CN101604913A - 具功率因数修正的无桥式功率转换器 - Google Patents

具功率因数修正的无桥式功率转换器 Download PDF

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Abstract

本发明是关于一种具功率因数修正的无桥式功率转换器，其包含一第一电感与一第二电感分别自一第一输入端与一第二输入端耦接至一第一晶体管与一第二晶体管；一第一二极管与一第二二极管分别自第一晶体管与第二晶体管耦接至一输出电容；一第一电容与一第二电容分别自该些输入端经一第三晶体管与一第四晶体管耦接至接地端；一控制电路产生一第一切换讯号与一第二切换讯号，以控制第一晶体管与第二晶体管。当第一切换讯号切换第一晶体管时，第二切换讯号会驱使第二晶体管导通；当第二切换讯号切换第二晶体管时，第一切换讯号会驱使第一晶体管导通，以达到高效能。控制电路于具功率因数修正的功率转换器处在轻载的期间，会截止第三晶体管与第四晶体管。

Description

具功率因数修正的无桥式功率转换器
技术领域
本发明是有关于一种功率转换器，特别是指一种具功率因数校正的无桥式功率转换器。
背景技术
功率因数修正(Power Factor Correction，PFC)的目的在于校正一电源供应器的一线输入电流，线输入电流经过具功率因数校正的功率转换器的校正后会产生一正弦输入电流，上述正弦输入电流的相位与线电压的相位相同。大多数传统功率因数修正技术系结合一升压拓扑，其如图1所示。具功率因数修正的升压型功率转换器包含一桥式整流器，该桥式整流器具有一金属氧化半导体场效晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor，MOSFET)与五个二极管。此外，在电流传输的路径具有三个半导体装置，所以传统具功率因数修正的功率转换器的消耗功率高，而导致传统具功率因数修正的功率转换器的电路效能降低。
发明内容
本发明针对现有技术的问题而提出一种具功率因数修正的无桥式功率转换器，其系简化功率转换器的电路，以降低消耗功率，并达到更高的电路效能。
本发明公开了一种具功率因数修正的无桥式功率转换器，其包含：
一第一电感，该第一电感自一第一输入端耦接至一第一晶体管；
一第二电感，该第二电感自一第二输入端耦接至一第二晶体管；
一第一二极管，该第一二极管自该第一晶体管耦接至一输出电容；
一第二二极管，该第二二极管自该第二晶体管耦接至该输出电容，该第一晶体管、该第二晶体管与该输出电容耦接至一接地端；
一第一电容，该第一电容自该第一输入端经一第三晶体管耦接至该接地端；
一第二电容，该第二电容自该第二输入端经一第四晶体管耦接至该接地端；以及
一控制电路，该控制电路耦接至该输出电容并接收一回授讯号，该控制电路耦接该第一输入端与该第二输入端并接收一第一输入讯号与一第一二输入讯号，该控制电路耦接至该第一晶体管与该第二晶体管并侦测一第一电流讯号与一第二电流讯号；
其中，该控制电路依据该回授讯号、该第一输入讯号、该第二输入讯号、该第一电流讯号与该第二电流讯号产生一第一切换讯号与一第二切换讯号；该第一切换讯号与该第二切换讯号分别控制该第一晶体管与该第二晶体管；该第一切换讯号切换该第一晶体管时，该第二切换讯号导通该第二晶体管，该第二切换讯号切换该第二晶体管时，该第一切换讯号导通该第一晶体管；该控制电路于该无桥式功率转换器处在一轻载的期间，产生一轻载讯号而截止该第三晶体管与该第四晶体管。
本发明还同时公开了一种具功率因数修正的无桥式功率转换器，其包含：
一第一电感，该第一电感自一第一输入端耦接至一第一感测晶体管；
一第二电感，该第二电感自一第二输入端耦接至一第二感测晶体管；
一第一二极管，该第一二极管自该第一感测晶体管耦接至一输出电容；
一第二二极管，该第二二极管自该第二感测晶体管耦接至该输出电容，该第一感测晶体管、该第二感测晶体管与该输出电容耦接至一接地端；以及
一控制电路，该控制电路耦接该输出电容并接收一回授讯号，该控制电路耦接该第一输入端与该第二输入端并接收一第一输入讯号与一第二输入讯号，该控制电路耦接该第一感测晶体管与该第二感测晶体管，以侦测一第一电流讯号与一第二电流讯号；
其中，该控制电路依据该回授讯号、该第一输入讯号、该第二输入讯号、该第一电流讯号与该第二电流讯号产生一第一切换讯号与一第二切换讯号，该第一切换讯号与该第二切换讯号分别控制该第一感测晶体管与该第二感测晶体管；该第一感测晶体管具有一感测端而输出该第一电流讯号，该第二感测晶体管具有一感测端而出该第二电流讯号，该第一电流讯号的振幅系相关联于流经该第一感测晶体管的一电流，该第二电流讯号的振幅系相关联于流经该第二感测晶体管的一电流；该第一切换讯号切换该第一感测晶体管时，该第二切换讯号将会导通该第二感测晶体管，该第二切换讯号切换该第二感测晶体管时，该第一切换讯号将会导通该第一感测晶体管。
