CN111416515B - 具有突发设定的功率因数校正电路及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明关于一种具有突发设定的功率因数校正电路及其操作方法，方案要点：突发设定电路在输入电源处于正半周上升缘、正半周下降缘、负半周上升缘及负半周下降缘时，分别设定至少一突发时段，且提供对应至少一突发时段的突发设定信号至控制单元，使控制单元限制转换电路在至少一突发时段进行突发操作；本发明的具有突发设定的功率因数校正电路使用突发设定电路侦测输入电源的波形，且根据输入电源的波形设定转换电路能够进行突发操作的特定时段，以达到大幅度的降低输出电源的涟波电压之功效。

Description

具有突发设定的功率因数校正电路及其操作方法
技术领域
本发明为一种具有突发设定之功率因数校正电路，尤指一种可于特定时段进行突发操作的功率因数校正电路及其操作方法。
背景技术
现今功率因数校正器领域中，由于越来越讲求功率因数校正器的高效率，因此针对提升功率因数校正器效率的电路设计越来越多样。其中，在功率因数校正器的负载为轻载时，负载所需要的电流较小，控制器不须要持续地控制功率因数校正器工作即可满足负载所需的电流。因此，为了提升功率因数校正器的效率，目前在负载为轻载时，大多使用突发模式(Bust Mode)的控制方式来控功率因数校正器。
功率因数校正器操作于轻载时，控制器控制功率因数校正器突发运作。在功率因数校正器的输出电源Vo不足时，控制器控制功率因数校正器运作，使得功率因数校正器内部的电感开始储能和释能而产生电感电流Il。由于功率因数校正器的输入电流追随输入电源的关系，因此输入电流所对应的电感电流Il与输入电源所对应的半波电压Vh波形如图1所示。由图1可清楚看出，控制器进行突发模式的控制为随机动作，其并无固定周期或与市电同步，因此输出电源Vo的涟波电压Vr呈现忽大忽小不规则，造成涟波电压Vr较大而使得输出电源Vo的质量不佳。而且，于半波电压Vh接近零点时(意即输入电源接近零点)，需要较多的切换次数才能使输出电源Vo的电压值提升至上限值，因此造成在输入电源接近零点时转换效率较低。
所以，如何设计出一种具有突发设定之功率因数校正电路，利用突发设定电路设定功率因数校正器操突发操作的时机，乃为本案创作人所欲行研究的一大课题。
发明内容
为解决上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种具有突发设定的功率因数校正电路及其操作方法。
为了达成上述目的所采取的主要技术手段，一种具有突发设定的功率因数校正电路，它包括转换电路，接收输入电源，控制单元，耦接该转换电路，且控制该转换电路将该输入电源转换为输出电源；及
突发设定电路，耦接该转换电路与该控制单元；
其中，该突发设定电路在该输入电源处于正半周上升缘、正半周下降缘、负半周上升缘及负半周下降缘时，分别设定至少一突发时段，且提供对应该至少一突发时段的突发设定信号至该控制单元，使该控制单元限制该转换电路在该至少一突发时段进行突发操作。
作为优选，其中该至少一突发时段的中点非落在该正半周与该负半周的零点与峰值。
作为优选，其中该至少一突发时段的时段宽度正比于该转换电路的负载大小。
作为优选，其中该正半周上升缘、该正半周下降缘、该负半周上升缘及该负半周下降缘的该至少一突发时段呈一对称排列。
作为优选，其中该突发设定电路包括：
阀值产生电路，提供至少一第一阀值电压与至少一第二阀值电压；
第一比较电路，耦接该阀值产生电路与该转换电路；
第二比较电路，耦接该阀值产生电路与该转换电路；及
逻辑控制电路，耦接该比较电路与该控制单元；
其中，该第一比较电路根据该至少一第一阀值电压与对应该输入电源的一半波电压而提供至少一第一比较信号至该逻辑控制电路，且该第二比较电路根据该至少一第二阀值电压与该半波电压而提供至少一第二比较信号至该逻辑控制电路；该逻辑控制电路根据该至少一第一比较信号与该至少一第二比较信号而提供该突发设定信号至该控制单元。
作为优选，其中该逻辑控制电路根据该第至少一比较信号设定该正半周上升缘与该负半周下降缘的该至少一突发时段的一工作结束点，且设定该正半周下降缘与该负半周上升缘的该至少一突发时段的工作启始点。
作为优选，其中该逻辑控制电路根据该至少一第二比较信号设定该正半周上升缘与该负半周下降缘的该工作启始点，且设定该正半周下降缘与该负半周上升缘的该工作结束点。
作为优选，其中该阀值产生电路包括：
阀值转换电路，接收该至少一第一阀值电压；
