可以改善輕載的功因的電源供應(yīng)器以及控制方法
【專利摘要】實(shí)施例提供一種可以改善輕載的功因的電源供應(yīng)器以及控制方法。一電子裝置，可以改善一電源供應(yīng)器的功因。該電源供應(yīng)器由一線電源線以及一地電源線供電，包含有一功率開關(guān)。該電子裝置包含有一線電壓檢測(cè)器與一開啟時(shí)間控制器。該線電壓檢測(cè)器，提供一當(dāng)下信號(hào)，代表該線電源線的一線電壓。該開啟時(shí)間控制器包含有一波谷電壓檢測(cè)器，其提供一波谷信號(hào)，代表該線電壓的一電壓波谷。該開啟時(shí)間控制器依據(jù)該波谷信號(hào)，來控制該功率開關(guān)的一開啟時(shí)間。
【專利說明】可以改善輕載的功因的電源供應(yīng)器以及控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有功因修正功能的電源供應(yīng)器，特別是涉及可以改善在輕載時(shí)的功因的切換式電源供應(yīng)器。

【背景技術(shù)】
[0002]功率因數(shù)(power factor，簡稱功因)代表了對(duì)于所提供來的電力是否能夠有效運(yùn)用。功因的最大值是1，這也是功因理想值。一個(gè)電子裝置的功因不等于I時(shí)，表示電力系統(tǒng)供應(yīng)單位(譬如電力公司)需要具備高于此電子裝置的消耗功率的供電能力，才能使此電子裝置正常操作。為了使電力系統(tǒng)的供電能力有效的被運(yùn)用，工業(yè)規(guī)范規(guī)定了許多的電子裝置，譬如說照明電子或是高于100W的電源供應(yīng)器，都需要符合高達(dá)0.9以上的功因。
[0003]主動(dòng)式功因修正(power factor correct1n, PFC)指的是使用主動(dòng)元件,包含有控制線路及功率開關(guān)等電子電路，來調(diào)整輸入電流波形，使其與輸入電壓波形盡可能相似，所以功率因素校正值可達(dá)近乎100%。一般主動(dòng)式功因修正是采用開關(guān)式電源供應(yīng)器來實(shí)施。舉例來說，定開啟時(shí)間(constant 0N-time)的升壓電路(booster)可以達(dá)到相當(dāng)高的功因。
[0004]然而，一般電源供應(yīng)器需要有防止電磁干擾(EMI)的電路，其大多是由電感與電容所構(gòu)成的低通濾波器，放在市電的輸入端與電源供應(yīng)器的主要轉(zhuǎn)換器之間。在輕載時(shí)，因?yàn)橹饕D(zhuǎn)換器抽拉的電流很小，此低通濾波器的存在，可能使得主要轉(zhuǎn)換器所看到的輸入電壓波形，跟市電輸入電壓波形有所差異。因此，就算主要轉(zhuǎn)換器忠實(shí)的把輸入電流波形調(diào)整的跟輸入電壓波形相似，從市電的輸入端看來，輸入電流波形就是跟市電輸入電壓波形就會(huì)不一樣，會(huì)降低功因。
[0005]因此，如何使功因增加，達(dá)到理想值，一直是業(yè)界所努力的目標(biāo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種一電子裝置，可以改善一電源供應(yīng)器的功因。該電源供應(yīng)器由一線電源線以及一地電源線供電，包含有一功率開關(guān)。該電子裝置包含有一線電壓檢測(cè)器與一開啟時(shí)間控制器。該線電壓檢測(cè)器，提供一當(dāng)下信號(hào)，代表該線電源線的一線電壓。該開啟時(shí)間控制器包含有一波谷電壓檢測(cè)器，其提供一波谷信號(hào)，代表該線電壓的一電壓波谷。該開啟時(shí)間控制器依據(jù)該波谷信號(hào)，來控制該功率開關(guān)的一開啟時(shí)間。