本发明的有益效果：本发明的具功率因数修正的无桥式功率转换器，其具有高效能与降低电磁干扰的特性。相较于传统具功率因数修正的功率转换器，本发明具功率因数修正的无桥式功率转换器系减少任何传导路径的半导体装置数目，以降低功率损失，而增进电路效能。此外，本发明的具功率因数修正的无桥式功率转换器会感测电源的输出，而在具功率因数修正的无桥式功率转换器处于轻载的期间提供轻载讯号，以截止电磁干扰滤波器，而节省功率消耗。
本发明的具功率因数修正的无桥式功率转换器包含第一电感自第一输入端耦接至第一晶体管；第二电感自第二输入端耦接至第二晶体管；第一二极管自第一晶体管耦接至输出电容；第二二极管自第二晶体管耦接至输出电容，第一晶体管、第二晶体管与输出电容更耦接至接地端；控制电路耦接至输出电容、第一输入端与第二输入端，以接收回授讯号、第一输入讯号与第二输入讯号，控制电路更耦接至第一晶体管与第二晶体管，用于侦测第一电流讯号与第二电流讯号，控制电路依据回授讯号、第一输入讯号、第二输入讯号、第一电流讯号与第二电流讯号，而产生第一切换讯号与第二切换讯号，以控制第一晶体管与第二晶体管。当第一切换讯号切换第一晶体管时，第二切换讯号会驱使第二晶体管导通；当第二切换讯号切换第二晶体管时，第一切换讯号将会驱使第一晶体管导通，以达到高效能。
此外，本发明的具功率因数修正的无桥式功率转换器更包含第一电容自第一输入端经第三晶体管耦接至接地端；第二电容自第二输入端经第四晶体管耦接至接地端。控制电路在本发明的功率转换器处在轻载的期间，将会产生轻载讯号，以截止第三晶体管与第四晶体管，以节省功率消耗。另一实施例中，第一晶体管与第二晶体管为感测晶体管，每一感测晶体管具有感测端，以输出电流讯号，电流讯号的振幅是相关联于流经感测晶体管的电流。
附图说明
图1为现有技术的具有功率因数修正的功率转换器的电路图；
图2为本发明的具有功率因数修正的无桥式功率转换器的一较佳实施例的电路图；
图3为本发明中的控制电路的一较佳实施例的电路图；
图4为本发明中的仲裁电路的一较佳实施例的电路图；
图5为本发明中的电源管理电路的一较佳实施例的电路图；
图6为本发明中的差动放大电路的一较佳实施例的电路图；
图7为本发明中的讯号产生电路的一较佳实施例的电路图；
图8为本发明中的脉波宽度调制电路的一较佳实施例的电路图；
图9为本发明中的消隐电路的一较佳实施例的电路图；
图10为本发明的讯号波形图；以及
图11为本发明的具有功率因数修正的无桥式功率转换器的另一实施例的电路图。
【图号简单说明】
10    第一电感              15    第二电感
20    第一二极管            25    第二二极管
30    第一晶体管            31    第一感测晶体管
32    第一晶体管            33    第二晶体管
35    第二晶体管            36    第二感测晶体管
37    第一晶体管                38    第二晶体管
40    电阻                      41    电阻
43    电阻                      45    电阻
46    电阻                      48    电阻
50    电阻                      55    电阻
56    电阻                      57    电阻
60    第一电容                  65    第二电容
70    第三晶体管                75    第四晶体管
80    输出电容                  86    电容
87    电容                      89    电容
90    电阻                      91    电阻
100   控制电路                  110   电压放大器
120   运算放大器                150   乘除法器
200   仲裁电路                  211   晶体管
212   晶体管                    215   晶体管
216   晶体管                    217   晶体管
218   晶体管                    220   第一门坎
231   晶体管                    232   晶体管
235   晶体管                    236   晶体管
237   晶体管                    238   晶体管
240   第二门坎                  251   反相器
252   反相器                    253   反相器
254   反相器                    260   与门
270   与门                      300   电源管理电路
311   电阻                      312   电阻
320   运算放大器                330   比较器
