TWI407670B - 具輔助電路之降壓與升降壓ｐｆｃ電路系統及其方法 - Google Patents

具輔助電路之降壓與升降壓ｐｆｃ電路系統及其方法 Download PDF

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Description

具輔助電路之降壓與升降壓PFC電路系統及其方法
本發明涉及一種具有一第一輔助電路且具有降壓功能的功率因數校正(PFC)電路系統，尤指一種具有一第一輔助電路之降壓PFC電路系統或者一種具有一第一輔助電路之升降壓PFC電路系統。
第一圖所示為一習知之升壓型PFC校正電路之電路圖。在第一圖的升壓型PFC電路架構中，包括一具有四個二極體、一第一輸出端與一第二輸出端之整流橋與一升壓PFC電路；其中該整流橋接收一交流輸入電壓Vin，該升壓PFC電路包括一具一第一端與一第二端之開關S、一具一第一端與一第二端之電感L、一具一陽極與一陰極之二極體D與一具一第一端與一第二端之輸出電容C，且輸出一直流電壓Vo，其中該開關S之該第一端耦合於該電感L之該第二端與該二極體D之該陽極，該開關S之該第二端耦合於該整流橋之該第二輸出端與該輸出電容C之該第二端，該電感之該第一端耦合於該整流橋之該第一輸出端，且該輸出電容之該第一端耦合於該二極體D之該陰極；當開關S開通時，輸入電源Vin對電感L儲能；當開關S關斷時，輸入電源Vin提供輸出功率，同時儲存在電感L中的能量也傳輸到負載上。
第二圖所示為一習知之降壓型PFC電路之電路圖。在第二圖的降壓型PFC電路架構中，包括一具有四個二極體、一第一輸出端與一第二輸出端之整流橋與一降壓PFC電路；其中該整流橋亦接收一交流輸入電壓Vin，該降壓PFC電路亦包括一具一第一端與一第二端之開關S、一具一第一端與一第二端之電感L、一具一陽極與一陰極之二極體D與一具一第一端與一第二端之輸出電容C，且亦輸出一直流電壓Vo，只是連接之關係與第一圖中之該升壓PFC電路不同，其中該開關S之該第一端耦合於該整流橋之該第一輸出端，該開關S之該第二端耦合於該電感L之該第一端與該二極體D之該陰極，該二極體D之該陽極耦合於該整流橋之該第二輸出端與該輸出電容C之該第二端，且該電感之該第二端耦合於該輸出電容之該第一端；當開關S開通時，輸入電源Vin提供輸出功率，同時對電感L儲能；當開關S關斷時，儲存在電感中的能量通過二極體D傳輸到負載上。
第三圖所示為一習知之升降壓型PFC電路之電路圖。在第三圖的升降壓型PFC電路架構中，包括一具有四個二極體、一第一輸出端與一第二輸出端之整流橋與一升降壓PFC電路；其中該整流橋亦接收一交流輸入電壓Vin，該升降壓PFC電路包括一各具一第一端與一第二端之第一與一第二開關S1與S2、一具一第一端與一第二端之電感L、一各具一陽極與一陰極之第一與一第二二極體D1與D2以及一具一第一端與一第二端之輸出電容C，且輸出一直流電壓Vo，其中該第一開關S1之該第一端耦合於該整流橋之該第一輸出端，該第一開關S1之該第二端耦合於該電感L之該第一端與該第一二極體D1之該陰極，該第一二極體D1之該陽極耦合於該整流橋之該第二輸出端、該第二開關S2之該第二端與該輸出電容C之該第二端，該電感之該第二端耦合於該第二二極體D2之該陽極與該第二開關S2之該第一端，且該第二二極體之該陰極耦合於該輸出電容之該第一端；該升降壓PFC電路可以看成前述降壓型電路與升壓型電路的串聯。當輸入電壓Vin大於輸出電壓Vo時，開關S2始終關斷，二極體D2始終導通，此時電路工作於降壓型模式；當輸入電壓Vin小於輸出電壓Vo時，開關S1始終導通，二極體D1始終不導通，此時電路工作於升壓模式。
降壓型/升降壓型PFC電路可以設定輸出電壓Vo小於輸入電壓Vin，在低輸入電壓時，由於輸入電壓Vin與輸出電壓Vo接近，PFC電路的效率可以有效的提高；另外隨著PFC電路輸出電壓Vo的降低，同時也增加了直流變換器的設計靈活性。
但是降壓型/升降壓型PFC電路也存在其缺點。
1.由於對降壓型/升降壓型PFC電路輸入開關S(S1)的開通與關斷的控制，在運用輸入交流電源做輸入脈衝衝擊測試時，一旦開關S(S1)關斷，此時很大的衝擊能量就會釋放在開關S(S1)兩端，從而產生很高的開關尖峰，甚至可能將開關擊壞。