其中，该阀值转换电路将该至少一第一阀值电压转换为该至少一第二阀值电压，且该至少一第二阀值电压小于该至少一第二阀值电压所对应地该至少一第一阀值电压。
作为优选，其中该阀值产生电路由一外部装置获得该至少一第一阀值电压，或该阀值产生电路自我产生该至少一第一阀值电压，或者该阀值产生电路更耦接该控制单元，且由该控制单元获得该至少一第一阀值电压。
作为优选，其中该逻辑控制电路包括：
缘值触发电路，耦接该第一比较电路与该第二比较电路；
或门电路，耦接该缘值触发电路；及
触发器，耦接该或门电路；
其中，该缘值触发电路根据该至少一第一比较信号提供至少一第一缘值触发信号至该或门电路，且根据该至少一第二比较信号提供至少一第二缘值触发信号至该或门电路；该或门电路根据该至少一第一缘值触发信号与该至少一第二缘值触发信号而提供逻辑信号至该触发器，使该触发器根据该逻辑信号提供该突发设定信号至该控制单元。
作为优选，其中该控制单元包括：
比较单元，接收对应该输出电源的一回授信号；
乘法器，耦接该比较单元与该转换电路；及
脉宽调变单元，耦接该乘法器、该转换电路及该突发设定电路；
其中，该比较单元根据该回授信号与参考电压而提供误差信号至该乘法器；该乘法器根据对应该输入电源的一半波电压与该误差信号而提供控制信号至该脉宽调变单元；该脉宽调变单元根据该控制信号提供一脉宽调变信号控制该转换电路，且根据该突发设定信号限制该脉宽调变信号于该至少一突发时段提供至该转换电路，以限制该转换电路在该至少一突发时段进行该突发操作。
作为优选，其中该转换电路包括：
整流单元，接收该输入电源；及
转换单元，耦接该整流单元，且包括至少一功率开关，该至少一功率开关耦接该控制单元；
其中，该整流单元将该输入电源整流为一半波电压，且将该半波电压滤波为一直流电源；该控制单元通过控制该至少一功率开关切换导通，以控制该转换单元将该直流电源转换为该输出电源。
一种具有突发设定的功率因数校正电路的操作方法，包括下列步骤：
(a)使用控制单元控制转换电路将输入电源转换为输出电源；
(b)在该输入电源处于正半周上升缘、正半周下降缘、负半周上升缘及负半周下降缘时，分别设定至少一突发时段，且提供对应该至少一突发时段的突发设定信号；及
(c)该控制单元根据该突发设定信号限制该转换电路在突发时段进行突发操作。
作为优选，其中步骤(b)包括：
(b1)根据至少一第一阀值电压与对应该输入电源的一半波电压而提供至少一第一比较信号；
(b2)根据至少一第二阀值电压与该半波电压而提供至少一第二比较信号；及
(b3)根据该至少一第一比较信号与该至少一第二比较信号而提供该突发设定信号。
作为优选，其中步骤(b1)包括：
(b11)将该至少一第一阀值电压转换为该至少一第二阀值电压，且该至少一第二阀值电压小于该至少一第二阀值电压所对应地该至少一第一阀值电压。
作为优选，其中步骤(b3)包括：
(b31)根据该至少一第一比较信号提供至少一第一缘值触发信号，且根据该至少一第二比较信号提供至少一第二缘值触发信号；
(b32)根据该至少一第一缘值触发信号与该至少一第二缘值触发信号而提供逻辑信号；及
(b33)根据该逻辑信号提供该突发设定信号。
作为优选，其中步骤(a)包括：
(a1)该转换电路将该输入电源整流为一半波电压，且将该半波电压滤波为一直流电源；
(a2)该控制单元控制该转换电路将该直流电源转换为该输出电源；
(a3)该控制单元根据该输出电源所对应的回授信号与参考电压而提供误差信号；
(a4)该控制单元根据对应该输入电源的一半波电压与该误差信号而提供控制信号；及
(a5)该控制单元根据该控制信号提供一脉宽调变信号控制该转换电路。
作为优选，其中步骤(c)包括：
(c1)该控制单元根据该突发设定信号限制该脉宽调变信号于该至少一突发时段提供至该转换电路，以限制该转换电路在该至少一突发时段进行该突发操作。
本发明的具有突发设定的功率因数校正电路使用突发设定电路侦测输入电源的波形，且根据输入电源的波形设定转换电路能够进行突发操作的特定时段，以达到大幅度的降低输出电源的涟波电压之功效。
本发明将转换电路能够进行突发操作的特定时段设定在输入电源的非零点处，以避免需要提供较长的突发时段才能提高输出电源的电压值，进而达到进一步提升功率因数校正电路的转换效率之功效。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为习知功率因数校正电路之突发模式波形图；
图2为本发明具有突发设定之功率因数校正电路之方框图；
图3为本发明转换电路与控制单元之电路方框图；
图4A为本发明具有突发设定之功率因数校正电路之第一实施例操作波形图；
