CN107579655A - 具功率因子校正的微波产生装置及其适用的控制方法 - Google Patents

具功率因子校正的微波产生装置及其适用的控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107579655A
CN107579655A CN201710532853.3A CN201710532853A CN107579655A CN 107579655 A CN107579655 A CN 107579655A CN 201710532853 A CN201710532853 A CN 201710532853A CN 107579655 A CN107579655 A CN 107579655A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
output
microwave
circuit
input voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710532853.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107579655B (zh
Inventor
张永泰
陈盈源
李圣华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Delta Electronics Inc
Delta Optoelectronics Inc
Original Assignee
Delta Optoelectronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Delta Optoelectronics Inc filed Critical Delta Optoelectronics Inc
Publication of CN107579655A publication Critical patent/CN107579655A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107579655B publication Critical patent/CN107579655B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/02Details
    • H03B5/04Modifications of generator to compensate for variations in physical values, e.g. power supply, load, temperature
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/70Regulating power factor; Regulating reactive current or power
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/02Details
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/18Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
    • H03B5/1841Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator
    • H03B5/1847Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K4/00Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
    • H03K4/06Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K4/00Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
    • H03K4/06Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
    • H03K4/08Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/02Amplitude modulation, i.e. PAM
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/06Frequency or rate modulation, i.e. PFM or PRM
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B2200/00Indexing scheme relating to details of oscillators covered by H03B
