專利名稱：具輔助電路的降壓與升降壓pfc電路系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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子校正(PFC)電 路系統(tǒng)，尤指一種具有一第一輔助電路之降壓PFC電路系統(tǒng)或者一種具有一第一輔助電路 之升降壓PFC電路系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
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(gòu)中，包括一具有四個二極管、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(guān)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管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(guān)S之該第一端耦合于該 電感L之該第二端與該二極管D之該陽極，該開關(guān)S之該第二端耦合于該整流橋之該第二 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于該整流橋之該第一輸出端， 且該輸出電容之該第一端耦合于該二極管D之該陰極；當開關(guān)S開通時，輸入電源Vin對電 感L儲能；當開關(guān)S關(guān)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?shù)截撦d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(gòu)中，包括一具有四個二極管、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(guān)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管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(guān)系與第一圖中之 該升壓PFC電路不同，其中該開關(guān)S之該第一端耦合于該整流橋之該第一輸出端，該開關(guān)S 之該第二端耦合于該電感L之該第一端與該二極管D之該陰極，該二極管D之該陽極耦合 于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于該輸 出電容之該第一端；當開關(guān)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(guān)S關(guān)斷時，儲存在電感中的能量通過二極管D傳輸?shù)截撦d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(gòu)中，包括一具有四個二極管、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(guān)Sl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管Dl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(guān)S 1之該第一端耦合于該整流橋之該第一輸出端，該第 一開關(guān)Sl之該第二端耦合于該電感L之該第一端與該第一二極管Dl之該陰極，該第一二 極管Dl之該陽極耦合于該整流橋之該第二輸出端、該第二開關(guān)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于該第二二極管D2之該陽極與該第二開關(guān)S2之 該第一端，且該第二二極管之該陰極耦合于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(lián)。當輸入電壓Vin大于輸出電壓Vo時，開關(guān)S2 始終關(guān)斷，二極管D2始終導通，此時電路工作于降壓型模式；當輸入電壓Vin小于輸出電壓 Vo時，開關(guān)Sl始終導通，二極管Dl始終不導通，此時電路工作于升壓模式。降壓型/升降壓型PFC電路可以設定輸出電壓Vo小于輸入電壓Vin，在低輸入電 壓時，由于輸入電壓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.由于對降壓型/升降壓型PFC電路輸入開關(guān)S(Sl)的開通與關(guān)斷的控制，在運 用輸入交流電源做輸入脈沖沖擊測試時，一旦開關(guān)S(Sl)關(guān)斷，此時很大的沖擊能量就會 釋放在開關(guān)S(Sl)兩端，從而產(chǎn)生很高的開關(guān)尖峰，甚至可能將開關(guān)擊壞。2.在桌上型計算機或者服務器的電源工作于待機模式時，為了降低電源的待機功 耗，通常PFC電路不工作，此時開關(guān)S(Sl)關(guān)斷。如果將待機電源接于PFC電路后，此時就 無法正常工作。如果將待機電源接于整流橋之后時，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(guī)格。因此為解決以上問題本發(fā)明提出了一種采用降壓型/升降壓型PFC電路的新架 構(gòu)。職是之故，發(fā)明人鑒于習知技術(shù)之缺失，乃思及改良發(fā)明之意念，終能發(fā)明出本案 之「具輔助電路之降壓與升降壓PFC電路系統(tǒng)及其方法」。