图4B为本发明具有突发设定之功率因数校正电路之第二实施例操作波形图；图5为本发明突发设定电路之方框图；
图6为本发明突发设定电路设定突发时段之波形图；及
图7为本发明突发设定电路之电路方框图。
图中，100-功率因数校正电路、1-转换电路、12-整流单元、122-整流器、Cin-输入电容、14-转换单元、Qt-功率开关、L-功率电感、2-控制单元、22-比较单元、24-乘法器、26-脉宽调变单元、3-突发设定电路、32-阀值产生电路、322-阀值转换电路、34-第一比较电路、342-第一比较器、344-第二比较器、36-第二比较电路、362-第三比较器、364-第四比较器、38-逻辑控制电路、382-缘值触发电路、382A～382D-上缘触发单元、384-或门电路、384A-第一或门、384B-第二或门、386-触发器、R-重置端、S-设置端、Q-输出端、
200-负载、Vin-输入电源、Vo-输出电源、Vh-半波电压、Vd-直流电源、Vref-参考电压、Vr-涟波电压、V1-预设值、V2-上限值、Vt1-第一阀值电压、Vt2-第二阀值电压、Io-输出电流、Il-电感电流、Sb-突发设定信号、PWM-脉宽调变信号、Sf-回授信号、Se-误差信号、Sh-半波信号、Sc-控制信号、Sp1-第一比较信号、Sp2-第二比较信号、Sm1-第一缘值触发信号、Sm2-第二缘值触发信号、Sl-逻辑信号、A～D-波形、Tp-突发时段、Ws-工作启始点、We-工作结束点。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
具体实施例一：请参考图2所示，本实施例的请参阅图2为本发明具有突发设定之功率因数校正电路的方框图。功率因数校正电路100将交流的输入电源Vin转换为直流的输出电源Vo，且将输出电源Vo提供至负载200。功率因数校正电路100包括转换电路1、控制单元2及突发设定电路3，转换电路1耦接突发设定电路3，且控制单元2耦接转换电路1与突发设定电路3。控制单元2控制转换电路1将输入电源Vin转换为输出电源Vo，且校正输入电流的功率因数(即通过控制单元2对转换电路1的控制，使输入电流的波形追随输入电源Vin的波形)。突发设定电路3侦测输入电源Vin(由于具有多种侦测方式，因此以虚线表示)，且在输入电源Vin处于正半周上升缘A、正半周下降缘B、负半周上升缘C及负半周下降缘D时，分别设定至少一个突发时段。即A～D的4个波形分别包括一个以上的突发时段，且突发时段的数量为4的倍数。突发设定电路3将突发时段所对应的突发设定信号Sb提供至控制单元2，使控制单元2根据突发设定信号Sb限制转换电路1在上述A～D的四个波形中的突发时段进行突发操作。
具体而言，在功率因数校正电路100的负载200为重载时(即负载200所需要的输出电流Io较大)，控制单元2必须要持续地控制转换电路1工作，以使转换电路1提供足够的输出电流Io至负载200。由于负载200抽取的输出电流Io较大，因此转换电路1必须要持续的工作方能维持输出电源Vo的电压值在预设值以上。但是在功率因数校正电路100的负载200为轻载时，负载200所需要的输出电流Io较小，控制单元2不须要持续地控制转换电路1工作即可满足负载200所需的输出电流Io，因此控制单元2可使用突发模式(BustMode)的控制方式来控制转换电路1。即控制单元2仅需要在输出电源Vo的电压值低于预设值时，提供脉宽调变信号PWM控制转换电路1进行突发操作即可，且在输出电源Vo的电压值高于上限值时，停止提供脉宽调变信号PWM，使转换电路1不工作。但是由于在轻载的条件下，突发模式在输出电源Vo的电压值低于预设值时才提供脉宽调变信号PWM，且在输出电源Vo的电压值高于上限值时停止提供脉宽调变信号PWM，因此控制单元2在突发模式所提供的脉宽调变信号PWM为随机提供，且突发时段并无特定的周期或与市电同步。因此会造成输出电源Vo的涟波电压(即预设值与上限值之间的差值)变的很大。尤其在输入电源Vin接近零点时，输入电源Vin所能提供的能量较小(交流电压的值接近零)，需要提供较长的突发时段才能提高输出电源Vo的电压值。因此除了输出电源Vo的涟波电压变得很大之外，在输入电源Vin接近零点时控制转换电路1进行突发操作，更会导致转换效率低落的缺点。
