專利名稱：交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法，特別是指能提供低損 失、高功率密度的功率因子修正器及其控制方法，可普遍應(yīng)用于各類電源應(yīng)用產(chǎn)品，特別是 體積受限需要高功率轉(zhuǎn)換密度及中、高功率輸出的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的交流對(duì)直流電源轉(zhuǎn)換器(AC to DC Converter)，包含整流及直流電源轉(zhuǎn) 換器，如圖1所示，整流一般利用四顆二極管接成橋式的型式來達(dá)成，也就是橋式整流器， 而直流轉(zhuǎn)換器的部份為了達(dá)到高功率因子并降低總諧波失真率(THD)，升壓型的轉(zhuǎn)換器 (Boost Converter)是最常見的應(yīng)用。隨著一些新應(yīng)用的需求，并滿足相關(guān)電源質(zhì)量及效 能要求的規(guī)范，各式電源架構(gòu)(topologies)及控制方法相繼被提出，其中無橋式功率因子 修正器(Bridgeless PFC)及交錯(cuò)式功率因子修正器(Interleaved PFC)，是最典型的代 表，無橋式功率因子修正器，顧名思義其將傳統(tǒng)電源架構(gòu)中由二極管組成的橋式整流器省 略，更精確的描述是利用兩只主動(dòng)開關(guān)(P0WERM0SFET，IGBT, BJT)取代原本橋式整流器中 的兩顆低端(Low Side) 二極管，并且利用和輸入交流電源串接的電感組成一升壓轉(zhuǎn)換器， 如圖2A所示，另一種無橋式功率因子修正器，則是將橋式整流器的一組上下臂用主動(dòng)開關(guān) 來取代，如圖2B所示，右側(cè)上下臂二極管決定電流的流向，而左側(cè)上下臂主動(dòng)開關(guān)和輸入 電感構(gòu)成升壓轉(zhuǎn)換器，如前所述此升壓架構(gòu)的目地是為了達(dá)成高功因子及低諧波失真的要 求，利用回授控制的技巧并適當(dāng)?shù)那袚Q主動(dòng)開關(guān)，將可以達(dá)到和傳統(tǒng)架構(gòu)一樣的效果，且因 為利用主動(dòng)開關(guān)取代了被動(dòng)開關(guān)(二極管)，所以電源轉(zhuǎn)換過程中因?yàn)槎O管順向電壓降 (forwardvoltage drop)所以造成的損失將被主動(dòng)關(guān)關(guān)的導(dǎo)通損失(Conduction loss)所 取代，在絕大多數(shù)的應(yīng)用中主動(dòng)開關(guān)的導(dǎo)通損耗將遠(yuǎn)小于二極管的損耗，因此無橋式功率 因子修正器是著眼于改善電源轉(zhuǎn)換效率而衍生出的電路形式。另一種被提出的架構(gòu)是交錯(cuò)式功率因子修正器，如圖3所示，相對(duì)于無橋式功率 因子修正器，此種電源架構(gòu)就更加引人注目，交錯(cuò)式切換的技巧已廣泛應(yīng)用于高功率密度 的直流對(duì)直流電源轉(zhuǎn)換器中，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)中央處理器(CPU)所使用的VRM電源，及高 功率應(yīng)用的通訊電源，所謂交錯(cuò)式是將一個(gè)以上的電源轉(zhuǎn)換器并聯(lián)在一起，并且將每一組 電源轉(zhuǎn)換器的切換頻率同步并且各自產(chǎn)生相位延遲，延遲的角度由并聯(lián)的數(shù)量決定(Phase Delay為360/N，N代表轉(zhuǎn)換器的數(shù)量)，因?yàn)榍袚Q訊號(hào)的相互交錯(cuò)，這將會(huì)使得輸出、輸入的 總電流產(chǎn)生抵銷(Cancellation)的作用，如此電流漣波將會(huì)隨著并聯(lián)數(shù)量的增加而減少， 并且達(dá)到倍頻的作用，這將有利于輸出濾波器及前端EMI濾波器的設(shè)計(jì)及體積的縮小，同 時(shí)功率分散于N組轉(zhuǎn)換器中也將有助于散熱及效率的提升，交錯(cuò)式功率因子修正器也是利 用這樣的原理，將兩組以上的升壓轉(zhuǎn)換器并聯(lián)在一起，并且利用回授控制的技巧達(dá)到高功 率因子的電源轉(zhuǎn)換。