2.在桌上型電腦或者伺服器的電源工作於待機模式時，為了降低電源的待機功耗，通常PFC電路不工作，此時開關S(S1)關斷。如果將待機電源接於PFC電路後，此時就無法正常工作。如果將待機電源接於整流橋之後時，當輸入電壓因進入一省電模式而引致電壓下降時，待機電源無法滿足該電壓下降之時間的規格。
因此為解決以上問題本發明提出了一種採用降壓型/升降壓型PFC電路的新架構。
職是之故，發明人鑒於習知技術之缺失，乃思及改良發明之意念，終能發明出本案之「具輔助電路之降壓與升降壓PFC電路系統及其方法」。
本案之主要目的在於提供一種具有一第一輔助電路且具有降壓功能的PFC電路系統。當對該系統進行一衝擊測試時，一輸入脈衝信號流經該第一輔助電路，由該第一輔助電路吸收一衝擊能量，使該系統的一開關能免於損壞。而當該系統之一交流輸入電壓進入一省電模式時，將該第一輔助電路所儲存之一能量提供給一直流電源，使該直流電源仍可保持一預定時間之一正常電壓的輸出。
本案之又一主要目的在於提供一種功率因數校正(PFC)電路系統，包含一整流橋，具一第一與一第二輸出端，接收一交流輸入電壓，且輸出一經整流之直流電壓，一第一輔助電路，包括一第一二極體，具一陽極與一陰極，其中該陽極耦合於該整流橋之該第一輸出端，以及一第二二極體，具一陽極與一陰極，其中該陰極耦合於該第一二極體之該陰極，一存儲吸收電路，具一第一端與一第二端，該第一端耦合於該第一二極體之該陰極，該第二端耦合於該整流橋之該第二輸出端，一第一電容(CB)，具一第一端與一第二端，其中該第一端耦合於該第二二極體之該陽極，一PFC電路，具有一第一與一第二輸入端、一第一與一第二輸出端，其中該第一電容並聯電連結於該第一與該第二輸出端，該第一與該第二輸入端分別耦合於該第一二極體之該陽極與該整流橋之該第二輸出端，且該第一輸出端耦合於該第二二極體之該陽極，以及一直流電源，具一第一與一第二輸入端，其中該第一輸入端耦合於該第二二極體之該陰極，且該第二輸入端耦合於該整流橋之第二輸出端。
根據上述之構想，該存儲吸收電路為具有一第一端與一第二端之一第二電容。
根據上述之構想，該存儲吸收電路為一第二輔助電路，且包括具一陽極與一陰極之一第三二極體，一第四二極體與一第五二極體，一具一第一端與一第二端之一第三電容與一第四電容，其中該第四二極體之該陰極耦合於該第三二極體之該陽極，該第四二極體之該陽極耦合於該第五二極體之該陰極，該第四電容之該第二端耦合於該第四二極體之該陽極與該第五二極體之該陰極，該第四電容之該第一端耦合於該第三二極體之該陰極，且該第五二極體之該陽極耦合於該第三電容之該第二端，該第三電容之該第一端耦合於該第三二極體之該陽極與該第四二極體之該陰極。
根據上述之構想，該系統更包括一電磁干擾(EMI)濾波器、一具一第一與一第二輸入端與一輸出端之直流/直流變換器，其中該該第一電容為一輸出電容，該PFC電路輸出一直流匯流排(DC bus)電壓，該直流電源為一待機電源，且更包括一輸出端，用於輸出一待機電壓，該整流橋更包括一第一與一第二輸入端，該EMI濾波器接收該交流電壓且並聯電連接於該整流橋之該第一與該第二輸入端，該直流/直流變換器之該第一與該第二輸入端，該直流/直流變換器之該第一與該第二輸入端分別耦合於該第二二極體之該陽極與該PFC電路之該第二輸出端，用於接收該直流匯流排電壓，且該直流/直流變換器之該輸出端用於輸出一直流輸出電壓。
根據上述之構想，該整流橋更包括各具一陽極與一陰極之一第一至一第四整流二極體，該第一整流二極體之該陽極與該第二整流二極體之該陰極耦合於該整流橋之該第一輸入端，該第一整流二極體之該陰極與該第三整流二極體之該陰極耦合於該整流橋之該第一輸出端，該第二整流二極體之該陽極與該第四整流二極體之該陽極耦合於該整流橋之該第二輸出端，且該第三整流二極體之該陽極與該第四整流二極體之該陰極耦合於該整流橋之該第二輸入端。
根據上述之構想，該PFC電路為一降壓PFC電路，該降壓PFC電路更包括一具一第一端與一第二端之開關，一具一陽極與一陰極之第三二極體與一具一第一端與一第二端之電感，該開關之該第一端耦合於該降壓PFC電路之該第一輸入端，該第三二極體之該陰極耦合於該開關之該第二端與該電感之該第一端，該第三二極體之該陽極耦合於該降壓PFC電路之該第二輸入端與該降壓PFC電路之該第二輸出端，且該電感之該第二端耦合於該降壓PFC電路之該第一輸出端。