351   正反器               352   正反器
353   正反器               354   正反器
355   正反器               356   正反器
357   正反器               358   正反器
359   正反器               400   差动放大电路
415   开关                 425   开关
430   电阻                 435   电阻
437   电阻                 438   电阻
439   电阻                 441   电流源
442   电流源               450   讯号产生电路
451   固定电流源           452   反相器
453   晶体管               454   电容
456   固定电流源           458   晶体管
459   电容                 460   运算放大器
461   反相器               462   与门
463   与门                 470   开关
485   电容                 491   与门
492   与门                 493   或门
500   脉波宽度调制电路     510   正反器
511   反相器               512   与门
520   比较器               530   比较器
531   电流源               532   电容
540   与非门               541   与非门
570   与门                 571   反相器
576   反相器               575   与门
580   或门                 585   或门
600    消隐电路               610     固定电流源
612    反相器                 615     晶体管
620    电容                   625     反相器
630    与非门                 700     振荡器
FB     回授端                 GND     接地端
ICOM   讯号                   IMAX    可调整讯号
IA     第一输入讯号           IAC     线输入讯号
IB     第二输入讯号           IRMS    讯号
OVR    过电流讯号             PLS     脉波讯号
SA     第一切换讯号           SB      第二切换讯号
SW     切换讯号               SL      轻载讯号
SMP    讯号                   VA      第一电流讯号
VAC    输入电压               VB      第二电流讯号
VCC    供应电压               VCOM    误差讯号
VCS    电流讯号               VFB     回授讯号
VM     乘法讯号               VO      输出电压
VRMS   输入讯号               VTH     门坎讯号
XA     第一致能讯号           XB      第二致能讯号
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
请参阅图2，本发明的具功率因数修正(Power FactorCorrection；PFC)的无桥式功率转换器的第一实施例的电路图。如图所示，本发明具功率因数修正的无桥式功率转换器，其包含：第一电感10自第一输入端耦接至第一晶体管30；第二电感15自第二输入端耦接至第二晶体管35，第一输入端与第二输入端接收输入电压VAC；第一二极管20自第一晶体管30耦接至输出电容80，输出电容80更耦接于功率转换器的输出端与接地端的间，以用于输出输出电压VO；第二二极管25自第二晶体管35耦接至输出电容80，第一晶体管30与第二晶体管35更耦接至接地端；第一电容60自第一输入端经第三晶体管70耦接至接地端；第二电容65自第二输入端经第四晶体管75耦接至接地端。第一电容60与第二电容65用于降低电磁干扰，特别是减少共模噪声(common mode noise)。
