具功率因数调整的电源供应系统技术方案

本发明专利技术是为更适合应用于较低输入电源的电源供应系统，整体电源供应系统的电路架构在操作中不仅可以达到较宽广的输入电压范围，同时借由此控制调变技术更可提高整体转换器的效率，解决半导体元件与磁性元件相关热（Ｔｈｅｒｍａｌ）的问题，达到改善公知技术的电路设计，并且经由效率的提高使其产品更趋轻薄短小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有调变升压型功率因数校正器输出电压的策略与方法，主要是结合非对称半桥顺向式或返驰式转换器电路，用以达到高效率与薄型化的目的。
技术介绍
按，由于电子、电脑产品已十分普遍，同时，环保意识也日益受到重视，因此就电子、电脑产品耗电电流所产生谐波电流对电网和其他电气设备所造成严重谐波污染与干扰，亦视为欲改善的项目之一。又，一般电子、电脑产品的电源，除使用电池外，均来自市电，由于其电源的电路结构为使用二极管整流、滤波后再经电流转换电路，因而造成虽然输入电压波形为正弦波，但输入电流波形却为脉冲式波形，由整流二极管与滤波电容器所组成的电路，造成为交流电压的瞬时值大于滤波电容器的电压时，整流二极管才导通，所以形成仅在输入电压的峰值大于滤波电容器上的电压值时，会有较大的输入脉冲电流波形的现象，故形成谐波电流及功率因数偏低(一般为0.6～0.7)的结果。再者，所谓功率因数调整(Power Factor Correct)简称PFC，即在于提高电能转换效率，减少对电网及设备的危害，其传统的做法主要是在马达等电感性电机产品的电路利用并联电容器的方式使负载呈现阻抗，以达到改善的效果；然而，由于现在的电子、电脑产品属于整流性的负载，其电流波形不像电感性负载，仍为正弦波，而是脉冲波形，因此无法仅靠并联电容器便可达到提高功率的效果。如图1所示，则是为一公知具有升压型功率因数校正器的电源转换器电路方块图，其整个电路架构是由电磁干扰(EMIElectroMagnetic Interference)滤波器10、整流与滤波电路20、升压型功率因数校正器30与脉波宽度调变直流对直流转换器40所组成；其应用在电路系统的方式则是如图2所示，其中，升压型功率因数校正器30配设有功率因数校正控制器31与输出电压回授控制电路32，整体电路的输入电压为经整流与滤波电路所产生的Vidc电压，而经升压之后的输出电压则为固定的Vpfdc电压，并不具备有可调变不同Vpfdc输出电压的功能，故仍存有进一步改良的空间。至于，如图3所示，为公知升压型功率因数校正器输出电压的设计方式，当输入电压Viac由90Vac变化至264Vac时，输出电压Vpfdc一般都固定在某一电压(360V～380V)，因此在输入电压的范围如此宽广的情况下，较高输入电压即可获致较佳的效率，而输入电压若在低电压状况(例如90Vac)时，需将其电压升至较高的固定电压(360V～380V)，而其之间的电压落差较大，电源整体效率自然而然就会偏低。
技术实现思路
本专利技术涉及有调变升压型功率因数校正器输出电压的策略与方法，主要是结合非对称半桥顺向式或返驰式转换器电路，用以达到高效率与薄型化的目的。为此，本专利技术提出的技术方案为一种具功率因数调整的电源供应系统，其是由EMI滤波器、整流与滤波电路、升压型功率因数校正器与非对称半桥转换器所组成；其中，该升压型功率因数校正器的电路内部设有功率因数校正控制器与输出电压回授控制电路，并且加入调变控制Vpgfdc输出电压电路，其控制即借由此电路与输出电压回授控制电路结合来予以控制功率因数校正控制器的工作周期，使其达到调变不同Vpfdc的输出电压。该非对称半桥转换器的电路架构为非对称半桥顺向式转换器。该非对称半桥顺向式转换器是在单一或串联叠加的变压器输入一次侧与控制电路构成联结的线路间设有主开关元件以及副开关元件，各变压器与该主开关元件的两接点之间配设有第一寄生二极管与第一寄生电容，与该副开关元件的两接点之间配设有第二寄生二极管与第二寄生电容；另外，于两变压器与控制电路之间外加一谐振电感与一阻隔电容；由谐振电感用以达成谐振功能，以令两变压器的漏感以及第一寄生电容与第二寄生电容，在开关之间的盲时产生共振，以分别达到主开关元件与副开关元件的零电压切换。该非对称半桥转换器的电路架构为非对称半桥返驰式转换器。该非对称半桥返驰式转换器是在单一或串并联叠加的变压器输入一次侧与控制电路构成联结的线路间设有主开关元件以及副开关元件，该主开关元件的两接点之间配设有第一寄生二极管与第一寄生电容，该副开关元件的两接点之间配设有第二寄生二极管与第二寄生电容；另外，于两变压器与控制电路之间外加一谐振电感与一阻隔电容；由主或副开关元件的切换来控制电路的动作，令各变压器具有同步整流功能，并利用谐振电感达到谐振功能，以令各变压器的漏感以及第一寄生电容与第二寄生电容，在开关之间的盲时产生共振，以分别达到主开关元件与副开关元件的零电压切换。各串联变压器的输出二次侧是由变压器的次级绕组加上第一整流二极管与第二整流二极管，以及整流滤波电路所组成。