具輸入電壓控制的功率因數校正電路的製作方法
2023-06-03 03:20:01
專利名稱：具輸入電壓控制的功率因數校正電路的製作方法
技術領域：
本實用新型是有關於一種功率因數校正電路，尤指一種具輸入電壓控制的功率因數校正電路，其具有一電壓偵測器，可於輸入電壓的準位高於該默認值時，該功率因數校正電路才輸出控制信號使該開關開始切換，以降低低輸入電壓時所造成的大輸入電流的問題。
背景技術：
按，具輸入電壓控制的功率因數校正電路通常可用於電源供應器中，以改善其功率因數。請參照圖1(a)及1(b)，其中圖1(a)繪示功率因數(power factor，PF)的定義示意圖；圖1(b)繪示目前已知主動式功率因數校正電路的輸入電壓及輸出電壓的示意圖。如圖1(a)所示，功率因數(powerfactor，PF)的定義為PF＝cosθ，其中θ表示輸入電壓及輸入電流間的相位差。
如圖1(b)所示，為達到IEC1000-3-2的諧波規範及使功率因數為1，目前已知的主動式(active)功率修正電路皆已設定於輸入電壓約0V時即開始輸出控制信號(即圖1(b)中的主動式功率修正電路輸出信號)，以便使電源電路開始進行切換。
上述的主動式功率修正電路雖可得到良好的功率因數，但是於低輸入電壓時進行切換，將會造成較大的輸入電流，進而使得電路的效率大幅降低；此外，大的輸入電流也容易使主動式功率修正電路中的磁性組件飽和，而提高機器故障的機率，為解決此問題需要使用更高等級的組件，但如此也將增加生產成本，誠屬美中不足之處。
有鑑於此，需要一種具輸入電壓控制的功率因數校正電路，其具有一電壓偵測器，可於輸入電壓的準位高於該默認值時，該功率因數校正電路才輸出控制信號使該開關開始切換，以降低低輸入電壓時所造成的大輸入電流的問題，以改善已知主動式功率修正電路的缺點。
實用新型內容本實用新型的一目的是提供一種具輸入電壓控制的功率因數校正電路，其具有一電壓偵測器，可於輸入電壓的準位高於該默認值時，該功率因數校正電路才輸出控制信號使該開關開始切換，以降低低輸入電壓時所造成的大輸入電流的問題。
為達上述的目的，本實用新型的一種具輸入電壓控制的功率因數校正電路，其特徵在於，其具有
一電感器，其一端耦接至一電源輸入端；一電壓偵測器，其一端耦接至該電感器及該電源輸入端，其具有一默認值以偵測一輸入電壓的準位；一功率因數校正電路，其一端耦接至該電壓偵測器的輸出；一開關，是為一三端組件，其第一端耦接至該電感器的另一端，第二端耦接至該功率因數校正電路的輸出端，第三端耦接另一電源輸入端後接地；一整流器，其一端耦接至該電感器及該開關的第一端；以及一電容器，其一端耦接至該整流器的另一端，另一端則接地；該輸入電壓的準位高於該默認值時，該功率因數校正電路可輸出控制信號使該開關開始切換；當該輸入電壓的準位低於該默認值時，該功率因數校正電路可關閉該開關停止切換。
其中該開關為一金屬氧化半場效應電晶體。
其中該金屬氧化半場效應電晶體為一N信道增強型金屬氧化半場效應電晶體或P信道增強型金屬氧化半場效應電晶體。
其中該第一端是該金屬氧化半場效應電晶體的漏極，該第二端是該金屬氧化半場效應電晶體的柵極，該第三端是該金屬氧化半場效應電晶體的源極。
其中該電壓偵測器為一齊納二極體電路、一運算放大器電路或一由分壓電阻構成的迴路。
其中該電壓偵測器的默認值為輸入電壓的1-50％。
其進一步具有一橋式整流器，其是串接於該電源輸入端及該電壓偵測器之間。
其中該電壓偵測器的電壓偵測點設於該橋式整流器之前或之後。
本實用新型的有益效果是本實用新型的具輸入電壓控制的功率因數校正電路，其具有一電壓偵測器，可於輸入電壓的準位高於該默認值時，該功率因數校正電路才輸出控制信號使該開關開始切換，以降低低輸入電壓時所造成的大輸入電流的問題。
為使審查員能進一步了解本實用新型的結構、特徵及其目的，
以下結合附圖及較佳具體實施例的詳細說明如後，其中圖1(a)及1(b)為示意圖，其分別繪示功率因數的定義示意圖及目前已知主動式功率因數校正電路的輸入電壓及輸出電壓的示意圖。
圖2為一示意圖，其繪示本實用新型一較佳實施例的具輸入電壓控制的功率因數校正電路的方塊示意圖。
圖3為一示意圖，其繪示本實用新型的具輸入電壓控制的功率因數校正電路的輸出波形示意圖。
具體實施方式
請參照圖2，其繪示本實用新型一較佳實施例的具輸入電壓控制的功率因數校正電路的方塊示意圖。如圖所示，本實用新型的具輸入電壓控制的功率因數校正電路，包括一電感器10；一電壓偵測器20；一功率因數校正電路30；一開關40；一整流器50；以及一電容器60所組合而成。
其中，該電感器10的一端耦接至一電源輸入端(Vi)，用以儲存電能，惟此是一般電源供應器所已知的，故在此不擬贅述。
該電壓偵測器20的一端耦接至該電感器10及該電源輸入端，其具有一默認值，可偵測一輸入電壓的準位。其中，該電壓偵測器20的默認值可為輸入電壓的1-50％。而該電壓偵測器20則可為例如但不限於一齊納二極體(Zenerdiode)電路、一運算放大器電路(OPAmp)或一由分壓電阻構成的迴路，用以偵測該輸入電壓(Vi)的準位。