發(fā)明內(nèi)容
本案之主要目的在于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(tǒng)。當對該系統(tǒng)進行一沖擊測試時，一輸入脈沖信號流經(jīng)該第一輔助電路，由該第一輔助 電路吸收一沖擊能量，使該系統(tǒng)的一開關(guān)能免于損壞。而當該系統(tǒng)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于提供一種功率因子校正(PFC)電路系統(tǒng)，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(jīng)整流之直流電壓，一第一 輔助電路，包括一第一二極管，具一陽極與一陰極，其中該陽極耦合于該整流橋之該第一輸 出端，以及一第二二極管，具一陽極與一陰極，其中該陰極耦合于該第一二極管之該陰極， 一存儲吸收電路，具一第一端與一第二端，該第一端耦合于該第一二極管之該陰極，該第二 端耦合于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 端耦合于該第二二極管之該陽極，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，其中該第一電容并聯(lián)電連結(jié)于該第一與該第二輸出端，該第一與該第二輸入端 分別耦合于該第一二極管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于該 第二二極管之該陽極，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 于該第二二極管之該陰極，且該第二輸入端耦合于該整流橋之第二輸出端。根據(jù)上述之構(gòu)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(jù)上述之構(gòu)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 之一第三二極管，一第四二極管與一第五二極管，一具一第一端與一第二端之一第三電容與一第四電容，其中該第四二極管之該陰極耦合于該第三二極管之該陽極，該第四二極管 之該陽極耦合于該第五二極管之該陰極，該第四電容之該第二端耦合于該第四二極管之該 陽極與該第五二極管之該陰極，該第四電容之該第一端耦合于該第三二極管之該陰極，且 該第五二極管之該陽極耦合于該第三電容之該第二端，該第三電容之該第一端耦合于該第 三二極管之該陽極與該第四二極管之該陰極。根據(jù)上述之構(gòu)想，該系統(tǒng)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 一直流總線(DC bus)電壓，該直流電源為一待機電源，且更包括一輸出端，用于輸出一待機 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并聯(lián)電連 接于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于該第二二極管之該陽極與該PFC 電路之該第二輸出端，用于接收該直流總線電壓，且該直流/直流變換器之該輸出端用于 輸出一直流輸出電壓。根據(jù)上述之構(gòu)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 極管，該第一整流二極管之該陽極與該第二整流二極管之該陰極耦合于該整流橋之該第一 輸入端，該第一整流二極管之該陰極與該第三整流二極管之該陰極耦合于該整流橋之該第 一輸出端，該第二整流二極管之該陽極與該第四整流二極管之該陽極耦合于該整流橋之該 第二輸出端，且該第三整流二極管之該陽極與該第四整流二極管之該陰極耦合于該整流橋 之該第二輸入端。根據(jù)上述之構(gòu)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(guān)，一具一陽極與一陰極之第三二極管與一具一第一端與一第二端之 電感，該開關(guān)之該第一端耦合于該降壓PFC電路之該第一輸入端，該第三二極管之該陰極 耦合于該開關(guān)之該第二端與該電感之該第一端，該第三二極管之該陽極耦合于該降壓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于該降 壓PFC電路之該第一輸出端。根據(jù)上述之構(gòu)想，當該交流輸入電壓為一輸入脈沖信號，用以進行一沖擊測試時， 該輸入脈沖信號流經(jīng)該第一二極管與該存儲吸收電路，以使該輸入脈沖信號所具有之一沖 擊能量被該存儲吸收電路所吸收，而使該經(jīng)整流之直流電壓被箝位于一第一預定值，使該 開關(guān)的一電壓尖峰值低于一第二預定值，以避免造成該開關(guān)之損壞。