CN1310505A - 功率因素校正方法与装置 - Google Patents

Abstract

功率因素校正方法与装置属于电源设备制造领域,其特征在于,它由以下步骤组成;整流后使交流电源经直流转换器向负载供电,用负载检测单元检测负载端用电量,当用电量大于一预定用电额度时,启动功率因素校正控制单元去控制转换器进行电源功率因素校正。所述功率因素校正装置包含一功率因素控制电路及负载检测单元,前者由接于整流器和直流转换器之间的转换器以及一控制转换器的功率因素校正控制单元组成,它可随负载端用电量进行功率因素校正。

Description

功率因素校正方法与装置

本发明是有关一种功率因素校正方法与装置(Power Factor CorrectionDevice)，更明确地说明，本发明是一种主动式功率因数校正装置，可随着负载端的用电量进行电源功率因数校正，属于电源设备技术领域。

面对能源逐渐枯竭的今日，业者纷纷朝着节约能源，有效利用能源的目标努力；为了节省电能源，国际电工委员会(I.E.C.)即针对电器用品的电源供应制定了一系列的规范，其中ICE-1000即是对于电源供应器中谐波电流的诸般效应所做的规范。

解决电源供应器的谐波电流问题，功率因数校正法是目前运用最广的方法之一，早期旧系统，如电视、音响等电器用品的电源供应器设计中其电子电路并未包含功率因数校正电路，其供应器实施效率低，功率因素大约为0.5至0.6。为因应节约能源的目标，遂将功率因数校正电路重新加入于电源供应器的电路中。请参阅图1所示，显示已知技艺包含功率因数校正电路3的电源供应器的电路方块图。依现行技术，功率因数校正电路3被包含在电源供应器的电路中，交流电源1经整流器2整流为直流电源后，通过包含转换器31与PFC控制单元32的功率因数校正电路3供应给直流转换器4，以供应各种直流电压+3.3V、+5V、+12V与-12V，其中PFC控制单元32的电源是来自主电源的直流转换器4。然，图1所示的功率因数校正电路3是属被动形式，即随着交流电源1供应给电源供应器，功率因数校正电路3遂开始工作，也就是说功率因数校正电路3其实一直在损耗能源，这使得直流转换器4在轻载时，功率因数校正电路3反而使电源供应器的用电效率不佳。例如，个人电脑的电源供应器在其经常性的闲置状态下供电，仅为1/4至1/3载，所以此时加上功率因数校正电路3的损耗，反而使电源供应器整体用电效率下降。

再者，其他如电视机、音响等电器用品其电源供应器皆具有辅助电源5一直保持供应+5V，以便供应控制电路接收远端控制或遥控器(未显示)的信号切断直流转换器4后端的负载，而功率因数校正电路3却仍然一直在损耗能源，这使此等电器用品在遥控器关机后仍然负担额外的损耗，不符合节约能源的要求。因此，本发明提供一种主动功率因数校正装置，可随电源供应器的负载量进行功率因数校正，它将具有产业上的利用性与实用性。

本发明的主要目的是提供一种功率因素校正方法与装置，具有主动型式可随用电负载量的提高而提供功率因数校正的功能。

本发明的另一目的是还提供一种功率因素校正装置，适用于电源供应器中，并在一预定负载用电量之下切断(Disable)其功率因数校正控制(PFCcontrol)。

本发明的特征在于：它是一种主动式功率因素校正方法与装置，其功率因数校正方法，包含的步骤有：提供一负载检测单元；检测前述直流转换器供应负载端的用电量；当前述用电量大于一预定的用电额度时，启动一PFC控制单元；以及由前述PFC控制单元控制一转换器进行交流电源的功率因数校正。本发明的功率因数校正装置，包含一PFC控制单元(PFCControlling Unit)，用以经转换器去控制交流电源的功率因数；以及一负载检测单元(Load Detecting Unit)，用以检测负载端用电量，并在超过一预定用电额度时启动(Enable)前述PFC控制单元。

在本发明另一实施例中，主动式功率因数校正装置进一步包含一用电随控单元，用以控制在关闭前述负载端用电量时，关闭前述PFC控制单元的耗电元件。

本发明功率因数校正方法与装置及其诸多优点与特征将从下述详细说明及所附图式中得到进一步的了解。

附图说明：

图1是已知技术包含功率因数校正电路的电源供应器的电路方块图；

图2是本发明功率因数校正装置的电路方块图；

图3是本发明另一实施例功率因数校正装置的电路方块图。

实施例：

本发明提出的功率因数校正方法，包含以下的步骤：

1、提供一交流电源经一直流转换器供负载端用电；

2、检测前述直流转换器供应负载端的用电量；

3、当前述用电量大于一预定的用电额度如为直流转换器的半载用电量时，启动一PFC控制单元；以及

4、由前述PFC控制单元控制一转换器进行前述交流电源的功率因数校正。

本发明方法进一步包含的步骤是提供一负载检测单元，以检测前述直流转换器供应负载端的用电量。

请参阅图2所示，显示本发明功率因数校正装置的电路方块图。本发明功率因数校正装置包含一转换器51，用于校正一交流电源的功率因数；一PFC控制单元52，用于控制前述转换器51转换电能源，也可把两者组合在一起构成一功率因素校正电路；以及一负载检测单元53，用于检测负载端用电量，并在超过一预定用电额度时启动前述PFC控制单元工作。