    • H03B2200/003Circuit elements of oscillators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明关于一种微波产生装置,包含:电源供应器,将输入电压及输入电流转换成输出电压及输出电流;输出电路,与微波产生装置的输出端连接,产生微波信号并依据微波信号产生回授信号;回授震荡电路,依据回授信号产生震荡信号;脉冲控制器,接收与输入电压具有相关性的参考信号,并对应产生脉冲信号;信号组合电路,组合震荡信号及脉冲信号而输出控制信号;及半导体放大器,接收输出电压及输出电流,并依据控制信号对应产生及调整放大信号,使输出电路依据放大信号产生微波信号。输出电流是对应放大信号而调整,使输入电流与输入电压同相位。

Description

具功率因子校正的微波产生装置及其适用的控制方法
技术领域
本发明关于一种微波产生装置,特别涉及一种具功率因数校正的微波产生装置及其适用的控制方法。
背景技术
无论是微波设备或是RF无线射频设备等,皆需要利用一微波产生装置来产生微波信号。
在微波产生装置中,通常具有电源供应器,以利用电源供应器转换所接收的输入电压及输入电流,藉此使微波产生装置内的对应的电路元件可利用电源供应器所输出的电能来产生微波信号。而为了达到功率因数校正功能,微波产生装置中的电源供应器皆为两级架构,亦即包含功率因数校正电路以及电源转换器。其中功率因数校正电路是将电源供应器所接收的输入电流变换为与输入电压同相位的正弦波,以提高电源供应器的功率因数,从而减少谐波污染。电源转换器则转换功率因数校正电路所输出的电能,以产生输出电压及输出电流。
虽然通过功率因数校正电路确实可使输入电流与输入电压同相位,然而因功率因数校正电路成本较高,故功率因数校正电路的设置将造成微波产生装置具有成本较高以及体积增大的缺失。
因此,如何发展一种克服上述缺点的具功率因数校正的微波产生装置及其适用的控制方法,实为目前迫切的需求。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种具功率因数校正的微波产生装置及其适用的控制方法,本发明的微波产生装置的电源供应器无需使用功率因数校正电路来进行功率因数校正,藉此使微波产生装置的生产成本以及体积降低。
为达上述目的,本发明的一较广义实施方式为提供一种微波产生装置,是包含:电源供应器,用以将输入电压以及输入电流转换成输出电压以及输出电流;输出电路,是与微波产生装置的输出端连接,用以产生微波信号至输出端,并依据微波信号对应产生回授信号;回授震荡电路,是与输出电路电连接,用以依据回授信号而对应产生震荡信号;脉冲控制器,是接收与输入电压及/或输入电压的谐波具有相关性的参考信号,并对应产生脉冲信号;信号组合电路,组合震荡信号以及脉冲信号,并对应输出组合后的控制信号;以及半导体放大器,是与电源供应器、信号组合电路及输出电路电连接,半导体放大器是接收输出电压以及输出电流,并依据控制信号对应产生及调整放大信号。输出电路依据放大信号产生微波信号,其中输出电流是对应放大信号而调整,俾使输入电流与输入电压同相位。
为达上述目的,本发明的另一较广义实施方式为提供一种微波产生装置,是包含:电源供应器,用以将输入电压以及输入电流转换成输出电压以及输出电流;输出电路,是与微波产生装置的输出端连接,用以产生微波信号至输出端,并依据微波信号对应产生回授信号;回授震荡电路,是与输出电路电连接,用以依据回授信号而对应产生震荡信号;信号分离器,是与回授震荡电路电连接,用以将震荡信号分割成多路的分割震荡信号;脉冲控制器,是接收与输入电压及/或输入电压的谐波具有相关性的参考信号,并对应产生脉冲信号;多个信号组合电路,每一信号组合电路是组合对应的分割震荡信号以及脉冲信号,并对应输出组合后的控制信号;以及多个半导体放大器,每一半导体放大器是与电源供应器、对应的信号组合电路及输出电路电连接,且接收输出电压以及输出电流,每一半导体放大器更依据对应的控制信号对应产生及调整放大信号,使输出电路依据每一半导体放大器产生的放大信号产生微波信号,其中输出电流是对应每一导体放大器所输出的放大信号而调整,俾使输入电流与输入电压同相位。
为达上述目的,本发明的另一较广义实施方式为提供一种控制方法,适用于微波产生装置,其中微波产生装置是输出微波信号,且包含电源转换器、脉冲控制器、输出电路、回授震荡电路、信号组合电路以及半导体放大器,控制方法的步骤是包含如下:(a)电源供应器转换输入电压与输入电流为输出电压及输出电流,并提供给半导体放大器;(b)输出电路产生微波信号,且依据微波信号输出回授信号;(c)回授震荡电路依据回授信号对应产生震荡信号;(d)提供与输入电压及/或输入电压的谐波具有相关性的参考信号至脉冲控制器,使脉冲控制器根据参考信号而对应产生脉冲信号;(e)信号组合电路组合震荡信号以及脉冲信号,并对应输出组合后的控制信号;以及(f)半导体放大器依据控制信号而对应的产生及调整放大信号,且输出电路依据放大信号产生微波信号,并且输出电流依据放大信号而对应调整,俾使输入电流与输入电压同相位。