[0007]本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種可以改善一電源供應(yīng)器的功因的控制方法。該電源供應(yīng)器由一線電源線以及一地電源線供電，包含有一功率開關(guān)，該控制方法包含有:提供一當(dāng)下信號(hào)，代表該線電源線的一線電壓；提供一波谷信號(hào)，代表該線電壓的一電壓波谷；以及，依據(jù)該波谷信號(hào)以及該當(dāng)下信號(hào)，來控制該功率開關(guān)的一開啟時(shí)間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1顯示依據(jù)本發(fā)明所實(shí)施，具有PFC的一電源供應(yīng)器。
[0009]圖2顯示圖1中的控制器。
[0010]圖3顯示圖2中的斜坡信號(hào)產(chǎn)生器。
[0011]圖4顯示圖1到圖3中的一些信號(hào)波形。
[0012]圖5A顯示一種波谷電壓尋找器。
[0013]圖5B顯示另一種波谷電壓尋找器。
[0014]圖6顯示另一種斜坡信號(hào)產(chǎn)生器。
[0015]圖7舉例依據(jù)本發(fā)明所實(shí)施的一電源供應(yīng)器。
[0016]圖8顯示圖7中流過二次側(cè)繞組201的二次側(cè)電流ISEC、輔助繞組電壓VAUX、以及PWM信號(hào)SPWM。
[0017]圖9顯示圖6中的控制器。
[0018]圖10舉例圖9中的線電壓檢測(cè)器。
[0019]附圖符號(hào)說明
[0020]100電源供應(yīng)器
[0021]102防止電磁干擾電路
[0022]104橋式整流器
[0023]106升壓轉(zhuǎn)換器
[0024]108分壓電路
[0025]110控制器
[0026]112功率開關(guān)
[0027]114AC 輸入端口
[0028]116變壓器
[0029]118主繞組
[0030]119輔助繞組
[0031]120開啟時(shí)間控制器
[0032]121分壓電路
[0033]122關(guān)閉時(shí)間控制器
[0034]124SR 觸發(fā)器
[0035]126驅(qū)動(dòng)器
[0036]128U28A斜坡信號(hào)產(chǎn)生器
[0037]130比較器
[0038]132運(yùn)算放大器
[0039]134比較器
[0040]140補(bǔ)償電流供應(yīng)器
[0041]142主定電流源
[0042]144放電開關(guān)
[0043]146電容
[0044]148、150電壓控制電流源
[0045]152、152A、152B波谷電壓尋找器
[0046]160,162線電流Iune平均值的波形
[0047]164交流電壓Vac整流后的波形
[0048]172計(jì)數(shù)器
[0049]174數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器
[0050]176D 觸發(fā)器
[0051]178時(shí)鐘產(chǎn)生器
[0052]180加法器
[0053]200電源供應(yīng)器
[0054]201二次側(cè)繞組
[0055]202返馳式轉(zhuǎn)換器
[0056]208分壓電路
[0057]210控制器
[0058]212功率開關(guān)
[0059]213關(guān)閉時(shí)間控制器
[0060]214取樣器
[0061]216線電壓檢測(cè)器
[0062]218斜坡信號(hào)產(chǎn)生器
[0063]220運(yùn)算放大器
[0064]222比較器
[0065]224SR 觸發(fā)器
[0066]230雙極性結(jié)面晶體管
[0067]232電阻
[0068]234電容
[0069]236開關(guān)
[0070]DO計(jì)數(shù)結(jié)果
[0071]GATEGATE 端
[0072]GND地電源線
[0073]I "default定電流
[0074]Iline線電流
[0075]Isec二次側(cè)電流
[0076]Isupp補(bǔ)償電流
[0077]ISUPP_LINE充電電流
[0078]ISUPP_0FFSET偏移放電電流
[0079]LINE高電源線
[0080]SOpwmPWM 信號(hào)
[0081]SpwmPWM 信號(hào)
[0082]Vt1時(shí)間
[0083]Tdis放電時(shí)間
[0084]Ton開啟時(shí)間
[0085]Toff關(guān)閉時(shí)間
