功率因子校正器之被动式耦合电感软切换电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种功率因子校正器，且特别是有关于一种运用于连续导通模式的具软切换电路的功率因子校正器。
【背景技术】
[0002]随着科技的进步与经济的发展，人类对切换式转换器的需求与日俱增。近年来，由于电力电子技术的大幅进步，大部份的电子器材日亦趋向轻薄短小化的方向发展，其内部的电源转换器亦需朝向轻薄短小的趋势设计，因此，具有体积小、重量轻、效率高等优点的切换式电源转换器便逐渐取代传统线性是转换器，成为电源转换器的主流。切换式转换器除了短小轻薄等优点之外，更近一步提升了转换器效率及质量。
[0003]在功率因子修正器（power factor corrector, PFC)常见之操作模式有连续导通模式(continuous conduction mode, CCM)、非连续导通模式(discontinuous conductionmode,DCM)。以低功率系统来说，实现功率因子修正器的常见方式是采用非连续导通模式来控制交换模式。反之，在较高功率需求时，通常会改采连续导通模式。
[0004]一般而言，传统连续导通模式的升压型转换器若操作于硬切换模式，当功率开关断开与导通时会有能量的损耗产生，其主要是由于断开与导通瞬间的电压与电流延迟所致，此为切换损失。而主要解决的方式是利用外部电路将电压与电流的波形产生相位交错位移，以便于减少切换损失。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明之目的是提供一种功率因子校正器之被动式耦合电感软切换电路，利用外部电路将电压与电流的波形产生相位交错位移，以便于减少切换损失。
[0006]为达上述或其它目的，本发明提出一种功率因子校正器之被动式耦合电感软切换电路，其包括有一电力输入端、一第一电感，其一端与该电力输入端稱接、一第一二极管，其正端与该第一电感的另一端耦接、一电力输出端，其与该第一二极管的负端耦接、一功率开关以及一缓冲电路，其与该功率开关耦接。其中，利用缓冲电路的电路设计将电压与电流的波形产生相位交错位移，以便于减少切换损失。
【附图说明】
[0007]图1为本发明较佳实施例的电路示意图。
[0008]图2至图7为本发明之较佳实施例的电路作动时序流程图。
【具体实施方式】
[0009]为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
[0010]请参阅图1至图7所示,其为本发明较佳实施例的电路示意图及电路作动时序流程图。本发明提出一种功率因子校正器之被动式软切换电路，其包括有一电力输入端(10)、一电力输出端(11)、一第一电感(12)、一第一二极管(13)、一功率开关(14)、一第三电容
(15)、一第四电容(16)以及一缓冲电路(20)。
[0011]该电力输入端(1〇)与该第一电感(12)的一端耦接，而该第三电容(15)可耦接于该电力输入端(10)与该第一电感(12)之间。该第一二极管(13)的正端与该第一电感
(12)的另一端耦接，该第一二极管(13)的负端则与该电力输出端(11)耦接，且该第四电容
(16)耦接于该电力输出端(11)前。
[0012]该缓冲电路(20)与该功率开关(14)耦接，而该缓冲电路(20)包含有一耦合电感(21)、一第一电容(22)、一第二二极管(23)、一第三二极管(24)、一第二电容(25)、一第四二极管(26)以及一第五二极管(27)。而该功率开关(14)可为金氧半场效晶体管或其它等效的组件，且该耦合电感(21)主要包含有一第一绕线组(21a)及一第二绕线组(21b)。
[0013]该稱合电感(21)的该第一绕线组(21a)的一端稱接于该第一电感(12)与该第一二极管(13)之间，该第一绕线组(21a)的另一端则耦接于该功率开关(14)。该第一绕线组(21a)的该端亦与该第一电容(22)的一端及该第五二极管(27)的正端耦接，该第二二极管(23)的正端与该第一电容(22)的另一端及该第四二极管(26)的负端耦接，且该第四二极管(26)的正端串联耦接于该第二绕线组(21b)的一端。该第三二极管(24)的正端耦接于该第二电感(21)与该功率开关(14)之间，而该第三二极管(24)的负端与该第五二极管(27)的负端、第二绕线组(21b)的另一端及该第二电容(25)的一端耦接。该第二二极管(23)的负端f禹接于该第一二极管(13)与该电力输端(11)之间，而该第二电容(25)的另一端耦接于与该第二二极管(23)的负端同一等电位线路处。其中，该第五二极管(27)主要是作为一保护电路组件，防止有异常电流造成整体电路的损毁。