根據(jù)上述之構(gòu)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(jīng)過該第二二極管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(jù)上述之構(gòu)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(guān)，各具一陽極與一陰極之一第三與一第四二極 管與具一第一端與第二端之一電感，該第一開關(guān)之該第一端耦合于該升降壓PFC電路之該 第一輸入端，該第三二極管之該陰極耦合于該第一開關(guān)之該第二端與該電感之該第一端， 該第三二極管之該陽極耦合于該升降壓PFC電路之該第二輸入端與該第二開關(guān)之該第二 端，該第二開關(guān)之該第一端耦合于該電感之該第二端與該第四二極管之該陽極，該第二開 關(guān)之該第二端耦合于該升降壓PFC電路之該第二輸出端，且該第四二極管之該陰極耦合于該升降壓PFC電路之該第一輸出端。根據(jù)上述之構(gòu)想，當該交流輸入電壓為一輸入脈沖信號，用以進行一沖擊測試時， 該輸入脈沖信號流經(jīng)該第一二極管與該存儲吸收電路，以使該輸入脈沖信號所具有之一沖 擊能量被該存儲吸收電路所吸收，而使該經(jīng)整流之直流電壓被箝位于一第一預定值，使該 第一開關(guān)的一電壓尖峰值低于一第二預定值，以避免造成該第一開關(guān)之損壞。根據(jù)上述之構(gòu)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(jīng)過該第二二極管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于提供一種功率因子校正(PFC)電路系統(tǒng)，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(jīng)整流之直流電壓，一第一 輔助電路，包括一第一二極管，具一陽極與一陰極，其中該陽極耦合于該整流橋之該第一輸 出端，以及一第二二極管，具一陽極與一陰極，其中該陰極耦合于該第一二極管之該陰極， 一第一電容，具一第一端與一第二端，該第一端耦合于該第一二極管之該陰極，該第二端耦 合于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，其中該第一端耦合于 該第二二極管之該陽極，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，其中該第二電容并聯(lián)電連結(jié)于該第一與該第二輸出端，該第一與該第二輸入端分別耦 合于該第一二極管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于該第二二 極管之該陽極，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于該第二二 極管之該陰極，且該第二輸入端耦合于該整流橋之第二輸出端。為一第二輔助電路。根據(jù)上述之構(gòu)想，該系統(tǒng)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電路輸出一直流總線(DC bus)電壓，該直流電源為一待機電源，且更 包括一輸出端，用于輸出一待機電壓，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并聯(lián)電連接于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于該第二二極管之該陽極與該PFC電路之該第 二輸出端，用于接收該直流總線電壓，而該直流/直流變換器之該輸出端用于輸出一直流 輸出電壓。本案之再一主要目的在于提供一種用于一具有一整流橋、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子校正(PFC)電路 之PFC電路系統(tǒng)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管與一第 二二極管，該第一電容耦合于該PFC電路與該第二二極管，且該第二二極管耦合于該直流 電源，該方法包含下列之步驟(a)提供該PFC電路系統(tǒng)之一交流輸入電壓與該整流橋輸出 之一經(jīng)整流之直流電壓；(b)當該交流輸入電壓為一輸入脈沖信號，用以進行一沖擊測試 時，使該輸入脈沖信號流經(jīng)該第一二極管與該存儲吸收電路；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(jù)上述之構(gòu)想，該PFC電路更包括一第一開關(guān)，且該步驟(b)更包括下列之步 驟(bl)使該輸入脈沖信號所具有之一沖擊能量被該存儲吸收電路所吸收；( )使該經(jīng)整 流之直流電壓被箝位于一第一預定值；以及(b!3)使該第一開關(guān)的一電壓尖峰值低于一第二預定值，以避免造成該第一開關(guān)之損壞。根據(jù)上述之構(gòu)想，該步驟(C)更包括下列之步驟(Cl)當該交流輸入電壓進入 一省電模式時，經(jīng)過該第二二極管，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(jù)上述之構(gòu)想，該PFC電路為一降壓PFC電路或者一升降壓PFC電路。根據(jù)上述之構(gòu)想，該步驟(c)更包括下列之步驟(Cl)提供該PFC電路輸出之一 直流總線電壓的一數(shù)值與該經(jīng)整流之直流電壓的一峰值；以及(^)使該峰值的一半小于 該直流總線電壓的該數(shù)值，當該經(jīng)整流之直流電壓的一數(shù)值大于該直流總線電壓的該數(shù)值 時，由該經(jīng)整流之直流電壓提供該能量，而當該經(jīng)整流之直流電壓的該數(shù)值小于該直流總 線電壓之該數(shù)值時，由該直流總線電壓提供該能量，以避免該PFC電路系統(tǒng)之一交流輸入 電流出現(xiàn)一尖峰電流。