由此可見，不論是無橋式功率因子修正器或是交錯(cuò)式功率因子修正器，皆有不同 之優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域，因此若能夠結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn)，來達(dá)到轉(zhuǎn)換電路應(yīng)用最大化，使其具有能提供低損失及高功率密度功能的功率因子修正器，并可普遍應(yīng)用于各類電源應(yīng)用產(chǎn)品，即 為目前相關(guān)產(chǎn)業(yè)界亟思解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即在于提供一種交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法，為了能達(dá) 到同時(shí)結(jié)合了上述兩種功率因子修正器的優(yōu)點(diǎn)而衍生出的嶄新電路架構(gòu)，除了具有無橋式 功率因子修正器減少被動(dòng)開關(guān)的損耗外，也利用交錯(cuò)式切換的技巧來降低輸出入電流漣波 的大小，并且增加漣波頻率來優(yōu)化濾波器的設(shè)計(jì)，以此提升整體轉(zhuǎn)換效率及功率密度。達(dá)成上述發(fā)明目的的交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法，該交錯(cuò)式無橋功率 因子修正器包含了交流輸入電源、輸入電感(LpL2)、四顆主動(dòng)組件擬 仏)、兩顆被動(dòng)組件 (D1J2)及輸出電容(Q)及輸出電阻(RJ，其中該四顆主動(dòng)組件串接為全橋的形式，并分為 不同驅(qū)動(dòng)相位的兩組開關(guān)，其中一組控制開關(guān)直接受控于控制電路，而另一組則為整流開 關(guān)，而該交流輸入電源一端與輸入電感耦接，而另一端耦接于第一被動(dòng)組件及第二被動(dòng)組 件之間，另外該被動(dòng)組件，會(huì)與一組控制開關(guān)、一組整流開關(guān)、輸出電容及輸出電阻進(jìn)行并 聯(lián)，而該二顆被動(dòng)組件主要作用為導(dǎo)引電流的流向；該交錯(cuò)式無橋功率因子修正器可連接控制訊號(hào)處理器及控制電路，而該控制訊 號(hào)處理器包含了輸出電壓衰減器、輸入電壓衰減器、絕對(duì)值電路、比較器、比例積分電路、 相乘電路，其中該輸出電壓衰減器與交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及比較器耦接，可將輸 出的高壓轉(zhuǎn)換為較低的電壓，以便于控制電路之電路訊號(hào)的處理，并將此回授信號(hào)和精 密的基準(zhǔn)電壓參考準(zhǔn)位(命令)做比較，得到控制電路的電壓誤差量，并且經(jīng)由比例積分 (Proportional-Integral)電路的運(yùn)算得到電壓回路的控制量，此訊號(hào)將和輸入電源的衰 減量相乘得到輸入電流控制電路的電流參考準(zhǔn)位(命令)，而輸入電流的回授量則是經(jīng)由 電流傳感器，再經(jīng)過Ki (衰減器)的衰減及絕對(duì)值電路的轉(zhuǎn)換負(fù)半周所得到，將此輸入電流 回授量，和電流參考準(zhǔn)位做比較得到電流的誤差量，此誤差量同樣的經(jīng)由比例積分電路的 運(yùn)算，得到最后輸出的控制量，此控制量決定了輸出驅(qū)動(dòng)訊號(hào)的工作周期(duty cycle)；由于控制電路將產(chǎn)生兩組相位移180度的控制開關(guān)驅(qū)動(dòng)訊號(hào)，因此由兩組比較器 及相移180度的三角波來當(dāng)作脈波寬度調(diào)變器(Pulse Width Modulator)，因此輸出控制 量經(jīng)過此脈波寬度調(diào)變器后，得到兩組控制開關(guān)驅(qū)動(dòng)訊號(hào)，再經(jīng)由一個(gè)互次或門電路O(OR) 并搭配換相訊號(hào)，來確保輸入負(fù)半周時(shí)控制開關(guān)及整流開關(guān)的互換，最后將此訊號(hào)再經(jīng)過 反相器得到對(duì)應(yīng)的互補(bǔ)開關(guān)訊號(hào)。