本发明的主要目的在于，使用突发设定电路3侦测输入电源Vin处于正半周上升缘A、正半周下降缘B、负半周上升缘C及负半周下降缘D，且在A～D的4个波形设定转换电路1能够进行突发操作的特定时段(即突发时段)，使得控制单元2在突发模式所提供的脉宽调变信号不再为随机提供，且突发时段具有与市电同步的特定周期。因此相较于传统的突发模式，本发明的突发设定电路3可大幅度的降低输出电源Vo的涟波电压。而且，由于突发设定电路3具有设定转换电路1进行突发操作的特定时段，因此可避开输入电源Vin接近零点时，控制单元2控制转换单元1进行突发操作的状况，进而提升功率因数校正电路100的转换效率。
具体实施方式二：请参考图2和图3，转换电路1包括整流单元12与转换单元14，且转换单元14耦接整流单元12与控制单元2。整流单元12包括整流器122与输入电容Cin，且转换单元14系以升压转换器作为示意性的示例。整流器122接收输入电源Vin，且将输入电源Vin整流为半波电压Vh。输入电容Cin将半波电压Vh滤波为直流电源Vd，且将直流电源Vd提供至转换单元14。转换单元14包括至少一个功率开关Qt与至少一个功率电感L，且功率开关Qt耦接控制单元2。控制单元2提供脉宽调变信号PWM控制功率开关Qt切换导通，使功率电感L根据功率开关Qt的切换导通而储能或释能，进而使得转换单元14通过功率电感L的储能或释能而将直流电源Vd转换为输出电源Vo。
值得一提，于本发明之一实施例中，转换单元14可以为交换式电源转换器，且功率开关Qt与功率电感L的数量依交换式电源转换器的种类而决定，在此不再加以赘述。
控制单元2包括比较单元22、乘法器24及脉宽调变单元26，且乘法器24耦接比较单元22、脉宽调变单元26及整流器122。比较单元22可通过例如，但不限于分压电路(图未示)耦接转换单元14的输出端(以虚线表示)而接收对应输出电源Vo的回授信号Sf，且根据回授信号Sf与参考电压Vref的误差而提供误差信号Se至乘法器24。其中，比较单元22可与外部阻抗电路(图未示)构成误差放大电路。同样地，乘法器24可通过例如，但不限于分压电路(图未示)耦接整流器122(以虚线表示)而接收对应半波电压Vh的半波信号Sh，且将误差信号Se与半波信号Sh相乘而提供控制信号Sc至脉宽调变单元26。脉宽调变单元26耦接功率开关Qt与突发设定电路3，且根据控制信号Sc提供脉宽调变信号PWM控制转换单元14稳定输出电源Vo的电压值。
突发设定电路3可以耦接整流单元12的输入端(以虚线表示)，且接收输入电源Vin，或者耦接整流单元12的输出端(以虚线表示)，且接收半波电压Vh。突发设定电路3根据输入电源Vin或半波电压Vh而提供突发设定信号Sb至脉宽调变单元26，以限制脉宽调变单元26仅能于突发设定信号Sb所对应的突发时段提供脉宽调变信号PWM至转换单元14。
值得一提，于本发明之一实施例中，并不限定控制单元2内部需仅能以比较单元22、乘法器24及脉宽调变单元26所构成，其是搭配转换单元14的种类而决定。于本实施例中，由于转换单元14为升压转换器，因此可利用例如但不限于图3所示的控制单元2所控制。但若是转换单元14例如但不限于为降压或返驰式转换器时，控制单元2内部的元件组成，依照降压或返驰式转换器而定。因此，无论控制单元2内部的元件组成为何，皆可利用突发设定电路3耦接于控制单元2内部的脉宽调变单元26，即可使转换单元14获得突发设定的效果。而本案使用图3所示的转换电路1与控制单元2原因在于，转换电路1的电路结构简单，且升压转换器所应用的领域较为广泛(例如电源供应器)。而且，控制单元2内部的电路结构简单，用于功率因数校正的控制较为容易。因此，本案图3所示的转换电路1与控制单元2搭配突发设定电路3之应用，为最佳的实施方式，其可达成功率因数校正电路100电路成本低、操作简单，且泛用性较佳之功效。
具体实施方式三：请参考图2、图3、图4A和图4B，在图4A所示的波形图中，半波电压Vh的A～D的4个波形各具有一个突发时段Tp。在图4B所示的波形图中，半波电压Vh的A～D的4个波形各具有二个突发时段Tp。在负载200为轻载时，突发设定电路3提供突发设定信号Sb至脉宽调变单元26，以限制控制单元2仅能于突发时段Tp控制功率开关Qt。因此，在突发时段Tp中，电感电流Il根据脉宽调变信号PWM控制功率开关Qt的切换导通而储能或释能，使得电感电流Il呈三角波。值得一提，于本发明之一实施例中，图4A和图4B示意的为，控制单元2使用临界导通模式(Boundary ConductionMode；BCM)，因此电感电流Il会释能至0后储能。但可根据控制单元2的控制类型而使用连续导通模式(CCM)或非连续导通模式(DCM)，因此不仅以临界导通模式为限。
