图腾柱功率因素校正电路的制作方法

本案关于一种图腾柱功率因素校正电路，尤指一种包含检测模块的图腾柱功率因素校正电路。

背景技术：

1、对于传统功率因素校正(power factor correction，pfc)电路而言，由于其所包含的开关元件较多，而使效率难以提高，且其反向恢复损耗较高。相较之下，图腾柱功率因素校正电路的开关元件较少，而具有较高的效率优势，且由于图腾柱功率因素校正电路大多由宽禁带半导体材料所构成，而使其具有较低的反向恢复损耗，进而使图腾柱功率因素校正电路受到广泛使用。

2、图腾柱功率因素校正电路内通常包含旁路(bypass)二极管，其中当图腾柱功率因素校正电路于正常运行时，旁路二极管为关断状态，使输入电源的电流可平均地流经图腾柱功率因素校正电路内的多个其他开关元件，旁路二极管便达到保护图腾柱功率因素校正电路的效果。然而，当图腾柱功率因素校正电路于非正常运行，例如图腾柱功率因素校正电路中的开关元件被错误触发或输入电源的电压由于打雷等突发情况致使电源极性突然反转而控制由于延时而未跟上时，造成与旁路二极管连接的输入电源为短路状态，即输入电源的电流仅流经图腾柱功率因素校正电路内的单一开关元件，导致流经该开关元件的电流易过大，进而造成图腾柱功率因素校正电路容易损坏。

3、因此，如何发展一种图腾柱功率因素校正电路来解决现有技术所面临的问题，实为本领域急需面对的课题。

技术实现思路

1、本案的目的在于提供一种图腾柱功率因素校正电路，其具有效能较佳的优势。

2、为达上述目的，本案的一较佳实施例为提供一种图腾柱功率因素校正电路，电性耦接于输入电源及负载之间，输入电源具有第一端及第二端，图腾柱功率因素校正电路包含第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂、第一电感、检测模块及控制单元。第一桥臂包含串联连接的第一旁路二极管及第二旁路二极管，第一旁路二极管及第二旁路二极管之间的连接点形成第一连接点。第二桥臂与第一桥臂并联连接，且包含串联连接的第一开关元件及第二开关元件，第一开关元件及第二开关元件之间的连接点形成第二连接点。第三桥臂与第一桥臂并联连接，且包含串联连接的第三开关元件及第四开关元件，第三开关元件及第四开关元件之间的连接点形成第三连接点，第三连接点电连接于输入电源的第二端。第一电感电连接于输入电源的第一端及第二连接点之间。检测模块包含检测电阻及检测电路。检测电阻包含第一端及第二端，检测电路包含第一端、第二端及第三端。检测电阻的第一端、第一连接点及检测电路的第一端共同连接，检测电阻的第二端、输入电源的第一端及检测电路的第二端共同连接。控制单元电性耦接于检测电路的第三端，以控制第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件及第四开关元件，其中检测电路检测检测电阻两端的电压差并从检测电路的第三端输出输出电压，当控制单元确认检测电路的输出电压大于或等于电压上限阈值，或小于或等于电压下限阈值时，控制单元至少控制第三开关元件及第四开关元件关断。

3、为达上述目的，本案的另一较佳实施例为提供一种图腾柱功率因素校正电路，电性耦接于输入电源及负载之间，输入电源具有第一端及第二端，图腾柱功率因素校正电路包含第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂、第一电感、检测模块及控制单元。第一桥臂包含串联连接的第一旁路二极管及第二旁路二极管，第一旁路二极管及第二旁路二极管之间的连接点形成第一连接点，第一连接点电连接于输入电源的第一端。第二桥臂与第一桥臂并联连接，且包含串联连接的第一开关元件及第二开关元件，第一开关元件及第二开关元件之间的连接点形成第二连接点。第三桥臂与第一桥臂并联连接，且包含串联连接的第三开关元件及第四开关元件，第三开关元件及第四开关元件之间的连接点形成第三连接点。第一电感电连接于输入电源的第一端及第二连接点之间。检测电阻包含第一端及第二端，检测电路包含第一端、第二端及第三端，检测电阻的第一端、该输入电源的该第二端及检测电路的第一端共同连接，检测电阻的第二端、该第三连接点及检测电路的第二端共同连接。控制单元电性耦接于检测电路的第三端，以控制第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件及第四开关元件，其中检测电路检测检测电阻两端的电压差并从检测电路的第三端输出输出电压，当控制单元确认检测电路的输出电压大于或等于电压上限阈值，或小于或等于电压下限阈值时，控制单元至少控制第三开关元件及第四开关元件关断。