本發(fā)明所提供的交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法，與其它現(xiàn)有技術(shù)相互比 較時(shí)，更具備下列優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明的交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法，省略了前級(jí)橋式整流器來達(dá) 到能量轉(zhuǎn)換過程中切換損失的有效降低，因此可以達(dá)到高轉(zhuǎn)換效率的目的。2.本發(fā)明的交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法，可以達(dá)到輸出、入漣波抵銷 及倍頻的作用，因此輸入電感及輸出電容可以選擇體積較小的組件，更進(jìn)一步達(dá)到提升功 率密度的目的。3.本發(fā)明的交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法，可以依據(jù)功率需求衍生為多 相的應(yīng)用，另外本發(fā)明也可達(dá)到低共模噪聲的目的，并且不用特別選擇特定二極管，因此可以選用更常用且低價(jià)的二極管，而共模噪聲則可以經(jīng)由輸入共模電感(多相的應(yīng)用將輸入 電感使用同一顆鐵心，并且連接為共模電感的型態(tài))的濾除，并且若電路操作在高功率的 應(yīng)用電路必定為連續(xù)導(dǎo)通模式，因此電源跳動(dòng)(Power bounce)造成共模噪聲的問題將不存在。


請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明及其附圖，將可進(jìn)一步了解本發(fā)明 的技術(shù)內(nèi)容及其目的功效；有關(guān)該實(shí)施例的附圖為圖1為現(xiàn)有的功率因子修正器電路示意圖；圖2A-B為現(xiàn)有的無橋式功率因子修正器示意圖；圖3為現(xiàn)有的交錯(cuò)式功率因子修正器示意圖；圖4為本發(fā)明交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法的平均電流控制電路架構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法的臨界導(dǎo)通控制電路架構(gòu) 圖；圖6為本發(fā)明交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法的交錯(cuò)式無橋功率因子修 正器的實(shí)施例示意圖；圖7A為本發(fā)明交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法的輸入正半周等效電路實(shí) 施例示意圖；圖7B為本發(fā)明交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法的輸入負(fù)半周等效電路實(shí) 施例示意圖；圖8A為本發(fā)明交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法的輸入正半周D < 50%時(shí) 波形示意圖；圖8B為本發(fā)明交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法的輸入正半周D > 50%時(shí) 波形示意圖；圖9為本發(fā)明交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法的多相交錯(cuò)式無橋功率因 子修正器實(shí)施例示意圖；圖10為本發(fā)明交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法的平均電流控制電路實(shí)施 例示意圖；圖11為本發(fā)明交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法的電感電流iu、、輸入電 流、。的示意波形圖；以及圖12為本發(fā)明交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法的臨界導(dǎo)通控制電路實(shí)施 例示意