以图4A为例，在输出电源Vo下降至预设值V1时，控制单元2即根据突发设定电路3所提供的突发时段Tp提供脉宽调变信号PWM，使得输出电源Vo在突发时段Tp的工作启始点开始上升。当到达突发时段Tp的工作结束点时，控制单元2停止提供脉宽调变信号PWM，使得输出电源Vo开始下降。突发设定电路3可设定输出电源Vo在一个半波(即波形A～B或C～D)由预设值V1上升至上限值V2。即在波形A～B时输出电源Vo分两段提升的方式由设值V1提升至上限值V2(以图4B为例分为四段)。因此以分段提升输出电源Vo的方式，可使得输出电源Vo的涟波电压Vr被限制在更小的范围(V1～V2)。
进一步而言，由于突发时段Tp是由突发设定电路3所设定的，因此在一个半波中，突发时段Tp的位置可以为非对称排列。例如但不限于，突发时段Tp设定在一个半波的20％与60％，或20％与75％等。但是，为求尽可能的降低涟波电压Vr大小之目的，突发时段Tp的设定以对称排列较佳。例如但不限于突发时段Tp设定在一个半波的20％与80％，或40％与60％等。而且，在波形A与波形B中(或者波形C与波形D)的突发时段Tp的长度可以为等长或不等长。但为求尽可能的降低涟波电压Vr大小之目的，在波形A与波形B中(或者波形C与波形D)的突发时段Tp的长度以等长为较佳。值得一提，于本发明之一实施例中，并不限定突发时段Tp的数量必须如同图4A～4B的数量。意即，可根据实际需求增加突发时段Tp的数量，其所限定的为突发时段Tp必须至少两个以上即可。此外，突发时段Tp的数量基本上为二的倍数，但若是因负载提升而使得半波与半波之间的突发时段Tp相连而产生奇数个突发时段Tp，则不在此限。
此外，由于为了避免突发时段Tp产生于输入电源Vin接近零点时，而使得输入电源所能提供的能量不足，或者输入电源Vin接近峰值时，输出电源Vo提升过快，因此突发时段Tp的中点设计为避开一个半波的零点与峰值为最佳。当负载200由轻载逐渐提升至重载时，突发时段Tp的宽度会由突发时段Tp的中点向两方延伸，使得电感电流Il的三角波也会由突发时段Tp的中点向两方延伸，直到电感电流Il的三角波占满半波为止。因此，突发时段Tp的时段宽度正比于转换电路1的负载大小。当负载200越接近轻载时，突发时段Tp的时段宽度越小，且当负载200越接近重载时，突发时段Tp的时段宽度越大。值得一提，图4B的波形与图4A之波形差异仅在于A～D的4个波形各具有二个突发时段Tp，其余的操作方式皆与图4A相同，在此不再加以赘述。
具体实施方式四：请参阅图5为本发明突发设定电路的方框图，同时配合参阅图2～4B。突发设定电路3包括阀值产生电路32、第一比较电路34、第二比较电路36及逻辑控制电路38，且第一比较电路34与第二比较电路36分别耦接阀值产生电路32与逻辑控制电路38。阀值产生电路32提供至少一第一阀值电压Vt1与至少一第二阀值电压Vt2，阀值电压的多寡正比于突发时段Tp的数量。以图4A为例，每个半波具有二个突发时段Tp，因此仅需二个阀值电压(即第一阀值电压Vt1与第二阀值电压Vt2)，而以图4B为例，则至少需要三个阀值电压(即阀值电压可为四个，但其中二个阀值电压可为同电压值)。第一比较电路34比较第一阀值电压Vt1与半波信号Sh，且根据比较结果而提供至少一第一比较信号Sp1至逻辑控制电路38。第二比较电路36比较第二阀值电压Vt2与半波信号Sh，且根据比较结果而提供至少一第二比较信号Sp2至逻辑控制电路38。半波信号Sh可以由输入电源Vin所提供，或是半波电压Vh所提供。
具体而言，突发设定电路3可耦接转换电路1的输入端，且通过例如但不限于额外的整流电路(图未示)与分压电路将输入电源Vin整流为半波信号Sh。或者，突发设定电路3可耦接整流单元12与输入电容Cin之间，且通过例如但不限于额外的分压电路(图未示)将半波电压Vh分压为半波信号Sh。其中，分压电路(图未示)与乘法器24共享，半波电压Vh经单一分压电路分压后，提供相同的半波信号Sh给乘法器24、第一比较电路34及第二比较电路36使用。或者，分压电路(图未示)与乘法器24不共享，半波电压Vh经第一分压电路(图未示)分压后，提供第一类型的半波信号Sh给乘法器24使用，且经第二分压电路(图未示)分压后，提供第二类型的半波信号Sh给第一比较电路34与第二比较电路36使用。逻辑控制电路38根据至少一第一比较信号Sp1与至少一第二比较信号Sp2而提供突发设定信号Sb至控制单元2中的脉宽调变单元26。