附图说明
图1为本发明第一较佳实施例的微波产生装置的电路方块示意图。
图2为图1所示的脉冲控制器的电路方块示意图。
图3为图2所示的脉冲控制器所处理的参考信号、三角波信号以及脉冲信号的波形示意图。
图4是显示以一乘除法器产生参考信号的示意图。
图5为图1所示的微波产生装置的输入电压、输入电流、输出电压以及输出电流的波形示意图。
图6为图1所示的微波产生装置的参考信号、三角波信号、脉冲信号以及微波信号的部分波形示意图。
图7A至7C分别为图2所示的三角波产生器所产生的三角波信号的波形示意图。
图8为图1所示的微波产生装置的部分细节电路的方块示意图。
图9为应用于图1所示的微波产生装置的控制方法流程图。
图10为图9所示的控制方法中步骤S4的子步骤的运作流程图。
图11为本发明第二较佳实施例的微波产生装置的电路方块示意图。
附图标记说明:
1、1’:微波产生装置
10:电源供应器
11:脉冲控制器
110:比较器
111:第一输入端
112:第二输入端
113:输出端
114:三角波产生器
12:半导体放大器
13:回授震荡电路
14:输出电路
140:检测电路
15:信号组合电路
20:信号分离器
Vin:输入电压
Iin:输入电流
Vo:输出电压
Io:输出电流
A:参考信号
B:三角波信号
C:脉冲信号
D:震荡信号
D’:分割震荡信号
E:控制信号
F:回授信号
G:微波信号
H:放大信号
A1:第一参考值
A2:第二参考值
S1~S6、S41~S44:步骤
具体实施方式
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化,其皆不脱离本发明的范围,且其中的说明及图示在本质上当作说明之用,而非架构于限制本发明。
请参阅图1,其为本发明第一较佳实施例的微波产生装置的电路方块示意图。如图1所示,本实施例的微波产生装置1可应用于微波设备(例如微波炉)或RF无线射频设备中,用以产生微波信号G,其中微波产生装置1包含电源供应器10、脉冲控制器11、半导体放大器12、回授震荡电路13、输出电路14及信号组合电路15。
根据本发明的构想,电源供应器10实际上为单级架构,即由电源转换器所构成。电源供应器10是接收输入电压Vin以及输入电流Iin,并将输入电压Vin以及输入电流Iin转换成输出电压Vo以及输出电流Io。于本实施例中,电源供应器10实际上可控制输出电压Vo维持在额定值。另外,当输入电压Vin以及输入电流Iin为交流电时,电源供应器10的电源转换器通常对应包含桥式整流器,用以对输入电压Vin以及输入电流Iin进行整流。
输出电路14是与微波产生装置1的输出端连接,用以产生微波信号G。此外,输出电路14更可依据微波信号G,例如依据微波信号G的频率或振幅,而对应产生一回授信号F。回授震荡电路13是与输出电路14电连接,用以依据回授信号F而对应产生例如高频的一震荡信号D。脉冲控制器11是接收与输入电压Vin及/或输入电压Vin的谐波具有相关性的参考信号A,并依据参考信号A而对应产生具有特定责任周期的脉冲信号C。
信号组合电路15是与回授震荡电路13电连接且接收回授震荡电路13所输出的震荡信号D。信号组合电路15亦与脉冲控制器11电连接,且接收脉冲控制器11所输出的脉冲信号C。信号组合电路15更组合所接收的震荡信号D以及脉冲信号C,并对应输出组合后的控制信号E。
半导体放大器12是与电源供应器10、信号组合电路15及输出电路14电连接,半导体放大器12是接收电源供应器10所输出的输出电压Vo以及输出电流Io,以构成功率放大器。此外,半导体放大器12更依据控制信号E而对应的产生及调整放大信号H,且输出电路14依据放大信号H而产生微波信号G。于一些实施例中,半导体放大器12可为但不限于由横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)或氮化镓高电子迁移率晶体管(GaNHEMT)等所构成,故实际上半导体放大器12的栅极是与信号组合电路15电连接,半导体放大器12的漏极是与电源供应器10电连接,而半导体放大器12的源极则与一接地端(未图示)电连接。
于上述实施例中,由于输出电路14是依据微波信号G而对应产生回授信号F,又回授震荡电路13所产生的震荡信号D与回授信号F具有对应关系,因此当信号组合电路15组合震荡信号D以及脉冲信号C而输出控制信号E控制半导体放大器12的运作时,半导体放大器12所输出的放大信号H便依据回授信号F而动态调整,对应的使输出电路14所输出的微波信号G亦对应调整,例如调整微波信号G的频率等。另外,由于本实施例的微波产生装置1的脉冲控制器11是依据与输入电压Vin及/或输入电压Vin的谐波具有相关性的参考信号A而产生脉冲信号C,又信号组合电路15是组合震荡信号D以及脉冲信号C而构成控制信号E,因此半导体放大器12依据控制信号E而产生放大信号H,而输出电路14依据放大信号H产生微波信号G,使得电源供应器10的输出电流Io因放大信号H调整时,由于该放大信号H实际上与输入电压Vin有对应关系,故输出电流Io实际上亦将对应于输入电压Vin而调整,如此一来,输入电流Iin将对应输出电流Io的调整而被调整为与输入电压Vin同相位,故可使本发明的微波产生装置1在电源供应器10无须额外设置功率因数校正电路的情况下,达到功率因数校正的功能,如此一来,本发明的微波产生装置1是具有成本较低以及体积缩小的优势。