該功率因數校正電路30的一端耦接至該電壓偵測器20的輸出，其可根據該電壓偵測器20的輸出控制該開關40的開啟或關閉。
該開關40是為一三端組件，例如但不限於為一N信道增強型金屬氧化半場效應電晶體(N-channel MOSFET)或P信道增強型金屬氧化半場效應電晶體(P-channel MOSFET)，在本實施例中是以N信道增強型金屬氧化半場效應電晶體(N-channel MOSFET)為例加以說明，惟熟習該項技術人士當知，當其為P信道增強型金屬氧化半場效應電晶體(P-channelMOSFET)時，其控制信號將為反相。其中，該第一端是該金屬氧化半場效應電晶體的漏極(Drain)，該第二端是該金屬氧化半場效應電晶體的柵極(Gate)，該第三端是該金屬氧化半場效應電晶體的源極(Source)。
此外，本實用新型的功率因數校正電路進一步具有一橋式整流器80，其是串接於該電源輸入端及該電壓偵測器20之間，且該電壓偵測器20的電壓偵測點可設於該橋式整流器80之前或之後。
請參照圖3，其繪示本實用新型的具輸入電壓控制的功率因數校正電路的輸出波形示意圖。如圖所示，本實用新型的具輸入電壓控制的功率因數校正電路於運作時，當該輸入電壓(Vi)的準位低於該默認值(例如低於輸入電壓(Vi)的50％)時，該電壓偵測器20的輸出並不會致能該功率因數校正電路30，因此，該功率因數校正電路30將控制該開關50停止切換；當該輸入電壓(Vi)的準位高於該電壓偵測器20的默認值(例如高於輸入電壓(Vi)的51％)時，該電壓偵測器20的輸出將會致能該功率因數校正電路30，使該功率因數校正電路30輸出方波型式的控制信號而使該開關50開始切換。因此，於低輸入電壓期間(即輸入電壓(Vi)＝0-49％期間)，該功率因數校正電路30並不會輸出方波型式的控制信號，亦即該開關50是為關閉，因此，其並不會具有大的輸入電流。因此，本實用新型的具輸入電壓控制的功率因數校正電路確可改善已知主動式功率因數校正電路的缺點，且具進步性。
所以，經由本實用新型的實施，其具有一電壓偵測器，可於輸入電壓的準位高於該默認值時，該功率因數校正電路才輸出控制信號使該開關開始切換，以降低低輸入電壓時所造成的大輸入電流的問題，以改善已知主動式功率修正電路的缺點。
本實用新型所揭示的，乃較佳實施例，凡是局部的變更或修飾而源於本實用新型的技術思想而為熟習該項技術的人所易於推知的，俱不脫本實用新型的專利權範疇。
權利要求1.一種具輸入電壓控制的功率因數校正電路，其特徵在於，其具有一電感器，其一端耦接至一電源輸入端；一電壓偵測器，其一端耦接至該電感器及該電源輸入端，其具有一默認值以偵測一輸入電壓的準位；一功率因數校正電路，其一端耦接至該電壓偵測器的輸出；一開關，是為一三端組件，其第一端耦接至該電感器的另一端，第二端耦接至該功率因數校正電路的輸出端，第三端耦接另一電源輸入端後接地；一整流器，其一端耦接至該電感器及該開關的第一端；以及一電容器，其一端耦接至該整流器的另一端，另一端則接地。
2.如權利要求1項所述的具輸入電壓控制的功率因數校正電路，其特徵在於，其中該開關為一金屬氧化半場效應電晶體。
3.如權利要求2項所述的具輸入電壓控制的功率因數校正電路，其特徵在於，其中該金屬氧化半場效應電晶體為一N信道增強型金屬氧化半場效應電晶體或P信道增強型金屬氧化半場效應電晶體。
4.如權利要求3項所述的具輸入電壓控制的功率因數校正電路，其特徵在於，其中該第一端是該金屬氧化半場效應電晶體的漏極，該第二端是該金屬氧化半場效應電晶體的柵極，該第三端是該金屬氧化半場效應電晶體的源極。
5.如權利要求1項所述的具輸入電壓控制的功率因數校正電路，其特徵在於，其中該電壓偵測器為一齊納二極體電路、一運算放大器電路或一由分壓電阻構成的迴路。
6.如權利要求5項所述的具輸入電壓控制的功率因數校正電路，其特徵在於，其中該電壓偵測器的默認值為輸入電壓的1-50％。
7.如權利要求1項所述的具輸入電壓控制的功率因數校正電路，其特徵在於，其進一步具有一橋式整流器，其是串接於該電源輸入端及該電壓偵測器之間。
8.如權利要求7項所述的具輸入電壓控制的功率因數校正電路，其特徵在於，其中該電壓偵測器的電壓偵測點設於該橋式整流器之前或之後。
專利摘要本實用新型是關於一種具輸入電壓控制的功率因數校正電路，其具有一電感器；一電壓偵測器，其具有一默認值；一功率因數校正電路；一開關；一整流器；以及一電容器；該輸入電壓的準位高於該默認值時，該功率因數校正電路可輸出控制信號使該開關開始切換；當該輸入電壓的準位低於該默認值時，該功率因數校正電路可關閉該開關停止切換。由上述的功率因數校正電路可解決低輸入電壓時所造成的大輸入電流的問題。
文檔編號H02M1/14GK2907074SQ200620115709
公開日2007年5月30日 申請日期2006年5月31日 優先權日2006年5月31日
發明者黃明和 申請人:高效電子股份有限公司