该整流滤波电路是由第一滤波电容、第二滤波电容与滤波电感所组成。各串联变压器的输出二次侧是由变压器的次级绕组加上第一同步整流开关与第二整流开关，以及整流滤波电路所组成。该整流滤波电路是由第一滤波电容、第二滤波电容与滤波电感所组成。该控制电路是借由脉宽调制(PWMPulse-Width·Modulation)控制电路与驱动控制电路予以实现。该主开关元件其中一接点的通路处设有第一饱和电感，该副开关元件其中一接点的通路处设有第二饱和电感。本专利技术具功率因数调整的电源供应系统，为一种结合升压型功率因数校正器的高效率电源转换电路架构，借由调变控制升压型功率因数校正器的输出电压的动作，可以达成电源供应器整体效率的提高，并克服热(Thermal)问题，使其更适合应用于较大功率的输出与较宽广的输入电压范围。附图说明图1为公知具有升压型功率因数校正器的电源转换器电路方块图；图2为公知具有升压型功率因数校正器的电源转换器应用在电路系统的电路架构示意图；图3为公知升压型功率因数校正器输出电压的策略设计图；图4为本专利技术的基本电路架构示意图；图5为本专利技术中非对称半桥顺向式转换器第一实施例的电路架构示意图；图6为本专利技术中非对称半桥顺向式转换器第二实施例的电路架构示意图；图7为本专利技术中非对称半桥顺向式转换器第三实施例的电路架构示意图；图8为本专利技术中非对称半桥返驰式转换器第一实施例的电路架构示意图；图9为本专利技术中非对称半桥顺向式转换器第二实施例的电路架构示意图；图10为本专利技术中非对称半桥顺向式转换器第三实施例的电路架构示意图；图11为本专利技术中非对称半桥顺向式转换器第四实施例的电路架构示意图；图12为本专利技术中用以调变Vpfdc输出电压的策略设计之一；图13为本专利技术中用以调变Vpfdc输出电压的策略设计之二； 图14为本专利技术中用以调变Vpfdc输出电压的策略设计之三；图15为本专利技术中用以调变Vpfdc输出电压的策略设计之三；图16为本专利技术中用以调变Vpfdc输出电压的策略设计之四；图17为本专利技术中用以调变Vpfdc输出电压的策略设计之五。图号说明C1、第一寄生电容C2、第二寄生电容C3、阻隔电容C4、第一滤波电容C5、第二滤波电容D1、第一寄生二极管D2、第二寄生二极管D3、第一整流二极管D4、第二整流二极管IC1、PWM控制电路IC2、驱动控制电路L1、第一饱和电感L2、第二饱和电感L3、谐振电感L4、滤波电感Q1、主开关元件Q2、副开关元件Q3、第一同步整流开关Q4、第二同步整流开关T1、变压器T2、变压器10、EMI滤波器20、整流与滤波电路30、升压型功率因数校正器 31、功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具功率因数调整的电源供应系统，其特征在于：其是由电磁干扰ＥＭＩ滤波器、整流与滤波电路、升压型功率因数校正器与非对称半桥转换器所组成；其中，该升压型功率因数校正器的电路内部设有功率因数校正控制器与输出电压回授控制电路，并且加入调变控制Ｖｐｆｄｃ输出电压电路，其控制即借由此电路与输出电压回授控制电路结合来予以控制功率因数校正控制器的工作周期，使其达到调变不同Ｖｐｆｄｃ的输出电压。

【技术特征摘要】
1.一种具功率因数调整的电源供应系统，其特征在于其是由电磁干扰EMI滤波器、整流与滤波电路、升压型功率因数校正器与非对称半桥转换器所组成；其中，该升压型功率因数校正器的电路内部设有功率因数校正控制器与输出电压回授控制电路，并且加入调变控制Vpfdc输出电压电路，其控制即借由此电路与输出电压回授控制电路结合来予以控制功率因数校正控制器的工作周期，使其达到调变不同Vpfdc的输出电压。2.如权利要求1所述的具功率因数调整的电源供应系统，其特征在于该非对称半桥转换器的电路架构为非对称半桥顺向式转换器。3.如权利要求2所述的具功率因数调整的电源供应系统，其特征在于该非对称半桥顺向式转换器是在单一或串联叠加的变压器输入一次侧与控制电路构成联结的线路间设有主开关元件以及副开关元件，各变压器与该主开关元件的两接点之间配设有第一寄生二极管与第一寄生电容，与该副开关元件的两接点之间配设有第二寄生二极管与第二寄生电容；另外，于两变压器与控制电路之间外加一谐振电感与一阻隔电容；由谐振电感用以达成谐振功能，以令两变压器的漏感以及第一寄生电容与第二寄生电容，在开关之间的盲时产生共振，以分别达到主开关元件与副开关元件的零电压切换。4.如权利要求1所述的具功率因数调整的电源供应系统，其特征在于该非对称半桥转换器的电路架构为非对称半桥返驰式转换器。5.如权利要求4所述的具功率因数调整的电源供应系统，其特征在于该非对称半桥返驰式转换器是在单一或串并联叠加的变压器输入一次侧与控制电路构成联结的线路间设有主开关元...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁适安，
申请(专利权)人：全汉企业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]