根據上述之構想，當該交流輸入電壓為一輸入脈衝信號，用以進行一衝擊測試時，該輸入脈衝信號流經該第一二極體與該存儲吸收電路，以使該輸入脈衝信號所具有之一衝擊能量被該存儲吸收電路所吸收，而使該經整流之直流電壓被箝位於一第一預定值，使該開關的一電壓尖峰值低於一第二預定值，以避免造成該開關之損壞。
根據上述之構想，當該交流輸入電壓進入一省電模式時，該存儲吸收電路所儲存之一能量經過該第二二極體而提供給該直流電源，使該直流電源在該交流輸入電壓進入該省電模式時，仍然可以保持一預定時間之一正常電壓的輸出。
根據上述之構想，該PFC電路為一升降壓PFC電路，該升降壓PFC電路更包括各具一第一端與一第二端之一第一與一第二開關，各具一陽極與一陰極之一第三與一第四二極體與具一第一端與第二端之一電感，該第一開關之該第一端耦合於該升降壓PFC電路之該第一輸入端，該第三二極體之該陰極耦合於該第一開關之該第二端與該電感之該第一端，該第三二極體之該陽極耦合於該升降壓PFC電路之該第二輸入端與該第二開關之該第二端，該第二開關之該第一端耦合於該電感之該第二端與該第四二極體之該陽極，該第二開關之該第二端耦合於該升降壓PFC電路之該第二輸出端，且該第四二極體之該陰極耦合於該升降壓PFC電路之該第一輸出端。
根據上述之構想，當該交流輸入電壓為一輸入脈衝信號，用以進行一衝擊測試時，該輸入脈衝信號流經該第一二極體與該存儲吸收電路，以使該輸入脈衝信號所具有之一衝擊能量被該存儲吸收電路所吸收，而使該經整流之直流電壓被箝位於一第一預定值，使該第一開關的一電壓尖峰值低於一第二預定值，以避免造成該第一開關之損壞。
根據上述之構想，當該交流輸入電壓進入一省電模式時，該第一電容所儲存之一能量經過該第二二極體而提供給該直流電源，使該直流電源在該交流輸入電壓進入該省電模式時，仍然可以保持一預定時間之一正常電壓的輸出。
本案之下一主要目的在於提供一種功率因數校正(PFC)電路系統，包含一整流橋，具一第一與一第二輸出端，接收一交流輸入電壓，且輸出一經整流之直流電壓，一第一輔助電路，包括一第一二極體，具一陽極與一陰極，其中該陽極耦合於該整流橋之該第一輸出端，以及一第二二極體，具一陽極與一陰極，其中該陰極耦合於該第一二極體之該陰極，一第一電容，具一第一端與一第二端，該第一端耦合於該第一二極體之該陰極，該第二端耦合於該整流橋之該第二輸出端，一第二電容，具一第一端與一第二端，其中該第一端耦合於該第二二極體之該陽極，一PFC電路，具有一第一與一第二輸入端、一第一與一第二輸出端，其中該第二電容並聯電連結於該第一與該第二輸出端，該第一與該第二輸入端分別耦合於該第一二極體之該陽極與該整流橋之該第二輸出端，且該第一輸出端耦合於該第二二極體之該陽極，一直流電源，具一第一與一第二輸入端，其中該第一輸入端耦合於該第二二極體之該陰極，且該第二輸入端耦合於該整流橋之第二輸出端。
為一第二輔助電路。
根據上述之構想，該系統更包括一電磁干擾(EMI)濾波器和一具一第一與一第二輸入端與一輸出端之直流/直流變換器，其中該第一電容為一吸收儲能電容，該第二電容為一輸出電容，該PFC電路輸出一直流匯流排(DC bus)電壓，該直流電源為一待機電源，且更包括一輸出端，用於輸出一待機電壓，該整流橋更包括一第一與一第二輸入端，該EMI濾波器接收該交流電壓且並聯電連接於該整流橋之該第一與該第二輸入端，該直流/直流變換器之該第一輸入與該第二輸入端分別耦合於該第二二極體之該陽極與該PFC電路之該第二輸出端，用於接收該直流匯流排電壓，而該直流/直流變換器之該輸出端用於輸出一直流輸出電壓。
本案之再一主要目的在於提供一種用於一具有一整流橋、一第一輔助電路、一存儲吸收電路、一第一電容(CB)、一直流電源與一帶有降壓功能之功率因數校正(PFC)電路之PFC電路系統的控制方法，其中該第一輔助電路包括彼此耦合之一第一二極體與一第二二極體，該第一電容耦合於該PFC電路與該第二二極體，且該第二二極體耦合於該直流電源，該方法包含下列之步驟：(a)提供該PFC電路系統之一交流輸入電壓與該整流橋輸出之一經整流之直流電壓；(b)當該交流輸入電壓為一輸入脈衝信號，用以進行一衝擊測試時，使該輸入脈衝信號流經該第一二極體與該存儲吸收電路；以及(c)當該交流輸入電壓進入一省電模式時，提供一能量給該直流電源。
