)作的具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)一、使用單一 PWM控制器及開(kāi)關(guān)晶體，線路基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，功率因子高。二、反馳式電源轉(zhuǎn)換線路架構(gòu)，因其頻率固定，使得與輸入電流與輸入電壓會(huì)產(chǎn)生 一定的相位差，但功率因子值(PF)仍能保持于0.90以上，對(duì)某些功率因子值(PF)要求不 高的應(yīng)用是很好的解決方式。三、對(duì)開(kāi)關(guān)的頻率作調(diào)變，來(lái)調(diào)整功率因子，對(duì)現(xiàn)有各種PWM線路易于達(dá)成，使用 簡(jiǎn)單，易于達(dá)成對(duì)高功率因子要求，功率因子值(PF)可以達(dá)到0. 98以上。四、直流輸出穩(wěn)定佳，對(duì)低頻線頻率(Line Frequency)調(diào)節(jié)度好，無(wú)需使用超大容 量輸出電容，調(diào)節(jié)低頻線頻率，節(jié)省空間，節(jié)省成本。五、PFC電感峰值電流低，電磁干擾(EMI)防治上相對(duì)容易。以上所述，僅為本創(chuàng)作最佳的一的具體實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，任何熟悉該項(xiàng) 技術(shù)人員在本創(chuàng)作的領(lǐng)域內(nèi)，可輕易思及的變化或修飾皆可涵蓋在以下本案的保護(hù)范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求一種具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，將輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓，該裝置包括電感性組件，接收該輸入電壓；單向?qū)ńM件，串聯(lián)該電感性組件；開(kāi)關(guān)，串聯(lián)該電感性組件與該單向?qū)ńM件；儲(chǔ)能組件，串聯(lián)該開(kāi)關(guān)；電容性組件，串聯(lián)該開(kāi)關(guān)與該儲(chǔ)能組件，該電容性組件具有輔助電壓；及輸出電路，耦接于該儲(chǔ)能組件，輸出該輸出電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，更包括控制器，該 控制器耦接該開(kāi)關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，更包括回授電路， 該回授電路耦接于該輸出電路與該控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，更包括整流電路 與EMI濾波電路，該整流電路耦接該EMI濾波電路與該電感性組件，該整流電路從該EMI濾 波電路接收交流電壓，以及輸出該輸入電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，更包括一調(diào)整電 路，該調(diào)整電路耦接該控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該單向?qū)ńM件 為二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該電感性組件為 電感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該電容性組件為 電容器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該儲(chǔ)能組件為電 感器或變壓器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該輸出電路包括 二極管連接輸出電容。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該控制器為PWM 控制器。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該控制器為具準(zhǔn) 諧振模式的PWM控制器。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該控制器、該調(diào) 整電路及該開(kāi)關(guān)組成蕩線圈變換器控制電路。
專利摘要一種具功因修正的電源轉(zhuǎn)換裝置，將輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓，該轉(zhuǎn)換裝置包括電感性組件、單向?qū)ńM件、開(kāi)關(guān)、儲(chǔ)能組件、電容性組件及輸出電路。電感性組件接收輸入電壓。單向?qū)ńM件串聯(lián)電感性組件與開(kāi)關(guān)。儲(chǔ)能組件串聯(lián)該開(kāi)關(guān)與電容性組件，電容性組件具有輔助電壓。輸出電路耦接于儲(chǔ)能組件，用以輸出該輸出電壓。其中，導(dǎo)通的開(kāi)關(guān)令輸入電壓對(duì)電感性組件充電與輔助電壓對(duì)儲(chǔ)能組件充電，并且，截止的開(kāi)關(guān)令電感性組件與儲(chǔ)能組件對(duì)輸出電路放電，以及令該電感性組件對(duì)該電容性組件放電。以達(dá)成高功率因子與穩(wěn)定輸出的特點(diǎn)，并降低成本。
文檔編號(hào)H02M7/12GK201774469SQ201020151950
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者李福田, 蔡坤南 申請(qǐng)人:唯聯(lián)工業(yè)有限公司