承接上述，本发明更包含控制电路100。控制电路100经由电阻56与57组成的分压电路耦接至输出电容80，并接收回授讯号VFB。电阻56与57系相互串联并耦接于功率转换器的输出端与接地端之间。控制电路100更分别经由电阻50与55耦接至第一输入端与第二输入端，以接收第一输入讯号IA与第二输入讯号IB，第一输入讯号IA与第二输入讯号IB相关联于输入电压VAC。控制电路100经由电阻43与48耦接至第一晶体管30与第二晶体管35，以用于侦测第一电流讯号VA与第二电流讯号VB。电阻43与48皆耦接至第一晶体管30与第二晶体管35，以用于产生第一电流讯号VA与第二电流讯号VB。电阻40与电阻45分别自第一晶体管30与第二晶体管35耦接至接地端。
承接上述，控制电路100依据回授讯号VFB、第一输入讯号IA、第二输入讯号IB、第一电流讯号VA与第二电流讯号VB产生第一切换讯号SA与第二切换讯号SB，以控制第一晶体管30与第二晶体管35。参阅图10与图2，当第一切换讯号SA依据切换讯号SW而切换，以切换第一晶体管30时，第二切换讯号SB会致能，以驱使第二晶体管35导通，切换讯号SW为一脉波宽度调制讯号(Pulse Width Modulation signal，PWM signal)。另外，当第二切换讯号SB依据切换讯号SW而切换，以切换第二晶体管35时，第一切换讯号SA会致能，以驱使第一晶体管30导通，以达到高效能的目的。
此外，为了让本发明的功率转换器处在轻载状态下时，可节省功率，本发明的控制电路100会在轻载期间，对应产生轻载讯号SL，而截止第三晶体管70与第四晶体管75。控制电路100更耦接电容86、87、89与电阻90、91，并分别产生输入讯号VRMS、误差讯号VCOM、讯号ICOM与可调整讯号IMAX。
请参阅图3，本发明中的控制电路100较佳实施例的电路图。如图所示，控制电路100包含的仲裁电路(arbiter circuit)200依据第一输入讯号IA与第二输入讯号IB产生线输入讯号IAC、讯号IRMS、第一致能讯号XA与第二致能讯号XB。输入讯号VRMS相关于讯号IRMS、电容86的电容值与电阻90的电阻值。电压放大器110的正输入端与负输入端分别接收参考讯号VR与回授讯号VFB，电压放大器110比较参考讯号VR与回授讯号VFB，以在电压放大器110的输出端产生误差讯号VCOM，也就是说误差讯号VCOM是依据参考讯号VR与回授讯号VFB所产生。乘除法器(M)150用于产生乘法讯号VM。乘除法器150接收线输入讯号IAC(A端)、误差讯号VCOM(B端)与输入讯号VRMS(C端)，以产生乘法讯号VM。乘法讯号VM的产生技术系揭露于美国专利第6,812,769号的“Switched charge multiplier-divider”，因此产生乘法讯号VM的技术不再赘述。
承接上述，乘法讯号VM传送至运算放大器120的正输入端，运算放大器120的负输入端接收电流讯号VCS。运算放大器120比较电流讯号VCS与乘法讯号VM，以在运算放大器120的输出端产生讯号ICOM，讯号ICOM传送至脉波宽度调制(PWM)电路500用于产生切换讯号SW。因此，脉波宽度调制电路500依据误差讯号VCOM、电流讯号VCS与输入讯号VRMS控制切换讯号SW。电源管理电路(PM)300系依据误差讯号VCOM与输入讯号VRMS控制轻载讯号SL；电源管理电路300更接收脉波宽度调制电路500所产生的脉波讯号PLS。如图5所示，轻载讯号SL受控于比较误差讯号VCOM与门坎讯号VTH。此外，如图5所示，电源管理电路300藉由输入讯号VRMS调整门坎讯号VTH。
参阅图2并对照图8，脉波宽度调制电路500根据切换讯号SW、第一致能讯号XA与第二致能讯号XB，以产生第一切换讯号SA与第二切换讯号SB，且如图8所示，脉波宽度调制电路500更产生可调整讯号IMAX。另外，控制电路100的差动放大电路(DAMP)400接收第一电流讯号VA、第二电流讯号VB、切换讯号SW、第一致能讯号XA与第二致能讯号XB。如图6所示，差动放大电路400系依据第一电流讯号VA与第二电流讯号VB产生电流讯号VCS。
请参阅图4，本发明中的仲裁电路200的一较佳实施例的电路图。如图所示，仲裁电路200包含复数个电流镜，其包含晶体管211、212、215、216、217、218、231、232、235、236、237与238。第一电流镜包含晶体管211与晶体管212，并接收第一输入讯号IA且镜射第一输入讯号IA。第二电流镜耦接晶体管212，第二电流镜包含晶体管215与晶体管216。第三电流镜包含晶体管215与晶体管217，第三电流镜耦接晶体管212。第四电流镜包含晶体管215与晶体管218，第四电流镜耦接晶体管212。第五电流镜包含晶体管231与晶体管232，第五电流镜接收第二输入讯号IB并镜射第二输入讯号IB。第六电流镜包含晶体管235与晶体管236，且第六电流镜耦接第五电流镜的晶体管232。第七电流镜包含晶体管235与晶体管237，第七电流镜耦接第五电流镜的晶体管232。第三电流镜的晶体管217与第七电流镜的晶体管237用于产生讯号IRMS。第八电流镜包含晶体管235与晶体管238，第八电流镜耦接第五电流镜的晶体管232，第四电流镜的晶体管218与第八电流镜的晶体管238用于产生线输入讯号IAC。