于一些实施例中,如图1所示,输出电路14可包含一检测电路140,该检测电路140是与回授震荡电路13及输出电路14的输出端电连接,用以依据微波信号G而产生回授信号F,例如微波信号G的反射功率,藉此输出电路14所输出的微波信号G的频率便可对应调整。此外,如半导体放大器12属于E类放大器或F类放大器,则微波产生装置1还包括一射频抗流器(radio frequency choke)位于电源供应器10与半导体放大器12的漏极端之间。另外,输出电路14更可包含一阻抗匹配电路(未图示)及一谐振电路(未图示),输出电路14可利用阻抗匹配电路及谐振电路而依据放大信号H产生合适的微波信号G,然由于阻抗匹配电路及谐振电路的架构与原理已普遍应用于各种微波技术中,故于此不再赘述。
于一些实施例中,输入电压Vin为弦波交流电能,且电压值可介于110V至230V之间,而输出电压Vo为30V,故电源供应器10实际上是对应由降压电源转换器(buck powerconverter)或具有变压器的隔离转换器所构成。另外,由于输入电压Vin为弦波,故实际上输入电压Vin可表示为VpkSin(ωt),其中Vpk为输入电压Vin的峰值电压。再者,电源供应器10较佳为LLC转换器的电路架构,但不以此为限。
请参阅图2并配合图1,其中图2为图1所示的脉冲控制器的电路方块示意图。如图2所示,脉冲控制器11是包含比较器110及三角波产生器114。三角波产生器114是用以产生三角波信号B。比较器110包含第一输入端111、第二输入端112以及输出端113,其中第一输入端111是接收与输入电压Vin及/或输入电压Vin的谐波具有相关性的参考信号A,第二输入端112是电连接三角波产生器114而接收三角波产生器114所产生的三角波信号B,输出端113是电连接信号组合电路15。比较器110是比较参考信号A与三角波信号B,并依据比较结果而对应产生脉冲信号C于输出端113,再经由输出端113传送脉冲信号C至信号组合电路15。于本实施例中,脉冲控制器11是由一通用脉冲宽度调变模块(PWM module)实现。可替换地,脉冲控制器11亦可以其他方式实现,例如数字方式。
请参阅图3并配合图1及图2,其中图3为图2所示的脉冲控制器所处理的参考信号、三角波信号以及脉冲信号的波形示意图。如图3所示,当比较器110检测到参考信号A的电压电平大于三角波信号B的电压电平时,比较器110便输出为高电平的脉冲信号C至输出端113,反之,当比较器110检测到三角波信号B的电压电平大于参考信号A的电压电平时,比较器110便输出为低电平的脉冲信号C至输出端113。
请参阅图4,并配合图1,其中图4是显示以一乘除法器产生参考信号的示意图。于一些实施例中,如图4所示,参考信号A可由第一参考值A1及第二参考值A2经由乘除法器6相乘后再除以一预设值Vavg所获得,其中第一参考值A1可由一第一电压采样装置(未图示)采样输入电压Vin后取得,且第一参考值A1的值为K1×|Vin|,其中K1为第一电压采样装置的一第一比例系数,而第二参考值A2可由一第二电压采样装置(未图示)采样输入电压Vin后取得,且第二参考值A2的值为K2×|Vin|,其中K2为第二电压采样装置的一第二比例系数,至于预设值Vavg则等于输入电压Vin经电源供应器10内部的桥式整流器整流后的电压平均值。乘除法器6将第一参考值A1及第二参考值A2相乘后,再除以预设值Vavg,即输出为(K1×K2×|Vin|2)/Vavg之的参考信号A。另外,由于第一参考值A1及第二参考值A2可分别表示为K1×|VpkSin(ωt)|以及K2×|VpkSin(ωt)|,故参考信号A实际为K1×K2×(Vpk)2×sin2(ωt)/Vavg,而K1×K2的乘积亦形成另一比例系数。由上可知,由于参考信号A与输入电压Vin具有相关性,又由于输入电压Vin为正负交替的弦波交流电能,故为了使比较器110可接收到为正值的参考信号A而进行正确的运作,于本实施例中,便将与输入电压Vin为正相关的第一参考值A1及与输入电压Vin为正相关的第二参考值A2相乘,藉此使参考信号A为正值且可使比较器110输出一与输入电压Vin平方相关的PWM信号。应强调的是,前述系数亦可与输入电压Vin的谐波相关。于上述一些实施例中,第一电压采样装置及第二电压采样装置可各自由数字电压采样装置或模拟电压采样装置所构成。