根據上述之構想，該PFC電路更包括一第一開關，且該步驟(b)更包括下列之步驟：(b1)使該輸入脈衝信號所具有之一衝擊能量被該存儲吸收電路所吸收；(b2)使該經整流之直流電壓被箝位於一第一預定值；以及(b3)使該第一開關的一電壓尖峰值低於一第二預定值，以避免造成該第一開關之損壞。
根據上述之構想，該步驟(c)更包括下列之步驟：(c1)當該交流輸入電壓進入一省電模式時，經過該第二二極體，提供該第一電容所儲存之該能量給該直流電源；以及(c2)使該直流電源在該交流輸入電壓進入該省電模式時，仍然可以保持一預定時間之一正常電壓的輸出。
根據上述之構想，該PFC電路為一降壓PFC電路或者一升降壓PFC電路。
根據上述之構想，該步驟(c)更包括下列之步驟：(c1)提供該PFC電路輸出之一直流匯流排電壓的一數值與該經整流之直流電壓的一峰值；以及(c2)使該峰值的一半小於該直流匯流排電壓的該數值，當該經整流之直流電壓的一數值大於該直流匯流排電壓的該數值時，由該經整流之直流電壓提供該能量，而當該經整流之直流電壓的該數值小於該直流匯流排電壓之該數值時，由該直流匯流排電壓提供該能量，以避免該PFC電路系統之一交流輸入電流出現一尖峰電流。
為了讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
第四圖所示為一依據本發明構想之第一較佳實施例的降壓型PFC電路系統之電路示意圖。第四圖中顯示了本發明提出的降壓型PFC電路系統的新架構。在第四圖中，該降壓PFC電路與第二圖中之降壓PFC電路具有相同之元件與架構，唯一之差別在於在第二圖中之該輸出電容C，在第四圖中被一輸出電容CB (一第一電容)所取代。輸入電壓Vin經過EMI(電磁干擾)濾波器和整流橋，整流成電壓Vrec。該降壓PFC電路進一步將電壓Vrec整流成一匯流排直流電壓Vbus，後級直流/直流變換器實現輸出電壓Vo的轉換。該EMI濾波器和整流橋具一第一與一第二輸出端，且該降壓PFC電路具一第一與一第二輸入端。第一輔助電路10包括一個具一陽極與一陰極之第一二極體Da與一個具一陽極與一陰極之第二二極體Db。存儲吸收電路20包括一個具一第一端與一第二端之第二電容Ca。其中該第一二極體Da之該陽極耦合於該EMI濾波器及整流橋之該第一輸出端與該降壓PFC電路之該第一輸入端，該第一二極體Da之該陰極耦合於該第二電容Ca之該第一端與該第二二極體Db之該陰極，該第二電容Ca之該第二端耦合於該EMI濾波器及整流橋之該第二輸出端與該降壓PFC電路之該第二輸入端以及待機電源之第二輸入端。該待機電源為一直流電源，其輸入正端耦合於該第二二極體Db之該陰極，且其輸入電壓來自於該存儲吸收電路20中該第二電容Ca上的電壓或Vbus。
在第四圖中之該系統啟動時，輸入電壓Vin加載於EMI濾波器和整流橋，其輸出電壓為Vrec。電壓Vrec加載於第一輔助電路10的Da與存儲吸收電路20的Ca支路上，經過Da對電容Ca充電，當Ca上電壓Vs建立後，待機電源開始工作，輸出電壓Vsb，同時提供能量給PFC電路和直流/直流變換器電路的控制電源，從而實現電路的啟動功能。
當輸入電壓Vin進入一省電模式時，Vin下降，由於存儲吸收電路20中的電容Ca較小，儲存能量較小，Vrec隨著也下降；PFC電路的輸出電容CB 為一大電容，存儲的能量較多，其能量經過二極體Db，提供給待機電源，從而實現待機電源在輸入電壓Vin下降時依然可以保持一定時間正常電壓輸出的的規格。
此結構是可以克服降壓型/升降壓型PFC電路在做輸入脈衝衝擊測試時，PFC電路開關S(S1)上電壓尖峰過高，從而損壞電源的缺點。採用此架構，在電源做輸入脈衝衝擊測試時，輸入經過低阻抗回路Da，Ca，衝擊能量被電容Ca吸收，從而有效的使經整流的直流電壓被箝位在Vrec，保證電路的可靠性。
