專利名稱：功率因素控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是有關(guān)于一種電力轉(zhuǎn)換技術(shù)，且特別是有關(guān)于一種應(yīng)用在電源轉(zhuǎn)換裝置的功率因素控制器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的功率因素控制集成電路包括乘法器與比較器。乘法器用來接收與輸入電壓有關(guān)的交流輸入信號(hào)、與輸出電壓有關(guān)的直流誤差信號(hào)，并將交流輸入信號(hào)與直流誤差信號(hào)進(jìn)行乘積計(jì)算來產(chǎn)生乘積信號(hào)，再將乘積信號(hào)輸出至比較器(或控制電路)，以進(jìn)行后續(xù)的相關(guān)運(yùn)作。然而，交流輸入信號(hào)有零交越的情況，使得乘積信號(hào)也會(huì)有零交越的情況，這會(huì)造成比較器無法進(jìn)行比較而造成信號(hào)失真。一般而言，傳統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)致輸入電壓和輸入電流的總諧波失真(total harmonic distortion, THD)很差。 對(duì)于零交越所造成的失真情況，現(xiàn)有技術(shù)的作法非常復(fù)雜。通常為了解決零交越而采用復(fù)雜的計(jì)算電路，常使得功率因素控制集成電路的體積變得龐大，且電路成本隨著復(fù)雜的計(jì)算電路而增加，故至今仍令人詬病與難解。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是在提供一種功率因素控制器，其得以解決所述及先前技術(shù)的問題。本實(shí)用新型提供一種功率因素控制器，其包括交流輸入端子、誤差輸入端子、檢測(cè)輸入端子、輸出端子、低電平控制電路、乘法器以及控制電路。交流輸入端子用來接收交流輸入信號(hào)。誤差輸入端子用來接收直流誤差信號(hào)。檢測(cè)輸入端子用來接收檢測(cè)信號(hào)。低電平控制電路耦接交流輸入端子，用以對(duì)交流輸入信號(hào)在低電平時(shí)控制非零交越偏移電平。乘法器耦接交流輸入端子與誤差輸入端子，用以對(duì)直流誤差信號(hào)與經(jīng)控制的交流輸入信號(hào)進(jìn)行乘積計(jì)算而輸出乘積信號(hào)?？刂齐娐否罱訖z測(cè)輸入端子與輸出端子，并且接收乘積信號(hào)，根據(jù)乘積信號(hào)與檢測(cè)信號(hào)來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)至輸出端子。在依據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例中，所述低電平控制電路包括放大器、開關(guān)以及限流電阻。放大器的正相輸入端接收參考電壓，而反相輸入端接收交流輸入信號(hào)。開關(guān)具有第一端、第二端與控制端，控制端稱接放大器的輸出端，第一端接收工作電壓。限流電阻I禹接于第二端與放大器的反相輸入端之間。在依據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例中，所述參考電壓的電平相同于非零交越偏移電平，且參考電壓遠(yuǎn)小于工作電壓。在依據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例中，所述參考電壓為50mV，而工作電壓為5V。在依據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例中，所述功率因素控制器被配置在一集成電路上。基于上述，本實(shí)用新型對(duì)交流輸入信號(hào)在低電平時(shí)進(jìn)行控制，以此避開零交越失真的范圍，可以有效地解決傳統(tǒng)因采用復(fù)雜電路所造成的成本問題與電路體積龐大問題。另外，本實(shí)用新型的功率因素控制器容易實(shí)現(xiàn)低電平的電位控制，而且對(duì)于周邊元件的選擇也較容易。[0011]為讓本實(shí)用新型的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。