复参阅图4，仲裁电路200更包含第一门坎220、第二门坎240、复数个反相器251、252、253、254与与门260及270，以产生第一致能讯号XA与第二致能讯号XB。第一门坎220耦接第二电流镜的晶体管216，第二门坎240耦接第六电流镜的晶体管236。当晶体管216所镜射的第一输入讯号IA高于第一门坎220时，仲裁电路200产生第一致能讯号XA；一旦晶体管236所镜射的第二输入讯号IB高于第二门坎240时，仲裁电路200产生第二致能讯号XB。第一致能讯号XA与第二致能讯号XB为互斥的(exclusive)，本发明的第一门坎220与第二门坎240的一实施例可为电流源。
复参阅图4，反相器251的输入端系耦接第六电流镜的晶体管236与第二门坎240。反相器253的输入端系耦接第二电流镜的晶体管216与第一门坎220。反相器251的输出端系耦接反相器252的输入端与与门270的第一输入端。反相器253的输出端耦接反相器254的输入端与与门260的第二输入端。反相器252的输出端耦接与门260的第一输入端，与门260的输出端产生第二致能讯号XB。反相器254的输出端耦接与门270的第二输入端，与门270的输出端产生第一致能讯号XA。
请参阅图5，本发明中的电源管理电路300的一较佳实施例的电路图。如图所示，电路管理电路300包含复数个正反器351-359，以用于产生轻载讯号SL。正反器351-359相互串联连接，正反器351的输入端D接收供应电压VCC。正反器351-358的输出端Q分别耦接至正反器352-359的输入端D。正反器359的反相输出端/Q产生轻载讯号SL。正反器351-359的频率输入端C接收脉波宽度调制电路500所产生的脉波讯号PLS(参阅图3)。
复参阅图5，电源管理电路300更包含运算放大器320与比较器330。运算放大器320的正输入端接收门坎讯号VTH，运算放大器320的负输入端经由电阻311接收输入讯号VRMS，电阻312耦接于运算放大器320的负输入端与输出端之间。因此，运算放大器320藉由输入讯号VRMS调整门坎讯号VTH。运算放大器320的输出端更耦接比较器330的正输入端，比较器330的负输入端耦接误差讯号VCOM，比较器330的输出端透过非门耦接正反器351-359的重置端R，以重置正反器351-359，用于控制轻载讯号SL。因此，电源管理电路300依据误差讯号VCOM与门坎讯号VTH控制轻载讯号SL，用于截止图2所示的第三晶体管70与第四晶体管75。
请参阅图6，本发明中的差动放大电路400的一较佳实施例的电路图。如图所示，差动放大电路400依据第一电流讯号VA与第二电流讯号VB产生电流讯号VCS。运算放大器460的正输入端经开关410与420接收第一电流讯号VA或第二电流讯号VB；运算放大器460的负输入端经开关415与425接收第二电流讯号VB或第一电流讯号VA。第一致能讯号XA控制开关410与415，第二致能讯号XB控制开关420与425，所以差动放大电路400的两极(polarity)受控于第一致能讯号XA与第二致能讯号XB。电阻435耦接于运算放大器460的负输入端与输出端之间。电流源441耦接于供应电压VCC与运算放大器460的正输入端的间，电阻430耦接于电流源441与接地端之间。电流源442耦接于供应电压VCC与运算放大器460的负输入端之间。
复参阅图6，电阻437、438与439系相互串联，并耦接于运算放大器460的输出端与接地端之间。开关470的第一端耦接于电阻438与电阻439之间的接点，开关470的第二端耦接于电容485的第一端，电容485的第二端耦接至接地端。电容485系用于产生电流讯号VCS。开关475的第一端耦接于电阻437与电阻438之间的接点，开关475的第二端耦接至电容485的第一端。电阻437、438与439决定差动放大电路400的增益(attenuation)，且差动放大电路400的增益受控于脉波宽度调制电路500所产生的切换讯号SW。切换讯号SW经由反相器461、讯号产生电路450与与门462及463控制开关470与475。与门461的输入端接收切换讯号SW，与门461的输出端耦接与门462的第一输入端。与门462的第二输入端耦接讯号产生电路450，以接收讯号产生电路450所产生的讯号SMP，与门462的输出端控制开关475。讯号产生电路450接收切换讯号SW，并产生讯号SMP。与门463的第一输入端接收切换讯号SW，与门463的第二输入端耦接讯号产生电路450，以接收讯号SMP，与门463的输出端控制开关470。
请参阅图7，本发明中的讯号产生电路450的一较佳实施例的电路图。如图所示，讯号产生电路450包含反相器452、第一产生电路、第二产生电路与或门493，第一产生电路包含固定电流源451、晶体管453、电容454与与门491。反相器452的输入端接收切换讯号SW，反相器452的输出端耦接晶体管453的闸极。晶体管453的闸极经反相器452接收切换讯号SW，固定电流源451耦接于晶体管453的汲极与供应电压VCC之间，晶体管453的源极耦接至接地端。电容454耦接于晶体管453的汲极与接地端之间。与门491的第一输入端耦接至电容454，与门491的第二输入端接收切换讯号SW。