第五圖所示為一依據本發明構想之第二較佳實施例的升降壓型PFC電路系統之電路示意圖。第五圖中本發明所提出的升降壓型PFC電路系統的新架構與第四圖中之不同處在於其使用一升降壓PFC電路；該升降壓PFC電路與第三圖中之升降壓PFC電路具有相同之元件與架構，唯一之差別亦在於該第三圖中之該輸出電容C，在第四圖中被一輸出電容CB 所取代。第五圖中之升降壓型PFC電路系統的原理與第四圖中的的降壓型PFC電路系統的新架構類似，故在此不再贅述。
第六圖所示為一依據本發明構想之第三較佳實施例的降壓型PFC電路系統之電路示意圖。第四圖中的的降壓型PFC電路系統的架構較簡單，但其PFC電路系統之一交流輸入電流有可能因對該第二電容Ca充電而出現一很高的尖峰電流，為了克服此一現象，特別提出了如第六圖所示之新架構。第六圖中架構與第四圖中之不同處在於，該第六圖中之架構所包含之存儲吸收電路20是一第二輔助電路，用來取代第四圖中原有的該第二電容Ca。該新提出的第二輔助電路包括各具一陽極與一陰極之一個第三、一個第四與一個第五二極體(Dc、Dd與De)以及各具一第一端與一第二端之一個第三與一個第四電容(Cc與Cd)。其中該待機電源除該正向輸入端外更包括一負向輸入端。該第三二極體Dc之該陰極耦合於該第四電容Cd之該第一端與該待機電源之該正向輸入端，該第三二極體Dc之該陽極耦合於該第三電容Cc之該第一端與該第四二極體Dd之該陰極，該第四二極體Dd之該陽極耦合於該第四電容Cd之該第二端與該第五二極體De之該陰極，且該第三電容Cc之該第二端耦合於該第五二極體De之該陽極與該待機電源之該負向輸入端，該待機電源之該負向輸入端耦接於該EMI濾波器及整流橋之該第二輸出端與降壓PFC電路。該新提出的第二輔助電路，除與前述第四圖中之Ca具有相同之功能外，更可用於避免該PFC電路系統之一交流輸入電流出現一尖峰電流。
第七圖所示為一依據本發明構想之第四較佳實施例的升降壓型PFC電路系統之電路示意圖。第七圖中本發明所提出的升降壓型PFC電路系統的新架構與第六圖中架構之不同處在於其使用一升降壓PFC電路；該升降壓PFC電路與第三圖中之升降壓PFC電路具有相同之元件與架構，唯一之差別亦在於該第三圖中之該輸出電容C，在第七圖中被一輸出電容CB 所取代。第七圖中之升降壓型PFC電路系統的原理與第六圖中的的降壓型PFC電路系統的新架構類似，故在此亦不再贅述。
第八圖為一依據本發明構想之第三與第四較佳實施例的PFC電路系統且當一經整流之直流電壓Vrec的一峰值之一半小於一直流匯流排電壓的一數值時(1/2Vpk<Vbus)之一待機電源的輸入電壓之波形圖。其中，Vrec為一全波整流波形，Vpk為Vrec之峰值，Vpk值高於Vbus。在第二輔助電路20開始充電過程中，電容Cc及Cd通過二極體Dd串聯，使加於該電容串聯電路之電壓最高為Vpk，即每個電容上電壓為1/2Vpk，而該第二輔助電路(亦即第六與第七圖中之該存儲吸收電路20)放電過程中，電容Cc串聯於二極體Dc放電，電容Cd串聯於二極體De放電。當Vrec>Vbus時，待機電源由Vrec提供能量；當Vrec<Vbus時，待機電源由Vbus提供，此期間電容Cc及Cd上電壓為本發明構想之第三與第四較佳實施例的PFC電路系統剛啟動時就建立的1/2Vpk，小於Vbus，在該第三與第四較佳實施例的PFC電路系統正常工作過程中，不能進行放電。由於Cc及Cd不參與工作，所以該PFC電路系統之一交流輸入電流不存在對Cc及Cd充電的很高尖峰電流，而此尖峰電流含有豐富高次諧波，不利於輸入電流的Harmonic測試。因此，依據本發明構想之第三與第四較佳實施例的設計條件，是使其工作於1/2Vpk<Vbus的條件下。
第九圖為一依據本發明構想之第三與第四較佳實施例的PFC電路系統且當該經整流之直流電壓的該峰值的一半大於該直流匯流排電壓之該數值時(1/2Vpk>Vbus)的該待機電源之輸入電壓的波形圖。如第九圖所示，當Vrec>Vbus時，待機電源由Vrec提供能量；當Vbus<Vrec<1/2*VPK時，待機電源由電容Cc及Cd提供能量；當Vrec<Vbus時，待機電源由Vbus提供。由於Cc及Cd參與工作，所以AC輸入電流存在對Cc及Cd充電的很高尖峰電流，而此尖峰電流含有豐富高次諧波，不利於輸入電流的Harmonic測試。因此，依據本發明構想之第三與第四較佳實施例的設計條件，是使其不工作於1/2Vpk>Vbus的條件下。