專利名稱：功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器及其切換頻率調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率因數(shù)修正器，且特別涉及一種應(yīng)用于高效率交換式電源供應(yīng)器的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器(PFC Boost converter)。
背景技術(shù)：
近年來環(huán)保意識的提升，與全球暖化問題，迫使節(jié)約能源成為世界各國重要政策之一。美國環(huán)境協(xié)會(U. S. Environmental Protection Agency,EPA)對于各項信息電子設(shè)備也相對規(guī)定高效率的規(guī)范以去達(dá)到節(jié)能的目地，如在PC電源供應(yīng)器上有80+基本款需求(80%,80%,80% )，銅牌(82%，85%，82% )、銀牌(85%，88%，85% )、金牌(87%， 90%，87% )認(rèn)證，所以提高電源轉(zhuǎn)換器的效率是我們目前必須克服的難題。在電力電子的應(yīng)用中，交流對直流轉(zhuǎn)換器(AC to DC converter)的應(yīng)用非常廣泛，例如家電與電腦都需要使用交流對直流轉(zhuǎn)換器來將交流電轉(zhuǎn)換為直流電使用。基于現(xiàn)有的電腦的電源供應(yīng)器產(chǎn)業(yè)已經(jīng)朝向高效率與高功因(功率因數(shù))的趨勢發(fā)展，所以目前在電力電路的設(shè)計上，對于電子設(shè)備的功率因數(shù)有相當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?。由于在交流對直流轉(zhuǎn)換器中存在有很多的非線性元件，例如橋式整流濾波器，所以需要使用功因修正器來調(diào)整輸出電壓與輸出電流的相位以提高功率因數(shù)。其中，功因修正升壓轉(zhuǎn)換器是最常見的架構(gòu)之一 O一般轉(zhuǎn)換器采用CCM平均電流模式定頻控制，使得電源供應(yīng)器不論輸出電壓在任何負(fù)載下，切換頻率都是定值。而對于交換式電源供應(yīng)器的輕載及中載而言，較高的切換頻率不是一個好的操作，因為其會增加功率晶體管的切換損失(switching loss)、驅(qū)動損失(driver loss)與磁性元件的鐵損(core loss),影響整體電源供應(yīng)器的轉(zhuǎn)換效率。因此，如何降低交換式電源供應(yīng)器在切換時的功率消耗成為目前電力電子重要的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器，適用于使用功因修正升壓轉(zhuǎn)換器的電源供應(yīng)器，其通過一控制單元，致使轉(zhuǎn)換器的切換頻率為可調(diào)制的，可以依據(jù)輸出負(fù)載調(diào)整切換頻率，以降低功率開關(guān)的切換損失與磁性元件的固定損失等，進(jìn)而提升電源轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明提出一種功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器，用以產(chǎn)生電力至一電壓轉(zhuǎn)換器，此功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器包括一功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元與一控制單元。功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元根據(jù)一脈波寬度調(diào)制信號調(diào)整輸出至電壓轉(zhuǎn)換器的電力?？刂茊卧罱佑诠β室驍?shù)修正轉(zhuǎn)換單元，根據(jù)功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的一輸出負(fù)載調(diào)整脈波寬度調(diào)制信號的頻率。其中，當(dāng)功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的輸出負(fù)載提高時，控制單元提高脈波寬度調(diào)制信號的頻率；當(dāng)功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的輸出負(fù)載降低時，控制單元降低該脈波寬度調(diào)制信號的頻率。在本發(fā)明一實施例中，上述控制單元包括電流檢測電路、電壓檢測電路與控制電路。電流檢測電路用以產(chǎn)生對應(yīng)于功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的一輸出負(fù)載電流的一第一檢測信號。電壓檢測電路用以產(chǎn)生對應(yīng)于功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單兀的一輸出負(fù)載電壓的一第二檢測信號。控制電路耦接于電流檢測電路與電壓檢測電路，根據(jù)第一檢測信號/第二檢測信號調(diào)整脈波調(diào)制信號的頻率。其中，當(dāng)功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的負(fù)載電流小于一第一預(yù)設(shè)值或功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的該輸出負(fù)載電壓小于一第二預(yù)設(shè)值時，控制電路降低脈波寬度調(diào)制信號的頻率以降低功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換器的切換損耗。反之，當(dāng)功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的輸出負(fù)載電流大于一第一預(yù)設(shè)值或功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的輸出負(fù)載電壓大于一第二預(yù)設(shè)值時，控制電路會提高脈波寬度調(diào)制信號的頻率。從另一個角度來看，本發(fā)明另提出一種功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的切換頻率調(diào)制方法，其中功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器根據(jù)一脈波寬度調(diào)制信號調(diào)整輸出至一電壓轉(zhuǎn)換器的電力，上述頻率調(diào)制方法包括下列步驟檢測功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的一輸出負(fù)載；檢測輸出負(fù)載的變化，當(dāng)功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載提高時，提高脈波寬度調(diào)制信號的頻率；當(dāng)功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的該輸出負(fù)載降低時，降低脈波寬度調(diào)制信號的頻率。綜合上述，本發(fā)明所提出的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器，可以依據(jù)輸出負(fù)載來調(diào)整切換頻率。當(dāng)負(fù)載低時，控制器主動降低切換頻率以降低功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的切換損失。尤其在中載與輕載下，本發(fā)明會自動操作在較低的切換頻率下以降低功率損耗。 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖IA為本發(fā)明第一實施例的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的功能方塊圖。