1、交錯(cuò)式無橋功率因子修正器；2、控制訊號(hào)處理器；21、輸出電壓衰減 器；22、比較器；221、比較器；222、比較器；23、比例積分電路；231、比例積分電路；232、比 例積分電路；24、相乘電路；25、絕對(duì)值電路；251、絕對(duì)值電路；252、絕對(duì)值電路；26、輸入電 壓衰減器；27、電流傳感器；28、衰減器；3、控制電路。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖4及圖10為本發(fā)明交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法的平均電流控制電路架構(gòu)圖及實(shí)施例示意圖，如圖4中所示，其中包括交錯(cuò)式無橋功率因子修正器1，與控制訊號(hào)處理器2及控制電路3耦接，由圖6中 可知，該交錯(cuò)式無橋功率因子修正器1包含了交流輸入電源、輸入電感(LpL2)、四顆主動(dòng)組 件(Q1 Q4)、兩顆被動(dòng)組件(DpD2)及輸出電容(C0)及輸出電阻(Rl)；控制訊號(hào)處理器2，包含了輸出電壓衰減器21、比較器221，222、比例積分電路 231，232、相乘電路24、絕對(duì)值電路251，252、輸入電壓衰減器26、電流傳感器27及衰減器 觀，其中該輸入電壓衰減器26及電流傳感器27與交錯(cuò)式無橋功率因子修正器耦接，而該輸 入電壓衰減器26及電流傳感器27分別耦接至絕對(duì)值電路251及衰減器觀，而該輸出電壓 衰減器21與交錯(cuò)式無橋功率因子修正器1及比較器221耦接，可將輸出的高壓轉(zhuǎn)換為較低 準(zhǔn)位的直流電壓值，以便于控制電路3的電路訊號(hào)的處理，并通過比較器221將此回授信號(hào) 和精密的基準(zhǔn)電壓參考準(zhǔn)位(命令)做比較，得到電壓誤差量，再經(jīng)由比例積分電路231的 運(yùn)算得到電壓回路的控制量，此訊號(hào)將和輸入電源的參考值相乘(通過相乘電路24)得到 輸入電流控制電路的電流參考準(zhǔn)位(命令)，其中輸入電源的參考值是經(jīng)由輸入電壓衰減 器沈及絕對(duì)值電路251來得到，而輸入電流的回授則是經(jīng)由電流傳感器27，再經(jīng)過衰減器 觀的衰減及絕對(duì)值電路的252轉(zhuǎn)換負(fù)半周所得到，將此輸入電流回授量至比較器222，并與 輸入電流控制電路的電流參考準(zhǔn)位做比較來得到電流的誤差量，此誤差量同樣的經(jīng)由比例 積分電路232的運(yùn)算，得到最后輸出至控制電路3的輸出控制量，此控制量決定了輸出驅(qū)動(dòng) 訊號(hào)的工作周期(duty cycle)；控制電路3，與交錯(cuò)式無橋功率因子修正器1及控制訊號(hào)處理器2耦接，由于控制 電路3將決定兩組相位移180度的控制開關(guān)驅(qū)動(dòng)訊號(hào)，因此由兩組比較器及相移180的三 角波，來當(dāng)作脈波寬度調(diào)變器(Pulse Width Modulator)，而輸出控制量經(jīng)過此脈波寬度調(diào) 變器后，得到兩組控制開關(guān)驅(qū)動(dòng)訊號(hào)，再經(jīng)由一個(gè)互次或門電路O(OR)并搭配換相訊號(hào)，來 確保輸入負(fù)半周時(shí)控制開關(guān)及整流開關(guān)的互換，最后將此訊號(hào)再經(jīng)過反相器得到對(duì)應(yīng)的互 補(bǔ)開關(guān)訊號(hào)(實(shí)施例示意圖請(qǐng)參考圖10)；另外由圖11中可知，為電感電流iu、、輸入電 流ia。的示意波形圖，為便于波形的繪制，我們將duty視為固定，由示意的波形可以得知，輸 入電流將和輸入電壓波形同相，得到高功因子低諧波失真的電源轉(zhuǎn)換。