CN106921288B - 低功率损耗的升压型功率因子校正装置 - Google Patents

低功率损耗的升压型功率因子校正装置 Download PDF

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Abstract

一种低功率损耗的升压型功率因子校正装置，包含一晶体管开关、一二极管、一第一分压电阻、一第二分压电阻及一功率因子校正控制单元。该功率因子校正控制单元包含一脉波宽度调变信号产生器、一信号反向子单元及一开关子单元。该脉波宽度调变信号产生器传送脉波宽度调变信号至该信号反向子单元；依据脉波宽度调变信号，该信号反向子单元产生反向脉波宽度调变信号以控制该开关子单元的开关状态；当该晶体管开关不导通时，该开关子单元导通，使得该功率因子校正控制单元接收到从该第一分压电阻及该第二分压电阻之间所产生的电压回授信号。

Description

低功率损耗的升压型功率因子校正装置
技术领域
本发明系有关于一种升压型功率因子校正装置，特别是一种低功率损耗的升压型功率因子校正装置。
背景技术
一相关技术的升压型功率因子校正装置具有包含两电阻的分压电阻电路，分压电阻电路连接至输出端，将输出高电压进行分压以得到一电压回授信号，分压电阻电路将电压回授信号传送至功率因子校正控制器以调整脉波宽度调变信号以进行功率因子校正。
上述的分压电阻电路结构虽然简单，但在空载时分压电阻电路仍会损耗功率(因为分压电阻电路连接至输出端，而输出端随时都有高电压)。换句话说，上述的分压电阻电路随时都在损耗功率以产生电压回授信号；但实际上，功率因子校正控制器却不是随时都需要电压回授信号。
发明内容
为改善上述习知技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低功率损耗的升压型功率因子校正装置。
为达成本发明的上述目的，本发明的低功率损耗的升压型功率因子校正装置包含：一晶体管开关；一二极管，该二极管的阳极电性连接至该晶体管开关；一第一分压电阻，该第一分压电阻的一端电性连接至该晶体管开关及该二极管的阳极；一第二分压电阻，该第二分压电阻的一端电性连接至该第一分压电阻的另一端；及一功率因子校正控制单元，该功率因子校正控制单元电性连接至该晶体管开关，以及该第一分压电阻及该第二分压电阻的连接点。其中该功率因子校正控制单元包含：一脉波宽度调变信号产生器，该脉波宽度调变信号产生器电性连接至该晶体管开关；一信号反向子单元，该信号反向子单元电性连接至该开关子单元及该脉波宽度调变信号产生器之间；及一开关子单元，该开关子单元电性连接至该第一分压电阻及该第二分压电阻的连接点，以及该信号反向子单元。其中该脉波宽度调变信号产生器传送一脉波宽度调变信号至该晶体管开关以控制该晶体管开关的开关状态；该脉波宽度调变信号产生器传送该脉波宽度调变信号至该信号反向子单元；依据该脉波宽度调变信号，该信号反向子单元产生一反向脉波宽度调变信号以控制该开关子单元的开关状态；当该晶体管开关导通时，该开关子单元不导通，使该第一分压电阻无功率消耗；当该晶体管开关不导通时，该开关子单元导通，使得该功率因子校正控制单元接收到从该第一分压电阻及该第二分压电阻的连接点所产生的一电压回授信号。
再者，如上所述的低功率损耗的升压型功率因子校正装置，其中该功率因子校正控制单元更包含：一取样保持电路，该取样保持电路电性连接至该开关子单元。
再者，如上所述的低功率损耗的升压型功率因子校正装置，其中该功率因子校正控制单元更包含：一回授补偿器，该回授补偿器电性连接至该取样保持电路及该脉波宽度调变信号产生器。
再者，如上所述的低功率损耗的升压型功率因子校正装置，更包含：一电感，该电感电性连接至该晶体管开关、该二极管的阳极及该第一分压电阻的一端。
再者，如上所述的低功率损耗的升压型功率因子校正装置，更包含：一输入端电容，该输入端电容电性连接至该电感；及一输出端电容，该输出端电容电性连接至该二极管的阴极。
为达成本发明的目的，本发明的低功率损耗的升压型功率因子校正装置的另一实施例包含：一晶体管开关；一二极管，该二极管的阳极电性连接至该晶体管开关；一第一分压电阻，该第一分压电阻的一端电性连接至该二极管的阴极；及一功率因子校正控制单元，该功率因子校正控制单元电性连接至该晶体管开关及该第一分压电阻的另一端。其中该功率因子校正控制单元包含：一脉波宽度调变信号产生器，该脉波宽度调变信号产生器电性连接至该晶体管开关；一开关子单元，该开关子单元电性连接至该第一分压电阻的另一端；一取样频率产生器，该取样频率产生器电性连接至该开关子单元；及一第二分压电阻，该第二分压电阻的一端电性连接至该开关子单元。其中该取样频率产生器控制该开关子单元的开关状态；当该开关子单元导通时，该功率因子校正控制单元接收到从该第一分压电阻及该第二分压电阻的连接点所产生的一电压回授信号。