圖IB為本發(fā)明第一實施例的升壓型功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換器的電路示意圖。圖2為本發(fā)明第一實施例的電流檢測電路120的電路示意圖。圖3為本發(fā)明第一實施例的電壓檢測電路130的電路示意圖。圖4為本發(fā)明第一實施例的控制電路110的主要內(nèi)部電路示意圖。圖5為本發(fā)明第一實施例的第一頻率控制電路410的電路示意圖。圖6為本發(fā)明第一實施例的第二頻率控制電路420的電路示意圖。圖7為本發(fā)明第一實施例的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器100的整體電路示意圖。圖8為本發(fā)明第二實施例的控制電路110的主要內(nèi)部電路示意圖。圖9為本發(fā)明第二實施例中的第一頻率控制電路810的電路示意圖。圖10為本發(fā)明第二實施例的第二頻率控制電路820的電路示意圖。圖11為本發(fā)明第二實施例的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器100的整體電路示意圖。圖12為本發(fā)明一實施例的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的切換頻率調(diào)制方法的流程圖。圖13為使用本發(fā)明一實施例的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器與傳統(tǒng)功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的效率數(shù)據(jù)比較圖。上述附圖中的附圖標(biāo)記說明如下100 :功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器101 :控制單元110:控制電路
120:電流檢測電路130:電壓檢測電路140 :功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元142 :橋式整流器150:電壓轉(zhuǎn)換器211、311 :可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器410、810 :第一頻率控制電路420、820 :第二頻率控制電路
430,830 :控制器ROl R05、R21 R28 電阻R31 R35、R51 R59 電阻R61 R69、R91 R95、RT 電阻R60、R00:輸入電阻COM21 C0M22、COM31 C0M32 比較器COl C02、C21 C23、C31 C33 電容C1、C51、C61、C91 C92 :電容VEAO 電壓誤差放大器輸出電壓DSl :第一檢測信號DS2 :第二檢測信號Dl :二極管LI 電感GND :接地端Pl P3:接腳VREF :參考電壓Tl、T2 :電阻RT的兩端VCC:工作電壓Q1、Q01、Q03、Q51、Q55、Q65、Q61 :NMOS 晶體管Q02、Q52、Q62、Q92 =PNP 晶體管Q53 Q54 NPN 晶體管Q63 Q64 NPN 晶體管Q91、Q93 =NMOS 晶體管SllO S140 :流程圖步驟
具體實施例方式在下文中，將通過

本發(fā)明的實施例來詳細(xì)描述本發(fā)明，而附圖中的相同參考數(shù)字可用以表示類似的元件。(第一實施例)請參照圖1A，圖IA為本發(fā)明第一實施例的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的功能方塊圖。功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器100可以產(chǎn)生電力至后端的電壓轉(zhuǎn)換器150，然后經(jīng)由電壓轉(zhuǎn)換器150轉(zhuǎn)換為直流電壓以提供給系統(tǒng)或電子設(shè)備使用。功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器100包控制單元101與功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140，其中該功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140可以例如是CCM功因修正轉(zhuǎn)換器?？刂茊卧?01尚包括控制電路110、電流檢測電路120與電壓檢測電路130。電流檢測電路120用以產(chǎn)生對應(yīng)于功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載電流的第一檢測信號DSl，而電壓檢測電路130用以產(chǎn)生對應(yīng)于功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載電壓的第二檢測信號DS2?？刂齐娐?10會根據(jù)上述第一檢測信號DSl與第二檢測信號DS2至少其中之一調(diào)整脈波寬度調(diào)制信號PWM的頻率。也就是說，控制電路110可以根據(jù)第一檢測信號DSl或第二檢測信號DS2來調(diào)整脈波寬度調(diào)制信號PWM的頻率。當(dāng)功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載提高時，控制單元101會提高脈波寬度調(diào)制信號PWM的頻率；當(dāng)功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載降低時，控制單元101會降低脈波寬度調(diào)制信號PWM的頻率，以降低功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的切換損失。
功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的負(fù)載變化可以經(jīng)由輸出負(fù)載電壓或輸出負(fù)載電流來判斷，其中功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載可用輸出負(fù)載電壓與輸出負(fù)載電流的乘積表示，即輸出功率。在本實施例中，當(dāng)功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載電流小于一第一預(yù)設(shè)值或功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載電壓小于一第二預(yù)設(shè)值時，控制電路110降低該脈波寬度調(diào)制信號的頻率以降低該功率因數(shù)轉(zhuǎn)換器的切換損耗。反之，當(dāng)功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載電流大于一第一預(yù)設(shè)值或功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載電壓大于一第二預(yù)設(shè)值時，控制電路110會提高脈波寬度調(diào)制信號的頻率。另夕卜，控制電路110也可以采用漸進(jìn)式的方式調(diào)整功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的切換頻率，讓脈波寬度調(diào)制信號PWM的頻率隨著功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的負(fù)載而變化。當(dāng)負(fù)載增加時，提高脈波寬度調(diào)制信號PWM的頻率，當(dāng)負(fù)載下降時，降低脈波寬度調(diào)制信號PWM的頻率?？刂齐娐?10調(diào)整脈波寬度調(diào)制信號PWM的方式可以依照設(shè)計需求與電路架構(gòu)而變，本實施例并不限制于上述說明。電流檢測電路120可以經(jīng)由后端的電壓轉(zhuǎn)換器150的電流來檢測功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載電流(以實線表示)或是直接檢測功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出電流(以虛線表示)來產(chǎn)生第一檢測信號DSl。