具体实施方式五：请参阅图6为本发明突发设定电路设定突发时段的波形图，同时配合参阅图2～5。以图4A中A～D的4个波形各具有一个突发时段Tp的波形示意，半波信号Sh的波形对应半波电压Vh的波形，且第一阀值电压Vt1与第二阀值电压Vt2分别与半波信号Sh进行比较而提供第一比较信号Sp1与第二比较信号Sp2至逻辑控制电路38。在半波信号Sh上升至大于第二阀值电压Vt2时(意即输入电源Vin在正半周上升缘或负半周下降缘)，第二比较电路36所提供的第二比较信号Sp2会致使逻辑控制电路38产生对应突发时段Tp的工作启始点Ws的突发设定信号Sb。此时，控制单元2被突发设定讯号Sb致能，且提供脉宽调变信号PWM控制转换电路1开始突发操作。在半波讯号Sh由第二阀值电压Vt2上升至大于第一阀值电压Vt1时(意即输入电源Vin在正半周上升缘或负半周下降缘)，第一比较电路34所提供的第一比较信号Sp1会致使逻辑控制电路38产生对应突发时段Tp的工作结束点We的突发设定信号Sb。此时，控制单元2被突发设定信号Sb禁能，使得转换电路1结束突发操作。
然后，输入电源Vin上升至峰值而反转向下，在半波信号Sh下降至小于第一阀值电压Vt1时(意即输入电源Vin在正半周下降缘或负半周上升缘)，第一比较电路34所提供的第一比较信号Sp1会致使逻辑控制电路38产生对应突发时段Tp的工作启始点Ws的突发设定信号Sb。此时，控制单元2被突发设定信号Sb致能，且提供脉宽调变信号PWM控制转换电路1开始突发操作。在半波信号Sh由第一阀值电压Vt1下降至小于第二阀值电压Vt2时(意即输入电源Vin在正半周下降缘或负半周上升缘)，第二比较电路36所提供的第二比较信号Sp2会致使逻辑控制电路38产生对应突发时段Tp的工作结束点We的突发设定信号Sb。此时，控制单元2被突发设定信号Sb禁能，使得转换电路1结束突发操作。值得一提，于本发明之一实施例中，第一阀值电压Vt1与第二阀值电压Vt2为恒定的电压值，但不以此为限。换言之，第一阀值电压Vt1与第二阀值电压Vt2也可以为不恒定的电压值，第一阀值电压Vt1与第二阀值电压Vt2为曲线变化。第一阀值电压Vt1与第二阀值电压Vt2可为等比曲线，其为相同的曲线，使得在波形A与波形B中(或者波形C与波形D)的突发时段Tp的长度为等长。或者，第一阀值电压Vt1与第二阀值电压Vt2为非等比曲线，使得在波形A与波形B中(或者波形C与波形D)的突发时段Tp的长度不为等长。
具体实施方式六：请参阅图7为本发明突发设定电路之电路方框图，同时配合参阅图2～6，且反复参阅图6～7。本实施例以图4A，A～D的4个波形各具有一个突发时段Tp为例。阀值产生电路32包括阀值转换电路322，且阀值转换电路322接收至少一第一阀值电压Vt1。阀值转换电路322将至少一第一阀值电压Vt1转换为至少一第二阀值电压Vt2，且至少一第二阀值电压Vt2小于至少一第二阀值电压Vt2所对应地至少一第一阀值电压Vt1。具体而言，第一阀值电压Vt1无论是单数或者复数，经过阀值转换电路322的转换后皆可产生对应第一阀值电压Vt1的第二阀值电压Vt2。阀值转换电路322可设定例如但不限于：Vt2＝Vt1(-1)+Vbias的公式进行计算，其中Vbias为常数。经过上述的公式计算，可获得小于第一阀值电压Vt1的第二阀值电压Vt2。
第一阀值电压Vt1可包括多种获得方式。例如但不限于，由外部装置所提供(例如但不限于，波形产生器等装置)，或由阀值产生电路32自我产生第一阀值电压Vt1(例如但不限于，波形产生器等装置内置于阀值产生电路32)，或阀值产生电路32耦接控制单元2中的比较单元22与乘法器24之间，且利用误差信号Se作为第一阀值电压Vt1，或者阀值产生电路32耦接控制单元2中的比较单元22，且利用回授信号Sf作为第一阀值电压Vt1。值得一提，于本发明之一实施例中，也可使用至少一第二阀值电压Vt2经过阀值转换电路322的计算而产生至少一第一阀值电压Vt1，其恰巧与上述操作方式相反。
第一比较电路34包括第一比较器342与第二比较器344，第一比较器342的负极与第二比较器344的正极接收第一阀值电压Vt1，且第一比较器342的正极与第二比较器344的负极接收半波信号Sh。当半波信号Sh小于第一阀值电压Vt1时，第一比较器342输出低准位的第一比较信号Sp1，且第二比较器344输出高准位的第一比较信号Sp1。反之，则第一比较器342输出高准位的第一比较信号Sp1，且第二比较器344输出低准位的第一比较信号Sp1。第二比较电路36包括第三比较器362与第四比较器364，第三比较器362的正极与第四比较器364的负极接收第二阀值电压Vt2，且第三比较器362的负极与第四比较器364的正极接收半波信号Sh。当半波信号Sh小于第二阀值电压Vt2时，第三比较器362输出高准位的第二比较信号Sp2，且第四比较器364输出低准位的第二比较信号Sp2。反之，则第三比较器342输出低准位的第二比较信号Sp2，且第四比较器344输出高准位的第二比较信号Sp2。