第一圖其系顯示一習知之升壓型PFC電路之電路圖；第二圖其系顯示一習知之降壓型PFC電路之電路圖；第三圖其系顯示一習知之升降壓型PFC電路之電路圖；第四圖其系顯示一依據(jù)本發(fā)明構(gòu)想之第一較佳實施例的降壓型PFC電路系統(tǒng)之 電路示意圖；第五圖其系顯示一依據(jù)本發(fā)明構(gòu)想之第二較佳實施例的升降壓型PFC電路系統(tǒng) 之電路示意圖；第六圖其系顯示一依據(jù)本發(fā)明構(gòu)想之第三較佳實施例的降壓型PFC電路系統(tǒng)之 電路示意圖；第七圖其系顯示一依據(jù)本發(fā)明構(gòu)想之第四較佳實施例的升降壓型PFC電路系統(tǒng) 之電路示意圖；第八圖其系顯示一依據(jù)本發(fā)明構(gòu)想之第三與第四較佳實施例的PFC電路系統(tǒng)且 當一經(jīng)整流之直流電壓的一峰值之一半小于一直流總線電壓的一數(shù)值時之一待機電源的 輸入電壓之波形圖；以及第九圖其系顯示一依據(jù)本發(fā)明構(gòu)想之第三與第四較佳實施例的PFC電路系統(tǒng)且 當該經(jīng)整流之直流電壓的該峰值之一半大于該直流總線電壓的該數(shù)值時之該待機電源的 輸入電壓之波形圖。主要組件符號說明10:第一輔助電路 20:存儲吸收電路
具體實施例方式第四圖所示為一依據(jù)本發(fā)明構(gòu)想之第一較佳實施例的降壓型PFC電路系統(tǒng)之電 路示意圖。第四圖中顯示了本發(fā)明提出的降壓型PFC電路系統(tǒng)的新架構(gòu)。在第四圖中，該降 壓PFC電路與第二圖中之降壓PFC電路具有相同之組件與架構(gòu)，唯一之差別在于在第二圖 中之該輸出電容C，在第四圖中被一輸出電容CB(—第一電容)所取代。輸入電壓Vin經(jīng)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 流成一總線直流電壓Vbus，后級直流/直流變換器實現(xiàn)輸出電壓Vo的轉(zhuǎn)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管Da與一個具一陽極與一陰極之第二二 極管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 極管Da之該陽極耦合于該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，該第一二極管Da之該陰極耦合于該第二電容Ca之該第一端與該第二二極管Db 之該陰極，該第二電容Ca之該第二端耦合于該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 入正端耦合于該第二二極管Db之該陰極，且其輸入電壓來自于該存儲吸收電路20中該第 二電容Ca上的電壓或Vbus。在第四圖中之該系統(tǒng)啟動時，輸入電壓Vin加載于EMI濾波器和整流橋，其輸出電 壓為Vrec。電壓Vrec加載于第一輔助電路10的Da與存儲吸收電路20的Ca支路上，經(jīng)過 Da對電容Ca充電，當Ca上電壓Vs建立后，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(xiàn)電路的啟動功能。當輸入電壓Vin進入一省電模式時，Vin下降，由于存儲吸收電路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(jīng)過二極管Db，提供給待機電源，從而實現(xiàn)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(guī)格。此結(jié)構(gòu)是可以克服降壓型/升降壓型PFC電路在做輸入脈沖沖擊測試時，PFC電 路開關(guān)S(Sl)上電壓尖峰過高，從而損壞電源的缺點。采用此架構(gòu)，在電源做輸入脈沖沖擊 測試時，輸入經(jīng)過低阻抗回路Da，Ca，沖擊能量被電容Ca吸收，從而有效的使經(jīng)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(jù)本發(fā)明構(gòu)想之第二較佳實施例的升降壓型PFC電路系統(tǒng)之 電路示意圖。第五圖中本發(fā)明所提出的升降壓型PFC電路系統(tǒng)的新架構(gòu)與第四圖中之不同 處在于其使用一升降壓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 同之組件與架構(gòu)，唯一之差別亦在于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(tǒng)的原理與第四圖中的的降壓型PFC電路系統(tǒng) 的新架構(gòu)類似，故在此不再贅述。第六圖所示為一依據(jù)本發(fā)明構(gòu)想之第三較佳實施例的降壓型PFC電路系統(tǒng)之電 路示意圖。第四圖中的的降壓型PFC電路系統(tǒng)的架構(gòu)較簡單，但其PFC電路系統(tǒng)之一交流輸 入電流有可能因?qū)υ摰诙娙軨a充電而出現(xiàn)一很高的尖峰電流，為了克服此一現(xiàn)象，特別 提出了如第六圖所示之新架構(gòu)。