承接上述，第二产生电路包含固定电流源456、晶体管458、电容459与与门492。固定电流源456耦接于晶体管458的汲极与供应电压VCC之间。晶体管458的闸极接收切换讯号SW，晶体管458的源极耦接至接地端。电容459耦接于晶体管458的汲极与接地端之间。与门492的第一输入端耦接至电容459，与门492的第二输入端经反相器452接收切换讯号SW。与门491与492的输出端分别耦接或极493的第一输入端与第二输入端。或门493的输出端产生讯号SMP。
请参阅图8，本发明中的脉波宽度调制电路500的一较佳实施例的电路图。如图所示，脉波宽度调制电路500包含振荡器(OSC)700、正反器510、反相器511与与门512，以用于产生切换讯号SW。振荡器700产生脉波讯号PLS与斜坡讯号。反相器511的输入端耦接振荡器700，用于接收脉波讯号PLS，反相器511的输出端耦接正反器510的频率输入端ck。正反器510的输入端D接收供应电压VCC，正反器510的输出端Q耦接与门512的第一输入端。与门512的第二输入端耦接反相器511的输出端，与门512的输出端产生切换讯号SW。
复参阅图8，脉波宽度调制电路500更包含比较器520、与非门540、541与消隐电路600。比较器520的正输入端接收讯号ICOM，比较器520的负输入端耦接振荡器700，以接收斜坡讯号，比较器520的输出端耦接与非门540的第二输入端，比较器520比较斜坡讯号与讯号ICOM，以重置正反器510。当讯号ICOM低于斜坡讯号时，切换讯号SW禁能。
承接上述，与非门540的第一输入端接收重置讯号RST，以重置正反器510；与非门540的第三输入端接收过电流讯号OVR，过电流讯号OVR用于禁能切换讯号SW，以作为过电流保护。与非门540的输出端耦接与非门541的第一输入端，与非门541的第二输入端耦接消隐电路600，以接收消隐讯号BLK；与非门541的输出端经反相器耦接正反器510的重置端R，以重置正反器510而禁能切换讯号SW。消隐电路600接收切换讯号SW，以产生消隐讯号BLK。
此外，比较器530用以产生过电流讯号OVR，过电流讯号OVR系藉由比较电流讯号VCS与可调整讯号IMAX所产生。比较器530的负输入端接收电流讯号VCS，比较器530的正输入端接收可调整讯号IMAX，比较器530的输出端产生过电流讯号OVR。可调整讯号IMAX决定于电流源531与电阻91(参阅图2)。电流源531耦接于供应电压VCC与比较器530的正输入端之间。电容532的第一端耦接电流源531与比较器530的正输入端，电容532的第二端耦接至接地端。
另外，脉波宽度调制电路500更包含反相器571、576、与门570、575与或门580及585，以用于产生第一切换讯号SA与第二切换讯号SB。第一切换讯号SA与第二切换讯号SB系依据切换讯号SW、第一致能讯号XA与第二致能讯号XB所产生。反相器571的输入端接收第一致能讯号XA，反相器571的输出端耦接与门570的第二输入端。与门570的第一输入端与第三输入端分别接收过电流讯号OVR与第二致能讯号XB。或门580的第一输入端耦接与门512的输出端，以接收切换讯号SW，或门580的第二输入端耦接与门570的输出端，或门580的输出端产生第一切换讯号SA。反相器576的输入端接收第二致能讯号XB，反相器576的输出端耦接与门575的第三输入端。与门575的第一输入端与第二输入端分别接收过电流讯号OVR与第一致能讯号XA。或门585的第一输入端耦接与门512的输出端，以接收切换讯号SW，或门585的第二输入端耦接与门575的输出端，或门585的输出端产生第二切换讯号SB。
请参阅图9，其为本发明的消隐电路600的一实施例的电路图。如图所示，消隐电路600包含固定电流源610、反相器612、晶体管615、电容620、反相器625与与非门630，以用于产生消隐讯号BLK。反相器612的输入端接收切换讯号SW，反相器612的输出端耦接晶体管615的闸极。固定电流源610耦接于晶体管615的汲极与供应电压VCC，晶体管615的源极耦接至接地端。电容620耦接于晶体管615的汲极与接地端之间。反相器625的输入端耦接电容620，反相器625的输出端耦接与门630的第一输入端，与门630的第二输入端接收切换讯号SW，与门630的输出端产生消隐讯号BLK。
请参阅图10，本发明的讯号波形图。如图所示，第一输入讯号IA的相位相同于输入讯号VAC的相位。第二输入讯号IB的相位不同于输入讯号VAC的相位，第二输入讯号IB与输入讯号VAC的相位差为180°。当第一输入讯号IA高于图4所示的第一门坎220时，第一致能讯号XA致能，同时第二致能讯号XB禁能，所以第一切换讯号SA依据切换讯号SW切换，并使图2所示的第一晶体管30切换，此时第二切换讯号SB致能，并导通图2所示的第二晶体管35，以达到高效能。
同上所述，当第二输入讯号IB高于图4所示的第二门坎240时，第二致能讯号XB致能，同时第一致能讯号XA禁能，所以第二切换讯号SB依据切换讯号SW切换，并使图2所示的第二晶体管35切换，此时第一切换讯号SA致能，并导通第一晶体管30，用于达到高效能。