技术特征：

1.一种图腾柱功率因素校正电路，电性耦接于一输入电源及一负载之间，该输入电源具有一第一端及一第二端，该图腾柱功率因素校正电路包含：

2.如权利要求1所述的图腾柱功率因素校正电路，其中当该控制单元确认该检测电路的该输出电压大于或等于该电压上限阈值，或小于或等于该电压下限阈值时，该控制单元控制该第一开关元件、该第二开关元件、该第三开关元件及该第四开关元件关断。

3.如权利要求1所述的图腾柱功率因素校正电路，其中该检测电路包含一放大器、一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻及一直流电源，该放大器的一输出端电性耦接于该检测电路的该第三端，该第一电阻电连接于该放大器的一负输入端及该检测电路的该第一端之间，该第二电阻电连接于该放大器的一正输入端及该检测电路的该第二端之间，该第三电阻电连接于该放大器的该负输入端及该放大器的该输出端之间，该直流电源的正极电性耦接于该放大器的该正输入端，该直流电源的负极电连接于该检测电路的该第二端并接地。

4.如权利要求3所述的图腾柱功率因素校正电路，其中该检测电路还包含一滤波电阻及一滤波电容，该滤波电阻电连接于该放大器的该输出端及该检测电路的该第三端之间，该滤波电容电连接于该滤波电阻及该检测电路的该第二端之间。

5.如权利要求4所述的图腾柱功率因素校正电路，其中该检测电路还包含一稳压二极管，该稳压二极管的阳极电连接于该检测电路的该第二端，该稳压二极管的阴极电连接于该检测电路的该第三端。

6.如权利要求3所述的图腾柱功率因素校正电路，其中该检测电路包含一第一分压电阻及一第二分压电阻，该第一分压电阻电连接于该放大器的该正输入端及该直流电源的该正极之间，该第二分压电阻电连接于该放大器的该正输入端与该检测电路的该第二端之间。

7.如权利要求1所述的图腾柱功率因素校正电路，其中该图腾柱功率因素校正电路更包含一第四桥臂及一第二电感，该第四桥臂与该第一桥臂并联连接，且包含串联连接的一第五开关元件及一第六开关元件，该第五开关元件及该第六开关元件电连接以形成一第四连接点，该第二电感电连接于该输入电源的该第一端及该第四连接点之间。

8.如权利要求1或7所述的图腾柱功率因素校正电路，其中该图腾柱功率因素校正电路更包含一第五桥臂，该第五桥臂包含串联连接的一第三旁路二极管及一第四旁路二极管，该第三旁路二极管及该第四旁路二极管之间的连接点形成一第五连接点，该第五连接点电连接于该输入电源的该第二端。

9.如权利要求1所述的图腾柱功率因素校正电路，其中当该输入电源所提供的一电源电压为交流电压的正半周，且该第一电感为储能阶段，该控制单元进一步确认所述检测电路检测的该检测电阻两端的该电压介于该电压下限阈值及该电压上限阈值之间时，该控制单元控制该第二开关元件及该第四开关元件为导通，该第一开关元件及该第三开关元件为关断。

10.如权利要求1所述的图腾柱功率因素校正电路，其中当该输入电源所提供的该电源电压为交流电压的正半周，且该第一电感为放电阶段，该控制单元进一步确认所述检测电路检测的该检测电阻两端的该电压介于该电压下限阈值及该电压上限阈值之间时，该控制单元控制该第一开关元件及该第四开关元件为导通，该第二开关元件及该第三开关元件为关断。

11.如权利要求1所述的图腾柱功率因素校正电路，其中当该输入电源所提供的一电源电压为交流电压的负半周，且该第一电感为储能阶段，该控制单元进一步确认所述检测电路检测的该检测电阻两端的该电压介于该电压下限阈值及该电压上限阈值之间时，该控制单元控制该第一开关元件及该第三开关元件为导通，该第二开关元件及该第四开关元件为关断。

12.如权利要求1所述的图腾柱功率因素校正电路，其中当该输入电源所提供的该电源电压为交流电压的负半周，且该第一电感为放电阶段，该控制单元进一步确认所述检测电路检测的该检测电阻两端的该电压介于该电压下限阈值及该电压上限阈值之间时，该控制单元控制该第二开关元件及该第三开关元件为导通，该第一开关元件及该第四开关元件为关断。

13.一种图腾柱功率因素校正电路，电性耦接于一输入电源及一负载之间，该输入电源具有一第一端及一第二端，该图腾柱功率因素校正电路包含：

14.如权利要求13所述的图腾柱功率因素校正电路，其中当该控制单元确认所述检测电路的该输出电压大于或等于该电压上限阈值，或小于或等于该电压下限阈值时，该控制单元控制该第一开关元件、该第二开关元件、该第三开关元件及该第四开关元件关断。