逻辑控制电路38包括缘值触发电路382、或门电路384及触发器386，且或门电路384耦接缘值触发电路382与触发器386。缘值触发电路382包括四组上缘触发单元(382A～382D)，上缘触发单元(382A、382B、382C、382D)分别耦接比较器(342、344、362、364)。上缘触发单元(382A、382B、382C、382D)主要是所接收的第一比较信号Sp1与第二比较信号Sp2由低准位转换至高准位时，产生脉冲波的缘值触发信号(Sm1、Sm2)。上缘触发单元(382A、382B)根据至少一第一比较信号Sp1提供至少一第一缘值触发信号Sm1至或门电路384，且上缘触发单元(382C、382D)根据至少一第二比较信号Sp2提供至少一第二缘值触发信号Sm2至或门电路384。第一缘值触发信号Sm1与第二缘值触发信号Sm2的触发点可对应图6所示的工作启始点Ws与工作结束点We的位置。
或门电路384包括第一或门384A与第二或门384B，且第一或门384A与第二或门384B皆接收第一缘值触发信号Sm1与第二缘值触发信号Sm2。且当第一缘值触发信号Sm1或第二缘值触发信号Sm2具有脉冲波时，提供”1”的逻辑信号Sl至触发器386。反之，当第一缘值触发信号Sm1与第二缘值触发信号Sm2皆未有脉冲波时，提供”0”的逻辑信号Sl至触发器386。触发器386的重置端R耦接第一或门384A，且触发器386的设置端S耦接第二或门384B，且触发器386的输出端Q耦接脉宽调变单元26。当设置端为”1”，且重置端R为”0”时，输出端Q提供高准位的突发设定讯号Sb至脉宽调变单元26。当设置端为”0”，且重置端R为”1”时，输出端Q提供低准位的突发设定信号Sb至脉宽调变单元26。当设置端为”0”，且重置端R为”0”时，输出端Q维持上一个准位的突发设定信号Sb。值得一提，有关图4B的突发设定电路3之电路结构相似于图4A，差异仅在于突发时段Tp的增加而增加突发设定电路3内部的电路元件，在此不再加以赘述。此外，逻辑控制电路38之设计并不以上述的实施例为限，举凡可根据比较信号(Sp1、Sp2)产生突发设定信号Sb之逻辑控制电路38，皆应包含在本实施例之范畴当中。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (13)

1.一种具有突发设定的功率因数校正电路，其特征在于，它包括转换电路，接收输入电源，控制单元，耦接该转换电路，且控制该转换电路将该输入电源转换为输出电源；及
突发设定电路，耦接该转换电路与该控制单元；
其中，该突发设定电路在该输入电源处于正半周上升缘、正半周下降缘、负半周上升缘及负半周下降缘时，分别设定至少一突发时段，且提供对应该至少一突发时段的突发设定信号至该控制单元，使该控制单元限制该转换电路在该至少一突发时段进行突发操作；
其中该至少一突发时段的中点非落在该正半周与该负半周的零点与峰值；
其中该至少一突发时段的时段宽度正比于该转换电路的负载大小；
其中该正半周上升缘、该正半周下降缘、该负半周上升缘及该负半周下降缘的该至少一突发时段呈一对称排列；
其中该突发设定电路包括：
阀值产生电路，提供至少一第一阀值电压与至少一第二阀值电压；
第一比较电路，耦接该阀值产生电路与该转换电路；
第二比较电路，耦接该阀值产生电路与该转换电路；及
逻辑控制电路，耦接该比较电路与该控制单元；
其中，该第一比较电路根据该至少一第一阀值电压与对应该输入电源的一半波电压而提供至少一第一比较信号至该逻辑控制电路，且该第二比较电路根据该至少一第二阀值电压与该半波电压而提供至少一第二比较信号至该逻辑控制电路；该逻辑控制电路根据该至少一第一比较信号与该至少一第二比较信号而提供该突发设定信号至该控制单元。
2.根据权利要求1所述的具有突发设定的功率因数校正电路，其特征在于，其中该逻辑控制电路根据该第至少一比较信号设定该正半周上升缘与该负半周下降缘的该至少一突发时段的一工作结束点，且设定该正半周下降缘与该负半周上升缘的该至少一突发时段的工作启始点。
3.根据权利要求1所述的具有突发设定的功率因数校正电路，其特征在于，其中该逻辑控制电路根据该至少一第二比较信号设定该正半周上升缘与该负半周下降缘的工作启始点，且设定该正半周下降缘与该负半周上升缘的工作结束点。
4.根据权利要求1所述的具有突发设定的功率因数校正电路，其特征在于，其中该阀值产生电路包括：
