專利名稱：功因校正電路架構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種功因校正電路架構(gòu)，特別是涉及一種利用一變壓 器與 一 電阻取得的脈寬調(diào)變單元所需參考電壓，且可降低功率損耗的功因 才交正電路架構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今電源供應(yīng)器已經(jīng)普遍應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品，且技術(shù)亦不斷精進(jìn)，其 輸出功率也不斷上升，為了更進(jìn)一步提高功率，勢必要提高工作的效率。電 源供應(yīng)器的效率是參考一功率因素，該功率因素指的是有效功率與總耗電 量(視在功率)之間的關(guān)系，也就是有效功率除以總耗電量(視在功率)的比 值，有效功率愈接近總耗電量，則功率因素愈高，亦即工作效率愈好，工作 效率的提升將能夠達(dá)到實(shí)際輸出功率提升、減少損耗、降低廢熱的優(yōu)點(diǎn)，加 上歐盟公布的安規(guī)與諧波規(guī)范，對各種電子產(chǎn)品的用電效率皆有高標(biāo)準(zhǔn)的 要求，使各業(yè)者必須致力于改善產(chǎn)品用電的工作效率。目前研發(fā)電源供應(yīng)器的企業(yè)普遍4吏用功因才交正電j珞(Power Factor Correction)提高功率因 素，尤其是主動式功因校正電路更將工作效率提高至80%以上，該主動式功 因校正電路的工作原理是偵測輸入電壓位準(zhǔn)，并利用一半導(dǎo)體開關(guān)單元(通 常為一 M0SFET)與 一脈寬調(diào)變單元控制電流的相位，使輸入的電流相位能調(diào) 整接近電壓的相位，提高實(shí)際功率。現(xiàn)有習(xí)知的電路請參閱圖1所示，是現(xiàn)有習(xí)知的電源供應(yīng)器的電路方 塊圖，交流電力輸入后經(jīng)過一整流單元1與一初級的濾波單元2后，將交流 電力轉(zhuǎn)換為直流電力送至后端電力輸出單元3，而該濾波單元2與電力輸出 單元3之間設(shè)有一功因校正電路，該功因校正電路包括一開關(guān)單元4、 一儲 能電感8、 一輸出二極管9、 一檢知電阻5以及一脈寬調(diào)變單元6,利用該 開關(guān)單元4調(diào)整該整流單元1輸出的直流電流相位，該脈寬調(diào)變單元6產(chǎn) 生該開關(guān)單元4的工作周期，而該脈寬調(diào)變單元6利用一參考電壓以產(chǎn)生該 開關(guān)單元4的導(dǎo)通周期；而以往取得該參考電壓的技術(shù)手段是在該開關(guān)單 元4旁串聯(lián)該檢知電阻5,使該檢知電阻5在直流電流流過時(shí)產(chǎn)生一參考電 壓，因此該脈寬調(diào)變單元6可以藉此調(diào)整該直流電流的相位；但是因?yàn)殡娫?供應(yīng)器的輸出功率不斷提升，其產(chǎn)生的直流電流亦隨之增大，該現(xiàn)有習(xí)知 的功因校正電路中的檢知電阻5所產(chǎn)生的損耗亦日漸提升，其計(jì)算功率的 算式如下 P - I X R為使該脈寬調(diào)變單元6辨別該檢知電阻5兩端的參考電壓而工作，其方 法之一是使用靈敏度較高的脈寬調(diào)變單元6，但該脈寬調(diào)變單元6的成本將 上升，或者可使用較大的檢知電阻5，使其兩端產(chǎn)生的參考電壓可放大至使 該脈寬調(diào)變單元6可正確辯別，此方法又將增加該功因校正電路的損耗,導(dǎo) 致產(chǎn)品無法通過各國安規(guī)的要求，故需要一改善的方案來達(dá)到價(jià)格合理且 低損耗的目的。由此可見，上述現(xiàn)有的功因校正電路在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有 不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠 商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè) 者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型的功因校正電路架構(gòu)，實(shí)屬 當(dāng)前重要研發(fā)i果題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。有鑒于上述現(xiàn)有的功因校正電路存在的缺陷，本設(shè)計(jì)人基于從事此類 產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極 加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型的功因校正電路架構(gòu)，能夠改進(jìn)一般現(xiàn) 有的功因校正電路，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過反 復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本實(shí)用新型。