請(qǐng)參閱圖5及圖12為本發(fā)明交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法的臨界導(dǎo)通 控制電路架構(gòu)圖及實(shí)施例示意圖，如圖5中所示，其中包括交錯(cuò)式無橋功率因子修正器1、 控制訊號(hào)處理器2、控制電路3，其中該控制訊號(hào)處理器2包含了輸出電壓衰減器21、比較器 22、比例積分電路23、相乘電路24、絕對(duì)值電路25、輸入電壓衰減器沈，而該輸入電壓衰減 器26與交錯(cuò)式無橋功率因子修正器1及絕對(duì)值電路25耦接，另外該輸出電壓衰減器21與 交錯(cuò)式無橋功率因子修正器1及比較器22耦接，因此輸出電壓將經(jīng)由輸出電壓衰減器21， 得到等比例的電壓回授量，并且和精密的基準(zhǔn)電壓，作比較后得到電壓的誤差量，此誤差量 經(jīng)由比例積分電路23的運(yùn)算，得到電壓回路的輸出量，并且再和輸入電壓衰減量相乘，而 得到電流的比較訊號(hào)(為輸入電流控制電路的電流參考準(zhǔn)位，來決定輸出驅(qū)動(dòng)訊號(hào)的工作 周期)；請(qǐng)參閱圖12所示，當(dāng)輸入正半周時(shí)，換相訊號(hào)為0，若控制電路開始啟動(dòng)，此時(shí)啟 動(dòng)電路輸出2組相位差180度的脈沖訊號(hào)，將相繼使得SR正反器輸出為高準(zhǔn)位，所以( 2、( 4 亦將相繼導(dǎo)通，此時(shí)電感上的電流將隨輸入電壓的大小及時(shí)間逐漸上升，直到電感電流的
6回授訊號(hào)W大于電流比較訊號(hào)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的SR正反器輸出將被清除為零，因此( 2、( 4將 分別被關(guān)閉，Qp Q3隨即被導(dǎo)通，而此時(shí)因電感跨壓為負(fù)，所以電感電流隨時(shí)間下降，當(dāng)電感 電流小于零時(shí)，ZCD輸出為高準(zhǔn)位，如此將啟動(dòng)下一個(gè)切換周期，如此周而復(fù)始達(dá)到整個(gè)系 統(tǒng)的控制。請(qǐng)參閱圖6為本發(fā)明交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法的交錯(cuò)式無橋功率 因子修正器的實(shí)施例示意圖，如圖6中所示，交錯(cuò)式無橋功率因子修正器其中包含交流輸入電源，其中一端與輸入電感Lp L2耦接，而另一端耦接于第一被動(dòng)組件D1 及第二被動(dòng)組件D2之間；輸入電感，包含有第一輸入電感L1及第二輸入電感L2,其中該第一輸入電感L1 一 端耦接于第一主動(dòng)組件A及第二主動(dòng)組件A之間，而該第二輸入電感L2則耦接于第三主 動(dòng)組件Q3及第四主動(dòng)組件Q4之間；主動(dòng)組件，包含有第一主動(dòng)組件A、第二主動(dòng)組件( 、第三主動(dòng)組件A及第四主動(dòng) 組件仏，其中該四顆主動(dòng)組件A A串接為全橋的形式，并分為不同驅(qū)動(dòng)相位的兩組開關(guān)， 其中一組控制開關(guān)直接受控于控制電路，而另一組則為整流開關(guān)；被動(dòng)組件，包含有第一被動(dòng)組件D1、第二被動(dòng)組件D2,該第一被動(dòng)組件D1的陰極耦 接于第二被動(dòng)組件D2的陽極，并且兩相連接的被動(dòng)組件DpD2會(huì)與一組控制開關(guān)、一組整流 開關(guān)、輸出電容Qj及輸出電阻&進(jìn)行并聯(lián)，而該二顆被動(dòng)組件Dp D2主要作用為導(dǎo)引電流 的流向；而該A A為主動(dòng)開關(guān)，依據(jù)輸出功率的等級(jí)來選擇適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體組件，經(jīng)由控 制電路3輸出驅(qū)動(dòng)訊號(hào)來進(jìn)行開啟或關(guān)閉，其中該Gl1 A串接為全橋的形式，Q1^ Q2及Q3、 A為不同驅(qū)動(dòng)相位的兩組開關(guān)，此兩組開關(guān)相互延遲180度，同一組開關(guān)中為互補(bǔ)動(dòng)作，也 就是當(dāng)％導(dǎo)通時(shí)A截止，且在同一個(gè)半周中，有一組控制開關(guān)直接受控于控制電路，而互補(bǔ) 的另一組為整流開關(guān)，當(dāng)輸入正半周時(shí)％、仏為控制開關(guān)，QpQ3為整流開關(guān)，輸入負(fù)半周時(shí) Q” Q3為控制開關(guān)，Q2> Q4為整流開關(guān)；因此當(dāng)輸入電源Va。