[0086]Vac交流電壓
[0087]Vaux輔助繞組電壓
[0088]Vcom補(bǔ)償電壓
[0089]Vfb回饋電壓
[0090]Vline線電壓
[0091]VLINE_IN當(dāng)下電壓
[0092]Vout輸出電壓
[0093]Veamp斜坡信號(hào)
[0094]Vtae目標(biāo)電壓
[0095]Vvalley波谷信號(hào)
[0096]ZCD零電流檢測(cè)端

【具體實(shí)施方式】
[0097]圖1顯不依據(jù)本發(fā)明所實(shí)施,具有PFC的一電源供應(yīng)器100,其包含有一防止電磁干擾電路102、一橋式整流器104、一升壓轉(zhuǎn)換器106、一分壓電路108、以及一控制器110。
[0098]防止電磁干擾電路102由電感與電容所構(gòu)成，防止升壓轉(zhuǎn)換器106中的功率開關(guān)112高頻切換時(shí)，所產(chǎn)生的電磁波傳遞到AC輸入端口 114。橋式整流器104將AC輸入端口114所傳來的交流電壓Va。，整流為直流電壓，跨接在一地電源線GND與一高電源線LINE之間。高電源線LINE的電壓標(biāo)示為線電壓Vune，流入變壓器116的主繞組118的電流則標(biāo)示為線電流IUNE。升壓轉(zhuǎn)換器106中，變壓器116的主繞組118與功率開關(guān)112串接在高電源線LINE與地電源線GND之間。變壓器116的輔助繞組119連接到控制器110的零電流檢測(cè)端Z⑶。分壓電路108產(chǎn)生回饋電壓VFB?？刂破?10依據(jù)回饋電壓Vfb、線電壓八_、以及輔助繞組119所傳遞來的信號(hào)，通過GATE端，送出PWM信號(hào)Spwm，周期性地使功率開關(guān)112開啟或是關(guān)閉。
[0099]控制器110的目的，是使回饋電壓Vfb穩(wěn)定在一個(gè)預(yù)設(shè)的目標(biāo)電壓VTAK，而且使得線電流Iune的平均波形，盡可能跟交流電壓Vac的波形一致，以達(dá)到高功因。
[0100]圖2顯示圖1中的控制器110，其包含有分壓電路121、開啟時(shí)間控制器(ON timecontroller) 120、關(guān)閉時(shí)間控制器122、SR觸發(fā)器124、以及驅(qū)動(dòng)器126。分壓電路121將可能高達(dá)240V的線電壓Vune，轉(zhuǎn)換成40V以下、開啟時(shí)間控制器120可以接受的當(dāng)下電壓VLINE_INO開啟時(shí)間控制器120可重設(shè)SR觸發(fā)器124，通過驅(qū)動(dòng)器126，大致決定功率開關(guān)112的開啟時(shí)間(ON time)!*的結(jié)束。關(guān)閉時(shí)間控制器122可設(shè)置SR觸發(fā)器124，通過驅(qū)動(dòng)器126，大致決定功率開關(guān)112的開啟時(shí)間Tm的開始。
[0101]開啟時(shí)間控制器120包含有斜坡信號(hào)產(chǎn)生器128、比較器130以及運(yùn)算放大器132。斜坡信號(hào)產(chǎn)生器128依據(jù)當(dāng)下電壓VUNE_IN與SR觸發(fā)器124所輸出的PWM信號(hào)S0PWM，產(chǎn)生斜坡信號(hào)V—。運(yùn)算放大器132依據(jù)回饋電壓Vfb與目標(biāo)電壓Vtak兩者的差，在其輸出端建立補(bǔ)償電壓VroM。當(dāng)開啟時(shí)間Tw —開始時(shí),斜坡信號(hào)Veamp從一預(yù)設(shè)值開始，以一信號(hào)斜率開始上升。一旦斜坡信號(hào)Vkamp超過補(bǔ)償電壓VOT，比較器130就重設(shè)SR觸發(fā)器124，所以PWM信號(hào)SOpwm與Spwm就都變成邏輯上的”0”，關(guān)閉了功率開關(guān)112，結(jié)束了開啟時(shí)間T,稍后將解釋斜坡信號(hào)Vkamp的信號(hào)斜率，會(huì)受當(dāng)下電壓VUNE_IN與一段時(shí)間內(nèi)當(dāng)下電壓VUNE_IN的最小值(也就是當(dāng)下電壓VUNE_IN的電壓波谷)所影響。在一實(shí)施例中，當(dāng)下電壓vUNE_IN越高，信號(hào)斜率就越高；當(dāng)下電壓VUNE_IN的電壓波谷越高，信號(hào)斜率就越低。