再者，如上所述的低功率损耗的升压型功率因子校正装置，其中该功率因子校正控制单元更包含：一取样保持电路，该取样保持电路电性连接至该开关子单元及该第二分压电阻的该端。
再者，如上所述的低功率损耗的升压型功率因子校正装置，其中该功率因子校正控制单元更包含：一回授补偿器，该回授补偿器电性连接至该取样保持电路及该脉波宽度调变信号产生器。
再者，如上所述的低功率损耗的升压型功率因子校正装置，更包含：一电感，该电感电性连接至该晶体管开关及该二极管的阳极。
再者，如上所述的低功率损耗的升压型功率因子校正装置，更包含：一输入端电容，该输入端电容电性连接至该电感；及一输出端电容，该输出端电容电性连接至该二极管的阴极及该第一分压电阻的一端。
本发明的功效在于降低用以产生电压回授信号以传送至功率因子校正控制器的分压电阻的功率损耗。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例并配合所附图式做详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的低功率损耗的升压型功率因子校正装置的第一实施例方块图。
图2为本发明的低功率损耗的升压型功率因子校正装置的第二实施例方块图。
具体实施方式
请参考图1，其系为本发明的低功率损耗的升压型功率因子校正装置的第一实施例方块图。本发明的低功率损耗的升压型功率因子校正装置10系应用于一交流电压供应装置20、一桥式整流器30及一负载装置40。该低功率损耗的升压型功率因子校正装置10包含一晶体管开关Q1、一二极管D1、一第一分压电阻R1、一第二分压电阻R2、一功率因子校正控制单元102、一电感L1、一输入端电容C1及一输出端电容C2。该低功率损耗的升压型功率因子校正装置10系输出例如400伏特电压至该负载装置40。
该二极管D1的阳极电性连接至该晶体管开关Q1；该第一分压电阻R1的一端电性连接至该晶体管开关Q1及该二极管D1的阳极；该第二分压电阻R2的一端电性连接至该第一分压电阻R1的另一端；该功率因子校正控制单元102电性连接至该晶体管开关Q1，以及该第一分压电阻R1及该第二分压电阻R2之间；该电感L1电性连接至该晶体管开关Q1、该二极管D1的阳极及该第一分压电阻R1的一端；该输入端电容C1电性连接至该电感L1；该输出端电容C2电性连接至该二极管D1的阴极。其中，该第一分压电阻R1的一端系连接至该晶体管开关Q1的汲极(drain)及该二极管D1的阳极。
该功率因子校正控制单元102包含一脉波宽度调变信号产生器10202、一信号反向子单元10204、一开关子单元10206、一取样保持电路10208及一回授补偿器10210。
该脉波宽度调变信号产生器10202电性连接至该晶体管开关Q1；该信号反向子单元10204电性连接至开关子单元10206及该脉波宽度调变信号产生器10202之间；该开关子单元10206电性连接至该第一分压电阻R1及该第二分压电阻R2之间，以及该信号反向子单元10204；该取样保持电路10208电性连接至该开关子单元10206；该回授补偿器10210电性连接至该取样保持电路10208及该脉波宽度调变信号产生器10202。
该脉波宽度调变信号产生器10202传送一脉波宽度调变信号10212至该晶体管开关Q1以控制该晶体管开关Q1的开关状态；该脉波宽度调变信号产生器10202传送该脉波宽度调变信号10212至该信号反向子单元10204；依据该脉波宽度调变信号10212，该信号反向子单元10204产生一反向脉波宽度调变信号10214以控制该开关子单元10206的开关状态；当该晶体管开关Q1导通时，该开关子单元10206不导通，使该第一分压电阻R1无功率消耗；当该晶体管开关Q1不导通时，该开关子单元10206导通，使得该功率因子校正控制单元102接收到从该第一分压电阻R1及该第二分压电阻R2之间所产生的一电压回授信号10216。
其中，该反向脉波宽度调变信号10214与该脉波宽度调变信号10212相反，使得当该晶体管开关Q1导通时，该开关子单元10206不导通，且当该晶体管开关Q1不导通时，该开关子单元10206导通。当该晶体管开关Q1导通时，该第一分压电阻R1的一端透过该晶体管开关Q1接地，使得该第一分压电阻R1的一端的电压为零，且该第一分压电阻R1及该第二分压电阻R2不损耗功率。藉由该电压回授信号10216，该功率因子校正控制单元102调整该脉波宽度调变信号10212以进行功率因子校正。