正半周時(shí)，如圖7A所示，DjnD1W共接點(diǎn)連接到輸入電源的負(fù) 端，此時(shí)若輸入電流大于零，則此電流將使得D2順偏導(dǎo)通并導(dǎo)引回輸入電源負(fù)端，而D1將因 為D2的導(dǎo)通使得其因而逆偏截止，同理當(dāng)輸入電源負(fù)半周時(shí)，如圖7B所示(輸入電源Vac 負(fù)半周時(shí)的電路，此時(shí)電感連接到電源負(fù)端因此將由QpQ3控制電感的儲(chǔ)能時(shí)間，而Q2、Q4當(dāng) 作整流路徑的開關(guān))，D1順偏導(dǎo)通&逆偏截止，因此不論輸入電源正半周亦或負(fù)半周，電路 都可以等效為兩組同步整流型式的升壓轉(zhuǎn)換器；首先我們先就輸入正半周時(shí)的電路狀態(tài)及其對(duì)應(yīng)的波形來做說明，為了分析方便 起見我們必需假設(shè)切換的頻率(> 16Khz)遠(yuǎn)大于輸入電源頻率(50 60HZ)，此假設(shè)在現(xiàn) 實(shí)的應(yīng)用中是成立的，有了這個(gè)假設(shè)之后雖然輸入為正負(fù)交變的弦波電源，但在一個(gè)切換 周期中輸入電源可視為定值，當(dāng)A導(dǎo)通時(shí)輸入電源經(jīng)由％及D2對(duì)電感L1儲(chǔ)能，此時(shí)％為 控制開關(guān)，由控制電路決定L1儲(chǔ)能的時(shí)間，當(dāng)％受控制電路的作用而截止，為了確保％的 導(dǎo)通不會(huì)因?yàn)椋サ慕刂寡舆t而造成輸出短路，因此Q1必需延后一小段時(shí)間導(dǎo)通，此段時(shí)間 我們稱之為死區(qū)(dead time)，這段時(shí)間因?yàn)長1能量的連續(xù)性，Q1的背接二極管將會(huì)導(dǎo)通， 并且將L1的能量對(duì)負(fù)載釋放，因?yàn)椋?dǎo)通前背接二極管已先導(dǎo)通，所以A將操作在零電 壓導(dǎo)通的狀態(tài)，如此切換損失將可以大幅減小，同理Q3、Q4的動(dòng)作也和Qp Q2相同，只是相位滯后180度，由如圖8A及圖8B所對(duì)應(yīng)的波形中可知，iu、iL2的波形因?yàn)橄辔坏难舆t，產(chǎn) 生波形相加時(shí)的抵消(cancellation)作用，因此可以得到較小的輸入漣波電流，且其頻率 加倍，而輸出電流因?yàn)橄辔患傲鬟^整流開關(guān)0^ )電流的不連續(xù)，可以分為2種狀態(tài)，當(dāng) Duty cycle <50%時(shí)輸出漣波因?yàn)榱鬟^整流開關(guān)電流抵消的作用振幅減小且頻率加倍，而 Duty cycle > 50%時(shí)振幅不變但頻率加倍，因此雖然Duty cycle > 50%沒有產(chǎn)生抵消的 作用，但因?yàn)轭l率加倍仍然有利于輸出濾波器的設(shè)計(jì)；另外基于相同的原理，如此的電路架 構(gòu)可以拓展到N相的應(yīng)用，如圖9所示，每一組訊號(hào)延遲相位為360度+N(N代表開關(guān)的總 組數(shù))。 上列詳細(xì)說明是針對(duì)本發(fā)明的可行實(shí)施例之具體說明，該實(shí)施例并非用以限制本 發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本發(fā)明的專利范圍中。
權(quán)利要求
1.一種交錯(cuò)式無橋功率因子修正器，其特征在于包含交流輸入電源，其中一端與輸入電感耦接，而另一端耦接于第一被動(dòng)組件及第二被動(dòng) 組件之間；輸入電感，包含有第一輸入電感及第二輸入電感，其中該第一輸入電感一端耦接于第 一主動(dòng)組件及第二主動(dòng)組件之間，而該第二輸入電感則耦接于第三主動(dòng)組件及第四主動(dòng)組 件之間；主動(dòng)組件，包含有第一主動(dòng)組件、第二主動(dòng)組件、第三主動(dòng)組件及第四主動(dòng)組件，其中 該四顆主動(dòng)組件串接為全橋的形式，并分為不同驅(qū)動(dòng)相位的兩組開關(guān)，其中一組控制開關(guān) 直接受控于控制電路，而另一組則為整流開關(guān)；被動(dòng)組件，包含有第一被動(dòng)組件、第二被動(dòng)組件，該第一被動(dòng)組件的陰極耦接于第二被 動(dòng)組件的陽極，并且兩相連接的被動(dòng)組件會(huì)與一組控制開關(guān)、一組整流開關(guān)、輸出電容及輸 出電阻進(jìn)行并聯(lián)，而該二顆被動(dòng)組件主要作用為導(dǎo)引電流的流向。
