专利名称：改变功率因数的方法
技术领域：
本发明涉及一种改变因数的方法，特别涉及一种改变功率因数的方法。
背景技术：
一个交流电源系统的功率因数定义为流向负载的实功率(real power)与电路中的视在功率(apparent power)的比值,并且是一个介于O到I之间的一个数字。功率因数非常重要；功率因数校正电路可以改善功率因数，因此功率因数校正电路是电源电路中非常常见的电路。一般来说，电流的相位与电压的相位会被设计成尽量靠近，如此功率因数会较闻。目前现有改变功率因数的方法大多需要改变硬件设计才能达成，非常的不方便。因此如何能研发出一种不需改变硬件设计即能达成改变功率因数的方法，实在是非常的重要。再者，电压值乘以电流值为消耗功率；当改变功率因数的方法可以不需改变硬件设计即能容易地达成时，改变导通电流亦变得容易；藉此，研究设计以降低消耗功率将变得容易。
发明内容
为改善上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改变功率因数的方法。为达成本发明的上述目的，本发明的改变功率因数的方法应用于一交流电压装置、一桥式整流器、一功率因数校正单元、一开关单元、一控制单元及一后端电路；该交流电压装置传送一交流电压至该桥式整流器，该桥式整流器转换该交流电压成为一整流电压，该桥式整流器传送该整流电压至该功率因数校正单元；该控制单元传送一第一原始导通脉波至该开关单元，藉以控制该功率因数校正单元产生与该整流电压的一第一电压同相位的一第一原始电流，该功率因数校正单元传送该第一原始电流至该后端电路；该控制单元传送一第二原始导通脉波至 该开关单元，藉以控制该功率因数校正单元产生与该整流电压的一第二电压同相位的一第二原始电流，该功率因数校正单元传送该第二原始电流至该后端电路。该改变功率因数的方法包含:该控制单元传送一第一改进导通脉波至该开关单元；该开关单元接收该第一改进导通脉波后，该开关单元控制该功率因数校正单元产生一第一改进电流；该控制单元传送一第二改进导通脉波至该开关单元；该开关单元接收该第二改进导通脉波后，该开关单元控制该功率因数校正单元产生一第二改进电流。其中该第一改进电流的值与该第一原始电流的值不同，且该第二改进电流的值与该第二原始电流的值不同。本发明的功效在于，容易地改变功率因数。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1为本发明的改变功率因数的方法的应用方框图；图2为本发明的改变功率因数的方法的局部波形图。
图3为本发明的改变功率因数的方法的流程图；图4为原始电流的波形图；图5为本发明的电流的波形图。其中，附图标记交流电压装置10交流电压102桥式整流器20整流电压202第一电压204第二电压20 6功率因数校正单元30第一原始电流302第二原始电流304第一改进电流306第二改进电流308开关单元32控制单元34第一原始导通脉波342第二原始导通脉波344第一改进导通脉波346第二改进导通脉波348后端电路40步骤S02 S18
具体实施例方式下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:请参考图1，其为本发明的改变功率因数的方法的应用方框图。一控制单元34电性连接至一桥式整流器20、一功率因数校正单元30、一开关单元32及一后端电路40 ;该功率因数校正单元30电性连接至该桥式整流器20、该开关单元32及该后端电路40 ;—交流电压装置10电性连接至该桥式整流器20。本发明的改变功率因数的方法是应用于该交流电压装置10、该桥式整流器20、该功率因数校正单元30、该开关单元32、该控制单元34及该后端电路40。该交流电压装置10传送一交流电压102至该桥式整流器20 ;该桥式整流器20转换该交流电压102成为一整流电压202 ;该桥式整流器20传送该整流电压202至该功率因数校正单元30。请参考图2，其为本发明的改变功率因数的方法的局部波形图；为了能够更加清楚地描述本发明，图2所示的波形将被夸张化与理想化，并且仅局部显示。并请同时参考图1o一般来说，电流的相位与电压的相位会被设计成尽量靠近，如此功率因数会较高；这种现象将描述如下:
该控制单元34传送一第一原始导通脉波342至该开关单元32，藉以控制该功率因数校正单兀30产生与该整流电压202的一第一电压204同相位的一第一原始电流302 ;该功率因数校正单元30传送该第一原始电流302至该后端电路40。该控制单元34传送一第二原始导通脉波344至该开关单元32，藉以控制该功率因数校正单元30产生与该整流电压202的一第二电压206同相位的一第二原始电流304 ;该功率因数校正单元30传送该第二原始电流304至该后端电路40。然而，较高的功率因数(电流的相位与电压的相位越靠近)并非本发明的改变功率因数的方法的目的；因为例如功率因数0.99与0.98都已经算是非常高且都能符合业界标准的功率因数(其中功率因数0.99的电流的相位与电压的相位会比功率因数0.98的电流的相位与电压的相位更为靠近)，但是功率因数0.98(较低的功率因数)的消耗功率却可能会比功率因数0.99(较高的功率因数)的消耗功率更低；因为电压值乘以电流值为消耗功率，当电压值不变时，降低电流值将能降低消耗功率。现有改变功率因数的方法大多需要改变硬件设计才能达成；本发明的改变功率因数的方法不需要改变硬件设计即能达成，这是本发明的目的；再者，改变功率因数(改变电流)以降低消耗功率则为本发明的延伸目的。请参考图3，其为本发明的改变功率因数的方法的流程图；并请同时参考图1及图2。本发明的改变功率因数的方法主要包含下列步骤:S02:该交流电压装置10传送该交流电压102至该桥式整流器20。S04:该桥式整流器20转换该交流电压102成为该整流电压202。S06:该桥式整流器20传送该整流电压202至该功率因数校正单元30。S08:该控制单元34传送一第一改进导通脉波346至该开关单元32。
SlO:该开关单元32接收该第一改进导通脉波346后，该开关单元32控制该功率因数校正单元30产生一第一改进电流306。S12:该功率因数校正单元30传送该第一改进电流306至该后端电路40。S 14:该控制单元34传送一第二改进导通脉波348至该开关单元32。S16:该开关单元32接收该第二改进导通脉波348后，该开关单元32控制该功率因数校正单元30产生一第二改进电流308。S18:该功率因数校正单元30传送该第二改进电流308至该后端电路40。其中，该第一改进电流306的值与该第一原始电流302的值不同，且对应该第一改进电流306的电压值为该第一电压204的值(因为电压是非常密集的，所以对应该第一改进电流306的电压值几乎相等于该第一电压204的值)。该第二改进电流308的值与该第二原始电流304的值不同，且对应该第二改进电流308的电压值为该第二电压206的值(因为电压是非常密集的，所以对应该第二改进电流308的电压值几乎相等于该第二电压206的值)。电压值乘以电流值为消耗功率。该第一电压204的值乘以该第一改进电流306的值，再加上该第二电压206的值乘以该第二改进电流308的值，小于该第一电压204的值乘以该第一原始电流302的值，再加上该第二电压206的值乘以该第二原始电流304的值。藉此，本发明的消耗功率要比原始的消耗功率更低。其中，该第二电压206的值大于该第一电压204的值；该第一电压204的值大于零；该第二改进电流308的值大于该第二原始电流304的值；该第二原始电流304的值大于该第一原始电流302的值；该第一原始电流302的值大于该第一改进电流306的值；该第一改进电流306的值大于零；该第一原始电流302的值减去该第一改进电流306的值，大于该第二改进电流308的值减去该第二原始电流304的值。其中，该第二改进导通脉波348的导通时间大于该第二原始导通脉波344的导通时间；该第二原始导通脉波344的导通时间等于该第一原始导通脉波342的导通时间；该第一原始导通脉波342的导通时间大于该第一改进导通脉波346的导通时间；该第一改进导通脉波346的导通时间大于零；该第一改进导通脉波346的导通时间加上该第二改进导通脉波348的导通时间，小于该第一原始导通脉波342的导通时间加上该第二原始导通脉波344的导通时间。图2仅显示两个脉波，实际上是有许多的脉波(造成许多的电流)；在一实施例，本发明的奇数的改进电流将比原始电流低，而偶数的改进电流将比原始电流高；原始电流的波形呈现紧靠该整流电压202的波形，使得功率因数较高(如图4所示)，但是本发明的改进电流的波形将呈现环绕在该整流电压202的波形的锯齿状(如图5所示)。以下将以数学式解释本发明的内容:符号Vl代表该第一电压204,符号V2代表该第二电压206,符号Il代表该第一原始电流302，符号12代表该第二原始电流304，符号A Il代表该第一原始电流的值减去该第一改进电流的值，符号△ 12代表该第二改进电流的值减去该第二原始电流的值，R代表阻抗。则若本发明的消耗功率要比原始的消耗功率更低，将存在以下的数学式:Vl (Il-A Il)+V2 (12+A 12) < Vl I1+V2 12Vl Il-Vl A I1+V2 I2+V2 A 12 < Vl I1+V2 12-Vl A I1+V2 A 12 < 0V2 A 12 < Vl A IlA 12 < K AI1(其中 K = V1/V2)再者，电流值的平方乘以电阻值亦为消耗功率，因此:(I1-A Il)2 R+(12+A 12)2 R < Il2 R+I22 R(Il-A I1)2+(I2+A I2)2 < Il2+I22Il2-2 Il A Il+A Il2+I22+2 12 A 12+A I22 < Il2+I22-2*11* A Il+A Il2+2 12 A I2+A I22 < 0-2 Il A Il+A Il2+2 12 K A 11+K2 A Il2 < 0A Il [-2 Il+A 11+2 12 K+K2 A II] < 0-2 11+2 12 K+A Il (1+K2) < 0-2 (11-12 K) + A Il (1+K2) < 0A Il * (1+K2) < 2 (11-12 K)A Il < [2 (11-12 K)]/(l+K2) 上述内容系为针对该整流电压202的左半周；该整流电压202的右半周的叙述与该整流电压202的左半周的叙述相似，因此不再赘述。