图1所示的该第一分压电阻R1的一端系连接至该晶体管开关Q1的汲极(drain)及该二极管D1的阳极，因此只有在该晶体管开关Q1不导通时，该电感L1的电流顺偏该二极管D1，此时该第一分压电阻R1的一端的电压等于输出电压，此时取样输出电压并保持取样数据。当该晶体管开关Q1导通时，该第一分压电阻R1的一端的电压为零，就没有功率消耗在该第一分压电阻R1及该第二分压电阻R2。
请参考图2，其系为本发明的低功率损耗的升压型功率因子校正装置的第二实施例方块图。本发明的低功率损耗的升压型功率因子校正装置10系应用于一交流电压供应装置20、一桥式整流器30及一负载装置40。该低功率损耗的升压型功率因子校正装置10包含一晶体管开关Q1、一二极管D1、一第一分压电阻R1、一功率因子校正控制单元102、一电感L1、一输入端电容C1及一输出端电容C2。该低功率损耗的升压型功率因子校正装置10系输出例如400伏特电压至该负载装置40。
该二极管D1的阳极电性连接至该晶体管开关Q1；该第一分压电阻R1的一端电性连接至该二极管D1的阴极；该功率因子校正控制单元102电性连接至该晶体管开关Q1及该第一分压电阻R1的另一端；该电感L1电性连接至该晶体管开关Q1及该二极管D1的阳极；该输入端电容C1电性连接至该电感L1；该输出端电容C2电性连接至该二极管D1的阴极及该第一分压电阻R1的一端。其中，该第一分压电阻R1的一端可电性连接至该二极管D1的阴极或阳极(图2显示该第一分压电阻R1的一端电性连接至该二极管D1的阴极)。
该功率因子校正控制单元102包含一脉波宽度调变信号产生器10202、一开关子单元10206、一取样频率产生器10218、一第二分压电阻R2、一取样保持电路10208及一回授补偿器10210。
该脉波宽度调变信号产生器10202电性连接至该晶体管开关Q1；该开关子单元10206电性连接至该第一分压电阻R1的另一端；该取样频率产生器10218电性连接至该开关子单元10206；该第二分压电阻R2的一端电性连接至该开关子单元10206；该取样保持电路10208电性连接至该开关子单元10206及该第二分压电阻R2的该端；该回授补偿器10210电性连接至该取样保持电路10208及该脉波宽度调变信号产生器10202。
该取样频率产生器10218控制该开关子单元10206的开关状态；当该开关子单元10206导通时，该功率因子校正控制单元102接收到从该第一分压电阻R1及该第二分压电阻R2的连接点所产生的一电压回授信号10216。
再者，该脉波宽度调变信号产生器10202传送一脉波宽度调变信号10212至该晶体管开关Q1以控制该晶体管开关Q1的开关状态；藉由该电压回授信号10216，该功率因子校正控制单元102调整该脉波宽度调变信号10212以进行功率因子校正。当该开关子单元10206不导通时，该第一分压电阻R1不损耗功率，藉以节省功率。
再者，该取样频率产生器10218导通该开关子单元10206的频率可为定频或变频；例如，藉由该交流电压供应装置20所提供的交流电压的相位角决定该取样频率产生器10218导通该开关子单元10206的频率；又例如，当该负载装置40的负载增加时，该取样频率产生器10218导通该开关子单元10206的频率增加；当该负载装置40的负载减少时，该取样频率产生器10218导通该开关子单元10206的频率减少。
图2所示的该功率因子校正控制单元102欲进行输出电压的取样时，该开关子单元10206导通，此时取样输出电压并保持取样数据。在其它时间(该开关子单元10206不导通)，该第一分压电阻R1因为断路而不损耗功率，藉以节省功率。
本发明的功效在于降低用以产生电压回授信号以传送至功率因子校正控制器的分压电阻的功率损耗。
然以上所述者，仅为本发明的较佳实施例，当不能限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰等，皆应仍属本发明的专利涵盖范围意图保护的范畴。本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。综上所述，当知本发明已具有产业利用性、新颖性与进步性，又本发明的构造亦未曾见于同类产品及公开使用，完全符合发明专利申请要件，爰依专利法提出申请。