同理，電壓檢測電路130可以經(jīng)由控制電路110所產(chǎn)生的對應(yīng)于功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出電壓的VEAO (以實線表示)信號來產(chǎn)生第二檢測信號DS2或是直接檢測功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出電壓(以虛線表示)來產(chǎn)生第二檢測信號DS2。由于電壓檢測與電流檢測的電路和方式有多種實施方式，因此本實施例并不限制電流檢測電路120與電壓檢測電路130的電路架構(gòu)與耦接方式，只要可以檢測到功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載電壓/輸出負(fù)載電流即可。在常見的PWM控制器中，例如Champion的CM6802，VEAO信號為誤差放大器的輸出電壓，與功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出電壓相關(guān)。在CM6802的規(guī)格書中，VEAO是由Pin 16輸出，其表不(PFC transconductance voltage amplifier output)。功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140會根據(jù)控制電路110所產(chǎn)生的脈波寬度調(diào)制信號PWM控制功率開關(guān)(未繪示)的切換，以調(diào)整輸出至該電壓轉(zhuǎn)換器的電力。在本實施例中，功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140例如是升壓型功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換器，其主要由橋式整流器與升壓電路組成。請參照圖1B，其為本發(fā)明第一實施例的升壓型功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換器的電路示意圖。功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140主要由橋式整流器142、電感LI、晶體管Ql、二極管Dl與輸出電容Cl構(gòu)成。橋式整流器142對所接收的交流電VAC進(jìn)行整流。電感LI、晶體管Q1、二極管Dl與輸出電容Cl構(gòu)成升壓電路，會根據(jù)脈波寬度調(diào)制信號PWM的有效周期(duty cycle)產(chǎn)生不同的輸出電壓OUT。在經(jīng)由上述實施例的說明后，本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)可推知功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的實施方式，在此不加贅述。上述電壓轉(zhuǎn)換單元150為DC/DC轉(zhuǎn)換器，例如為PWM轉(zhuǎn)換器或諧振式電力轉(zhuǎn)換器(resonant converter)。接下來，說明電流檢測電路120與電壓檢測電路130的電路圖。請參照圖2，圖2為本發(fā)明第一實施例的電流檢測電路120的電路示意圖。電流檢測電路120包括電阻R21 R28、比較器C0M21 C0M22、電容C21 C23與可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器211。電阻R21用來感測電壓轉(zhuǎn)換器150中變壓器的一次側(cè)電流。就電路結(jié)構(gòu)而言，電阻R21例如耦接于電壓轉(zhuǎn)換器150中，變壓器的一次側(cè)連接的開關(guān)(未繪示)與接地端GND之間。一般而言，電壓轉(zhuǎn)換器150中會具有變壓器與功率晶體管(開關(guān))，電阻R21可以耦接于該功率晶體管的一端以提取流經(jīng)由電壓轉(zhuǎn)換器150的變壓器一次側(cè)的電流IS(IS電流流經(jīng)電阻R21轉(zhuǎn)換放大成所需信號)，此電流與功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載電流相關(guān)。電阻R21主要是用來感測功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載電流，在不同的電路架構(gòu)中，電阻R21可以依照 設(shè)計需求耦接于不同的端點提取負(fù)載的電流，本實施例并不限制于圖2所示。比較器C0M21的正輸入端經(jīng)由電阻R22耦接于電阻R21與開關(guān)的接點，其負(fù)輸入端經(jīng)由電阻R23耦接于接地端GND。電阻R24耦接于比較器C0M21的輸出端與比較器C0M21的負(fù)輸入端之間。電阻R25的一端稱接于比較器COM21的輸出端，電阻R25的另一端稱接于比較器C0M22的正輸入端。比較器C0M22的輸出端用以輸出第一檢測信號DSl。電阻R26耦接于比較器C0M22的負(fù)輸入端與電容C21之間，電容C21的另一端耦接于接地端GND。電阻R27耦接于比較器C0M22的輸出端與比較器C0M22的正輸入端之間。電阻R28耦接于一工作電壓VCC與可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器211的陰極之間?？删幊滩⒙?lián)穩(wěn)壓器211的陽極耦接接地端GND，可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器211的參考端耦接于可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器的陰極。電阻R26與電容C21的接點耦接于可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器211的陰極。電容C22耦接于比較器C0M21的正輸入端與接地端GND之間。電容C23耦接于比較器C0M21的正輸入端與負(fù)輸入端之間?？删幊滩⒙?lián)穩(wěn)壓器211例如為德州儀器(Texas Instruments, TI)所出產(chǎn)的TL431穩(wěn)壓器(voltage regulator),其元件說明請參照其元件說明書(data sheet),在此不加贅述。請參照圖3，圖3為本發(fā)明第一實施例的電壓檢測電路130的電路示意圖。電壓檢測電路130包括電阻1 31 1 35、電容031 033、比較器C0M31 C0M32與可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器311。電阻R31的一端耦接于對應(yīng)于功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出電壓的VEAO (電壓誤差放大器輸出電壓，VEAO正比于輸出負(fù)載)。一些控制器(參考圖4)會將功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換器的輸出電壓作為反饋電壓使用，并且依據(jù)反饋電壓產(chǎn)生VEA0。電壓檢測電路130便可利用此VEAO來檢測功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載電壓。值得注意的是，電壓檢測電路130也可以依照電路架構(gòu)，經(jīng)由其他端點取得對應(yīng)于功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載電壓的VEA0。在經(jīng)由上述實施例的說明后，本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)可推知其實施方式，在此不加贅述。比較器C0M31的正輸入端耦接于電阻R31的另一端，其負(fù)輸入端耦接于比較器COM31的輸出端。電阻R32 —端耦接于比較器C0M31的輸出端，另一端耦接于比較器C0M32的正輸入端。