本发明的改变功率因数的方法是通过改变功率因数校正电路的导通脉波，以改变导通电流及功率因数；更进一步地，本发明的消耗功率将可比原始的消耗功率更低(依据设计达成上述的数学式)。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明 所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种改变功率因数的方法，应用于一交流电压装置、一桥式整流器、一功率因数校正单元、一开关单元、一控制单元及一后端电路，该交流电压装置传送一交流电压至该桥式整流器，该桥式整流器转换该交流电压成为一整流电压，该桥式整流器传送该整流电压至该功率因数校正单元；该控制单元传送一第一原始导通脉波至该开关单元，藉以控制该功率因数校正单元产生与该整流电压的一第一电压同相位的一第一原始电流，该功率因数校正单元传送该第一原始电流至该后端电路；该控制单元传送一第二原始导通脉波至该开关单元，藉以控制该功率因数校正单元产生与该整流电压的一第二电压同相位的一第二原始电流，该功率因数校正单元传送该第二原始电流至该后端电路；其特征在于，该改变功率因数的方法包含: a.该控制单元传送一第一改进导通脉波至该开关单元； b.该开关单元接收该第一改进导通脉波后，该开关单元控制该功率因数校正单元产生一第一改进电流； c.该控制单元传送一第二改进导通脉波至该开关单元'及 d.该开关单元接收该第二改进导通脉波后，该开关单元控制该功率因数校正单元产生一第二改进电流， 其中该第一改进电流的值与该第一原始电流的值不同，且该第二改进电流的值与该第二原始电流的值不同。
2.根据权利要求1所述的改变功率因数的方法，其特征在于，对应该第一改进电流的电压值为该第一电压的值，且对应该第二改进电流的电压值为该第二电压的值；其中该第一电压的值乘以该第一改进电流的值，再加上该第二电压的值乘以该第二改进电流的值，小于该第一电压的值乘以该第一原始电流的值，再加上该第二电压的值乘以该第二原始电流的值。
3.根据权利要求2所述的改变功率因数的方法，其特征在于，该第二电压的值大于该第一电压的值，该第一电压的值大于零。
4.根据权利要求3所述的改变功率因数的方法，其特征在于，该第二改进电流的值大于该第二原始电流的值，该第二原始电流的值大于该第一原始电流的值，该第一原始电流的值大于该第一改进电流的值，该第一改进电流的值大于零。
5.根据权利要求4所述的改变功率因数的方法，其特征在于，该第一原始电流的值减去该第一改进电流的值，大于该第二改进电流的值减去该第二原始电流的值。
6.根据权利要求5所述的改变功率因数的方法，其特征在于，该第二改进导通脉波的导通时间大于该第二原始导通脉波的导通时间，该第二原始导通脉波的导通时间等于该第一原始导通脉波的导通时间。
7.根据权利要求6所述的改变功率因数的方法，其特征在于，该第一原始导通脉波的导通时间大于该第一改进导通脉波的导通时间，该第一改进导通脉波的导通时间大于零。
8.根据权利要求7所述的改变功率因数的方法，其特征在于，该第一改进导通脉波的导通时间加上该第二改进导通脉波的导通时间，小于该第一原始导通脉波的导通时间加上该第二原始导通脉波的导通时间。
9.根据权利要求8所述的改变功率因数的方法，其特征在于，在该功率因数校正单元所产生的多个改进电流当中，奇数的改进电流将比原始电流低，而偶数的改进电流将比原始电流高；该些改进电流的波形将呈现环绕在该整流电压的波形的锯齿状。
10.根据权利要求9所述的改变功率因数的方法，其特征在于， 在步骤b之后及步骤c之前还包含: bl.该功率因数校正单元传送该第一改进电流至该后端电路， 在步骤d之后还包含: dl.该功率因数校正单元传送`该第二改进电流至该后端电路。
全文摘要
一种改变功率因数的方法，应用于一功率因数校正电路及一整流电压；该整流电压传送至该功率因数校正电路。该改变功率因数的方法通过改变该功率因数校正电路的导通脉波，以改变导通电流及功率因数。
文档编号H02M1/42GK103227562SQ20121002392
公开日2013年7月31日 申请日期2012年1月31日 优先权日2012年1月31日
发明者黄文楠, 李淑惠 申请人:群光电能科技股份有限公司