Claims (10)

1.一种低功率损耗的升压型功率因子校正装置，其特征在于包括：
一晶体管开关；
一二极管，该二极管的阳极电性连接至该晶体管开关；
一第一分压电阻，该第一分压电阻的一端电性连接至该晶体管开关及该二极管的阳极；
一第二分压电阻，该第二分压电阻的一端电性连接至该第一分压电阻的另一端；及
一功率因子校正控制单元，该功率因子校正控制单元电性连接至该晶体管开关，以及该第一分压电阻及该第二分压电阻的连接点，
其中该功率因子校正控制单元包含：
一脉波宽度调变信号产生器，该脉波宽度调变信号产生器电性连接至该晶体管开关；
一信号反向子单元，该信号反向子单元电性连接至开关子单元及该脉波宽度调变信号产生器之间；及
一开关子单元，该开关子单元电性连接至该第一分压电阻及该第二分压电阻之间的连接点，以及该信号反向子单元，其中该脉波宽度调变信号产生器传送一脉波宽度调变信号至该晶体管开关以控制该晶体管开关的开关状态；该脉波宽度调变信号产生器传送该脉波宽度调变信号至该信号反向子单元；依据该脉波宽度调变信号，该信号反向子单元产生一反向脉波宽度调变信号以控制该开关子单元的开关状态；
当该晶体管开关导通时，该开关子单元不导通，使该第一分压电阻无功率消耗；当该晶体管开关不导通时，该开关子单元导通，使得该功率因子校正控制单元接收到从该第一分压电阻及该第二分压电阻的连接点所产生的一电压回授信号。
2.如权利要求1所述的低功率损耗的升压型功率因子校正装置，其特征在于该功率因子校正控制单元更包含：
一取样保持电路，该取样保持电路电性连接至该开关子单元。
3.如权利要求2所述的低功率损耗的升压型功率因子校正装置，其特征在于该功率因子校正控制单元更包含：
一回授补偿器，该回授补偿器电性连接至该取样保持电路及该脉波宽度调变信号产生器。
4.如权利要求3所述的低功率损耗的升压型功率因子校正装置，其特征在于更包含：
一电感，该电感电性连接至该晶体管开关、该二极管的阳极及该第一分压电阻的一端。
5.如权利要求4所述的低功率损耗的升压型功率因子校正装置，其特征在于更包含：
一输入端电容，该输入端电容电性连接至该电感；及
一输出端电容，该输出端电容电性连接至该二极管的阴极。
6.一种低功率损耗的升压型功率因子校正装置，其特征在于包含：
一晶体管开关；
一二极管，该二极管的阳极电性连接至该晶体管开关；
一第一分压电阻，该第一分压电阻的一端电性连接至该二极管的阴极；及
一功率因子校正控制单元，该功率因子校正控制单元电性连接至该晶体管开关及该第一分压电阻的另一端，
其中该功率因子校正控制单元包含：
一脉波宽度调变信号产生器，该脉波宽度调变信号产生器电性连接至该晶体管开关；
一开关子单元，该开关子单元电性连接至该第一分压电阻的另一端；
一取样频率产生器，该取样频率产生器电性连接至该开关子单元；及
一第二分压电阻，该第二分压电阻的一端电性连接至该开关子单元，
其中该取样频率产生器控制该开关子单元的开关状态；当该开关子单元导通时，该功率因子校正控制单元接收到从该第一分压电阻及该第二分压电阻的连接点所产生的一电压回授信号。
7.如权利要求6所述的低功率损耗的升压型功率因子校正装置，其特征在于该功率因子校正控制单元更包含：
一取样保持电路，该取样保持电路电性连接至该开关子单元及该第二分压电阻的该端。
8.如权利要求7所述的低功率损耗的升压型功率因子校正装置，其特征在于该功率因子校正控制单元更包含：
一回授补偿器，该回授补偿器电性连接至该取样保持电路及该脉波宽度调变信号产生器。
9.如权利要求8所述的低功率损耗的升压型功率因子校正装置，其特征在于更包含：
一电感，该电感电性连接至该晶体管开关及该二极管的阳极。
10.如权利要求9所述的低功率损耗的升压型功率因子校正装置，其特征在于更包含：
一输入端电容，该输入端电容电性连接至该电感；及
一输出端电容，该输出端电容电性连接至该二极管的阴极及该第一分压电阻的一端。
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