第六圖中架構(gòu)與第四圖中之不同處在于，該第六圖中之架 構(gòu)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 管(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(Ce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。該第三二極管Dc之該陰極耦合于 該第四電容Cd之該第一端與該待機電源之該正向輸入端，該第三二極管Dc之該陽極耦合 于該第三電容Cc之該第一端與該第四二極管Dd之該陰極，該第四二極管Dd之該陽極耦合于該第四電容Cd之該第二端與該第五二極管De之該陰極，且該第三電容Cc之該第二端耦 合于該第五二極管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 端耦接于該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，更可用于避免該PFC電路系統(tǒng)之一交流輸 入電流出現(xiàn)一尖峰電流。第七圖所示為一依據(jù)本發(fā)明構(gòu)想之第四較佳實施例的升降壓型PFC電路系統(tǒng)之 電路示意圖。第七圖中本發(fā)明所提出的升降壓型PFC電路系統(tǒng)的新架構(gòu)與第六圖中架構(gòu)之 不同處在于其使用一升降壓PFC電路；該升降壓PFC電路與第三圖中之升降壓PFC電路具 有相同之組件與架構(gòu)，唯一之差別亦在于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(tǒng)的原理與第六圖中的的降壓型PFC電 路系統(tǒng)的新架構(gòu)類似，故在此亦不再贅述。第八圖為一依據(jù)本發(fā)明構(gòu)想之第三與第四較佳實施例的PFC電路系統(tǒng)且當一經(jīng) 整流之直流電壓Vrec的一峰值之一半小于一直流總線電壓的一數(shù)值時(l/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，rVpk為Vrec之峰值， Vpk值高于Vbus。在第二輔助電路20開始充電過程中，電容Cc及Cd通過二極管Dd串聯(lián)， 使加于該電容串聯(lián)電路之電壓最高為Vpk，即每個電容上電壓為l/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(lián)于二極管Dc放 電，電容Cd串聯(lián)于二極管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(fā)明構(gòu)想之第三與第四 較佳實施例的PFC電路系統(tǒng)剛啟動時就建立的l/2Vpk，小于Vbus，在該第三與第四較佳實 施例的PFC電路系統(tǒng)正常工作過程中，不能進行放電。由于Cc及Cd不參與工作，所以該 PFC電路系統(tǒng)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，不利于輸入電流的Harmonic測試。因此，依據(jù)本發(fā)明構(gòu)想之第三與第四較 佳實施例的設計條件，是使其工作于l/2Vpk < Vbus的條件下。第九圖為一依據(jù)本發(fā)明構(gòu)想之第三與第四較佳實施例的PFC電路系統(tǒng)且當該經(jīng) 整流之直流電壓的該峰值的一半大于該直流總線電壓之該數(shù)值時(l/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。由于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，不利于輸入電流的Harmonic測試。因此， 依據(jù)本發(fā)明構(gòu)想之第三與第四較佳實施例的設計條件，是使其不工作于l/2Vpk > Vbus的 條件下。綜上所述，本發(fā)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(tǒng)。本發(fā)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(tǒng)，其 中該第二輔助電路用于避免該PFC電路系統(tǒng)之一交流輸入電流出現(xiàn)一尖峰電流。當對該兩 系統(tǒng)進行一沖擊測試時，一輸入脈沖信號流經(jīng)該第一輔助電路，由該第一輔助電路吸收一 沖擊能量，使該系統(tǒng)的一開關(guān)能免于損壞。而當該兩系統(tǒng)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范圍所欲保護者。
權(quán)利要求
1.一種功率因子校正(PFC)電路系統(tǒng)，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(jīng)整流之直流電壓；一第一輔助電路，包括一第一二極管，具一陽極與一陰極，其中該陽極耦合于該整流橋之該第一輸出端；以及一第二二極管，具一陽極與一陰極，其中該陰極耦合于該第一二極管之該陰極；一存儲吸收電路，具一第一端與一第二端，該第一端耦合于該第一二極管之該陰極，該 第二端耦合于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，其中該第一端耦合于該第二二極管之該陽極；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，其中該第一電容并 聯(lián)電連結(jié)于該第一與該第二輸出端，該第一與該第二輸入端分別耦合于該第一二極管之該 陽極與該整流橋之該第二輸出端，且該第一輸出端耦合于該第二二極管之該陽極；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于該第二二極管之該 陰極，且該第二輸入端耦合于該整流橋之第二輸出端。