比較器C0M32的正輸入端經(jīng)由電阻R33耦接于比較器C0M32的輸出端。電阻R34耦接比較器C0M32的負(fù)輸入端與電容C31之間。電容C31的另一端耦接于接地端GND。電阻R35耦接于一工作電壓VCC與可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器311的陰極之間。可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器311的陽極耦接于接地端GND。可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器311的參考端耦接于可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器311的陰極，其中電阻R34與電容C31的接點耦接于可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器311的陰極。電容C32耦接比較器C0M31的正輸入端與負(fù)輸入端之間。電容C33耦接于比較器C0M32的正輸入端與接地端GND之間。另外，控制電路110的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會依照所使用的控制IC不同而有不同的電路架構(gòu)，控制IC例如是意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics, ST)公司的高電壓諧振控制芯片(例如型號L6599)或是Campion的CM6802或CM6502等控制IC實現(xiàn)，本實施例不限制所使用的控制IC型號。本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)可由上述說明中推知適合的控制IC與其周邊電路，在此不加累述贅述。而本實施例中的控制IC是以CM6802或CM6502為例說明，請參照圖4，圖4為本發(fā)明第一實施例的控制電路110的主要內(nèi)部電路示意圖。控制電路110主 要包括第一頻率控制電路410、第二頻率控制電路420與控制器430。其中，控制器430的周邊電路可以參考IC的元件說明書(data sheet)，圖4中并未繪示?？刂破?30具有接腳Pl P3，其中接腳Pl輸出對應(yīng)于功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載電壓的VEA0(電壓誤差放大器輸出電壓)；接腳P2可以輸出固定的參考電壓VREF ;接腳P3為頻率設(shè)定接腳?？刂破?30會根據(jù)頻率設(shè)定接腳P3所耦接的阻抗值調(diào)整脈波寬度調(diào)制信號PWM的頻率。接腳Pl例如是Champion的CM6802控制器中的接腳16，接腳P2例如是CM6802控制器中的接腳14，接腳P3例如是CM6802控制器中的接腳7或8。電阻RT耦接于控制器430的接腳P2與接腳P3之間，而電容CT耦接于控制器430的接腳P3與接地端GND之間?？刂破?30所輸出的脈波寬度調(diào)制信號PWM的頻率隨電阻RT與電容CT改變。第一頻率控制電路410耦接于電阻RT的兩端(電阻RT的第一端Tl與電阻RT的第二端T2)，即控制器430的接腳P2、P3。第二頻率控制電路420也耦接于電阻RT的兩端Tl、T2。第一頻率控制電路410會根據(jù)第一檢測信號DSl (表示功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載電流)調(diào)整電阻RT兩端的等效電阻。在本實施例中，第一頻率控制電路410會選擇性并聯(lián)另一個電阻至電阻RT的兩端以改變接腳P3所接收到的阻抗值，進(jìn)而調(diào)整脈波寬度調(diào)制信號PWM的頻率。同樣的，第二頻率控制電路420也會根據(jù)第二檢測信號DS2(表示功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載電壓)選擇性并聯(lián)另一電阻至電阻RT的兩端以調(diào)整脈波寬度調(diào)制信號PWM的頻率。請參照圖5，圖5為本發(fā)明第一實施例的第一頻率控制電路410的電路示意圖。第一頻率控制電路410包括NMOS晶體管Q51、Q55、PNP晶體管Q52、NPN晶體管Q53 Q54、電阻R51 R59與電容C51。NMOS晶體管Q51的柵極耦接于第一檢測信號DSl，其源極耦接于接地端GND。電阻R51耦接于NMOS晶體管Q51的柵極與接地端GND之間。電容C51耦接于NMOS晶體管Q51的柵極與接地端GND之間。PNP晶體管Q52的發(fā)射極耦接于一工作電壓VCC。電阻R52耦接于PNP晶體管Q52的發(fā)射極與PNP晶體管Q52的基極之間。電阻R53耦接于PNP晶體管Q52的基極與NMOS晶體管Q51的漏極之間。電阻R54的一端耦接于PNP晶體管Q52的集電極。電阻R55耦接于電阻R54的另一端與接地端GND之間。再者，電阻R56的一端耦接于PNP晶體管Q52的發(fā)射極，另一端耦接于NPN晶體管Q53的集電極。NPN晶體管Q53的基極耦接于電阻R54與電阻R55的接點，其發(fā)射極耦接于接地端GND。電阻R57耦接于NPN晶體管Q53的集電極與接地端GND之間。NPN晶體管Q54的基極耦接于NPN晶體管Q53的集電極，其發(fā)射極耦接于接地端GND。電阻R58耦接于PNP晶體管Q52的集電極與NPN晶體管Q54的集電極之間。NMOS晶體管Q55的柵極耦接于PNP晶體管Q52的集電極，其源極耦接于控制器430的頻率設(shè)定接腳(即P3)。電阻R59耦接于控制器430的接腳P2與NMOS晶體管Q55的漏極之間。電阻R59與NMOS晶體管Q55耦接于電阻RT的兩端Tl、T2。當(dāng)?shù)谝粰z測信號DSl表不輸出負(fù)載電流大于第一預(yù)設(shè)值時，NMOS晶體管Q55會導(dǎo)通，電阻R59與電阻RT并聯(lián)會使其兩端T1、T2的等效阻抗降低?？刂破?30會據(jù)此改變切換頻率設(shè)定點以提高脈波寬度調(diào)制信號的PWM的頻率。反之，當(dāng)?shù)谝粰z測信號DSl表示輸出負(fù)載電流小于該第一預(yù)設(shè)值時，NMOS晶體管Q55會關(guān)閉以提高電阻RT兩端的等效電阻值?？刂破?30會據(jù)此降低脈波寬度調(diào)制信號的PWM的頻率。 請參照圖6，圖6為本發(fā)明第一實施例的第二頻率控制電路420的電路示意圖。第二頻率控制電路420包括輸入電阻R60、NM0S晶體管Q61、Q65、PNP晶體管Q62、NPN晶體管Q63 Q64、電阻R61 R69與電容C61。第二頻率控制電路420與第一頻率控制電路410之間主要的差異在于輸入電阻R60，其余電路架構(gòu)相似，在此不加贅述。輸入電阻R60耦接于第二檢測信號DS2與NMOS晶體管Q61的柵極之間，用以傳遞第二檢測信號DS2。電阻R69與NMOS晶體管Q65耦接于電阻RT的兩端T1、T2。當(dāng)?shù)诙z測信號DS2表示輸出負(fù)載電壓大于第二預(yù)設(shè)值時，NMOS晶體管Q65會導(dǎo)通，電阻R69與電阻RT并聯(lián)會使其兩端Τ1、Τ2的等效阻抗降低。控制器430會據(jù)此改變切換頻率設(shè)定點以提高脈波寬度調(diào)制信號的PWM的頻率。反之，當(dāng)?shù)诙z測信號DS2表示輸出負(fù)載電壓小于該第二預(yù)設(shè)值時，NMOS晶體管Q65會關(guān)閉以提高電阻RT兩端的等效電阻值?？刂破?30會據(jù)此降低脈波寬度調(diào)制信號的PWM的頻率。第一頻率控制電路410與第二頻率控制電路420的主要功用在于根據(jù)輸出負(fù)載電流與輸出負(fù)載電壓調(diào)整控制器430的頻率設(shè)定接腳Ρ3所連接的阻抗值。兩電路的實施方式并不限制于圖5與圖6，本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)可由上述第一實施例的說明中推知其他實施方式，在此不加贅述。請參照圖7，圖7為本發(fā)明第一實施例的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器100的整體電路示意圖。