[0102]關(guān)閉時(shí)間控制器122可以視為一放電檢測(cè)器。當(dāng)圖1中的變壓器116放電完畢時(shí)，在零電流檢測(cè)端ZCD的輔助繞組電壓Vaux會(huì)快速的下掉。關(guān)閉時(shí)間控制器122可以判別輔助繞組電壓Vaux在掉過參考電壓(本實(shí)施例中設(shè)定為0.1V)時(shí)，就認(rèn)定變壓器116放電完畢。此時(shí)，比較器134設(shè)置SR觸發(fā)器124，所以PWM信號(hào)SOpwm與Spwm就都變成邏輯上的“ I ”，使功率開關(guān)112導(dǎo)通，宣告開啟時(shí)間Ton的開始。
[0103]圖3顯示圖2中的斜坡信號(hào)產(chǎn)生器128。PWM信號(hào)SOpwm控制放電開關(guān)144。在開啟時(shí)間Tqn時(shí)，放電開關(guān)144為開路，主定電流源142提供一定電流I_DEFmT，對(duì)電容146充電，所以斜坡信號(hào)Vkamp可以以一信號(hào)斜率開始上升。在關(guān)閉時(shí)間Ttw時(shí)(非開啟時(shí)間)，放電開關(guān)144為短路，斜坡信號(hào)Vkamp維持在預(yù)設(shè)的接地電壓。補(bǔ)償電流供應(yīng)器140，其提供補(bǔ)償電流ISUPP，具有兩個(gè)電壓控制電流源148與150，以及波谷電壓尋找器(valley-voltagefinder) 152。波谷電壓尋找器152可以提供一波谷信號(hào)VVA^，其大略的對(duì)應(yīng)到當(dāng)下電壓VUNE_IN的波谷電壓，也對(duì)應(yīng)到線電壓Vune的波谷電壓。電壓控制電流源148將當(dāng)下電壓VLINE-1N轉(zhuǎn)換成充電電流ISUPP_UNE ；電壓控制電流源150將波谷信號(hào)Vn轉(zhuǎn)換成偏移放電電流ISUPMFFSET?？梢酝普摰?，當(dāng)當(dāng)下電壓VUNE_IN越高，斜坡信號(hào)Vkamp的信號(hào)斜率就越高；當(dāng)波谷信號(hào)Vmi越高，信號(hào)斜率就越低。
[0104]理論上，定電流1-DEFmT相當(dāng)大于補(bǔ)償電流ISUPP，所以圖1中的升壓電路106大致可以視為操作在定開啟時(shí)間(constant ON-time),可以達(dá)到一定程度的功因修正。開啟時(shí)間Tw由圖2中的補(bǔ)償電壓Vot以及斜坡信號(hào)Veamp的信號(hào)斜率所決定。補(bǔ)償電流Isupp些許的微調(diào)開啟時(shí)間Ton。當(dāng)線電壓Vune增大時(shí)，充電電流ISUPP_UNE增大，所以信號(hào)斜率增加，開啟時(shí)間Ton縮短；當(dāng)波谷信號(hào)Vva^ey增大時(shí)，偏移放電電流Isupmwset增大，所以信號(hào)斜率減少，開啟時(shí)間I?增長。
[0105]圖4顯示一些信號(hào)波形，由上而下，分別是圖1中的交流電壓Vac的絕對(duì)值、輕載時(shí)的線電壓Vune、圖2中的當(dāng)下電壓VUNE_IN與圖3中的波谷信號(hào)Vmm、假定沒有偏移放電電流Isupmffset時(shí)圖1中的線電流I?、以及有偏移放電電流Isupmffset時(shí)圖1中的線電流IUNE。