綜上所述，本發明提供一種具有一第一輔助電路與一存儲吸收電路(其為前述之該第二電容Ca)且具有降壓功能的PFC電路系統。本發明亦提供另一種具有一第一輔助電路與一存儲吸收電路(其為前述之該第二輔助電路)且具有降壓功能的PFC電路系統，其中該第二輔助電路用於避免該PFC電路系統之一交流輸入電流出現一尖峰電流。當對該兩系統進行一衝擊測試時，一輸入脈衝信號流經該第一輔助電路，由該第一輔助電路吸收一衝擊能量，使該系統的一開關能免於損壞。而當該兩系統之一交流輸入電壓進入一省電模式時，將該第一輔助電路所儲存之一能量提供給一直流電源，使該直流電源仍可保持一預定時間之一正常電壓的輸出，故其確實具有進步性與新穎性。
是以，縱使本案已由上述之實施例所詳細敘述而可由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
10．．．第一輔助電路
20．．．存儲吸收電路
第一圖：其係顯示一習知之升壓型PFC電路之電路圖；
第二圖：其係顯示一習知之降壓型PFC電路之電路圖；
第三圖：其係顯示一習知之升降壓型PFC電路之電路圖；
第四圖：其係顯示一依據本發明構想之第一較佳實施例的降壓型PFC電路系統之電路示意圖；
第五圖：其係顯示一依據本發明構想之第二較佳實施例的升降壓型PFC電路系統之電路示意圖；
第六圖：其係顯示一依據本發明構想之第三較佳實施例的降壓型PFC電路系統之電路示意圖；
第七圖：其係顯示一依據本發明構想之第四較佳實施例的升降壓型PFC電路系統之電路示意圖；
第八圖：其係顯示一依據本發明構想之第三與第四較佳實施例的PFC電路系統且當一經整流之直流電壓的一峰值之一半小於一直流匯流排電壓的一數值時之一待機電源的輸入電壓之波形圖；以及
第九圖：其係顯示一依據本發明構想之第三與第四較佳實施例的PFC電路系統且當該經整流之直流電壓的該峰值之一半大於該直流匯流排電壓的該數值時之該待機電源的輸入電壓之波形圖。
10．．．第一輔助電路
20．．．存儲吸收電路

Claims (19)

  1. 一種功率因數校正(PFC)電路系統，包含：一整流橋，具一第一與一第二輸出端，接收一交流輸入電壓，且輸出一經整流之直流電壓；一第一輔助電路，包括：一第一二極體，具一陽極與一陰極，其中該陽極耦合於該整流橋之該第一輸出端；以及一第二二極體，具一陽極與一陰極，其中該陰極耦合於該第一二極體之該陰極；一存儲吸收電路，具一第一端與一第二端，該第一端耦合於該第一二極體之該陰極，該第二端耦合於該整流橋之該第二輸出端；一第一電容，具一第一端與一第二端，其中該第一端耦合於該第二二極體之該陽極；一PFC電路，具有一第一與一第二輸入端、一第一與一第二輸出端，其中該第一電容並聯電連結於該第一與該第二輸出端，該第一與該第二輸入端分別耦合於該第一二極體之該陽極與該整流橋之該第二輸出端，且該第一輸出端耦合於該第二二極體之該陽極；以及一直流電源，具一第一與一第二輸入端，其中該第一輸入端耦合於該第二二極體之該陰極，且該第二輸入端耦合於該整流橋之第二輸出端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，該存儲吸收電路為具有一第一端與一第二端之一第二電容。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之系統，該存儲吸收電路為一第二輔助電路，且包括具一陽極與一陰極之一第三二極體，一第四二極體與一第五二極體，一具一第一端與一第二端之一第三電容與一第四電容，其中該第四二極體之該陰極耦合於該第三二極體之該陽極，該第四二極體之該陽極耦合於該第五二極體之該陰極，該第四電容之該第二端耦合於該第四二極體之該陽極與該第五二極體之該陰極，該第四電容之該第一端耦合於該第三二極體之該陰極，且該第五二極體之該陽極耦合於該第三電容之該第二端，該第三電容之該第一端耦合於該第三二極體之該陽極與該第四二極體之該陰極。