无桥式功率因数校正电路及其控制方法

文档序号:7288123
专利名称:无桥式功率因数校正电路及其控制方法
技术领域
本发明是有关于一种无桥式功率因数校正电路,尤指一种具有第一开关及第二开关,以便于正半周及负半周分别提供其导通路径,以降低传导损失的无桥式功率因数校正电路。
背景技术
无桥式整流功率因数校正电路通常用于高效率电源供应器中以改善功率因数。传统的控制方法中其两个金氧半场效晶体管(M1)与金氧半场效晶体管(M2)是同时被导通或关闭。
上述控制方法的缺点为当金氧半场效晶体管(M1)与金氧半场效晶体管(M2)同时被关闭时,电流将分别流经金氧半场效晶体管(M2)的本体二极管(正半周)与金氧半场效晶体管(M1)的本体二极管(负半周);导致较高的传导损失。
有鉴于此,本发明提出一种无桥式整流功率因数校正电路的控制方法以改善上述缺点。

发明内容
本发明的一目的是提供一种无桥式功率因数校正电路,其具有第一开关及第二开关,以便于正半周及负半周分别提供其导通路径,以降低传导损失及提高转换效率。
本发明的另一目的是提供一种无桥式功率因数校正电路的控制方法,其提供第一开关、第二开关及控制单元,以便于正半周及负半周分别提供其导通路径,以降低传导损失及提高转换效率。
为达上述的目的,本发明的一种无桥式整流功率因数校正电路,其特征在于,其具有一电感器,其一端耦接至一火线输入端;一第一二极管,其一端耦接至该电感器的另一端;一第二二极管,其一端耦接至一中性输入端;一控制单元,其输入端分别耦接至该火线输入端及中性输入端;一第一开关,是为一三端组件,其第一端耦接至该控制单元,第二端则分别耦接至该第一二极管及该电感器,其可接受该控制单元的控制而开启或关闭;一第二开关,亦为一三端组件,其第一端耦接至该控制单元,第二端则分别耦接至该第二二极管及该中性输入端,其可接受该控制单元的控制而开启或关闭;以及一电容器,其一端分别耦接至该第一二极管及第二二极管的另一端,另一端则耦接至该第一开关及第二开关的第三端;由该控制单元的控制,于正半周时,可使电流流过该火线输入端、电感器、第一二极管、电感器及第二开关而至中性输入端形成回路;而于负半周时,可使电流可流过该中性输入端、第二二极管、电容器、第一开关及电感器而至火线输入端形成回路,以降低该功率因数校正电路的传导损失。
其中该第一开关、该第二开关可为一电力开关。
其中该电力开关为N信道金氧半场效晶体管N信道接面场效晶体管、P信道金氧半场效晶体管或P信道接面场效晶体管。
其中该第一端是该金氧半场效晶体管的栅极,该第二端是该金氧半场效晶体管的漏极,该第三端是该金氧半场效晶体管的源极。
其中该第一二极管及该第二二极管为一整流二极管。
其中该控制单元是一功率因数校正控制器,其可于正半周时,使该第二开关持续导通,该第一开关先导通再关闭;于该第一开关导通时,可储存电能于该电感器;而于该第一开关关闭时,可释放该电感器的电能。
其中该控制单元于负半周时,使该第一开关持续导通,该第二开关先导通再关闭;于该第二开关导通时,可储存电能于该电感器;而于该第二开关关闭时,可释放该电感器的电能。
为达上述的目的,本发明的一种无桥式整流功率因数校正电路的控制方法,是用以控制一功率因数校正电路的传导效率,其中该功率因数校正电路包括一电感器、一第一二极管、一第二二极管以及一电容器,其特征在于,其包括下列步骤提供一第一开关,分别耦接至该第一二极管及该电感器;提供一第二开关,分别耦接至该第二二极管及该中性输入端;以及提供一控制单元,分别耦接至该第一开关及该第二开关,该控制单元于正半周期间使该第二开关持续导通且第一开关先导通再关闭;并于负半周期间使该第一开关持续导通且该第二开关先导通再关闭,以降低该功率因数校正电路的传导损失。
其中该第一开关、该第二开关为一电力开关,其为N信道金氧半场效晶体管N信道接面场效晶体管、P信道金氧半场效晶体管或P信道接面场效晶体管。
其中该第一二极管及该第二二极管为一整流二极管。


为进一步说明本发明的技术内容,以下结合实施例及附图详细说明如后,其中图1为一示意图,其绘示本案一较佳实施例的无桥式功率因数校正电路的方块示意图。
图2为一示意图,其绘示本案另一较佳实施例的无桥式功率因数校正电路的控制方法的流程示意图。
具体实施例方式
请参照图1,其绘示本发明一较佳实施例的无桥式功率因数校正电路的方块示意图。如图所示,本发明的无桥式功率因数校正电路,包括一电感器10;一第一二极管20;一第二二极管30;一控制单元40;一第一开关50;一第二开关60;以及一电容器70所组合而成。