[0106]如同圖4所示，交流電壓Vac的絕對(duì)值顯示出正弦波整流后的M形波形164，其谷底電壓約0V。在輕載時(shí)，因?yàn)閳D1中的防止電磁干擾電路102中的電容，所以線電壓Vune的谷底沒有低到0V。當(dāng)下電壓VUNE_IN是線電壓Vune的分壓結(jié)果，所以跟線電壓Vune有類似的波形。波谷信號(hào)ν.ΕΥ為當(dāng)下電壓VUNE_IN的波谷電壓，如同圖4所示。如果沒有圖3中的偏移放電電流Isupmffset，線電流Iune，盡管其隨著功率開關(guān)112而上下變化，但其平均值將會(huì)大約地追隨當(dāng)下電壓VUNE_IN。所以圖4中，線電流Iune平均值的波形160會(huì)跟線電壓Vune非常相近，但是卻是跟交流電壓\c的M形波形164有一個(gè)DC值平移的差異。如果圖3中的偏移放電電流Isupmffset大約的抵銷掉線電壓Vune在波谷時(shí)的充電電流ISUPP_UNE，那線電流Iune平均值的波形162就可以大致追隨線電壓Vune去除掉波谷信號(hào)VvmEY后的結(jié)果，如同圖4的最底下的波形所示。從圖4也可以發(fā)現(xiàn)，相較于線電流Iune平均值的波形160，線電流Iune平均值的波形162跟交流電壓Vac比較相似。所以，有偏移放電電流Isupmffset的存在，可以改善輕載時(shí)的功因。
[0107]在重載時(shí)，防止電磁干擾電路102中的電容容易被比較強(qiáng)的線電流IuneK放電完畢，所以線電壓Vune的谷底會(huì)非常接近0V。因此，偏移放電電流Isupmffset幾乎不存在。換言之，在圖1到圖3的實(shí)施例中，偏移放電電流IsupmffsetF會(huì)影響重載時(shí)的功因結(jié)果。
[0108]圖5A顯示一種波谷電壓尋找器152A，可適用于圖3中。波谷電壓尋找器152A包含有一二極體與電容。而電容上所記憶的電壓就可以是波谷信號(hào)VvmEY。然而，圖5A中的電容需要有相當(dāng)?shù)目孤╇娔芰?。圖5B顯示另一種波谷電壓尋找器152B，其中數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器174可將計(jì)數(shù)器172的計(jì)數(shù)結(jié)果D0，轉(zhuǎn)換成模擬的波谷信號(hào)VvmEY。換言之，計(jì)數(shù)結(jié)果DO可以視為數(shù)字化的波谷信號(hào)VvmEY。波谷電壓尋找器152B以計(jì)數(shù)器172記憶數(shù)字化的波谷信號(hào)V^EY。時(shí)鐘產(chǎn)生器178在每隔一個(gè)很長的循環(huán)周期(至少大于M形波形164的一個(gè)周期，舉例來說超過8ms (?1/120))，發(fā)出一個(gè)短脈沖重設(shè)D觸發(fā)器(D flip-flop) 176，且使計(jì)數(shù)器172上數(shù)或是下數(shù)。比較器170的輸出控制D觸發(fā)器176的時(shí)鐘輸入。簡單的說，如果在時(shí)鐘產(chǎn)生器178所定義的一循環(huán)周期中，當(dāng)下電壓VUNE_IN都沒有交越過波谷信號(hào)
那D觸發(fā)器176的Q輸出將會(huì)一直維持在邏輯上的“O”;否則D觸發(fā)器176的Q輸出將會(huì)在下一個(gè)循環(huán)周期開始時(shí)，為邏輯上的” I”。當(dāng)下電壓VUNE_IN —直都沒有交越過波谷信號(hào)Vvaiiey,表不波谷信號(hào)Vvaiiey可能低于當(dāng)下電壓VUNE_ra的波谷,故D觸發(fā)器176的反向Q輸出“I”將使得計(jì)數(shù)器172在下一個(gè)循環(huán)周期開始時(shí)上數(shù)一次，模擬的波谷信號(hào)Vn增加；相反的，如果下電壓VUNE_IN有交越過波谷信號(hào)vViEY，表示波谷信號(hào)vViEY高過當(dāng)下電壓VUNE_IN的波谷，故計(jì)數(shù)器172在下一個(gè)循環(huán)周期開始時(shí)下數(shù)一次，模擬的波谷信號(hào)Vn減少。由此可以推知，隨著時(shí)間的流逝，波谷信號(hào)Vva^大約會(huì)等于當(dāng)下電壓VUNE_IN的波谷。
[0109]圖6顯示另一種斜坡信號(hào)產(chǎn)生器128A，其與圖3的斜坡信號(hào)產(chǎn)生器128類似，也可以適用于圖2中。在圖6中，波谷電壓尋找器152依據(jù)當(dāng)下電壓VUNE_IN來提供波谷信號(hào)Vmm。加法器180把當(dāng)下電壓VUNE_ra去除掉波谷信號(hào)Vn，所剩下的才通過電壓控制電流源148轉(zhuǎn)換成補(bǔ)償電流ISUPP，對(duì)電容146充電。