请参阅图11，本发明的具功率因数修正的无桥式功率转换器的另一实施例的电路图。如图所示，本实施例的无桥式功率转换器的大多数电路相同于第一实施例的无桥式功率转换器的电路，因此本实施例不再赘述。本实施例与第一实施例的差异在于：本实施例的具功率因数修正的无桥式功率转换器包含第一感测晶体管31与第二感测晶体管36。第一感测晶体管31与第二感测晶体管36用于做为感测晶体管。第一感测晶体管31耦接第一电感10与第一二极管20；第二感测晶体管36耦接第二电感15与第二二极管25。第一感测晶体管31与第二感测晶体管36更耦接该接地端。第一感测晶体管31包含第一晶体管32、第二晶体管33与电阻41，第一感测晶体管31的感测端为第二晶体管33与电阻41之间的接点，用于产生第一电流讯号VA。第一电流讯号VA的振幅系相关联于流经第一感测晶体管31的第一晶体管32的电流。晶体管32与33的汲极为相互耦接，晶体管32与33的闸极耦接至控制电路100，且受第一切换讯号SA驱动。第一晶体管32的源极耦接至接地端。电阻41耦接于第一晶体管32的源极与第二晶体管33的源极之间。第二晶体管33的源极更耦接电阻43，并用于产生第一电流讯号VA。
复参阅图11，第二感测晶体管36包含第一晶体管37、第二晶体管38与电阻46。第二感测晶体管36的感测端为第二晶体管38与电阻46之间的接点，用于产生第二电流讯号VB。第二电流讯号VB的振幅系相关联于流经第二感测晶体管36的第一晶体管37的电流。晶体管37与38的汲极系相互耦接，晶体管37与38的闸极耦接控制电路100，且受第二切换讯号SB驱动。第一晶体管37的源极耦接至接地端。电阻46耦接于第一晶体管37的源极与第二晶体管38的源极之间，第二晶体管38的源极更耦接电阻46，以产生第二电流讯号VB。
此外，如前一实施例所述，第一切换讯号SA会依据如图10所示的切换讯号SW切换第一感测晶体管31，此时第二切换讯号SB将导通第二感测晶体管36，而当第二切换讯号SB依据切换讯号SW切换第二感测晶体管36时，第一切换讯号SA将导通第一感测晶体管31。
综上所述，本发明的控制电路依据回授讯号、第一输入讯号、第二输入讯号、第一电流讯号与第二电流讯号，而产生第一切换讯号与第二切换讯号，以控制第一晶体管与第二晶体管。当第一切换讯号切换第一晶体管时，第二切换讯号会驱使第二晶体管导通，而当第二切换讯号切换第二晶体管时，第一切换讯号将会驱使第一晶体管导通，以达到高效能。
综上所述，仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (18)

1.一种具功率因数修正的无桥式功率转换器，其特征在于，其包含：
一第一电感，该第一电感自一第一输入端耦接至一第一晶体管；
一第二电感，该第二电感自一第二输入端耦接至一第二晶体管；
一第一二极管，该第一二极管自该第一晶体管耦接至一输出电容；
一第二二极管，该第二二极管自该第二晶体管耦接至该输出电容，该第一晶体管、该第二晶体管与该输出电容耦接至一接地端；
一第一电容，该第一电容自该第一输入端经一第三晶体管耦接至该接地端；
一第二电容，该第二电容自该第二输入端经一第四晶体管耦接至该接地端；以及
一控制电路，该控制电路耦接至该输出电容并接收一回授讯号，该控制电路耦接该第一输入端与该第二输入端并接收一第一输入讯号与一第一二输入讯号，该控制电路耦接至该第一晶体管与该第二晶体管并侦测一第一电流讯号与一第二电流讯号；
其中，该控制电路依据该回授讯号、该第一输入讯号、该第二输入讯号、该第一电流讯号与该第二电流讯号产生一第一切换讯号与一第二切换讯号；该第一切换讯号与该第二切换讯号分别控制该第一晶体管与该第二晶体管；该第一切换讯号切换该第一晶体管时，该第二切换讯号导通该第二晶体管，该第二切换讯号切换该第二晶体管时，该第一切换讯号导通该第一晶体管；该控制电路于该无桥式功率转换器处在一轻载的期间，产生一轻载讯号而截止该第三晶体管与该第四晶体管。
2.根据权利要求1所述的具功率因数修正的无桥式功率转换器，其特征在于，其中该控制电路依据该回授讯号与一参考讯号产生一误差讯号，且该控制电路依据该误差讯号与一门坎讯号控制该轻载讯号。
3.根据权利要求2所述的具功率因数修正的无桥式功率转换器，其特征在于，其中该控制电路依据该第一输入讯号与该第二输入讯号产生一输入讯号。
4.根据权利要求3所述的具功率因数修正的无桥式功率转换器，其特征在于，其中该控制电路依据该输入讯号调整该门坎讯号。
5.根据权利要求1所述的具功率因数修正的无桥式功率转换器，其特征在于，其中该控制电路包含一仲裁电路，该第一输入讯号高于一第一门坎时，该仲裁电路产生一第一致能讯号，该第二输入讯号高于一第二门坎时，该仲裁电路产生一第二致能讯号，该第一致能讯号与该第二致能讯号为互斥，该第一致能讯号与该第二致能讯号用于产生该第一切换讯号与该第二切换讯号。
6.根据权利要求1所述的具功率因数修正的无桥式功率转换器，其特征在于，其中该控制电路包含一差动放大电路，该差动放大电路依据该第一电流讯号与该第二电流讯号产生一电流讯号，而控制该第一切换讯号与该第二切换讯号，该差动放大电路的两极受控于一第一致能讯号与一第二致能讯号。