功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器100包括電流檢測電路120、電壓檢測電路130、功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140、電壓轉(zhuǎn)換器150、控制器430、第一頻率設(shè)定電路410與第二頻率設(shè)定電路420的電路實施細(xì)節(jié)與其連接關(guān)系。個別電路的細(xì)節(jié)可由上述圖I 圖6的說明中推知，在此不加贅述。在圖7中，功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器100可以根據(jù)輸出負(fù)載電壓/輸出負(fù)載電流產(chǎn)生兩段式的切換頻率調(diào)整。當(dāng)輸出負(fù)載在一預(yù)定值以下時，維持固定的切換頻率；當(dāng)輸出負(fù)載超過預(yù)定值時，再將切換頻率提高至另一個頻率點。在較低負(fù)載下，由于切換頻率較低，使得整體損耗降低，以提升效率。借此，改善功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器100在中、輕載下的功率損失。另外，第一頻率控制電路410與第二頻率控制電路420可以利用另一種方式來調(diào)整控制器430的頻率設(shè)定接腳Ρ3所連接的阻抗值。舉例來說，電阻RT可以采用可變電阻來實現(xiàn)，而第一頻率控制電路410與第二頻率控制電路420則可以分別根據(jù)功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單兀140的輸出負(fù)載電流與輸出負(fù)載電壓來調(diào)整電阻RT的電阻值。這樣的電路架構(gòu)可以讓脈波寬度調(diào)制信號PWM具有多段式(線性式)的頻率變化以符合不同輸出負(fù)載的需求。同理，電阻R59、R69也可以采用可變電阻實現(xiàn)，而第一頻率控制電路410與第二頻率控制電路420不只用來控制是 否并聯(lián)電阻R59、R69至電阻RT上，更可以控制電阻R59、R69的電阻值。在經(jīng)由上述實施例的說明后，本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)可推知其實施方式，在此不加贅述。(第二實施例)產(chǎn)生脈波寬度調(diào)制信號PWM的控制器有很多種型號，不同類型的控制器可能具有不同的頻率調(diào)制方式。圖8為本發(fā)明第二實施例的控制電路110的主要內(nèi)部電路示意圖。在圖8中，控制器830的接腳P3為頻率設(shè)定接腳，其接腳Pl可以輸出對應(yīng)于功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載電壓的VEA0。電阻RT耦接于控制器830的接腳P3與接地端GND之間，電阻RT的兩端以Tl、T2表示?？刂破?30會根據(jù)接腳P3所耦接的阻抗值調(diào)整脈波寬度調(diào)制信號PWM的頻率。值得注意的是，本發(fā)明不限制控制器的類型，其周邊電路可以依照設(shè)計需求與IC規(guī)格設(shè)定。第一頻率控制電路810與第二頻率控制電路820分別耦接于電阻RT的兩端，并且分別根據(jù)第一檢測信號DSl與第二檢測信號DS2調(diào)整電阻RT兩端的等效阻抗。在本實施例中，第一頻率控制電路810與第二頻率控制電路820是利用電阻并聯(lián)的方式來調(diào)整電阻RT兩端的等效阻抗。當(dāng)功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載電流超過第一預(yù)設(shè)值時，第一頻率控制電路810會并聯(lián)一個電阻至電阻RT的兩端T1、T2而降低等效阻抗，控制器830會據(jù)此改變切換頻率設(shè)定點以提高脈波寬度調(diào)制信號PWM的頻率。當(dāng)功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140的輸出負(fù)載電壓超過第二預(yù)設(shè)值時，第二頻率控制電路820會并聯(lián)一個電阻至電阻RT的兩端Τ1、Τ2而降低等效阻抗，控制器830會據(jù)此改變切換頻率設(shè)定點以提高脈波寬度調(diào)制信號PWM的頻率。請參照圖9，圖9為本發(fā)明第二實施例中的第一頻率控制電路810的電路示意圖。第一頻率控制電路810包括NMOS晶體管Q91、Q93、PNP晶體管Q92、電阻R91 R95與電容C91 C92。NMOS晶體管Q91的柵極耦接于第一檢測信號DS1，其源極耦接于接地端GND。電阻R91耦接于NMOS晶體管Q91的柵極與接地端GND之間。電容C91耦接于NMOS晶體管Q91的柵極與接地端GND之間。PNP晶體管Q92的發(fā)射極耦接于工作電壓VCC。電阻R92耦接于PNP晶體管Q92的發(fā)射極與PNP晶體管Q92的基極之間。電阻R93耦接于PNP晶體管Q92的基極與NMOS晶體管Q91的漏極之間。電容C92耦接于PNP晶體管Q92的集電極與接地端GND之間。電阻R94耦接于PNP晶體管Q92的集電極與接地端GND之間。NMOS晶體管Q93的柵極耦接于PNP晶體管Q92的集電極，其源極耦接于電阻RT的T2端(請參照圖8，電阻RT的T2端也耦接于接地端GND)。電阻R95耦接于NMOS晶體管Q93的漏極與控制器830的頻率設(shè)定接腳(接腳P3)之間。當(dāng)?shù)谝粰z測信號DSl表不輸出負(fù)載電流大于第一預(yù)設(shè)值時,第一頻率控制電路810會導(dǎo)通NMOS晶體管Q93，讓電阻R95并聯(lián)至電阻RT的兩端Tl、T2而降低等效阻抗，控制器830會據(jù)此改變切換頻率設(shè)定點以提高所輸出的脈波寬度調(diào)制信號PWM的頻率。請參照圖10。圖10為本發(fā)明第二實施例的第二頻率控制電路820的電路示意圖。第二頻率控制電路820包括輸入電阻R00、NM0S晶體管Q01、Q03、PNP晶體管Q02、電阻ROl R05與電容COl C02。第二頻率控制電路820與第一頻率控制電路810之間主要的差異在于輸入電阻R00，其余電路架構(gòu)相似，在此不加贅述。輸入電阻ROO耦接于NMOS晶體管QOl的柵極與第二檢測信號DS2之間，用以傳遞第二檢測信號DS2。同樣的，當(dāng)?shù)诙z測信號DS2表示輸出負(fù)載電壓大于第二預(yù)設(shè)值時，第二頻率控制電路820會導(dǎo)通NMOS晶體管Q03，讓電阻R05并聯(lián)至電阻RT的兩端Tl、T2而降低等效阻抗，控制器830會據(jù)此改變切換頻率設(shè)定點以提高所輸出的脈波寬度調(diào)制信號PWM的頻率。請參照圖11，圖11為本發(fā)明第二實施例的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器100的整體電路示意圖。功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器100包括電流檢測電路120、電壓檢測電路130、功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元140、電壓轉(zhuǎn)換器150、控制器830、第一頻率設(shè)定電路810與第二頻率設(shè)定電路820的電路實施細(xì)節(jié)與其連接關(guān)系。個別電路的細(xì)節(jié)可由上述圖I 3和圖8 10的說明中推知，在此不加贅述。