[0110]本發(fā)明并沒有限制于使用在采用升壓架構(gòu)的電源供應(yīng)器，也可以適用于采用返馳式架構(gòu)的電源供應(yīng)器，如同圖7所舉例的電源供應(yīng)器200。電源供應(yīng)器200包含有一防止電磁干擾電路102、一橋式整流器104、一返馳式轉(zhuǎn)換器202、一分壓電路208、以及一控制器210。
[0111]分壓電路208中兩個(gè)電阻串接在輔助繞組119的兩端之間，提供輔助繞組電壓Vaux的分壓結(jié)果到控制器210的零電流檢測(cè)端Z⑶?？刂破?10以PWM信號(hào)SPWM，周期性地開關(guān)功率開關(guān)212。當(dāng)功率開關(guān)212導(dǎo)通時(shí)，為開啟時(shí)間Tw，變壓器中的主繞組118開始儲(chǔ)能；當(dāng)功率開關(guān)212為開路時(shí)，為關(guān)閉時(shí)間Ttw，變壓器通過輔助繞組119以及二次側(cè)繞組201釋能。
[0112]圖8顯示圖7中流過二次側(cè)繞組201的二次側(cè)電流Isk、輔助繞組電壓VAUX、以及PWM信號(hào)SPWM。因?yàn)殡姼懈袘?yīng)，在開啟時(shí)間I?時(shí)，輔助繞組電壓Vaux將會(huì)是大約比例于線電壓Vune的一個(gè)負(fù)值，而在關(guān)閉時(shí)間Ttw 二次側(cè)繞組201放電時(shí)，輔助繞組電壓VAUX將會(huì)是大約比例于輸出電壓Vot的一個(gè)正值。
[0113]圖9顯示圖7中的控制器210。在圖9中，關(guān)閉時(shí)間控制器213可以判別輔助繞組電壓Vaux在掉過參考電壓(本實(shí)施例設(shè)定為0.1V)時(shí)，就認(rèn)定二次側(cè)繞組201放電完畢。此時(shí)，關(guān)閉時(shí)間控制器213提供完畢信號(hào)，設(shè)置SR觸發(fā)器224，所以PWM信號(hào)SOpwm與Spwm就都變成邏輯上的“1”，開啟了功率開關(guān)212，宣告開啟時(shí)間(ON time)的開始，如同圖8中的時(shí)間h所發(fā)生的。
[0114]在圖8中的放電時(shí)間Tdis，也就是二次側(cè)電流Isk不為O的時(shí)間，圖9的取樣器214對(duì)輔助繞組電壓Vaux的分壓結(jié)果進(jìn)行取樣，產(chǎn)生回饋電壓VFB。運(yùn)算放大器220依據(jù)回饋電壓Vfb與目標(biāo)電壓Vtak兩者的差，在其輸出端建立補(bǔ)償電壓VOT。斜坡信號(hào)產(chǎn)生器218依據(jù)當(dāng)下電壓VUNE_IN與SR觸發(fā)器224所輸出的PWM信號(hào)S0PWM，產(chǎn)生斜坡信號(hào)Veah^當(dāng)開啟時(shí)間Tw—開始，斜坡信號(hào)Vkamp從一預(yù)設(shè)值開始，以一信號(hào)斜率開始上升。在圖8的時(shí)間點(diǎn)h，斜坡信號(hào)Vkamp超過補(bǔ)償電壓VOT，比較器222就重設(shè)SR觸發(fā)器224，所以PWM信號(hào)SOpwm與Spwm就都變成邏輯上的“0”，關(guān)閉了功率開關(guān)212，結(jié)束了開啟時(shí)間T,斜坡信號(hào)產(chǎn)生器218舉例于圖3與圖6中，其中也解釋斜坡信號(hào)Veamp的信號(hào)斜率，會(huì)受當(dāng)下電壓VUNE_IN與波谷信號(hào)vMLLEY所影響。而波谷信號(hào)Vvai1ey代表當(dāng)下電壓VUNE_IN或線電壓Vune的一電壓波谷。