[0014]前述已先说明各相关单元的连接关系，以下将接着叙述其运作过程。首先，该电力输入端(10)可提供电力之来源，而该第三电容(15)可提供滤波的功效。当功率开关
[14]呈现关闭状态时，该电力输入端所提供之电力先直接提供给该第一电感(12)以及该第一二极管(13)后，直接将电力藉由该电力输出端(11)输出，且同时对该第四电容(16)进行充电。
[0015]当该功率开关(14)呈现开启状态时，该电力输入端(10)所提供的电力将会有部份流经该第一线路组(21a)及该功率开关(14)，相对流经第一二极管(13)的电流开始下降(在一个开关周期内，输入电流假定不变)。最后电力输入端(10)所提供的电力将全部流经该第一线路组(21a)及该功率开关(14)，且此时该第四电容(16)将进行放电，其放电的电力将依序流经该第二电容(25)、该第二线路组(21b)、该第四二极管(26)、该第一电容
(22)、该第一线路组(21a)以及最后通过该功率开关(14)，且该第一电容(22)及该第二电容(25)因为该第四电容(16)放电而储存电力。而当该第四电容(16)耗尽所储存电力后，该电力输入端(10)所提供的电力将都流经该第二电感(21)及该功率开关(14)。
[0016]紧接着将该功率开关(14)关闭时，首先该第一电感(12)所提供的电力将依序流经该第一线路组(21a)、第三二极管(24)及该第二电容(25)。接着，当该第一绕线组(21a)可提供的电力降低后，该第一电感(12)所提供的电力也开始依序流经该第一电容(22)及该第二二极管(23)。最后，当该第一线路组(21a)无法提供电力，而该第一电容(22)及该第二电容(25)也无法提供电力后，整体电路系统则回复到初始状态。
[0017]藉由上述的说明，本发明可有效的将电流与电压的波形在切换的时间中其相对应的波形产生相位交错位移，而达到软切换的功能，进而减少因切换时能量的损失。
[0018]虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当是权利要求所界定的范围为准。
【主权项】
1.一种功率因子校正器之被动式耦合电感软切换电路，其特征在于该电路包括: 一电力输入端； 一第一电感，其一端与该电力输入端稱接； 一第一二极管，其正端与该第一电感的另一端耦接； 一电力输出端，其与该第一二极管的负端耦接； 一功率开关； 一缓冲电路，其与该功率开关耦接，该缓冲电路包含有， 一耦合电感，其具有两绕线组，分别为一第一绕线组及一第二绕线组，而该第一绕线组之一端耦接于该第一电感与该第一二极管之间，其另一端耦接于该功率开关； 一第一电容，其一端耦接于该第一绕线组的该端； 一第二二极管，其正端耦接于该第一电容的另一端，而负端耦接于该第一二极管与该电力输出端之间； 一第三二极管，其正端耦接于该第一绕线组与该功率开关之间； 一第二电容，其一端耦接于该第三二极管的负端，而另一端耦接于与该第二二极管的负端同一处；以及 一第四二极管，其负端耦接于该第一电容与该第二二极管之间，而正端与该第二绕线组的一端串联耦接，该第二绕线组的另一端耦接于该第二电容与该第三二极管之间。2.如权利要求1所述的功率因子校正器之被动式耦合电感软切换电路，其特征在于该功率开关为一金氧半场效晶体管。3.如权利要求2所述的功率因子校正器之被动式耦合电感软切换电路，其特征在于该电路进一步具有一第三电容，该第三电容稱接于该电力输入端与该第一电感之间。4.如权利要求3所述的功率因子校正器之被动式耦合电感软切换电路，其特征在于该电路进一步具有一第四电容，该第四电容耦接于该电力输出端前。5.如权利要求4所述的功率因子校正器之被动式耦合电感软切换电路，其特征在于该电路进一步具有一第五二极管，其正端耦接于该第一电容的该端，而负端耦接于该第二电容与该第三二极管之间。
【专利摘要】本发明提出一种功率因子校正器之被动式耦合电感软切换电路，其包括有一电力输入端、一第一电感，其一端与该电力输入端耦接、一第一二极管，其正端与该第一电感的另一端耦接、一电力输出端，其与该第一二极管的负端耦接、一功率开关以及一缓冲电路，其与该功率开关耦接。其中，利用缓冲电路的电路设计将电压与电流的波形产生相位交错位移，以便于减少切换损失。
【IPC分类】H02M1/42
【公开号】CN105337486
【申请号】CN201410406175
【发明人】洪宗良, 姚宇桐
【申请人】亚荣源科技（深圳）有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2014年8月13日