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之系統，更包括一電磁干擾(EMI)濾波器、一具一第一與一第二輸入端與一輸出端之直流/直流變換器，其中該第一電容為一輸出電容(CB)，該PFC電路輸出一直流匯流排(DC bus)電壓，該直流電源為一待機電源，且更包括一輸出端，用於輸出一待機電壓，該整流橋更包括一第一與一第二輸入端，該EMI濾波器接收該交流電壓且並聯電連接於該整流橋之該第一與該第二輸入端，該直流/直流變換器之該第一與該第二輸入端分別耦合於該第二二極體之該陽極與該PFC電路之該第二輸出端，用於接收該直流匯流排電壓，且該直流/直流變換器之該輸出端用於輸出一直流輸出電壓。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之系統，其中該整流橋更包括各具一陽極與一陰極之一第一至一第四整流二極體，該第一整流二極體之該陽極與該第二整流二極體之該陰極耦合於該整流橋之該第一輸入端，該第一整流二極體之該陰極與該第三整流二極體之該陰極耦合於該整流橋之該第一輸出端，該第二整流二極體之該陽極與該第四整流二極體之該陽極耦合於該整流橋之該第二輸出端，且該第三整流二極體之該陽極與該第四整流二極體之該陰極耦合於該整流橋之該第二輸入端。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該PFC電路為一降壓PFC電路，該降壓PFC電路更包括一具一第一端與一第二端之開關，一具一陽極與一陰極之第三二極體與一具一第一端與一第二端之電感，該開關之該第一端耦合於該降壓PFC電路之該第一輸入端，該第三二極體之該陰極耦合於該開關之該第二端與該電感之該第一端，該第三二極體之該陽極耦合於該降壓PFC電路之該第二輸入端與該降壓PFC電路之該第二輸出端，且該電感之該第二端耦合於該降壓PFC電路之該第一輸出端。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之系統，其中當該交流輸入電壓為一輸入脈衝信號，用以進行一衝擊測試時，該輸入脈衝信號流經該第一二極體與該存儲吸收電路，以使該輸入脈衝信號所具有之一衝擊能量被該存儲吸收電路所吸收，而使該經整流之直流電壓被箝位於一第一預定值，使該開關的一電壓尖峰值低於一第二預定值，以避免造成該開關之損壞。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之系統，其中當該交流輸入電壓進入一省電模式時，該存儲吸收電路所儲存之一能量經過該第二二極體而提供給該直流電源，使該直流電源在該交流輸入電壓進入該省電模式時，仍然可以保持一預定時間之一正常電壓的輸出。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該PFC電路為一升降壓PFC電路，該升降壓PFC電路更包括各具一第一端與一第二端之一第一與一第二開關，各具一陽極與一陰極之一第三與一第四二極體與具一第一端與第二端之一電感，該第一開關之該第一端耦合於該升降壓PFC電路之該第一輸入端，該第三二極體之該陰極耦合於該第一開關之該第二端與該電感之該第一端，該第三二極體之該陽極耦合於該升降壓PFC電路之該第二輸入端與該第二開關之該第二端，該第二開關之該第一端耦合於該電感之該第二端與該第四二極體之該陽極，該第二開關之該第二端耦合於該升降壓PFC電路之該第二輸出端，且該第四二極體之該陰極耦合於該升降壓PFC電路之該第一輸出端。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之系統，其中當該交流輸入電壓為一輸入脈衝信號，用以進行一衝擊測試時，該輸入脈衝信號流經該第一二極體與該存儲吸收電路，以使該輸入脈衝信號所具有之一衝擊能量被該存儲吸收電路所吸收，而使該經整流之直流電壓被箝位於一第一預定值，使該第一開關的一電壓尖峰值低於一第二預定值，以避免造成該第一開關之損壞。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之系統，其中當該交流輸入電壓進入一省電模式時，該第一電容(CB)所儲存之一能量經過該第二二極體而提供給該直流電源，使該直流電源在該交流輸入電壓進入該省電模式時，仍然可以保持一預定時間之一正常電壓的輸出。