请参阅图5并配合图1及图2,其中图5为图1所示的微波产生装置的输入电压、输入电流、输出电压以及输出电流的波形示意图。如图所示,由于输出电流Io的平均值实际上等于图5的输出电流Io波形所示,因此在不计电能损耗的情况下,若依据能量守恒定律,输出功率将与输入功率相等,因此实际上输出电流Io的调整便对应使输入电流Iin跟着调整。此外,由于本实施例的微波产生装置1的脉冲控制器11是依据与输入电压Vin及/或输入电压Vin的谐波具有相关性的参考信号A而产生脉冲信号C,又信号组合电路15是组合震荡信号D以及脉冲信号C而构成控制信号E,因此当半导体放大器12依据控制信号E而产生放大信号H且输出电路14因放大信号H而产生微波信号G,使得电源供应器10的输出电流Io因放大信号H而调整时,由于该放大信号H实际上与输入电压Vin有对应关系,故输出电流Io的调整实际上亦将对应于输入电压Vin,如此一来,输入电流Iin将对应输出电流Io的调整而被调整为与输入电压Vin同相位。
请参阅图6并配合图1及图2,其中图6为图1所示的微波产生装置的参考信号、三角波信号、脉冲信号以及微波信号的部分波形示意图。如图6所示,比较器110依据参考信号A及三角波信号B的比较结果而产生脉冲信号C。如比较器110检测到参考信号A的电压电平大于三角波信号B的电压电平时,比较器110便输出为高电平的脉冲信号C。此时信号组合电路15便组合震荡信号D以及脉冲信号C而构成控制信号E,而半导体放大器12便依据控制信号E而产生放大信号H,如此一来,输出电路14便可依据放大信号H而产生微波信号G。震荡信号D为微波且震荡信号D的频率是高于脉冲信号C的频率,控制信号E的波形如图6所示。
在一些实施例中,图2所示的三角波产生器114可产生不同类型的三角波信号,请参阅图7A至7C,其是分别为图2所示的三角波产生器所产生的三角波信号的波形示意图。如图7A至7C所示,三角波产生器114可依据实际的设备产生不同形式的三角波,如图7A所示,三角波产生器114产生的三角波信号B中的每一三角波可由零逐渐上升至电压峰值,且于到达电压峰值后再瞬间下降至零。而如图7B所示,三角波产生器114所产生的三角波信号B中的每一三角波亦可由零逐渐上升至电压峰值,且于到达电压峰值后再逐渐下降至零。又如图7C所示,三角波产生器114所产生的三角波信号B中的每一三角波也可由零瞬间上升至电压峰值,且于到达电压峰值后再逐渐下降至零。
图8为图1所示的微波产生装置的部分细节电路的方块示意图。于一些实施例中,如图8所示,信号组合电路15实际上是执行且(AND)功能,故较佳可由AND逻辑门所构成,其中AND逻辑门的第一输入端是与回授震荡电路13电连接而接收震荡信号D,AND逻辑门的第二输入端是电连接于脉冲控制器11而接收脉冲信号C,且AND逻辑门的输出端是电连接半导体放大器12的控制端,AND逻辑门是用以组合所接收的震荡信号D以及脉冲信号C,并对应输出组合后的控制信号至半导体放大器12。当然信号组合电路15亦可改由一高速开关所构成,其中高速开关系由脉冲信号C所控制选择性地通过震荡信号D。
请参阅图9,并配合图1以及图2,其中图9为应用于图1所示的微波产生装置的控制方法流程图。如图9所示,首先,执行步骤S1,电源供应器10转换输入电压Vin与输入电流Iin为输出电压Vo及输出电流Io,以提供给半导体放大器12。接着,执行步骤S2,输出电路14产生微波信号G,并依据微波信号G对应输出回授信号F。然后,执行步骤S3,回授震荡电路13依据回授信号F对应产生震荡信号D。接着,执行步骤S4,提供与输入电压Vin及/或输入电压Vin的谐波具有相关性的参考信号A至脉冲控制器11,使脉冲控制器11根据参考信号A而对应产生脉冲信号C。接着执行步骤S5,信号组合电路15组合所接收的震荡信号D以及脉冲信号C,并对应输出组合后的控制信号E。然后执行步骤S6,半导体放大器12依据控制信号E而对应产生及调整放大信号H,使输出电路14依据放大信号H产生微波信号G,并使输出电流Io依据放大信号H而对应调整,俾使输入电流Iin与输入电压Vin为同相位。
请参阅图10,其为图9所示控制方法中步骤S4的子步骤的运作流程图。如图10所示,于一些实施例中,步骤S4包含如下子步骤。首先,执行子步骤S41,三角波产生器114提供三角波信号B。接着执行子步骤S42,比较器110判断参考信号A的电压电平是否大于三角波信号B的电压电平。当子步骤S42判断结果为是时,接着执行子步骤S43,比较器110输出为高电平的脉冲信号C至半导体放大器12,并接续执行步骤S5。反之,当子步骤S42判断结果为否时,则接着执行子步骤S44,比较器110输出为低电平的脉冲信号C至半导体放大器12,并接续执行步骤S5。
请参阅图11,其为本发明第二较佳实施例的微波产生装置的电路方块示意图。如图11所示,本实施例的微波产生装置1’的结构与作动是相似于图1所示的微波产生装置1,故于此仅以相同符号标示代表结构与功能相似而不再赘述,而相较图1所示的微波产生装置1是包含单一半导体放大器12,本实施例的微波产生装置1’是改为包含多个半导体放大器12,且微波产生装置1’更对应多个半导体放大器12的设置而包含一信号分离器20(splitter)及多个信号组合电路15。每一个半导体放大器12是与电源供应器10及输出电路14及对应的信号组合电路15电连接。信号分离器20是与回授震荡电路13电连接而接收震荡信号D,信号分离器20用以将震荡信号D分割成多路的分割震荡信号D’。每一信号组合电路15是与信号分离器20及脉冲控制器11电连接,用以接收脉冲信号C及对应的分割震荡信号D’,更组合所接收的脉冲信号C及对应的分割震荡信号D’,并对应输出组合后的控制信号E至对应的半导体放大器12,使每一半导体放大器12可对应产生及调整放大信号H。而在图11所示的实施例中,由于微波产生装置1’包含构成并联的多个半导体放大器12及多个信号组合电路15,故微波产生装置1’可增加功率输出而符合高功率需求。而于上述实施例中,输出电路14实际上是依据每一半导体放大器12所产生的放大信号H而产生微波信号G。
