功率因子校正器之被動式軟切換電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是有關于一種功率因子校正器，且特別是有關于一種運用于連續(xù)導通模式的具軟切換電路的功率因子校正器。
【背景技術】
[0002]隨著科技的進步與經濟的發(fā)展，人類對切換式轉換器的需求與日俱增。近年來，由于電力電子技術的大幅進步，大部份的電子器材日亦趨向輕薄短小化的方向發(fā)展，其內部的電源轉換器亦需朝向輕薄短小的趨勢設計，因此，具有體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點的切換式電源轉換器便逐漸取代傳統(tǒng)線性是轉換器，成為電源轉換器的主流。切換式轉換器除了短小輕薄等優(yōu)點之外，更近一步提升了轉換器效率及質量。
[0003]在功率因子修正器(power factor corrector, PFC)常見之操作模式有連續(xù)導通模式(continuous conduct1n mode, CCM)、非連續(xù)導通模式(discontinuous conduct1nmode,DCM)。以低功率系統(tǒng)來說，實現功率因子修正器的常見方式是采用非連續(xù)導通模式來控制交換模式。反之，在較高功率需求時，通常會改采連續(xù)導通模式。
[0004]一般而言，傳統(tǒng)連續(xù)導通模式的升壓型轉換器若操作于硬切換模式，當功率開關斷開與導通時會有能量的損耗產生，其主要是由于斷開與導通瞬間的電壓與電流延遲所致，此為切換損失。而主要解決的方式是利用外部電路將電壓與電流的波形產生相位交錯位移，以便于減少切換損失。
【發(fā)明內容】
[0005]有鑒于此，本發(fā)明之目的是提供一種功率因子校正器之被動式軟切換電路，利用外部電路將電壓與電流的波形產生相位交錯位移，以便于減少切換損失。
[0006]為達上述或其它目的，本發(fā)明提出一種功率因子校正器之被動式軟切換電路，其包括有一電力輸入端、一第一電感，其一端與該電力輸入端稱接、一第一二極管，其正端與該第一電感的另一端耦接、一電力輸出端，其與該第一二極管的負端耦接、一功率開關以及一緩沖電路，其與該功率開關耦接。其中，利用緩沖電路的電路設計將電壓與電流的波形產生相位交錯位移，以便于減少切換損失。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明較佳實施例的電路示意圖。
[0008]圖2至圖9為本發(fā)明之較佳實施例的電路作動時序流程圖。
【具體實施方式】
[0009]為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。
[0010]請參閱圖1至圖9所示,其為本發(fā)明較佳實施例的電路示意圖及電路作動時序流程圖。本發(fā)明提出一種功率因子校正器之被動式軟切換電路，其包括有一電力輸入端(10)、一電力輸出端(11)、一第一電感(12)、一第一二極管(13)、一功率開關(14)、一第三電容
(15)、一第四電容(16)以及一緩沖電路(20)。
[0011]該電力輸入端(10)與該第一電感(12)的一端耦接，而該第三電容(15)可耦接于該電力輸入端(10)與該第一電感(12)之間。該第一二極管(13)的正端與該第一電感
(12)的另一端耦接，該第一二極管(13)的負端則與該電力輸出端(11)耦接，且該第四電容
(16)耦接于該電力輸出端(11)前。
[0012]該緩沖電路(20)與該功率開關(14)耦接，而該緩沖電路(20)包含有一第二電感
(21)、一第一電容(22)、一第二二極管(23)、一第三二極管(24)、一第二電容(25)以及一第四二極管(26)。而該功率開關(14)可為金氧半場效晶體管或其它等效的組件。
[0013]該第二電感(21)的一端f禹接于該第一電感(12)與該第一二極管(13)之間，該第二電感(21)的另一端則耦接于該功率開關(14)。該第二電感(21)的該端亦與該第一電容(22)的一端耦接，該第二二極管(23)的正端耦接于該第一電容(22)的另一端，而該第二二極管(23)的負端耦接于該第一二極管(13)與該電力輸端(11)之間。該第三二極管
(24)的正端耦接于該第二電感(21)與該功率開關(14)之間，該第二電容(25)的一端耦接于該第三二極管(24)的負端，而該第二電容(25)的另一端耦接于與該第二二極管(23)的負端同一等電位線路處。該第四二極管(26)的正端耦接于該第三二極管(24)與該第二電容(25)之間，而該第四二極管(26)的負端耦接于該第一電容(22)與該第二二極管(23)之間。
[0014]前述已先說明各相關單元的連接關系，以下將接著敘述其運作過程。首先，該電力輸入端(10)可提供電力之來源，而該第三電容(15)可提供濾波的功效。當功率開關
[14]呈現關閉狀態(tài)時，該電力輸入端所提供之電力先直接提供給該第一電感(12)以及該第一二極管(13)后，直接將電力藉由該電力輸出端(11)輸出，且同時對該第四電容(16)進行充電。