2.如申請專利范圍第1項所述之系統(tǒng)，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.如申請專利范圍第1項所述之系統(tǒng)，該存儲吸收為一第二輔助電路，且包括具一陽 極與一陰極之一第三二極管，一第四二極管與一第五二極管，一具一第一端與一第二端之 一第三電容與一第四電容，其中該第四二極管之該陰極耦合于該第三二極管之該陽極，該 第四二極管之該陽極耦合于該第五二極管之該陰極，該第四電容之該第二端耦合于該第 四二極管之該陽極與該第五二極管之該陰極，該第四電容之該第一端耦合于該第三二極管 之該陰極，且該第五二極管之該陽極耦合于該第三電容之該第二端，該第三電容之該第一 端耦合于該第三二極管之該陽極與該第四二極管之該陰極。
4.如申請專利范圍第1項所述之系統(tǒng)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 電路輸出一直流總線(DC bus)電壓，該直流電源為一待機電源，且更包括一輸出端，用于輸 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 并聯(lián)電連接于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 輸入端分別耦合于該第二二極管之該陽極與該PFC電路之該第二輸出端，用于接收該直流 總線電壓，且該直流/直流變換器之該輸出端用于輸出一直流輸出電壓。
5.如申請專利范圍第4項所述之系統(tǒng)，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管，該第一整流二極管之該陽極與該第二整流二極管之該陰極耦合 于該整流橋之該第一輸入端，該第一整流二極管之該陰極與該第三整流二極管之該陰極耦 合于該整流橋之該第一輸出端，該第二整流二極管之該陽極與該第四整流二極管之該陽極 耦合于該整流橋之該第二輸出端，且該第三整流二極管之該陽極與該第四整流二極管之該 陰極耦合于該整流橋之該第二輸入端。
6.如申請專利范圍第1項所述之系統(tǒng)，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(guān)，一具一陽極與一陰極之第三二極管與一具一 第一端與一第二端之電感，該開關(guān)之該第一端耦合于該降壓PFC電路之該第一輸入端，該第三二極管之該陰極耦合于該開關(guān)之該第二端與該電感之該第一端，該第三二極管之該陽 極耦合于該降壓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 該第二端耦合于該降壓PFC電路之該第一輸出端。
7.如申請專利范圍第6項所述之系統(tǒng)，其中當該交流輸入電壓為一輸入脈沖信號，用 以進行一沖擊測試時，該輸入脈沖信號流經(jīng)該第一二極管與該存儲吸收電路，以使該輸入 脈沖信號所具有之一沖擊能量被該存儲吸收電路所吸收，而使該經(jīng)整流之直流電壓被箝位 于一第一預定值，使該開關(guān)的一電壓尖峰值低于一第二預定值，以避免造成該開關(guān)之損壞。
8.如申請專利范圍第6項所述之系統(tǒng)，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(jīng)過該第二二極管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.如申請專利范圍第1項所述之系統(tǒng)，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(guān)，各具一陽極與一陰極 之一第三與一第四二極管與具一第一端與第二端之一電感，該第一開關(guān)之該第一端耦合于 該升降壓PFC電路之該第一輸入端，該第三二極管之該陰極耦合于該第一開關(guān)之該第二端 與該電感之該第一端，該第三二極管之該陽極耦合于該升降壓PFC電路之該第二輸入端與 該第二開關(guān)之該第二端，該第二開關(guān)之該第一端耦合于該電感之該第二端與該第四二極管 之該陽極，該第二開關(guān)之該第二端耦合于該升降壓PFC電路之該第二輸出端，且該第四二 極管之該陰極耦合于該升降壓PFC電路之該第一輸出端。
10.如申請專利范圍第9項所述之系統(tǒng)，其中當該交流輸入電壓為一輸入脈沖信號，用 以進行一沖擊測試時，該輸入脈沖信號流經(jīng)該第一二極管與該存儲吸收電路，以使該輸入 脈沖信號所具有之一沖擊能量被該存儲吸收電路所吸收，而使該經(jīng)整流之直流電壓被箝位 于一第一預定值，使該第一開關(guān)的一電壓尖峰值低于一第二預定值，以避免造成該第一開 關(guān)之損壞。