其中,该电感器10的一端耦接至一火线输入端(Line,L),用以储存电能,惟此是一般电源供应器所已知的,故在此不拟赘述。
该第一二极管20,例如但不限于为一整流二极管,以下称第一整流二极管20,其一端耦接至该电感器10的另一端,其可提供半波整流的功效,惟此是一般电源供应器所已知的,故在此不拟赘述。
该第二二极管30,例如但不限于为一整流二极管,以下称第二整流二极管30,其一端耦接至一中性输入端(Neutral,N),其亦可提供半波整流的功效,惟此是一般电源供应器所已知的,故在此不拟赘述。
该控制单元40的输入端是分别耦接至该火线输入端及中性输入端,而其输出则可分别控制该第一开关50及第二开关60的导通及关闭。其中,该控制单元40例如但不限于为一功率因数校正控制器(power factor corrector)。
该第一开关50,是为一三端组件,其可为任何电力开关,例如但不限于为一N信道金氧半场效晶体管、N信道接面场效晶体管、P信道金氧半场效晶体管或P信道接面场效晶体管,以下称第一MOS开关50,其第一端是耦接至该控制单元40,第二端则分别耦接至该第一二极管20及该电感器10,其可接受该控制单元40的控制而开启或关闭。其中,该第一端是该金氧半场效晶体管50的栅极(Gate),该第二端是该金氧半场效晶体管50的漏极(Source),该第三端是该金氧半场效晶体管50的源极(Drain)。
该第二开关60,是为一三端组件,其可为任何电力开关,例如但不限于为一N信道金氧半场效晶体管(MOSFET)、N信道接面场效晶体管、P信道金氧半场效晶体管或P信道接面场效晶体管,以下称第二MOS开关60,其第一端耦接至该控制单元40,第二端则分别耦接至该第二整流二极管30及该中性输入端,其可接受该控制单元40的控制而开启或关闭。其中,该第一端是该金氧半场效晶体管的栅极(Gate),该第二端是该金氧半场效晶体管的漏极(Source),该第三端是该金氧半场效晶体管的源极(Drain)。
该电容器70的一端分别耦接至该第一整流二极管20及第二整流二极管30的另一端,另一端则耦接至该第一MOS开关50及第二MOS开关60的漏极,惟此是一般电源供应器所已知者,故在此不拟赘述。
在正半周期间,控制单元40使第二MOS开关60持续导通且第一MOS开关50先导通再关闭。当第二MOS开关60与第一MOS开关50同时导通时,电流流经火线输入端、电感器10、第一MOS开关50、第二MOS开关60以及中性输入端;储存电能至电感器10。
当第二MOS开关60导通而第一MOS开关50关闭时,电流流经火线输入端、电感器10、第一整流二极管20、电容器70、第二MOS开关60以及中性输入端;从电感器70释放电能。
在负半周期间,控制单元40使第一MOS开关50持续导通且第二MOS开关60先导通再关闭。当第一MOS开关50与第二MOS开关60同时导通时,电流流经中性输入端、第二MOS开关60、第一MOS开关50、电感器10、以及火线输入端;储存电能至电感器10。
当第一MOS开关50导通而第二MOS开关60关闭时,电流流经中性输入端、第二整流二极管30、电容器70、第一MOS开关50、电感器10以及火线输入端;从电感器70释放电能。
易言之,控制单元40使第一MOS开关50与第二MOS开关60导通或关闭;于正、负半周期间分别提供导通路径以降低传导损失并提高转换效率。因此,本发明确实可改善无桥式整流功率因数校正电路传统控制方法的缺点。
此外,本发明亦提供一种无桥式整流功率因数校正电路的控制方法。请参照图2,其绘示本案另一较佳实施例的无桥式功率因数校正电路的控制方法的流程示意图。如图所示,本发明的无桥式功率因数校正电路的控制方法是用以控制一功率因数校正电路的传导效率,其中该功率因数校正电路包括一电感器10、一第一二极管20、一第二二极管30以及一电容器70,其包括下列步骤提供一第一开关50,分别耦接至该第一二极管20及该电感器70(步骤1);提供一第二开关60,分别耦接至该第二二极管30及该中性输入端(步骤2);以及提供一控制单元40,分别耦接至该第一开关50及第二开关60该,控制单元40可于正半周期间使该第二开关持续导通且第一开关先导通再关闭;并于负半周期间使该第一开关持续导通且该第二开关先导通再关闭,以降低该功率因数校正电路的传导损失(步骤3)。
于步骤1-2中,提供一第一开关50,分别耦接至该第一二极管20及该电感器70以及提供一第二开关,分别耦接至该控制单元、该第二二极管及该中性输入端;其中,该第一二极管20、第二二极管23、第一开关50及该第二开关60请参照上述的说明,在此不再赘述。