在本发明的一较佳实施例中，本发明装置的转换器51连接于整流器2与直流转换器4之间，用以转换直流电能源供直流转换器4，以校正供应至该整流器2的交流电源1的功率因数，而转换器51是接收PFC控制单元52的控制信号进行直流电能源转换。负载检测单元53检测直流转换器4的电压或电流用量，以检知其后端负载的用电量，并在前述用电量大于一预定用电额度时，启动(Enable)PFC控制单元52工作，以开始控制转换器51，而提供整体的用电效率提高。而在实际状况下，经PFC控制单元52工作控制转换器51校正供应至该整流器2的交流电源1的功率因数，可由约0.6左右大幅改善至0.95以上。在直流转换器4的整体用电量为轻载时，即用电量低于前述预定用电额度下功率因数校正装置将被切断(Disable)而不会有损耗。

请参阅图3，显示本发明另一实施例功率因数校正装置的电路方块图。本发明在此一实施例中进一步包含一用电随控单元54，用以控制在关闭直流转换器4的负载用电时，关闭PFC控制单元52的耗电元件。在实际的实施态样中，使用本发明装置的电源供应器，可藉由遥控器在发信关闭主电源的直流转换器4的负载用电时，经电子电路关闭PFC控制单元52的电阻性元件，以降低直流电的耗损；或是例如个人电脑中是藉由主电源开关的切断动作直接关闭主电源供给主机板的用电时，连动关闭PFC控制单元52的耗电元件。

根据本发明功率因数校正方法所实施的功率因数校正装置，将可使电源供应器随着其负载端的用电量进行功率因数校正，而获得即使在轻载的状况下，仍能保持比被动式功率因数校正电路为佳的用电效率。

Claims (9)

1、一种功率因数校正方法，其特征在于，它是一种主动式功率因素校正方法，它包含以下步骤：

(1)提供一交流电源经一直流转换器供负载端用电；

(2)检测前述直流转换器供应负载端的用电量；

(3)当前述用电量大于一预定的用电额度时，启动一功率因数校正控制单元；

(4)前述功率因数校正控制单元控制一转换器进行前述交流电源的功率因数校正。

2、根据权利要求1所述的功率因数校正方法，其特征在于：进一步包含的步骤是用一负载检测单元检测前述直流转换器供应负载端的用电量，并在前述用电量大于前述预定的用电额度时，输出一信号启动前述功率因数校正控制单元。

3、根据权利要求1或2所述的功率因数校正方法，其特征在于：所述的一预定的用电额度小于前述直流转换器的半载用电量。

4、根据权利要求1所述的功率因数校正方法所设计的功率因数校正装置，含有整流器和直流转换器，其特征在于，它含有：一用于转换交流电源能源至一直流转换器的转换器，一用于控制前述转换器转换电能源的功率因数校正控制单元以及一用以检测前述直流转换器的负载用电量并于前述负载用电量大于一预定用电额度时启动前述功率因数校正控制单元工作的负载检测单元。

5、根据权利要求4所述的功率因数校正装置，其特征在于：所述的转换器接收前述功率因数校正控制单元的控制信号进行前述的功率因数校正。

6、根据权利要求1所述的功率因数校正方法所设计的功率因数校正装置，其特征在于，它含有：一用以校正一交流电源的功率因数的功率因素校正电路以及一用于检测负载用电量大于一预定额度时可输出一信号以启动前述功率因素校正电路工作的负载检测单元，其中，功率因素校正电路包括一用于转换电能源至一直流转换器以进行前述交流电源的功率因数校正的转换器以及一用于控制前述转换器转换电能源并接收前述负载检测单元输出的启动信号而工作的功率因素校正控制单元。

7、根据权利要求4或6所述的功率因数校正装置，其特征在于：功率因数校正控制单元还和一个用以控制在关闭前述负载用电量时可关闭本单元中的耗电元件的用电随控单元。

8、根据权利要求7所述的功率因数校正装置，其特征在于：前述用电随控单元由一电子电路实施。

9、根据权利要求7所述的功率因数校正装置，其特征在于：前述用电随控单元由一切换开关实施。

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