圖I是本實(shí)用新型一實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換裝置的方塊圖；圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的功率因素控制器的方塊圖；圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例的低電平控制電路的電路方塊圖；圖4是本實(shí)用新型一實(shí)施例的波形示意圖。附圖標(biāo)記說明10:交流輸入端子；20:誤差輸入端子；30 :檢測(cè)輸入端子；40 :輸出端子；50:低電平控制電路；52 :放大器；54 :開關(guān)；56:限流電阻；60 :乘法器；70:控制電路；100 電源轉(zhuǎn)換裝置；110:整流器；112、114、122、128、130、136 :電阻；116、126、134 :電容;118:電感;120 :開關(guān)；124 : 二極體；132 :放大器；200 :功率因素控制器；CS :檢測(cè)信號(hào)；REF:參考電壓；SE :直流誤差信號(hào)；SG :驅(qū)動(dòng)信號(hào)；SM :乘積信號(hào)；VCC:工作電壓；VI :交流輸入信號(hào)；VI I :經(jīng)控制的交流輸入信號(hào)；Vin:交流輸入電壓；Vout 直流輸出電壓。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)施例現(xiàn)將以詳細(xì)實(shí)施方式來作為參考，在附圖中說明所述實(shí)施例的實(shí)例。在可能的情況下，將在附圖中始終使用相同附圖標(biāo)記來指代相同或相似的部分。圖I是本實(shí)用新型一實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換裝置的電路方塊圖。請(qǐng)參照?qǐng)DI。此電源轉(zhuǎn)換裝置100包括整流器110、電阻112、電阻114、電容116、電感118、開關(guān)120、電阻122、二極體124、電容126、電阻128、電阻130、放大器132、電容134、電阻136以及功率因素控制器200。電源轉(zhuǎn)換裝置100通過功率因素控制器200來維持電能品質(zhì)，并將一交流輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成一直流輸出電壓Vout。在本實(shí)施例中，功率因素控制器200包括交流輸入端子10、誤差輸入端子20、檢測(cè)輸入端子30、輸出端子40、低電平控制電路50、乘法器60以及控制電路70。交流輸入端子10用來接收經(jīng)整流后的交流輸入信號(hào)VI。誤差輸入端子20用來接收直流誤差信號(hào)SE，此 直流誤差信號(hào)SE與直流輸出電壓Vout有關(guān)。檢測(cè)輸入端子30用來接收檢測(cè)信號(hào)CS，此檢測(cè)信號(hào)CS來自開關(guān)110與電阻120的耦接處。低電平控制電路50耦接交流輸入端子10。乘法器60耦接交流輸入端子10與誤差輸入端子20?？刂齐娐?0耦接檢測(cè)輸入端子30與輸出端子40。低電平控制電路50用以對(duì)交流輸入信號(hào)VI在低電平時(shí)控制于一非零交越偏移電平，以此避開零交越電平。于是，乘法器60對(duì)直流誤差信號(hào)SE與經(jīng)控制的交流輸入信號(hào)VIl進(jìn)行乘積計(jì)算。由于交流輸入信號(hào)VI是一個(gè)非零值的信號(hào)，所以乘法器60的輸出將正比于經(jīng)控制的交流輸入信號(hào)VII。也就是說，乘積信號(hào)SM會(huì)正比于經(jīng)控制的交流輸入信號(hào)VII。接著，乘法器60輸出乘積信號(hào)SM至控制電路70?？刂齐娐?0接收到乘積信號(hào)SM后，根據(jù)乘積信號(hào)SM與檢測(cè)信號(hào)CS來產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)信號(hào)SG至輸出端子40，以進(jìn)行相關(guān)的電能品質(zhì)控制。圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的功率因素控制器200的方塊圖。圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例的低電平控制電路50的方塊圖。圖4是本實(shí)用新型一實(shí)施例的波形示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2、圖3和圖4。低電平控制電路50可以包括放大器52、開關(guān)54以及限流電阻56。放大器52的正相輸入端接收參考電壓REF，而反相輸入端接收交流輸入信號(hào)VI。開關(guān)54的控制端耦接放大器52的輸出端,開關(guān)54的第一端接收工作電壓VCC。限流電阻56稱接于開關(guān)54的第二端與放大器52的反相輸入端之間。當(dāng)交流輸入信號(hào)VI大于參考電壓REF時(shí)，則開關(guān)54不導(dǎo)通，交流輸入信號(hào)VI的電平未受到控制；而當(dāng)交流輸入信號(hào)VI小于參考電壓REF時(shí)，由于限流電阻56會(huì)限制流過開關(guān)54的電流量,于是開關(guān)54的導(dǎo)通程度僅稍微打開一些,放大器52的反相輸入端的電平不會(huì)比參考電壓REF高，從而將交流輸入信號(hào)VI的電平控制于參考電壓REF，而此參考電壓REF的電平相同于非零交越偏移電平。