于步骤3中,该控制单元40于正半周期间使该第二MOS开关60持续导通且第一MOS开关50先导通再关闭;并于负半周期间使该第一MOS开关50持续导通且该第二MOS开关60先导通再关闭,以降低该功率因数校正电路的传导损失。
本案所揭示的,乃较佳实施例,凡是局部的变更或修饰而源于本案的技术思想而为熟习该项技术的人所易于推知的,俱不脱本案的专利权范畴。
权利要求
1.一种无桥式整流功率因数校正电路,其特征在于,其具有一电感器,其一端耦接至一火线输入端;一第一二极管,其一端耦接至该电感器的另一端;一第二二极管,其一端耦接至一中性输入端;一控制单元,其输入端分别耦接至该火线输入端及中性输入端;一第一开关,是为一三端组件,其第一端耦接至该控制单元,第二端则分别耦接至该第一二极管及该电感器,其可接受该控制单元的控制而开启或关闭;一第二开关,亦为一三端组件,其第一端耦接至该控制单元,第二端则分别耦接至该第二二极管及该中性输入端,其可接受该控制单元的控制而开启或关闭;以及一电容器,其一端分别耦接至该第一二极管及第二二极管的另一端,另一端则耦接至该第一开关及第二开关的第三端;由该控制单元的控制,于正半周时,可使电流流过该火线输入端、电感器、第一二极管、电感器及第二开关而至中性输入端形成回路;而于负半周时,可使电流可流过该中性输入端、第二二极管、电容器、第一开关及电感器而至火线输入端形成回路,以降低该功率因数校正电路的传导损失。
2.根据权利要求1项所述的无桥式功率因数校正电路,其特征在于,其中该第一开关、该第二开关可为一电力开关。
3.根据权利要求2项所述的无桥式功率因数校正电路,其特征在于,其中该电力开关为N信道金氧半场效晶体管N信道接面场效晶体管、P信道金氧半场效晶体管或P信道接面场效晶体管。
4.根据权利要求3项所述的无桥式功率因数校正电路,其特征在于,其中该第一端是该金氧半场效晶体管的栅极,该第二端是该金氧半场效晶体管的漏极,该第三端是该金氧半场效晶体管的源极。
5.根据权利要求1项所述的无桥式功率因数校正电路,其特征在于,其中该第一二极管及该第二二极管为一整流二极管。
6.根据权利要求1项所述的无桥式功率因数校正电路,其特征在于,其中该控制单元是一功率因数校正控制器,其可于正半周时,使该第二开关持续导通,该第一开关先导通再关闭;于该第一开关导通时,可储存电能于该电感器;而于该第一开关关闭时,可释放该电感器的电能。
7.根据权利要求6项所述的无桥式功率因数校正电路,其特征在于,其中该控制单元于负半周时,使该第一开关持续导通,该第二开关先导通再关闭;于该第二开关导通时,可储存电能于该电感器;而于该第二开关关闭时,可释放该电感器的电能。
8.一种无桥式整流功率因数校正电路的控制方法,是用以控制一功率因数校正电路的传导效率,其中该功率因数校正电路包括一电感器、一第一二极管、一第二二极管以及一电容器,其特征在于,其包括下列步骤提供一第一开关,分别耦接至该第一二极管及该电感器;提供一第二开关,分别耦接至该第二二极管及该中性输入端;以及提供一控制单元,分别耦接至该第一开关及该第二开关,该控制单元于正半周期间使该第二开关持续导通且第一开关先导通再关闭;并于负半周期间使该第一开关持续导通且该第二开关先导通再关闭,以降低该功率因数校正电路的传导损失。
9.根据权利要求8项所述的无桥式整流功率因数校正电路的控制方法,其特征在于,其中该第一开关、该第二开关为一电力开关,其为N信道金氧半场效晶体管N信道接面场效晶体管、P信道金氧半场效晶体管或P信道接面场效晶体管。
10.根据权利要求8项所述的无桥式整流功率因数校正电路的控制方法,其特征在于,其中该第一二极管及该第二二极管为一整流二极管。
全文摘要
本发明提出一种无桥式整流功率因数校正电路及其控制方法,其中该无桥式整流功率因数校正电路具有一只功率因数校正电感器、二只二极管整流器、一只控制单元、二只功率MOS开关、以及一只储能电容;以形成一完整的升压电路。与传统无桥式整流功率因数校正电路的控制方法比较,本发明的控制方法有较低的传导损失;因而较高的转换效率。
文档编号H02M1/12GK101064433SQ20061007652
公开日2007年10月31日 申请日期2006年4月28日 优先权日2006年4月28日
发明者黄明和 申请人:高效电子股份有限公司
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