阀值转换电路，接收该至少一第一阀值电压；
其中，该阀值转换电路将该至少一第一阀值电压转换为该至少一第二阀值电压，且该至少一第二阀值电压小于该至少一第二阀值电压所对应地该至少一第一阀值电压。
5.根据权利要求1所述的具有突发设定的功率因数校正电路，其特征在于，其中该阀值产生电路由一外部装置获得该至少一第一阀值电压，或该阀值产生电路自我产生该至少一第一阀值电压，或者该阀值产生电路更耦接该控制单元，且由该控制单元获得该至少一第一阀值电压。
6.根据权利要求1所述的具有突发设定的功率因数校正电路，其特征在于，其中该逻辑控制电路包括：
缘值触发电路，耦接该第一比较电路与该第二比较电路；
或门电路，耦接该缘值触发电路；及
触发器，耦接该或门电路；
其中，该缘值触发电路根据该至少一第一比较信号提供至少一第一缘值触发信号至该或门电路，且根据该至少一第二比较信号提供至少一第二缘值触发信号至该或门电路；该或门电路根据该至少一第一缘值触发信号与该至少一第二缘值触发信号而提供逻辑信号至该触发器，使该触发器根据该逻辑信号提供该突发设定信号至该控制单元。
7.根据权利要求1所述的具有突发设定的功率因数校正电路，其特征在于，其中该控制单元包括：
比较单元，接收对应该输出电源的一回授信号；
乘法器，耦接该比较单元与该转换电路；及
脉宽调变单元，耦接该乘法器、该转换电路及该突发设定电路；
其中，该比较单元根据该回授信号与参考电压而提供误差信号至该乘法器；该乘法器根据对应该输入电源的一半波电压与该误差信号而提供控制信号至该脉宽调变单元；该脉宽调变单元根据该控制信号提供一脉宽调变信号控制该转换电路，且根据该突发设定信号限制该脉宽调变信号于该至少一突发时段提供至该转换电路，以限制该转换电路在该至少一突发时段进行该突发操作。
8.根据权利要求1所述的具有突发设定的功率因数校正电路，其特征在于，其中该转换电路包括：
整流单元，接收该输入电源；及
转换单元，耦接该整流单元，且包括至少一功率开关，该至少一功率开关耦接该控制单元；
其中，该整流单元将该输入电源整流为一半波电压，且将该半波电压滤波为一直流电源；该控制单元通过控制该至少一功率开关切换导通，以控制该转换单元将该直流电源转换为该输出电源。
9.一种具有突发设定的功率因数校正电路的操作方法，其特征在于，包括下列步骤：
（a）使用控制单元控制转换电路将输入电源转换为输出电源；
（b）在该输入电源处于正半周上升缘、正半周下降缘、负半周上升缘及负半周下降缘时，分别设定至少一突发时段，且提供对应该至少一突发时段的突发设定信号；及
（c）该控制单元根据该突发设定信号限制该转换电路在突发时段进行突发操作；
其中步骤（b）包括：
（b1）根据至少一第一阀值电压与对应该输入电源的一半波电压而提供至少一第一比较信号；
（b2）根据至少一第二阀值电压与该半波电压而提供至少一第二比较信号；及
（b3）根据该至少一第一比较信号与该至少一第二比较信号而提供该突发设定信号。
10.根据权利要求9所述的功率因数校正电路的操作方法，其特征在于，其中步骤（b1）包括：
（b11）将该至少一第一阀值电压转换为该至少一第二阀值电压，且该至少一第二阀值电压小于该至少一第二阀值电压所对应地该至少一第一阀值电压。
11.根据权利要求9所述的功率因数校正电路的操作方法，其特征在于，其中步骤（b3）包括：
（b31）根据该至少一第一比较信号提供至少一第一缘值触发信号，且根据该至少一第二比较信号提供至少一第二缘值触发信号；
（b32）根据该至少一第一缘值触发信号与该至少一第二缘值触发信号而提供逻辑信号；及
（b33）根据该逻辑信号提供该突发设定信号。
12.根据权利要求9所述的功率因数校正电路的操作方法，其特征在于，其中步骤（a）包括：
（a1）该转换电路将该输入电源整流为一半波电压，且将该半波电压滤波为一直流电源；
（a2）该控制单元控制该转换电路将该直流电源转换为该输出电源；
（a3）该控制单元根据该输出电源所对应的回授信号与参考电压而提供误差信号；
（a4）该控制单元根据对应该输入电源的一半波电压与该误差信号而提供控制信号；及
（a5）该控制单元根据该控制信号提供一脉宽调变信号控制该转换电路。
13.根据权利要求12所述的功率因数校正电路的操作方法，其特征在于，其中步骤（c）包括：
（c1）该控制单元根据该突发设定信号限制该脉宽调变信号于该至少一突发时段提供至该转换电路，以限制该转换电路在该至少一突发时段进行该突发操作。
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