功率因子校正器之被動(dòng)式軟切換電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種功率因子校正器，且特別是有關(guān)于一種運(yùn)用于連續(xù)導(dǎo)通模式的具軟切換電路的功率因子校正器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對(duì)切換式轉(zhuǎn)換器的需求與日俱增。近年來(lái)，由于電力電子技術(shù)的大幅進(jìn)步，大部份的電子器材日亦趨向輕薄短小化的方向發(fā)展，其內(nèi)部的電源轉(zhuǎn)換器亦需朝向輕薄短小的趨勢(shì)設(shè)計(jì)，因此，具有體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點(diǎn)的切換式電源轉(zhuǎn)換器便逐漸取代傳統(tǒng)線性是轉(zhuǎn)換器，成為電源轉(zhuǎn)換器的主流。切換式轉(zhuǎn)換器除了短小輕薄等優(yōu)點(diǎn)之外，更近一步提升了轉(zhuǎn)換器效率及質(zhì)量。
[0003]在功率因子修正器(power factor corrector, PFC)常見之操作模式有連續(xù)導(dǎo)通模式(continuous conduct1n mode, CCM)、非連續(xù)導(dǎo)通模式(discontinuous conduct1nmode,DCM)。以低功率系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)功率因子修正器的常見方式是采用非連續(xù)導(dǎo)通模式來(lái)控制交換模式。反之，在較高功率需求時(shí)，通常會(huì)改采連續(xù)導(dǎo)通模式。
[0004]一般而言，傳統(tǒng)連續(xù)導(dǎo)通模式的升壓型轉(zhuǎn)換器若操作于硬切換模式，當(dāng)功率開關(guān)斷開與導(dǎo)通時(shí)會(huì)有能量的損耗產(chǎn)生，其主要是由于斷開與導(dǎo)通瞬間的電壓與電流延遲所致，此為切換損失。而主要解決的方式是利用外部電路將電壓與電流的波形產(chǎn)生相位交錯(cuò)位移，以便于減少切換損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明之目的是提供一種功率因子校正器之被動(dòng)式軟切換電路，利用外部電路將電壓與電流的波形產(chǎn)生相位交錯(cuò)位移，以便于減少切換損失。
[0006]為達(dá)上述或其它目的，本發(fā)明提出一種功率因子校正器之被動(dòng)式軟切換電路，其包括有一電力輸入端、一第一電感，其一端與該電力輸入端稱接、一第一二極管，其正端與該第一電感的另一端耦接、一電力輸出端，其與該第一二極管的負(fù)端耦接、一功率開關(guān)以及一緩沖電路，其與該功率開關(guān)耦接。其中，利用緩沖電路的電路設(shè)計(jì)將電壓與電流的波形產(chǎn)生相位交錯(cuò)位移，以便于減少切換損失。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的電路示意圖。
[0008]圖2至圖9為本發(fā)明之較佳實(shí)施例的電路作動(dòng)時(shí)序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0010]請(qǐng)參閱圖1至圖9所示,其為本發(fā)明較佳實(shí)施例的電路示意圖及電路作動(dòng)時(shí)序流程圖。本發(fā)明提出一種功率因子校正器之被動(dòng)式軟切換電路，其包括有一電力輸入端(10)、一電力輸出端(11)、一第一電感(12)、一第一二極管(13)、一功率開關(guān)(14)、一第三電容
(15)、一第四電容(16)以及一緩沖電路(20)。
[0011]該電力輸入端(10)與該第一電感(12)的一端耦接，而該第三電容(15)可耦接于該電力輸入端(10)與該第一電感(12)之間。該第一二極管(13)的正端與該第一電感
(12)的另一端耦接，該第一二極管(13)的負(fù)端則與該電力輸出端(11)耦接，且該第四電容
(16)耦接于該電力輸出端(11)前。
[0012]該緩沖電路(20)與該功率開關(guān)(14)耦接，而該緩沖電路(20)包含有一第二電感
(21)、一第一電容(22)、一第二二極管(23)、一第三二極管(24)、一第二電容(25)以及一第四二極管(26)。而該功率開關(guān)(14)可為金氧半場(chǎng)效晶體管或其它等效的組件。
[0013]該第二電感(21)的一端f禹接于該第一電感(12)與該第一二極管(13)之間，該第二電感(21)的另一端則耦接于該功率開關(guān)(14)。該第二電感(21)的該端亦與該第一電容(22)的一端耦接，該第二二極管(23)的正端耦接于該第一電容(22)的另一端，而該第二二極管(23)的負(fù)端耦接于該第一二極管(13)與該電力輸端(11)之間。該第三二極管
(24)的正端耦接于該第二電感(21)與該功率開關(guān)(14)之間，該第二電容(25)的一端耦接于該第三二極管(24)的負(fù)端，而該第二電容(25)的另一端耦接于與該第二二極管(23)的負(fù)端同一等電位線路處。該第四二極管(26)的正端耦接于該第三二極管(24)與該第二電容(25)之間，而該第四二極管(26)的負(fù)端耦接于該第一電容(22)與該第二二極管(23)之間。
[0014]前述已先說(shuō)明各相關(guān)單元的連接關(guān)系，以下將接著敘述其運(yùn)作過(guò)程。首先，該電力輸入端(10)可提供電力之來(lái)源，而該第三電容(15)可提供濾波的功效。當(dāng)功率開關(guān)
[14]呈現(xiàn)關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，該電力輸入端所提供之電力先直接提供給該第一電感(12)以及該第一二極管(13)后，直接將電力藉由該電力輸出端(11)輸出，且同時(shí)對(duì)該第四電容(16)進(jìn)行充電。