综上所述,本发明是公开一种具功率因数校正的微波产生装置及其适用的控制方法,其中微波产生装置的脉冲控制器可依据与输入电压及/或输入电压的谐波具有相关性的参考信号而产生脉冲信号,又该脉冲信号实际上影响着半导体放大器所输出放大信号,因此当输出电路依据放大信号而输出对应的微波信号,进而使电源供应器的输出电流因半导体放大器所输出的放大信号而调整时,由于该微波信号实际上与输入电压有对应关系,故输出电流实际上亦将对应输入电压而调整,如此一来,输入电流将对应输出电流的调整而被调整为与输入电压同相位,故可使本发明的微波产生装置在电源供应器无须额外设置功率因数校正电路的情况下,达到功率因数校正的功能,如此一来,本发明的微波产生装置是具有成本较低以及体积缩小的优势。
本发明得由熟知此技术的人士施匠思而为诸般修饰,然皆不脱如附权利要求所欲保护者。

Claims (14)

1.一种微波产生装置,是包含:
一电源供应器,用以将一输入电压以及一输入电流转换成一输出电压以及一输出电流;
一输出电路,是与该微波产生装置的一输出端连接,用以产生一微波信号至该输出端,并依据该微波信号对应产生一回授信号;
一回授震荡电路,是与该输出电路电连接,用以依据该回授信号而对应产生一震荡信号;
一脉冲控制器,是接收与该输入电压及/或该输入电压的谐波具有相关性的一参考信号,并对应产生一脉冲信号;
一信号组合电路,组合该震荡信号以及该脉冲信号,并对应输出组合后的一控制信号;以及
一半导体放大器,是与该电源供应器、该信号组合电路及该输出电路电连接,该半导体放大器是接收该输出电压以及该输出电流,并依据该控制信号对应产生及调整一放大信号,使该输出电路依据该放大信号产生该微波信号,其中该输出电流是对应该放大信号而调整,俾使该输入电流与该输入电压同相位。
2.如权利要求1所述的微波产生装置,其中该脉冲控制器是包含:
一三角波产生器,用以产生一三角波信号;以及
一比较器,是包含:
一第一输入端,接收该参考信号;
一第二输入端,电连接该三角波产生器,以接收该三角波信号;以及
一输出端,电连接该半导体放大器;
其中该比较器是比较该参考信号与该三角波信号,并依据一比较结果而对应产生该脉冲信号至该半导体放大器。
3.如权利要求2所述的微波产生装置,其中该参考信号的电压电平大于该三角波信号的电压电平时,该脉冲信号为高电平,其中该三角波信号的电压电平大于该参考信号的电压电平时,该脉冲信号为低电平。
4.如权利要求1所述的微波产生装置,其中该参考信号是由该输入电压的平方值与一比例系数相乘后再除以一预设值而得到,该预设值等于该输入电压经该电源供应器的一桥式整流器整流后的一电压平均值。
5.如权利要求1所述的微波产生装置,其中该半导体放大器为一横向扩散金属氧化物半导体或一氮化镓高电子迁移率晶体管。
6.如权利要求1所述的微波产生装置,其中该微波产生装置是应用于一微波设备或一RF无线射频设备中。
7.如权利要求1所述的微波产生装置,其中该信号组合电路包括一AND逻辑门,该AND逻辑门的一第一输入端是与该回授震荡电路电连接以接收该震荡信号,该AND逻辑门的一第二输入端是电连接于该脉冲控制器以接收该脉冲信号,该AND逻辑门的一输出端是电连接该半导体放大器,其中该AND逻辑门组合该震荡信号以及该脉冲信号,并对应输出组合后的该控制信号至该半导体放大器。
8.如权利要求1所述的微波产生装置,其中该输出电路包含一检测电路,是与该回授震荡电路及该输出电路的一输出端电连接,以依据该微波信号产生该回授信号。
9.一种微波产生装置,是包含:
一电源供应器,用以将一输入电压以及一输入电流转换成一输出电压以及一输出电流;
一输出电路,是与该微波产生装置的一输出端连接,用以产生一微波信号至该输出端,并依据该微波信号对应产生一回授信号;
一回授震荡电路,是与该输出电路电连接,用以依据该回授信号而对应产生一震荡信号;
一信号分离器,是与该回授震荡电路电连接,用以将该震荡信号分割成多路的分割震荡信号;
一脉冲控制器,是接收与该输入电压及/或该输入电压的谐波具有相关性的一参考信号,并对应产生一脉冲信号;
多个信号组合电路,每一该信号组合电路是组合对应的该分割震荡信号以及该脉冲信号,并对应输出组合后的一控制信号;以及
多个半导体放大器,每一该半导体放大器是与该电源供应器、对应的该信号组合电路及该输出电路电连接,且接收该输出电压以及该输出电流,每一该半导体放大器更依据对应的该控制信号对应产生及调整一放大信号,使该输出电路依据每一该半导体放大器产生的该放大信号产生该微波信号,其中该输出电流是对应每一该半导体放大器所输出的该放大信号而调整,俾使该输入电流与该输入电压同相位。