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，有鑒于上述電源供應(yīng)器輸出功率上升，導(dǎo)致 現(xiàn)有習(xí)用的功因校正電路損耗隨之上升的問題，以及各國安規(guī)對于降低損 耗的嚴(yán)格要求，而提供一種新型的功因校正電路架構(gòu)，所要解決的技術(shù)問 題是使其提供一種可以校正功率因素的電路，并且該電路可以確實(shí)降低損 耗，而可以滿足安規(guī)規(guī)范與提升工作效率，從而更加適于實(shí)用。本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問題是釆用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) 的。依據(jù)本實(shí)用新型提出的一種功因校正電路架構(gòu)，用于包括一整流單元 與電力輸出單元的電源供應(yīng)器，該功因校正電路架構(gòu)是連接于該整流單元 后端，并調(diào)整該整流單元后端的直流電流相位，其中，該功因校正電路架構(gòu) 包括 一接收整流后的直流電力進(jìn)行儲能放電的儲能電感； 一電性連接于 該儲能電感及電力輸出單元之間的輸出二極管； 一并聯(lián)于該整流單元后端 的開關(guān)單元； 一磁性材料； 一串連于該開關(guān)單元且繞于該磁性材料的一次 側(cè)繞組； 一繞于該/磁性材料的二次側(cè)繞組，該直流電流流留經(jīng)上述一次側(cè) 繞組時(shí)，該二次側(cè)繞組產(chǎn)生一感應(yīng)電流； 一跨接于該二次側(cè)繞組兩端的檢 知電阻，使該二次側(cè)繞組的感應(yīng)電流在該檢知電阻兩端產(chǎn)生一參考電壓；以 及一脈寬調(diào)變單元，以上述參考電壓，產(chǎn)生該開關(guān)單元的工作周期，藉以調(diào) 整該直流電流的相位。進(jìn)一步^現(xiàn):'、、"、、。、。、。'力、、、' 前述的功因校正電路架構(gòu)，其中所述的整流單元是將輸入的交流電力 轉(zhuǎn)換為直流電力。前述的功因校正電路架構(gòu)，其中所述的電力輸出單元與輸出二極管之 間更包括有一主變壓器。前述的功因校正電路架構(gòu)，其中所述的開關(guān)單元導(dǎo)通時(shí)該直流電流是 流經(jīng)開關(guān)單元，而該開關(guān)單元斷開時(shí)則流至該電力輸出單元。前述的功因校正電路架構(gòu)，其中所述的開關(guān)單元導(dǎo)通時(shí)，該直流電流的 能量是儲存于儲能電感中。前述的功因校正電路架構(gòu)，其中所述的直流電流與感應(yīng)電流的大小比 例與該一次側(cè)繞組與二次側(cè)繞組的匝數(shù)比成反比。前述的功因校正電路架構(gòu)，其中所述的二次側(cè)繞組的匝數(shù)大于該一次 側(cè)繞組，使二次側(cè)繞組的感應(yīng)電流小于一次側(cè)的直流電流。前述的功因校正電路架構(gòu)，其中所述的參考電壓是該感應(yīng)電流流經(jīng)該 才企知電阻所產(chǎn)生的電位差。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。經(jīng)由以上可 知，為了達(dá)到上述目的，依據(jù)本實(shí)用新型一種功因校正電路架構(gòu)，包含一儲 能電感、 一輸出二極體、 一脈寬調(diào)變單元與一開關(guān)單元以及由一磁性材料 繞有一次側(cè)繞組與二次側(cè)繞組所形成的換流變壓器，該功因校正電路架構(gòu) 是連接于電源供應(yīng)器的一整流單元與一電力輸出單元前端的主變壓器之 間，使該整流單元輸出的直流電流流經(jīng)該功因校正電路的換流變壓器，使其 二次側(cè)繞組產(chǎn)生與流經(jīng)該一次側(cè)繞組的直流電流成等比例縮小的一感應(yīng)電 流，并在二次側(cè)繞組跨接一檢知電阻以取得一參考電壓，該參考電壓供該脈 寬調(diào)變單元產(chǎn)生該開關(guān)單元的工作周期，而該開關(guān)單元調(diào)整直流電流的相 位使其接近直流電壓的相位。借由上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型功因校正電路架構(gòu)至少具有下列優(yōu)點(diǎn)由以上可知，本實(shí)用新型的檢知電阻兩端的參考電壓大小是由該感應(yīng) 電流與該檢知電阻決定，因此僅需要選用適當(dāng)?shù)脑摍z知電阻即可提供該脈 寬調(diào)變單元適當(dāng)?shù)膮⒖茧妷海钟捎谠摳袘?yīng)電流遠(yuǎn)小于該直流電流，因此 在該檢知電阻的功率損耗可以大幅度降低，若一次側(cè)繞組與二次側(cè)繞組的 臣數(shù)比為1: 10,則該檢知電阻上的功率損耗可以降至現(xiàn)有習(xí)知架構(gòu)的百分之一，而形成損耗極低的功因校正電路架構(gòu)。因此，本實(shí)用新型提供了一種可以校正功率因素的電路，可以有效的克