[0015]當(dāng)該功率開關(guān)(14)呈現(xiàn)開啟狀態(tài)時(shí)，該電力輸入端(10)所提供的電力將會(huì)有部份流經(jīng)該第二電感(21)及該功率開關(guān)(14)，相對(duì)流經(jīng)第一二極管(13)的電流開始下降(在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，輸入電流假定不變)。最后電力輸入端(10)所提供的電力將全部流經(jīng)該第二電感(21)及該功率開關(guān)(14)，且此時(shí)該第四電容(16)將進(jìn)行放電，其放電的電力將依序流經(jīng)該第二電容(25)、該第四二極管(26)、該第一電容(22)、該第二電感(21)以及最后通過(guò)該功率開關(guān)(14)，且該第一電容(22)及該第二電容(25)因?yàn)樵摰谒碾娙?16)放電而儲(chǔ)存電力。而當(dāng)該第四電容(16)耗盡所儲(chǔ)存電力后，該電力輸入端(10)所提供的電力將都流經(jīng)該第二電感(21)及該功率開關(guān)(14)。
[0016]緊接著將該功率開關(guān)(14)關(guān)閉時(shí)，首先該第一電感(12)所提供的電力將依序流經(jīng)該第二電感(21)、第三二極管(24)及該第二電容(25)，而該第二電感(21)的電力將依序流經(jīng)該第三二極管(24)、第四二極管(26)以及該第一電容(22)以呈現(xiàn)為一循環(huán)狀態(tài)。且此時(shí)該第一電容(22)為充電狀態(tài)，而該第二電容(25)為放電狀態(tài)。接著，因該第一電容
(22)持續(xù)充電后，使該第四二極管(26)的負(fù)端的電位高于正端的電位狀態(tài)時(shí)，該第一電感
(12)所提供的電力將依序流經(jīng)該第一電容(22)及該第二二極管(23)，而該第二電感(21)的電力將依序流經(jīng)該第三二極管(24)以及該第二電容(25)，此時(shí)該第一電容(22)及該第二電容(25)均是呈現(xiàn)為放電狀態(tài)。
[0017]再者，該第二電容(25)因?yàn)楸仍摰谝浑娙?22)更早進(jìn)行放電，故該第二電容(25)將早于該第一電容(22)呈現(xiàn)為斷路狀態(tài)。因此，當(dāng)該第二電容(25)呈現(xiàn)為斷路狀態(tài)時(shí)，該第一電感(12)所提供的電力將依序流經(jīng)該第一電容(22)及該第二二極管(23)，而該第二電感(21)的電力則將依序流經(jīng)該第三二極管(24)、該第四二極管(26)以及該第二二極管
(23)。接著，該第二電感(21)無(wú)法再持續(xù)提供電力，故僅剩該第一電感(12)所提供的電力將依序流經(jīng)該第一電容(22)及該第二二極管(23)，而此時(shí)的該第一電容(22)持續(xù)為放電狀態(tài)，待該第一電容(22)無(wú)法提供電力后則回復(fù)至初始狀態(tài)。
[0018]藉由上述的說(shuō)明，本發(fā)明可有效的將電流與電壓的波形在切換的時(shí)間中其相對(duì)應(yīng)的波形產(chǎn)生相位交錯(cuò)位移，而達(dá)到軟切換的功能，進(jìn)而減少因切換時(shí)能量的損失。
[0019]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)是權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種功率因子校正器之被動(dòng)式軟切換電路，其特征在于該電路包括: 一電力輸入端； 一第一電感，其一端與該電力輸入端稱接； 一第一二極管，其正端與該第一電感的另一端耦接； 一電力輸出端，其與該第一二極管的負(fù)端耦接； 一功率開關(guān)； 一緩沖電路，其與該功率開關(guān)耦接，該緩沖電路包含有， 一第二電感，其一端耦接于該第一電感與該第一二極管之間，其另一端耦接于該功率開關(guān) 一第一電容，其一端稱接于該第二電感的該端； 一第二二極管，其正端耦接于該第一電容的另一端，而負(fù)端耦接于該第一二極管與該電力輸出端之間； 一第三二極管，其正端耦接于該第二電感與該功率開關(guān)之間； 一第二電容，其一端耦接于該第三二極管的負(fù)端，而另一端耦接于與該第二二極管的負(fù)端同一處；以及 一第四二極管，其正端耦接于該第三二極管與該第二電容之間，而負(fù)端耦接于該第一電容與該第二二極管之間。2.如權(quán)利要求1所述的功率因子校正器之被動(dòng)式軟切換電路，其特征在于該功率開關(guān)為一金氧半場(chǎng)效晶體管。3.如權(quán)利要求2所述的功率因子校正器之被動(dòng)式軟切換電路，其特征在于該電路進(jìn)一步具有一第三電容，該第三電容稱接于該電力輸入端與該第一電感之間。4.如權(quán)利要求3所述的功率因子校正器之被動(dòng)式軟切換電路，其特征在于該電路進(jìn)一步具有一第四電容，該第四電容耦接于該電力輸出端前。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種功率因子校正器之被動(dòng)式軟切換電路，其包括有一電力輸入端、一第一電感，其一端與該電力輸入端耦接、一第一二極管，其正端與該第一電感的另一端耦接、一電力輸出端，其與該第一二極管的負(fù)端耦接、一功率開關(guān)以及一緩沖電路，其與該功率開關(guān)耦接。其中，利用緩沖電路的電路設(shè)計(jì)將電壓與電流的波形產(chǎn)生相位交錯(cuò)位移，以便于減少切換損失。
【IPC分類】H02M1/42
【公開號(hào)】CN105375751
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410406247
【發(fā)明人】洪宗良, 姚宇桐
【申請(qǐng)人】亞榮源科技（深圳）有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2014年8月13日