[0115]在圖8中的開啟時(shí)間Tw時(shí)，線電壓檢測(cè)器216把零電流檢測(cè)端ZCD大約箝制在0V,然后檢測(cè)從控制器210流出零電流檢測(cè)端ZCD的電流，來產(chǎn)生當(dāng)下電壓VUNE_IN，以代表線電壓VUNE。圖10舉例圖9中的線電壓檢測(cè)器216，具有一雙極性結(jié)面晶體管230。因?yàn)殡p極性結(jié)面晶體管230的基極大約固定在電壓0.7V，所以，雙極性結(jié)面晶體管230可以提供跟線電壓Vune成比例的一電流，把零電流檢測(cè)端ZCD大約箝制在0V。這樣的電流被一電流鏡所映射，而產(chǎn)生另一個(gè)流經(jīng)電阻232的電流，所以電阻232的跨壓，也就是當(dāng)下電壓VUNE_IN，會(huì)大約比例于線電壓VUNE。換言之，當(dāng)下電壓VUNE_ra可以代表線電ffiVUNE。電容234與開關(guān)236是為了預(yù)防開啟時(shí)間Ton結(jié)束后，零電流檢測(cè)端ZCD不會(huì)被箝制為0V，而導(dǎo)致當(dāng)下電壓VUNE_ra變成O的問題。在開啟時(shí)間Tm結(jié)束，PWM信號(hào)SOpwm使開關(guān)236變成開路，所以電容234記錄了電流鏡中PMOS晶體管上的柵極電壓，維持電流鏡持續(xù)提供電流流經(jīng)電阻232，來產(chǎn)生適當(dāng)?shù)漠?dāng)下電壓VUNE_IN。
[0116]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明的權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種一電子裝置，可以改善一電源供應(yīng)器的功因，該電源供應(yīng)器由一線電源線以及一地電源線供電，包含有一功率開關(guān)，該電子裝置包含有: 一線電壓檢測(cè)器，提供一當(dāng)下信號(hào)，代表該線電源線的一線電壓；以及 一開啟時(shí)間控制器，包含有: 一波谷電壓檢測(cè)器，提供一波谷信號(hào)，代表該線電壓的一電壓波谷，其中，該開啟時(shí)間控制器依據(jù)該波谷信號(hào)，來控制該功率開關(guān)的一開啟時(shí)間。
2.如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其中，該線電壓可使該開啟時(shí)間減少，且該電壓波谷可使該開啟時(shí)間增加。
3.如權(quán)利要求2所述的電子裝置，該開啟時(shí)間控制器包含有: 一斜坡信號(hào)產(chǎn)生器，提供一斜坡信號(hào)，具有一信號(hào)斜率，該斜坡信號(hào)產(chǎn)生器依據(jù)該波谷信號(hào)以及該當(dāng)下信號(hào)，來調(diào)整該信號(hào)斜率。
4.如權(quán)利要求3所述的電子裝置，該開啟時(shí)間控制器還包含有: 一運(yùn)算放大器，依據(jù)一回饋電壓以及一目標(biāo)電壓的差異，來提供一補(bǔ)償信號(hào)。
5.如權(quán)利要求3所述的電子裝置，該斜坡信號(hào)產(chǎn)生器包含有: 一電容； 一主定電流源，提供一主充電電流，其大致為一定值，對(duì)該電容充電，以使該斜坡信號(hào)從一預(yù)設(shè)值，以該信號(hào)斜率開始上升；以及 一補(bǔ)償電流供應(yīng)器，依據(jù)該當(dāng)下信號(hào)以及該波谷信號(hào)，提供一補(bǔ)償充電電流，對(duì)該電容充電，以調(diào)整該信號(hào)斜率。
6.如權(quán)利要求3所述的電子裝置，該開啟時(shí)間控制器還包含有: 一比較器，比較該補(bǔ)償信號(hào)以及該斜坡信號(hào)，且在該斜坡信號(hào)高于該補(bǔ)償信號(hào)時(shí)，提供一比較結(jié)果，以結(jié)束該開啟時(shí)間。
7.如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其中，該電源供應(yīng)器包含有一電感元件，與該功率開關(guān)串聯(lián)于該線電源線與該地電源線之間，其中，該電子裝置還包含有: 一放電檢測(cè)器，提供一完畢信號(hào)，以開始該開啟時(shí)間，其中，該完畢信號(hào)對(duì)應(yīng)該電感元件的一放電完畢時(shí)間。
8.如權(quán)利要求7所述的電子裝置，其中，該電感元件為一變壓器的一主繞組，該變壓器另具有一輔助繞組，耦接至該放電檢測(cè)器。