服現(xiàn)有技術(shù)的電源供應(yīng)器輸出功率上升，導(dǎo)致現(xiàn)有習(xí)用的功因校正電路損 耗隨之上升的問題，且可符合各國安規(guī)對于降低損耗的嚴(yán)格要求，故本實(shí) 用新型可以校正功率因素的電路，可以確實(shí)降低損耗，而可以滿足安規(guī)規(guī) 范要求與提升工作效率，非常適于實(shí)用。綜上所述，本實(shí)用新型是有關(guān)于一種功因校正電路架構(gòu)，是用于調(diào)整 電源供應(yīng)器中的整流單元輸出的直流電流相位，包含一儲能電感、 一輸出二 極管、 一開關(guān)單元、 一脈寬調(diào)變單元、 一檢知電阻與一換流變壓器，該換 流變壓器利用該整流單元輸出的直流電流產(chǎn)生一感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流在 該檢知電阻兩端產(chǎn)生一參考電壓，使該脈寬調(diào)變單元得以藉該參考電壓產(chǎn) 生該開關(guān)單元的工作周期，使該開關(guān)單元得以控制該直流電流的流向而調(diào) 整電流相位。本實(shí)用新型利用一變壓器與一電阻取得的脈寬調(diào)變單元所需 參考電壓，且可以降低功率的損耗。本實(shí)用新型具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用 價(jià)值，其不論在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有顯著的進(jìn) 步，且較現(xiàn)有的功因校正電路具有增進(jìn)的突出功效，從而更加適于實(shí)用，并 具有產(chǎn)業(yè)廣泛利用價(jià)值，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí) 用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用 新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施 例，并配合附圖，詳細(xì)i兌明如下。


圖l是現(xiàn)有習(xí)知的電源供應(yīng)器的方塊圖。圖2是本實(shí)用新型功因校正電路架構(gòu)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及 功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本實(shí)用新型提出的功因校正電路 架構(gòu)其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。請參閱圖2所示，是本實(shí)用新型功因校正電路架構(gòu)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示 意圖。本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式如圖2所示，是應(yīng)用于電源供應(yīng)器的功 因校正電路中，該功因校正電路架構(gòu)是連接于電源供應(yīng)器的一整流單元1與 一電力輸出單元3前端的主變壓器之間，該電源供應(yīng)器具有一將交流電力 轉(zhuǎn)換為直流電力的整流單元1以及輸出直流電力的電力輸出單元3,該整流 單元1與電力輸出單元3之中更可包含一濾波單元2,而本實(shí)用新型的功因 校正電路架構(gòu)并聯(lián)于該整流單元1與電力輸出單元3之間。該功因校正電路架構(gòu)，包含一儲能電感8、 一輸出二極體9、 一開關(guān)單
元4 、 一脈寬調(diào)變單元6 、 一檢知電阻5以及由 一次側(cè)、二次側(cè)繞組繞于一 磁性材料上形成的一換流變壓器7;其中該整流單元1輸出的直流電流在該開關(guān)單元4斷開時(shí)流經(jīng)該電力輸出 單元3，而在該開關(guān)單元4導(dǎo)通時(shí)流經(jīng)該開關(guān)單元4且將能量儲存于該儲能 電感8，藉由控制該開關(guān)單元4的導(dǎo)通與斷開而形成一與電壓相位接近的電 流波形；該開關(guān)單元4，是受控于一脈寬調(diào)變單元6，該開關(guān)單元4的工作周期 是由該脈寬調(diào)變單元6比較整流單元1輸出的直流電壓與一參考電壓而產(chǎn) 生，而該參考電壓的產(chǎn)生是藉流經(jīng)該開關(guān)單元4的直流電流而產(chǎn)生，該開關(guān) 單元4旁串聯(lián)該換流變壓器7的一次側(cè)繞組，使該開關(guān)單元4導(dǎo)通時(shí)直流 電流流經(jīng)該換流變壓器7的一次側(cè)繞組，而在該換流變壓器7的二次側(cè)繞 組產(chǎn)生一感應(yīng)電流，該換流變壓器7的二次側(cè)繞組的兩端3爭接有一檢知電阻 5,使感應(yīng)電流在該檢知電阻5的兩端產(chǎn)生一電位差供該脈寬調(diào)變單元6作 為參考電壓；該換流變壓器7的二次側(cè)繞組的匝數(shù)大于該一次側(cè)繞組的匝數(shù)，因此 該直流電流與感應(yīng)電流的大小比例與該一次側(cè)繞組與二次側(cè)繞組的匝數(shù)比 成反比，亦即一次側(cè)繞組匝數(shù)固定時(shí)，二次側(cè)繞組匝數(shù)愈多則感應(yīng)電流愈 小，故感應(yīng)電流遠(yuǎn)小于該直流電流，根據(jù)歐姆定律V = I x R可以得知該檢知電阻5兩端的參考電壓大小是由該感應(yīng)電流與該檢 知電阻5決定，因此僅需要選用適當(dāng)?shù)臋z知電阻5即可以提供該脈寬調(diào)變 單元6適當(dāng)?shù)膮⒖茧妷?，又由于該感?yīng)電流遠(yuǎn)小于該直流電流，因此在該 檢知電阻5的功率損耗可以大幅度降低，若一次側(cè)繞組與二次側(cè)繞組的匝 數(shù)比為1: 10,則該檢知電阻5上的功率損耗可以降至現(xiàn)有習(xí)知架構(gòu)的百分 之一，而形成損耗極低的功因校正電路架構(gòu)。