7.根据权利要求1所述的具功率因数修正的无桥式功率转换器，其特征在于，其中该控制电路依据一误差讯号、一电流讯号与一输入讯号控制一切换讯号，并依据该切换讯号、一第一致能讯号与一第二致能讯号产生该第一切换讯号与该第二切换讯号。
8.根据权利要求7所述的具功率因数修正的无桥式功率转换器，其特征在于，其中该控制电路比较该电流讯号与一可调整讯号，而产生一过电流讯号，该可调整讯号决定于一电流源与一电阻，该过电流讯号禁能该切换讯号。
9.根据权利要求7所述的具功率因数修正的无桥式功率转换器，其特征在于，其中该第一切换讯号依据该切换讯号切换该第一晶体管，该第二切换讯号将导通该第二晶体管；该第二切换讯号依据该切换讯号切换该第二晶体管，该第一切换讯号将导通该第一晶体管。
10.一种具功率因数修正的无桥式功率转换器，其特征在于，其包含：
一第一电感，该第一电感自一第一输入端耦接至一第一感测晶体管；
一第二电感，该第二电感自一第二输入端耦接至一第二感测晶体管；
一第一二极管，该第一二极管自该第一感测晶体管耦接至一输出电容；
一第二二极管，该第二二极管自该第二感测晶体管耦接至该输出电容，该第一感测晶体管、该第二感测晶体管与该输出电容耦接至一接地端；以及
一控制电路，该控制电路耦接该输出电容并接收一回授讯号，该控制电路耦接该第一输入端与该第二输入端并接收一第一输入讯号与一第二输入讯号，该控制电路耦接该第一感测晶体管与该第二感测晶体管，以侦测一第一电流讯号与一第二电流讯号；
其中，该控制电路依据该回授讯号、该第一输入讯号、该第二输入讯号、该第一电流讯号与该第二电流讯号产生一第一切换讯号与一第二切换讯号，该第一切换讯号与该第二切换讯号分别控制该第一感测晶体管与该第二感测晶体管；该第一感测晶体管具有一感测端而输出该第一电流讯号，该第二感测晶体管具有一感测端而出该第二电流讯号，该第一电流讯号的振幅系相关联于流经该第一感测晶体管的一电流，该第二电流讯号的振幅系相关联于流经该第二感测晶体管的一电流；该第一切换讯号切换该第一感测晶体管时，该第二切换讯号将会导通该第二感测晶体管，该第二切换讯号切换该第二感测晶体管时，该第一切换讯号将会导通该第一感测晶体管。
11.根据权利要求10所述的具功率因数修正的无桥式功率转换器，其特征在于，更包含：
一第一电容，该第一电容自该第一输入端经一第三晶体管耦接至该接地端；以及
一第二电容，该第二电容自该第二输入端经一第四晶体管耦接至该接地端；
其中，该控制电路于该无桥式功率转换器处在一轻载的期间，产生一轻载讯号而截止该第三晶体管与该第四晶体管。
12.根据权利要求10所述的具功率因数修正的无桥式功率转换器，其特征在于，其中该控制电路依据该回授讯号与一参考讯号产生一误差讯号，该控制电路依据该误差讯号与一门坎讯号控制该轻载讯号，该控制电路更依据该第一输入讯号与该第二输入讯号产生一输入讯号，该门坎讯号系受该输入讯号所调整。
13.根据权利要求10所述的具功率因数修正的无桥式功率转换器，其特征在于，其中该控制电路包含一仲裁电路，该第一输入讯号高于一第一门坎时，该仲裁电路产生一第一致能讯号，该第二输入讯号高于一第二门坎时，该仲裁电路产生一第二致能讯号，该第一致能讯号与该第二致能讯号为互斥，该第一致能讯号与该第二致能讯号用于产生该第一切换讯号与该第二切换讯号。
14.根据权利要求10所述的具功率因数修正的无桥式功率转换器，其特征在于，其中该控制电路包含一差动放大电路，该差动放大电路依据该第一电流讯号与该第二电流讯号产生一电流讯号，而控制该第一切换讯号与该第二切换讯号，该差动放大电路的两极受控于一第一致能讯号与一第二致能讯号。
15.根据权利要求10所述的具功率因数修正的无桥式功率转换器，其特征在于，其中该控制电路依据一误差讯号、一电流讯号与一输入讯号控制一切换讯号，并依据该切换讯号、一第一致能讯号与一第二致能讯号产生该第一切换讯号与该第二切换讯号。
16.根据权利要求15所述的具功率因数修正的无桥式功率转换器，其特征在于，其中该控制电路比较该电流讯号与一可调整讯号，而产生一过电流讯号，该可调整讯号决定于一电流源与一电阻，该过电流讯号禁能该切换讯号。
17.根据权利要求15所述的具功率因数修正的无桥式功率转换器，其特征在于，其中该第一切换讯号依据该切换讯号切换该第一感测晶体管，该第二切换讯号将导通该第二感测晶体管；该第二切换讯号依据该切换讯号切换该第二感测晶体管，该第一切换讯号将导通该第一感测晶体管。
18.根据权利要求10所述的具功率因数修正的无桥式功率转换器，其特征在于，其中每一该感测晶体管包含：
一第一晶体管，该第一晶体管耦接该第一电感或该第二电感；
一第二晶体管，该第二晶体管耦接该第一晶体管与该控制电路；以及
一电阻，该电阻耦接于该第一晶体管与该第二晶体管之间；
其中，该感测端为该第二晶体管与该电阻之间的一接点，以输出该第一电流讯号或该第二电流讯号，该第一电流讯号或该第二电流讯号的振幅相关联于流经该感测晶体管的该第一晶体管的电流。
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