[0015]當該功率開關(14)呈現開啟狀態(tài)時，該電力輸入端(10)所提供的電力將會有部份流經該第二電感(21)及該功率開關(14)，相對流經第一二極管(13)的電流開始下降(在一個開關周期內，輸入電流假定不變)。最后電力輸入端(10)所提供的電力將全部流經該第二電感(21)及該功率開關(14)，且此時該第四電容(16)將進行放電，其放電的電力將依序流經該第二電容(25)、該第四二極管(26)、該第一電容(22)、該第二電感(21)以及最后通過該功率開關(14)，且該第一電容(22)及該第二電容(25)因為該第四電容(16)放電而儲存電力。而當該第四電容(16)耗盡所儲存電力后，該電力輸入端(10)所提供的電力將都流經該第二電感(21)及該功率開關(14)。
[0016]緊接著將該功率開關(14)關閉時，首先該第一電感(12)所提供的電力將依序流經該第二電感(21)、第三二極管(24)及該第二電容(25)，而該第二電感(21)的電力將依序流經該第三二極管(24)、第四二極管(26)以及該第一電容(22)以呈現為一循環(huán)狀態(tài)。且此時該第一電容(22)為充電狀態(tài)，而該第二電容(25)為放電狀態(tài)。接著，因該第一電容
(22)持續(xù)充電后，使該第四二極管(26)的負端的電位高于正端的電位狀態(tài)時，該第一電感
(12)所提供的電力將依序流經該第一電容(22)及該第二二極管(23)，而該第二電感(21)的電力將依序流經該第三二極管(24)以及該第二電容(25)，此時該第一電容(22)及該第二電容(25)均是呈現為放電狀態(tài)。
[0017]再者，該第二電容(25)因為比該第一電容(22)更早進行放電，故該第二電容(25)將早于該第一電容(22)呈現為斷路狀態(tài)。因此，當該第二電容(25)呈現為斷路狀態(tài)時，該第一電感(12)所提供的電力將依序流經該第一電容(22)及該第二二極管(23)，而該第二電感(21)的電力則將依序流經該第三二極管(24)、該第四二極管(26)以及該第二二極管
(23)。接著，該第二電感(21)無法再持續(xù)提供電力，故僅剩該第一電感(12)所提供的電力將依序流經該第一電容(22)及該第二二極管(23)，而此時的該第一電容(22)持續(xù)為放電狀態(tài)，待該第一電容(22)無法提供電力后則回復至初始狀態(tài)。
[0018]藉由上述的說明，本發(fā)明可有效的將電流與電壓的波形在切換的時間中其相對應的波形產生相位交錯位移，而達到軟切換的功能，進而減少因切換時能量的損失。
[0019]雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當是權利要求所界定的范圍為準。
【主權項】
1.一種功率因子校正器之被動式軟切換電路，其特征在于該電路包括: 一電力輸入端； 一第一電感，其一端與該電力輸入端稱接； 一第一二極管，其正端與該第一電感的另一端耦接； 一電力輸出端，其與該第一二極管的負端耦接； 一功率開關； 一緩沖電路，其與該功率開關耦接，該緩沖電路包含有， 一第二電感，其一端耦接于該第一電感與該第一二極管之間，其另一端耦接于該功率開關 一第一電容，其一端稱接于該第二電感的該端； 一第二二極管，其正端耦接于該第一電容的另一端，而負端耦接于該第一二極管與該電力輸出端之間； 一第三二極管，其正端耦接于該第二電感與該功率開關之間； 一第二電容，其一端耦接于該第三二極管的負端，而另一端耦接于與該第二二極管的負端同一處；以及 一第四二極管，其正端耦接于該第三二極管與該第二電容之間，而負端耦接于該第一電容與該第二二極管之間。2.如權利要求1所述的功率因子校正器之被動式軟切換電路，其特征在于該功率開關為一金氧半場效晶體管。3.如權利要求2所述的功率因子校正器之被動式軟切換電路，其特征在于該電路進一步具有一第三電容，該第三電容稱接于該電力輸入端與該第一電感之間。4.如權利要求3所述的功率因子校正器之被動式軟切換電路，其特征在于該電路進一步具有一第四電容，該第四電容耦接于該電力輸出端前。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種功率因子校正器之被動式軟切換電路，其包括有一電力輸入端、一第一電感，其一端與該電力輸入端耦接、一第一二極管，其正端與該第一電感的另一端耦接、一電力輸出端，其與該第一二極管的負端耦接、一功率開關以及一緩沖電路，其與該功率開關耦接。其中，利用緩沖電路的電路設計將電壓與電流的波形產生相位交錯位移，以便于減少切換損失。
【IPC分類】H02M1/42
【公開號】CN105375751
【申請?zhí)枴緾N201410406247
【發(fā)明人】洪宗良, 姚宇桐
【申請人】亞榮源科技（深圳）有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2014年8月13日