由上述第一實施例與第二實施例，本發(fā)明可以歸納出一種功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的切換頻率調(diào)制方法，請參照圖12，其為本發(fā)明一實施例的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的切換頻率調(diào)制方法的流程圖。功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器會根據(jù)脈波寬度調(diào)制信號調(diào)整輸出至電壓轉(zhuǎn)換器的電力。同時，功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器會檢測功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載(步驟S110)，并且根據(jù)輸出負(fù)載的變化調(diào)整脈波寬度調(diào)制信號的頻率。當(dāng)檢測到功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載提高時，提高脈波寬度調(diào)制信號的頻率(步驟S120、S140);當(dāng)檢測到功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載降低時，降低脈波寬度調(diào)制信號的頻率(步驟S120、S130)。輸出負(fù)載的判斷可由功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載電流與輸出負(fù)載電壓決定，因此脈波寬度調(diào)制信號的頻率會依據(jù)功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載電流與輸出負(fù)載電壓調(diào)整。本切換頻率調(diào)制方法的其余實施細(xì)節(jié)可以參照上述第一實施例與第二實施例的說明，在此不加贅述。接下來，請參照圖13，其為使用本發(fā)明一實施例的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器與傳 統(tǒng)功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的效率數(shù)據(jù)比較圖。測試條件的交流輸入電源為100V，頻率60HZ。在未使用本發(fā)明的切換頻率調(diào)制技術(shù)的情況下，傳統(tǒng)的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的切換頻率(Fs)為66KHz，在20%負(fù)載(輕載)下，其輸入功率(Pin)為72.05W (瓦特)；在50%負(fù)載(中載)下，其輸入功率為176. 7W。使用本發(fā)明的技術(shù)進(jìn)行切換頻率調(diào)整后，在20%負(fù)載下，其輸入功率為71. 15W，本發(fā)明可改善的切換損失為O. 9W，可改善的轉(zhuǎn)換效率為I. 1%。在50%負(fù)載下，其輸入功率為175. 8W，本發(fā)明可改善的切換損失為O. 9W，可改善的轉(zhuǎn)換效率為O. 45%。由圖13可知，本發(fā)明的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器實際上具有改善輸入功率的效果。上述NMOS晶體管表示N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(N channelmetal-oxi de-semi conductor field-effect transistor) ;NPN 晶體管表不 NPN 雙極結(jié)型晶體管(NPN bipolar junction transistor) ;PNP晶體管表不PNP雙極結(jié)型晶體管(PNPbipolar junction transistor)?？刂齐娐?10可以使用不同的控制器(控制芯片)實現(xiàn)，其周邊電路依照不同控制器而有不同的設(shè)計并不限制于上述實施例中。本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)可經(jīng)由元件說明書得知不同的周邊電路架構(gòu)，在此不加贅述。此外，值得注意的是，上述元件之間的耦接關(guān)系包括直接或間接的電性連接，只要可以達(dá)到所需的電信號傳遞功能即可，本發(fā)明并不受限。上述實施例中的技術(shù)手段可以合并或單獨使用，其元件可依照其功能與設(shè)計需求增加、去除、調(diào)整或替換，本發(fā)明并不受限。在經(jīng)由上述實施例的說明后，本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)可推知其實施方式，在此不加贅述。綜上所述，本發(fā)明的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器通過一控制單元，致使轉(zhuǎn)換器的切換頻率為可調(diào)制的，可以依據(jù)負(fù)載的大小來調(diào)整切換頻率，借此可以減少在輕、中載(例如20%負(fù)載或50%負(fù)載)時的切換損失。以320W的電源供應(yīng)器為例，本發(fā)明約可減少0.9W的切換損失，對于整體效率的提升大有幫助。雖然本發(fā)明的較佳實施例已揭示如上，然而本發(fā)明并不受限于上述實施例，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭示的范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與 調(diào)整，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以是否的權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器，用以產(chǎn)生電力至一電壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于該功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器包括 一功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元，根據(jù)一脈波寬度調(diào)制信號調(diào)整輸出至該電壓轉(zhuǎn)換器的電力；以及 一控制單元，耦接于該功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元，根據(jù)該功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的一輸出負(fù)載調(diào)整該脈波寬度調(diào)制信號的頻率； 其中，當(dāng)該功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的該輸出負(fù)載提高時，該控制單元提高該脈波寬度調(diào)制信號的頻率；當(dāng)該功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的該輸出負(fù)載降低時，該控制單元降低該脈波寬度調(diào)制信號的頻率。
2.如權(quán)利要求I所述的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于該控制單元包括 一電流檢測電路，用以產(chǎn)生對應(yīng)于該功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的一輸出負(fù)載電流的一第一檢測信號； 一電壓檢測電路，用以產(chǎn)生對應(yīng)于該功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的一輸出負(fù)載電壓的一第二檢測信號；以及 一控制電路，耦接于該電流檢測電路與該電壓檢測電路，根據(jù)該第一檢測信號與該第二檢測信號至少其中之一調(diào)整該脈波調(diào)制信號的頻率。
3.如權(quán)利要求2所述的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于當(dāng)該功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的該負(fù)載電流小于一第一預(yù)設(shè)值或該功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的該輸出負(fù)載電壓小于一第二預(yù)設(shè)值時，該控制電路降低該脈波寬度調(diào)制信號的頻率。