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作 任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非 用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技 術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同 變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí) 用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均 仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種功因校正電路架構(gòu)，用于包括一整流單元(1)與電力輸出單元(3)的電源供應(yīng)器，該功因校正電路架構(gòu)是連接于該整流單元(1)后端，并調(diào)整該整流單元(1)后端的直流電流相位，其特征在于該功因校正電路架構(gòu)包括一接收整流后的直流電力進(jìn)行儲能放電的儲能電感(8)；一電性連接于該儲能電感(8)及電力輸出單元(3)之間的輸出二極管(9)；一并聯(lián)于該整流單元(1)后端的開關(guān)單元(4)；一磁性材料；一串連于該開關(guān)單元(4)且繞于該磁性材料的一次側(cè)繞組；一繞于該磁性材料的二次側(cè)繞組，該直流電流流留經(jīng)上述一次側(cè)繞組時(shí)，該二次側(cè)繞組產(chǎn)生一感應(yīng)電流；一跨接于該二次側(cè)繞組兩端的檢知電阻(5)，使該二次側(cè)繞組的感應(yīng)電流在該檢知電阻(5)兩端產(chǎn)生一參考電壓；以及一脈寬調(diào)變單元(6)，以上述參考電壓，產(chǎn)生該開關(guān)單元(4)的工作周期，藉以調(diào)整該直流電流的相位。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功因校正電路架構(gòu)，其特征在于其中所述的 整流單元(1)是將輸入的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功因校正電路架構(gòu)，其特征在于其中所述的 電力輸出單元(3)與輸出二極管(9)之間更包括有一主變壓器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的功因校正電路架構(gòu)，其特征在于其中所述的 開關(guān)單元(4)導(dǎo)通時(shí)該直流電流是流經(jīng)開關(guān)單元(4),而該開關(guān)單元(4)斷開 時(shí)則流至該電力輸出單元(3)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的功因校正電路架構(gòu)，其特征在于其中所述的 開關(guān)單元(4)導(dǎo)通時(shí)，該直流電流的能量是儲存于儲能電感(8)中。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的功因校正電路架構(gòu)，其特征在于其中所述的 直流電流與感應(yīng)電流的大小比例與該一次側(cè)繞組與二次側(cè)繞組的匝數(shù)比成 反比。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功因校正電路架構(gòu)，其特征在于其中所述的 二次側(cè)繞組的臣lt大于該一次側(cè)繞組，4吏二次側(cè)繞組的感應(yīng)電流小于一次 側(cè)的直流電流。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述的功因校正電路架構(gòu)，其 特征在于其中所述的參考電壓是該感應(yīng)電流流經(jīng)該檢知電阻(5)所產(chǎn)生的 電位差。
專利摘要本實(shí)用新型是有關(guān)于一種功因校正電路架構(gòu)，是用于調(diào)整電源供應(yīng)器中的整流單元輸出的直流電流相位，包含一儲能電感、一輸出二極管、一開關(guān)單元、一脈寬調(diào)變單元、一檢知電阻與一換流變壓器，該換流變壓器利用該整流單元輸出的直流電流產(chǎn)生一感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流在該檢知電阻的兩端產(chǎn)生一參考電壓，使該脈寬調(diào)變單元得以藉該參考電壓產(chǎn)生該開關(guān)單元的工作周期，使該開關(guān)單元得以控制該直流電流的流向而調(diào)整電流相位。本實(shí)用新型可以校正功率因素的電路，可以確實(shí)降低損耗，而可滿足安規(guī)規(guī)范的要求與提升工作效率，非常適于實(shí)用。
文檔編號H02M7/44GK201025693SQ20072000311
公開日2008年2月20日 申請日期2007年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月29日
發(fā)明者鄭雅仁 申請人:全漢企業(yè)股份有限公司