9.如權(quán)利要求8所述的電子裝置，其中，該線電壓檢測(cè)器與該波谷電壓檢測(cè)器均耦接至該輔助繞組。
10.如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其中，該波谷電壓檢測(cè)器包含有: 一計(jì)數(shù)器，提供一計(jì)數(shù)結(jié)果； 一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，依據(jù)該計(jì)數(shù)結(jié)果，提供一模擬信號(hào)；以及 一比較器，用以比較該模擬信號(hào)以及一檢測(cè)信號(hào)，該檢測(cè)信號(hào)代表該線電壓。
11.如權(quán)利要求10所述的電子裝置，其中，該計(jì)數(shù)結(jié)果每一循環(huán)周期改變一次，且該循環(huán)周期大于8ms。
12.如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其中，該電源供應(yīng)器具有一返馳式架構(gòu)或是一升壓器架構(gòu)。
13.—種可以改善一電源供應(yīng)器的功因的控制方法，該電源供應(yīng)器由一線電源線以及一地電源線供電，包含有一功率開關(guān)，該控制方法包含有: 提供一當(dāng)下信號(hào)，代表該線電源線的一線電壓； 提供一波谷信號(hào)，代表該線電壓的一電壓波谷；以及 依據(jù)該波谷信號(hào)以及該當(dāng)下信號(hào)，來控制該功率開關(guān)的一開啟時(shí)間。
14.如權(quán)利要求13所述的控制方法，還包含有: 提供一斜坡信號(hào)，具有一信號(hào)斜率； 依據(jù)該波谷信號(hào)以及該當(dāng)下信號(hào)，來調(diào)整該信號(hào)斜率；以及 依據(jù)該斜坡信號(hào)以及一補(bǔ)償信號(hào)，來決定該開啟時(shí)間； 其中，該電壓波谷可增加該開啟時(shí)間，該線電壓可減少該開啟時(shí)間。
15.如權(quán)利要求14所述的控制方法，還包含有: 依據(jù)一回饋電壓以及一目標(biāo)電壓的差異，提供該補(bǔ)償信號(hào)； 其中，該回饋電壓大致對(duì)應(yīng)該電源供應(yīng)器的一輸出電壓。
16.如權(quán)利要求13所述的控制方法，其中，該電源供應(yīng)器還包含有一電感元件，該控制方法還包含有: 檢測(cè)該電感元件的一放電完畢時(shí)間，以提供一完畢信號(hào)，并開始該開啟時(shí)間。
17.如權(quán)利要求16所述的控制方法,其中，該電源供應(yīng)器包含有一變壓器,其具有一主繞組以及一輔助繞組，該主繞組與該功率開關(guān)串聯(lián)于該線電源線以及該地電源線之間，該控制方法還包含有: 通過該輔助繞組來檢測(cè)該放電完畢時(shí)間。
18.如權(quán)利要求16所述的控制方法，還包含有: 通過該輔助繞組來檢測(cè)該線電壓，以提供該當(dāng)下信號(hào)。
19.如權(quán)利要求13所述的控制方法，還包含有: 以一計(jì)數(shù)器，提供一計(jì)數(shù)結(jié)果； 將該計(jì)數(shù)結(jié)果轉(zhuǎn)換為一模擬信號(hào)； 比較該模擬信號(hào)以及一檢測(cè)信號(hào)，以產(chǎn)生一比較結(jié)果，該檢測(cè)信號(hào)代表該線電壓；以及 依據(jù)該比較結(jié)果，改變?cè)撚?jì)數(shù)結(jié)果。
20.如權(quán)利要求19所述的控制方法，包含有: 依據(jù)該比較結(jié)果，每一循環(huán)周期改變?cè)撚?jì)數(shù)結(jié)果一次； 其中，該循環(huán)周期不小于8mS。
【文檔編號(hào)】H02M1/08GK104467428SQ201310421214
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】林長億, 蔡義傳 申請(qǐng)人:通嘉科技股份有限公司