15.如权利要求13所述的图腾柱功率因素校正电路，其中该检测电路包含一放大器、一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻及一直流电源，该放大器的一输出端电性耦接于该检测电路的该第三端，该第一电阻电连接于该放大器的一负输入端及该检测电路的该第一端之间，该第二电阻电连接于该放大器的一正输入端及该检测电路的该第二端之间，该第三电阻电连接于该放大器的该负输入端及该放大器的该输出端之间，该直流电源的正极电性耦接于该放大器的该正输入端，该直流电源的负极电连接于该检测电路的该第二端并接地。

16.如权利要求15所述的图腾柱功率因素校正电路，其中该检测电路还包含一滤波电阻及一滤波电容，该滤波电阻电连接于该放大器的该输出端及该检测电路的第三端之间，该滤波电容电连接于该滤波电阻及该检测电路的该第二端之间。

17.如权利要求16所述的图腾柱功率因素校正电路，其中该检测电路还包含一稳压二极管，该稳压二极管的阳极电连接于该检测电路的该第二端，该稳压二极管的阴极电连接于该检测电路的该第三端。

18.如权利要求15所述的图腾柱功率因素校正电路，其中该检测电路包含一第一分压电阻及一第二分压电阻，该第一分压电阻电连接于该放大器的该正输入端及该直流电源的该正极之间，该第二分压电阻电连接于该放大器的该正输入端与该检测电路的该第二端之间。

19.如权利要求13所述的图腾柱功率因素校正电路，其中该图腾柱功率因素校正电路更包含一第四桥臂及一第二电感，该第四桥臂与该第一桥臂并联连接，且包含串联连接的一第五开关元件及一第六开关元件，该第五开关元件及该第六开关元件电连接以形成一第四连接点，该第二电感电连接于该输入电源的该第一端及该第四连接点之间。

20.如权利要求13或19所述的图腾柱功率因素校正电路，其中该图腾柱功率因素校正电路更包含一第五桥臂，该第五桥臂包含串联连接的一第三旁路二极管及一第四旁路二极管，该第三旁路二极管及该第四旁路二极管之间的连接点形成一第五连接点，该第五连接点电连接于该第三连接点。

21.如权利要求13所述的图腾柱功率因素校正电路，其中当该输入电源所提供的一电源电压为交流电压的正半周，且该第一电感为储能阶段，该控制单元进一步确认所述检测电路检测的该检测电阻两端的该电压介于该电压下限阈值及该电压上限阈值之间时，该控制单元控制该第二开关元件及该第四开关元件为导通，该第一开关元件及该第三开关元件为关断。

22.如权利要求13所述的图腾柱功率因素校正电路，其中当该输入电源所提供的该电源电压为交流电压的正半周，且该第一电感为放电阶段，该控制单元进一步确认所述检测电路检测的该检测电阻两端的该电压介于该电压下限阈值及该电压上限阈值之间时，该控制单元控制该第一开关元件及该第四开关元件为导通，该第二开关元件及该第三开关元件为关断。

23.如权利要求13所述的图腾柱功率因素校正电路，其中当该输入电源所提供的一电源电压为交流电压的负半周，且该第一电感为储能阶段，该控制单元进一步确认所述检测电路检测的该检测电阻两端的该电压介于该电压下限阈值及该电压上限阈值之间时，该控制单元控制该第一开关元件及该第三开关元件为导通，该第二开关元件及该第四开关元件为关断。

24.如权利要求13所述的图腾柱功率因素校正电路，其中当该输入电源所提供的该电源电压为交流电压的负半周，且该第一电感为放电阶段，该控制单元进一步确认所述检测电路检测的该检测电阻两端的该电压介于该电压下限阈值及该电压上限阈值之间时，该控制单元控制该第二开关元件及该第三开关元件为导通，该第一开关元件及该第四开关元件为关断。

技术总结
本案的图腾柱功率因素校正电路的检测模块包含检测电阻及检测电路，当控制单元确认检测电路的输出电压大于或等于电压上限阈值或小于或等于电压下限阈值时，控制单元至少控制第三开关元件及第四开关元件皆关断，因此图腾柱功率因素校正电路根据检测电路的输出电压是否大于或等于电压上限阈值或小于或等于电压下限阈值，而可迅速控制对应的开关元件关断，即代表图腾柱功率因素校正电路能即时采取保护措施，避免图腾柱功率因素校正电路损坏，故图腾柱功率因素校正电路具有效能较佳的优势。

技术研发人员：郭跃森,董慨
受保护的技术使用者：台达电子企业管理（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13