2.如權(quán)利要求1所述的交錯(cuò)式無橋功率因子修正器，其特征在于所述不同驅(qū)動(dòng)相位 的兩組開關(guān)再連接η組開關(guān)，而每一組訊號(hào)延遲相位為360度+ (η+2)。
3.如權(quán)利要求1所述的交錯(cuò)式無橋功率因子修正器，其特征在于所述交錯(cuò)式無橋功 率因子修正器連接控制訊號(hào)處理器及控制電路。
4.如權(quán)利要求3所述的交錯(cuò)式無橋功率因子修正器，其特征在于所述控制訊號(hào)處理 器，輸出輸出控制量，來決定輸出驅(qū)動(dòng)訊號(hào)的工作周期。
5.如權(quán)利要求3所述的交錯(cuò)式無橋功率因子修正器，其特征在于所述控制電路與交 錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制訊號(hào)處理器耦接，而該控制電路得到兩組控制開關(guān)驅(qū)動(dòng)訊 號(hào)，并再經(jīng)由一個(gè)互次或門電路并搭配換相訊號(hào)，來確保輸入負(fù)半周時(shí)控制開關(guān)及整流開 關(guān)的互換，最后將此訊號(hào)再經(jīng)過反相器得到對(duì)應(yīng)的互補(bǔ)開關(guān)訊號(hào)。
6.一種交錯(cuò)式無橋功率因子修正器控制方法，其特征在于所述控制方法包括以下步驟(1)控制訊號(hào)處理器輸出輸出控制量至控制電路中，而輸出控制量進(jìn)入控制電路后，得 到兩組控制開關(guān)驅(qū)動(dòng)訊號(hào)，再經(jīng)由一個(gè)互次或門電路并搭配換相訊號(hào)，來確保輸入負(fù)半周 時(shí)控制開關(guān)及整流開關(guān)的互換，最后將此訊號(hào)再經(jīng)過反相器得到對(duì)應(yīng)的互補(bǔ)開關(guān)訊號(hào)；(2)再由控制電路輸出的互補(bǔ)開關(guān)訊號(hào)來進(jìn)行開啟或關(guān)閉，其中該交錯(cuò)式無橋功率因 子修正器中的四顆主動(dòng)組件兌力2及仏力4為不同驅(qū)動(dòng)相位的兩組開關(guān)，此兩組開關(guān)相互延 遲180度，同一組開關(guān)中為互補(bǔ)動(dòng)作，也就是當(dāng)( 導(dǎo)通時(shí)％截止，且在同一個(gè)半周中，有一 組控制開關(guān)直接受控于控制電路，而互補(bǔ)的另一組為整流開關(guān)，當(dāng)輸入正半周時(shí)％、Q4為控 制開關(guān)，Qp A為整流開關(guān)；(3)而當(dāng)輸入負(fù)半周時(shí)，Q1A3為控制開關(guān)，％、Gl4為整流開關(guān)，因此相位滯后180度，而 流經(jīng)電感上的電流波形則因?yàn)橄辔坏难舆t，會(huì)產(chǎn)生波形相加時(shí)的抵消作用，因而得到較小 的輸入漣波電流，且其頻率加倍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交錯(cuò)式無橋功率因子修正器及控制方法，該交錯(cuò)式無橋功率因子修正器包含了交流輸入電源、兩個(gè)輸入電感、四顆主動(dòng)組件、兩顆被動(dòng)組件及輸出電容及輸出電阻，其中該四顆主動(dòng)組件串接為全橋的形式，并分為不同驅(qū)動(dòng)相位的控制開關(guān)及整流開關(guān)，而該二顆被動(dòng)組件主要作用為導(dǎo)引電流的流向；另外該交錯(cuò)式無橋功率因子修正器可連接控制訊號(hào)處理器及控制電路，可輸出互補(bǔ)開關(guān)訊號(hào)來控制交錯(cuò)式無橋功率因子修正器，以達(dá)到輸出、入漣波抵消及倍頻的目的。
文檔編號(hào)H02M1/14GK102104324SQ20091026118
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者林保泓 申請(qǐng)人:力銘科技股份有限公司