4.如權(quán)利要求2所述的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于當(dāng)該功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的該負(fù)載電流大于一第一預(yù)設(shè)值或該功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的該輸出負(fù)載電壓大于一第二預(yù)設(shè)值時，該控制電路提高該脈波寬度調(diào)制信號的頻率。
5.如權(quán)利要求2所述的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于該電流檢測電路包括 一第一電阻，耦接于該電壓轉(zhuǎn)換器，用以感測該電壓轉(zhuǎn)換器中的變壓器的一次側(cè)電流； 一第一比較器，其正輸入端經(jīng)由一第二電阻稱接于該第一電阻與該電壓轉(zhuǎn)換器的接點，其負(fù)輸入端經(jīng)由一第三電阻耦接于該接地端； 一第四電阻，I禹接于該第一比較器的輸出端與該第一比較器的負(fù)輸入端之間； 一第五電阻，其一端稱接于該第一比較器的輸出端； 一第二比較器，其正輸入端I禹接于該第五電阻的另一端，其輸出端用以輸出該第一檢測信號； 一第六電阻，稱接于該第二比較器的負(fù)輸入端與一第一電容之間，該第一電容的另一端奉禹接于該接地端； 一第七電阻，耦接于該第二比較器的輸出端與該第二比較器的正輸入端之間； 一第八電阻，耦接于一工作電壓與一可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器的陰極之間，該可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器的陽極耦接該接地端，該可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器的參考端耦接于該可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器的陰極，其中該第六電阻與該第一電容的接點耦接于該可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器的陰極； 一第二電容，耦接于該第一比較器的正輸入端與該接地端之間；以及 一第三電容，稱接于該第一比較器的正輸入端與負(fù)輸入端之間。
6.如權(quán)利要求2所述的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于該電壓檢測電路包括 一第一電阻，其一端耦接于該控制電路； 一第一比較器，其正輸入端稱接于該第一電阻的另一端，其負(fù)輸入端稱接于該第一比較器的輸出端； 一第二電阻，稱接于該第一比較器的輸出端； 一第二比較器，其正輸入端稱接于該第二電阻的另一端，其正輸入端經(jīng)由一第三電阻耦接于該第二比較器的輸出端，其輸出端用以輸出該第二檢測信號； 一第四電阻，稱接該第二比較器的負(fù)輸入端與一第一電容之間，該第一電容的另一端率禹接于該接地端； 一第五電阻，耦接于一工作電壓與一可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器的陰極之間，該可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器的陽極耦接該接地端，該可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器的參考端耦接于該可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器的陰極，其中該第四電阻與該第一電容的接點耦接于該可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器的陰極； 一第二電容，稱接于該第一比較器的正輸入端與該第一比較器的負(fù)輸入端之間；以及 一第三電容，稱接于該第一比較器的正輸入端與該接地端之間。
7.如權(quán)利要求2所述的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于該控制電路包括 一控制器，具有一頻率設(shè)定接腳，用以調(diào)整該脈波寬度調(diào)制信號的頻率； 一電阻，其第一端耦接于一參考電壓，其第二端耦接于該頻率設(shè)定接腳； 一電容，稱接于該頻率設(shè)定接腳與一接地端之間； 一第一頻率控制電路，耦接于該電阻的兩端與該電流檢測電路，根據(jù)該第一檢測信號調(diào)整該頻率設(shè)定接腳所接收到的阻抗值；以及 一第二頻率控制電路，耦接于該電阻的兩端與該電壓檢測電路，根據(jù)該第二檢測信號調(diào)整該頻率設(shè)定接腳所接收到的阻抗值； 其中，該控制器根據(jù)該頻率設(shè)定接腳所接收到的阻抗值調(diào)整該脈波寬度調(diào)制信號的頻率。
8.如權(quán)利要求7所述的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于該第一頻率控制電路包括 一第一 NMOS晶體管，其柵極耦接于該第一檢測信號，其源極耦接于一接地端； 一第一電阻，耦接于該第一 NMOS晶體管的柵極與該接地端之間； 一第一電容，稱接于該第一 NMOS晶體管的柵極與該接地端之間； 一 PNP晶體管，其發(fā)射極耦接于一工作電壓； 一第二電阻，耦接于該P(yáng)NP晶體管的發(fā)射極與該P(yáng)NP晶體管的基極之間； 一第三電阻，耦接于該P(yáng)NP晶體管的基極與該第一 NMOS晶體管的漏極之間； 一第四電阻，其一端耦接于該P(yáng)NP晶體管的集電極； 一第五電阻，耦接于該第四電阻的另一端與該接地端之間； 一第六電阻，其一端耦接于該P(yáng)NP晶體管的發(fā)射極； 一第一 NPN晶體管，其集電極耦接于該第六電阻的另一端，其基極耦接于該第四電阻與該第五電阻的接點，其發(fā)射極耦接于該接地端； 一第七電阻，耦接于該第一 NPN晶體管的集電極與該接地端之間； 一第二 NPN晶體管，其基極耦接于該第一 NPN晶體管的集電極，其發(fā)射極耦接于該接地端; 一第八電阻，耦接于該P(yáng)NP晶體管的集電極與該第二 NPN晶體管的集電極之間；一第二 NMOS晶體管，其柵極耦接于該P(yáng)NP晶體管的集電極，其源極耦接于該電阻的第二端；以及 一第九電阻，耦接該電阻的第一端與該第二 NMOS晶體管的漏極之間。
9.如權(quán)利要求7所述的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于該第二頻率控制電路包括 一輸入電阻，其一端耦接于該第二檢測信號； 一第一 NMOS晶體管，其柵極耦接于該輸入電阻的另一端，其源極耦接于一接地端； 一第一電阻，耦接于該第一 NMOS晶體管的柵極與該接地端之間； 一第一電容，稱接于該第一 NMOS晶體管的柵極與該接地端之間； 一 PNP晶體管，其發(fā)射極耦接于一工作電壓； 一第二電阻，耦接于該P(yáng)NP晶體管的發(fā)射極與該P(yáng)NP晶體管的基極之間； 一第三電阻，耦接于該P(yáng)NP晶體管的基極與該第一 NMOS晶體管的漏極之間； 一第四電阻，其一端耦接于該P(yáng)NP晶體管的集電極； 一第五電阻，耦接于該第四電阻的另一端與該接地端之間； 一第六電阻，其一端耦接于該P(yáng)NP晶體管的發(fā)射極； 一第一 NPN晶體管，其集電極耦接于該第六電阻的另一端，其基極耦接于該第四電阻與該第五電阻的接點，其發(fā)射極耦接于該接地端； 一第七電阻，耦接于該第一 NPN晶體管的集電極與該接地端之間； 一第二 NPN晶體管，其基極耦接于該第一 NPN晶體管的集電極，其發(fā)射極耦接于該接地端; 一第八電阻，耦接于該P(yáng)NP晶體管的集電極與該第二 NPN晶體管的集電極之間；一第二 NMOS晶體管，其柵極耦接于該P(yáng)NP晶體管的集電極，其源極耦接于該電阻的第二端；以及 一第九電阻，耦接該電阻的第一端與該第二 NMOS晶體管的漏極之間。