  12. 一種功率因數校正(PFC)電路系統，包含：一整流橋，具一第一與一第二輸出端，接收一交流輸入電壓，且輸出一經整流之直流電壓；一第一輔助電路，包括：一第一二極體，具一陽極與一陰極，其中該陽極耦合於該整流橋之該第一輸出端；以及一第二二極體，具一陽極與一陰極，其中該陰極耦合於該第一二極體之該陰極；一第一電容，具一第一端與一第二端，該第一端耦合於該第一二極體之該陰極，該第二端耦合於該整流橋之該第二輸出端；一第二電容，具一第一端與一第二端，其中該第一端耦合於該第二二極體之該陽極；一PFC電路，具有一第一與一第二輸入端、一第一與一第二輸出端，其中該第二電容並聯電連結於該第一與該第二輸出端，該第一與該第二輸入端分別耦合於該第一二極體之該陽極與該整流橋之該第二輸出端，且該第一輸出端耦合於該第二二極體之該陽極；一直流電源，具一第一與一第二輸入端，其中該第一輸入端耦合於該第二二極體之該陰極，且該第二輸入端耦合於該整流橋之第二輸出端。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之系統，更包括一電磁干擾(EMI)濾波器和一具一第一與一第二輸入端與一輸出端之直流/直流變換器，其中該第一電容為一吸收儲能電容，該第二電容為一輸出電容，該PFC電路輸出一直流匯流排(DC bus)電壓，該直流電源為一待機電源，且更包括一輸出端，用於輸出一待機電壓，該整流橋更包括一第一與一第二輸入端，該EMI濾波器接收該交流電壓且並聯電連接於該整流橋之該第一與該第二輸入端，該直流/直流變換器之該第一輸入與該第二輸入端分別耦合於該第二二極體之該陽極與該PFC電路之該第二輸出端，用於接收該直流匯流排電壓，而該直流/直流變換器之該輸出端用於輸出一直流輸出電壓。
  14. 一種用於一具有一整流橋、一第一輔助電路、一存儲吸收電路、一第一電容(CB)、一直流電源與一帶有降壓功能之功率因數校正(PFC)電路之PFC電路系統的控制方法，其中該第一輔助電路包括彼此耦合之一第一二極體與一第二二極體，該第一電容耦合於該PFC電路與該第二二極體，且該第二二極體耦合於該直流電源，該方法包含下列之步驟：(a)提供該PFC電路系統之一交流輸入電壓與該整流橋輸出之一經整流之直流電壓；(b)當該交流輸入電壓為一輸入脈衝信號，用以進行一衝擊測試時，使該輸入脈衝信號流經該第一二極體與該存儲吸收電路；以及(c)當該交流輸入電壓進入一省電模式時，提供一能量給該直流電源。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中該PFC電路更包括一第一開關，且該步驟(b)更包括下列之步驟：(b1)使該輸入脈衝信號所具有之一衝擊能量被該存儲吸收電路所吸收；(b2)使該經整流之直流電壓被箝位於一第一預定值；以及(b3)使該第一開關的一電壓尖峰值低於一第二預定值，以避免造成該第一開關之損壞。
  16. 如申請專利範圍第14所述的方法，其中該第一輔助電路為一如申請專利範圍第1項所述之第一輔助電路，且該步驟(c)更包括下列之步驟：(c1)當該交流輸入電壓進入一省電模式時，經過該第二二極體，提供該第一電容所儲存之該能量給該直流電源；以及(c2)使該直流電源在該交流輸入電壓進入該省電模式時，仍然可以保持一預定時間之一正常電壓的輸出。
  17. 如申請專利範圍第14所述的方法，其中該PFC電路為一降壓PFC電路或者一升降壓PFC電路。
  18. 如申請專利範圍第17述的方法，其中該降壓PFC電路為一如申請專利範圍第6項所述之降壓PFC電路，而該升降壓PFC電路為一如申請專利範圍第9項所述之升降壓PFC電路。
  19. 如申請專利範圍第14所述的方法，其中該存儲吸收電路為一如申請專利範圍第1項所述之存儲吸收電路，且該步驟(c)更包括下列之步驟：(c1)提供該PFC電路輸出之一直流匯流排電壓的一數值與該經整流之直流電壓的一峰值；以及(c2)使該峰值的一半小於該直流匯流排電壓的該數值，當該經整流之直流電壓的一數值大於該直流匯流排電壓的該數值時，由該經整流之直流電壓提供該能量，而當該經整流之直流電壓的該數值小於該直流匯流排電壓之該數值時，由該直流匯流排電壓提供該能量，以避免該PFC電路系統之一交流輸入電流出現一尖峰電流。
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