另外，在設(shè)計(jì)低電平控制電路50時(shí)，可以將參考電壓遠(yuǎn)小于工作電壓。在又一實(shí)施例中，參考電壓為50mV,而工作電壓為5V,然而本實(shí)用新型并不以此為限。另一方面，圖2所示出的功率因素控制器220的各部件可被封裝且配置在一集成電路(integrated circuit, IC)上。值得注意的是，從圖4的波形示出可以清楚地看到，本實(shí)用新型的低電平控制電路50對(duì)交流輸入信號(hào)VI進(jìn)行處理，使得輸入至乘法器60的信號(hào)都高于零電平，最低電平會(huì)控制于參考電壓REF，如此一來，相當(dāng)于提供一偏移零值的電平，可以避開零交越失真的范圍。又由于乘法器60對(duì)直流誤差信號(hào)SE與經(jīng)控制的交流輸入信號(hào)Vll進(jìn)行乘積計(jì)算，乘法器60所輸出的乘積信號(hào)SM將會(huì)正比于交流輸入信號(hào)VII。并且，本實(shí)用新型的功率因素控制器200容易實(shí)現(xiàn)交流輸入信號(hào)在低電平的電位控制，而且對(duì)于周邊元件的選擇也較容易。故，本實(shí)用新型可以有效地解決傳統(tǒng)因采用復(fù)雜電路所造成的成本問題與電路體積龐大問題。如上述較佳實(shí)施例及電路分析的評(píng)價(jià)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的新穎電路提供了高效率即可大量制造的替代方案。最后應(yīng)說明的是以上各實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部 技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求1.一種功率因素控制器，其特征在于，包括 一交流輸入端子，接收一交流輸入信號(hào)； 一誤差輸入端子，接收一直流誤差信號(hào)； 一檢測(cè)輸入端子，接收一檢測(cè)信號(hào)； 一輸出端子； 一低電平控制電路，耦接該交流輸入端子，用以對(duì)該交流輸入信號(hào)處在低電平時(shí)控制一非零交越偏移電平； 一乘法器，耦接該交流輸入端子與該誤差輸入端子，用以對(duì)該直流誤差信號(hào)與經(jīng)控制的交流輸入信號(hào)進(jìn)行乘積計(jì)算而輸出一乘積信號(hào)；以及 一控制電路，耦接該檢測(cè)輸入端子與該輸出端子，并且接收該乘積信號(hào)，根據(jù)該乘積信號(hào)與該檢測(cè)信號(hào)來產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)信號(hào)至該輸出端子。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率因素控制器，其特征在于，該低電平控制電路包括 一放大器，正相輸入端接收一參考電壓，反相輸入端接收該交流輸入信號(hào)； 一開關(guān)，具有一第一端、一第二端與一控制端，該控制端耦接該放大器的輸出端，該第一端接收一工作電壓；以及 一限流電阻，耦接于該第二端與該放大器的反相輸入端之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率因素控制器，其特征在于，該參考電壓的電平與該非零交越偏移電平相同，且該參考電壓遠(yuǎn)小于該工作電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率因素控制器，其特征在于，該參考電壓為50mV，該工作電壓為5V。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率因素控制器，其特征在于，該功率因素控制器被配置在一集成電路上。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種功率因素控制器，該實(shí)用新型包括交流輸入端子、誤差輸入端子、檢測(cè)輸入端子、輸出端子、低電平控制電路、乘法器以及控制電路。低電平控制電路耦接交流輸入端子，用以對(duì)交流輸入信號(hào)在低電平時(shí)控制一非零交越偏移電平。乘法器耦接交流輸入端子與誤差輸入端子，用以對(duì)直流誤差信號(hào)與經(jīng)控制的交流輸入信號(hào)進(jìn)行乘積計(jì)算而輸出一乘積信號(hào)?？刂齐娐否罱訖z測(cè)輸入端子與輸出端子，并且接收乘積信號(hào)，根據(jù)乘積信號(hào)與檢測(cè)信號(hào)來產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)信號(hào)至輸出端子。
文檔編號(hào)H02M1/42GK202663290SQ20122027028
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者于岳平, 陳冠霖, 簡(jiǎn)旻助, 陳福元 申請(qǐng)人:力鉅電子股份有限公司