10.如權(quán)利要求2所述的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于該控制電路包括 一控制器，具有一頻率設(shè)定接腳，用以調(diào)整該脈波寬度調(diào)制信號的頻率； 一電阻，其第一端耦接于該頻率設(shè)定接腳，其第二端耦接于一接地端；以及一第一頻率控制電路，耦接于該電阻的兩端與該電流檢測電路，根據(jù)該第一檢測信號調(diào)整該頻率設(shè)定接腳所接收到的阻抗值；以及 一第二頻率控制電路，耦接于該電阻的兩端與該電壓檢測電路，根據(jù)該第二檢測信號調(diào)整該頻率設(shè)定接腳所接收到的阻抗值； 其中，該控制器根據(jù)該頻率設(shè)定接腳所接收到的阻抗值調(diào)整該脈波寬度調(diào)制信號的頻率。
11.如權(quán)利要求10所述的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于該第一頻率控制電路包括 一第一 NMOS晶體管，其柵極耦接于該第一檢測信號，其源極耦接于一接地端； 一第一電阻，耦接于該第一 NMOS晶體管的柵極與該接地端之間；一第一電容，稱接于該第一 NMOS晶體管的柵極與該接地端之間； 一 PNP晶體管，其發(fā)射極耦接于一工作電壓； 一第二電阻，耦接于該P(yáng)NP晶體管的發(fā)射極與該P(yáng)NP晶體管的基極之間； 一第三電阻，耦接于該P(yáng)NP晶體管的基極與該第一 NMOS晶體管的漏極之間； 一第二電容，耦接于該P(yáng)NP晶體管的集電極與該接地端之間； 一第四電阻，耦接于該P(yáng)NP晶體管的集電極與該接地端之間； 一第二 NMOS晶體管，其柵極耦接于該P(yáng)NP晶體管的集電極，其源極耦接于該電阻的第二端；以及 一第五電阻，耦接于第二 NMOS晶體管的漏極與該電阻的第一端之間。
12.如權(quán)利要求10所述的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于該第二頻率控制電路包括 一輸入電阻，其一端耦接于該第二檢測信號； 一第一 NMOS晶體管，其柵極耦接于該輸入電阻的另一端，其源極耦接于一接地端； 一第一電阻，耦接于該第一 NMOS晶體管的柵極與該接地端之間； 一第一電容，稱接于該第一 NMOS晶體管的柵極與該接地端之間； 一 PNP晶體管，其發(fā)射極耦接于一工作電壓； 一第二電阻，耦接于該P(yáng)NP晶體管的發(fā)射極與該P(yáng)NP晶體管的基極之間； 一第三電阻，耦接于該P(yáng)NP晶體管的基極與該第一 NMOS晶體管的漏極之間； 一第二電容，耦接于該P(yáng)NP晶體管的集電極與該接地端之間； 一第四電阻，耦接于該P(yáng)NP晶體管的集電極與該接地端之間； 一第二 NMOS晶體管，其柵極耦接于該P(yáng)NP晶體管的集電極，其源極耦接于該電阻的第二端；以及 一第五電阻，耦接于第二 NMOS晶體管的漏極與該電阻的第一端之間。
13.如權(quán)利要求I所述的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于該功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元為一升壓型功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換器。
14.一種功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的切換頻率調(diào)制方法，其中該功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器根據(jù)一脈波寬度調(diào)制信號調(diào)整輸出至一電壓轉(zhuǎn)換器的電力，其特征在于該切換頻率調(diào)制方法包括 檢測該功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的一輸出負(fù)載；以及 檢測該輸出負(fù)載的變化； 其中，當(dāng)該功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的該輸出負(fù)載提高時，提高該脈波寬度調(diào)制信號的頻率；當(dāng)該功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的該功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的該輸出負(fù)載降低時，降低該脈波寬度調(diào)制信號的頻率。
15.如權(quán)利要求14所述的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的切換頻率調(diào)制方法，其特征在于檢測該功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的該輸出負(fù)載的步驟中更包括 檢測一輸出負(fù)載電壓和/或一輸出負(fù)載電流。
16.如權(quán)利要求15所述的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的切換頻率調(diào)制方法，其特征在于該功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的該輸出負(fù)載對應(yīng)于該功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的該輸出負(fù)載電壓與該輸出負(fù)載電流，該脈波寬度調(diào)制信號的頻率根據(jù)該輸出負(fù)載電壓與該輸出負(fù)載電流至少其中之一進(jìn)行調(diào)整。
17.如權(quán)利要求16所述的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的切換頻率調(diào)制方法，其特征在于當(dāng)該功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的該負(fù)載電流小于一第一預(yù)設(shè)值或該功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的該輸出負(fù)載電壓小于一第二預(yù)設(shè)值時，降低該脈波寬度調(diào)制信號的頻率。
18.如權(quán)利要求16所述的功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的切換頻率調(diào)制方法，其特征在于當(dāng)該功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的該負(fù)載電流大于一第一預(yù)設(shè)值或該功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的該輸出負(fù)載電壓大于一第二預(yù)設(shè)值時，提高該脈波寬度調(diào)制信號的頻率。
全文摘要
本發(fā)明提供一種功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器及其切換頻率調(diào)制方法，該功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器包括一功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元與一控制單元，其中控制單元用以輸出一脈波寬度調(diào)制信號至功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元以調(diào)整輸出至電壓轉(zhuǎn)換器的電力。當(dāng)功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的輸出負(fù)載提高時，控制單元會提高脈波寬度調(diào)制信號的頻率。反之，當(dāng)功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換單元的輸出負(fù)載降低時，控制單元降低該脈波寬度調(diào)制信號的頻率以降低功率因數(shù)修正升壓轉(zhuǎn)換器的切換損失。
文檔編號H02M7/219GK102710157SQ201110074460
公開日2012年10月3日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者林侑禾, 陳志泰 申請人:光寶科技股份有限公司, 旭麗電子(廣州)有限公司