11.如申請專利范圍第9項所述之系統(tǒng)，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(jīng)過該第二二極管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.—種功率因子校正(PFC)電路系統(tǒng)，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(jīng)整流之直流電壓；一第一輔助電路，包括一第一二極管，具一陽極與一陰極，其中該陽極耦合于該整流橋之該第一輸出端；以及一第二二極管，具一陽極與一陰極，其中該陰極耦合于該第一二極管之該陰極；一第一電容，具一第一端與一第二端，該第一端耦合于該第一二極管之該陰極，該第二 端耦合于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，其中該第一端耦合于該第二二極管之該陽極；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，其中該第二電容并 聯(lián)電連結(jié)于該第一與該第二輸出端，該第一與該第二輸入端分別耦合于該第一二極管之該 陽極與該整流橋之該第二輸出端，且該第一輸出端耦合于該第二二極管之該陽極；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于該第二二極管之該陰極，且該第二輸入端耦合于該整流橋之第二輸出端。
13.如申請專利范圍第12項所述之系統(tǒng)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電路輸出一直流總線(DC bus)電壓，該直流電源為一待機 電源，且更包括一輸出端，用于輸出一待機電壓，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并聯(lián)電連接于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于該第二二極管之該陽極與該PFC電 路之該第二輸出端，用于接收該直流總線電壓，而該直流/直流變換器之該輸出端用于輸 出一直流輸出電壓。
14.一種用于一具有一整流橋、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子校正(PFC)電路之PFC電路系統(tǒng)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管與一第二二極管，該第一電容耦合于該 PFC電路與該第二二極管，且該第二二極管耦合于該直流電源，該方法包含下列之步驟(a)提供該PFC電路系統(tǒng)之一交流輸入電壓與該整流橋輸出之一經(jīng)整流之直流電壓；(b)當該交流輸入電壓為一輸入脈沖信號，用以進行一沖擊測試時，使該輸入脈沖信號 流經(jīng)該第一二極管與該存儲吸收電路；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.如申請專利范圍第14項所述的方法，其中該PFC電路更包括一第一開關(guān)，且該步驟 (b)更包括下列之步驟(bl)使該輸入脈沖信號所具有之一沖擊能量被該存儲吸收電路所吸收；(b2)使該經(jīng)整流之直流電壓被箝位于一第一預定值；以及(b3)使該第一開關(guān)的一電壓尖峰值低于一第二預定值，以避免造成該第一開關(guān)之損壞。
16.如申請專利范圍第14所述的方法，其中該第一輔助電路為一如申請專利范圍第1 項所述之第一輔助電路，且該步驟(c)更包括下列之步驟(cl)當該交流輸入電壓進入一省電模式時，經(jīng)過該第二二極管，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.如申請專利范圍第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.如申請專利范圍第17述的方法，其中該降壓PFC電路為一如申請專利范圍第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范圍第9項所述之升降壓PFC 電路。
19.如申請專利范圍第14所述的方法，其中該存儲吸收電路為一如申請專利范圍第1 項所述之存儲吸收電路，且該步驟(c)更包括下列之步驟(cl)提供該PFC電路輸出之一直流總線電壓的一數(shù)值與該經(jīng)整流之直流電壓的一峰 值；以及(c2)使該峰值的一半小于該直流總線電壓的該數(shù)值，當該經(jīng)整流之直流電壓的一數(shù)值大于該直流總線電壓的該數(shù)值時，由該經(jīng)整流之直流電壓提供該能量，而當該經(jīng)整流之直 流電壓的該數(shù)值小于該直流總線電壓之該數(shù)值時，由該直流總線電壓提供該能量，以避免 該PFC電路系統(tǒng)之一交流輸入電流出現(xiàn)一尖峰電流。
全文摘要
本發(fā)明系揭露一種升降壓型功率因子校正(PFC)電路系統(tǒng)，包含一整流橋，一第一輔助電路，包括一第一二極管，耦合于該整流橋以及一第二二極管，耦合于該第一二極管，一第一電容，耦合于該第一二極管與該整流橋，一升降壓PFC電路，具有一第一與一第二輸入端與一第一與一第二輸出端，其中該第一與該第二輸入端分別耦合于該第一二極管與該第一電容，且該第一輸出端耦合于該第二二極管，一第二電容，并聯(lián)電連接于該第一與該第二輸出端，以及一直流電源耦合于該第二二極管。
文檔編號H02M1/42GK102044958SQ20091020506
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者冀飛, 李欣, 李飛, 甘鴻堅 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司