10.如权利要求9所述的微波产生装置,其中该脉冲控制器是包含:
一三角波产生器,用以产生一三角波信号;以及
一比较器,是包含:
一第一输入端,接收该参考信号;
一第二输入端,电连接该三角波产生器以接收该三角波信号;以及
一输出端,电连接该多个半导体放大器;
其中该比较器是比较该参考信号与该三角波信号,并依据一比较结果而对应产生该脉冲信号至该多个半导体放大器。
11.如权利要求9所述的微波产生装置,其中该半导体放大器为一横向扩散金属氧化物半导体或一氮化镓高电子迁移率晶体管。
12.如权利要求9所述的微波产生装置,其中该参考信号是由该输入电压的平方值与一比例系数相乘后再除以一预设值而得到,该预设值等于该输入电压经该电源供应器的一桥式整流器整流后的一电压平均值。
13.一种控制方法,适用于一微波产生装置,其中该微波产生装置是输出一微波信号,且包含一电源转换器、一脉冲控制器、一输出电路、一回授震荡电路、一信号组合电路以及一半导体放大器,该控制方法包含步骤:
(a)该电源供应器转换一输入电压与一输入电流为一输出电压及一输出电流,并提供给该半导体放大器;
(b)该输出电路是产生该微波信号,且依据该微波信号输出一回授信号;
(c)该回授震荡电路依据该回授信号对应产生一震荡信号;
(d)提供与该输入电压及/或该输入电压的谐波具有相关性的一参考信号至该脉冲控制器,使该脉冲控制器根据该参考信号而对应产生一脉冲信号;
(e)该信号组合电路组合该震荡信号以及该脉冲信号,并对应输出组合后的一控制信号;以及
(f)该半导体放大器依据该控制信号而对应产生及调整一放大信号,使该输出电路依据该放大信号产生该微波信号,且使该输出电流依据该放大信号而对应调整,俾使该输入电流与该输入电压同相位。
14.如权利要求13所述的控制方法,其中该脉冲控制器是包含一三角波产生器及一比较器,且该步骤(d)还包含步骤:
(d1)该三角波产生器提供一三角波信号;
(d2)该比较器判断该参考信号的一电压电平是否大于该三角波信号的一电压电平;
(d3)当该步骤(d2)的判断结果为是时,该比较器输出为高电平的该脉冲信号,并接续执行该步骤(e),以及
(d4)当该步骤(d2)判断结果为否时,该比较器输出为低电平的该脉冲信号,并接续执行该步骤(e)。
CN201710532853.3A 2016-07-05 2017-07-03 具功率因子校正的微波产生装置及其适用的控制方法 Active CN107579655B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662358313P 2016-07-05 2016-07-05
US62/358,313 2016-07-05
US15/632,076 US10476433B2 (en) 2016-07-05 2017-06-23 Microwave generator with power factor correction function and control method thereof
US15/632,076 2017-06-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107579655A true CN107579655A (zh) 2018-01-12
CN107579655B CN107579655B (zh) 2020-06-05

Family

ID=60910606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710532853.3A Active CN107579655B (zh) 2016-07-05 2017-07-03 具功率因子校正的微波产生装置及其适用的控制方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10476433B2 (zh)
CN (1) CN107579655B (zh)
TW (1) TWI680367B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109782209A (zh) * 2019-03-11 2019-05-21 上海精密计量测试研究所 脉冲功率校准因子校准方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021199683A1 (ja) * 2020-03-30 2021-10-07 ローム株式会社 コンパレータ回路
CN114513871B (zh) * 2022-04-21 2022-07-12 三微电子科技(苏州)有限公司 一种微波功率调节方法、装置、电子设备及存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1691505A (zh) * 2001-04-06 2005-11-02 Eni技术公司 等离子体发生器
CN103117654A (zh) * 2011-11-17 2013-05-22 立锜科技股份有限公司 主动式功率因数校正电路及相关的控制器
US20160164423A1 (en) * 2014-12-08 2016-06-09 B/E Aerospace, Inc. Quasi-Resonant Magnetron Power Supply
WO2018003152A1 (ja) * 2016-06-27 2018-01-04 シャープ株式会社 高周波加熱装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940005058B1 (ko) * 1992-02-14 1994-06-10 삼성전자 주식회사 전자레인지의 출력안정화회로 및 그 방법
JP5171010B2 (ja) * 2006-10-27 2013-03-27 東京エレクトロン株式会社 電源装置およびそれを用いたマイクロ波発生装置およびコンピュータプログラム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1691505A (zh) * 2001-04-06 2005-11-02 Eni技术公司 等离子体发生器
CN103117654A (zh) * 2011-11-17 2013-05-22 立锜科技股份有限公司 主动式功率因数校正电路及相关的控制器
US20160164423A1 (en) * 2014-12-08 2016-06-09 B/E Aerospace, Inc. Quasi-Resonant Magnetron Power Supply
WO2018003152A1 (ja) * 2016-06-27 2018-01-04 シャープ株式会社 高周波加熱装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109782209A (zh) * 2019-03-11 2019-05-21 上海精密计量测试研究所 脉冲功率校准因子校准方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20180013385A1 (en) 2018-01-11
TWI680367B (zh) 2019-12-21
US10476433B2 (en) 2019-11-12
TW201812502A (zh) 2018-04-01
CN107579655B (zh) 2020-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109361318B (zh) 基于dab的单级隔离型pfc变换器直接电流控制系统及控制方法
US9148072B2 (en) Inverter apparatus
CN102801341B (zh) 具有pfc和dc/dc转换器的ac/dc转换器
CN104852565B (zh) 具有高效功率因数和thd的功率因数校正器的时序控制
US7202640B2 (en) Power factor improving circuit
US9735661B2 (en) Mixed-mode power factor correction
US20150249483A1 (en) Wireless power transmission system
CN106165283B (zh) 用于高频ac-dc转换的电子装置和控制方法
CN106533152B (zh) 一种提高Boost三电平变换器PF的装置及方法
CN105659494A (zh) 功率放大设备和方法
CN107579655A (zh) 具功率因子校正的微波产生装置及其适用的控制方法
CN103856034B (zh) 两级移相驱动的功率因数校正器
CN103840652B (zh) 一种复合功率因数校正电路
CN106972768A (zh) 电源转换模块
CN104393783A (zh) 一种峰值电压电流恒定的介质阻挡放电型臭氧发生器供电电源
CN103762839B (zh) 一种磁耦合型单相高增益无桥功率因数校正电路
CN103368374A (zh) 电源装置
CN106059312B (zh) 一种z源直流变换器的控制方法
Branas et al. Optimal PWM implementation for dimming control of LED lamps
CN2595063Y (zh) 低成本有源功率因数校正器
CN111416537B (zh) 一种整流器及其调制方法
CN201750341U (zh) 输出电压可调的射频电源
CN210201742U (zh) 多路同步pwm电流控制器
CN210007629U (zh) 一种ac-ac电压调节电路
US8693219B2 (en) Power factor improvement circuit with phase adjustment and current gain reduction

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant