專利名稱：補(bǔ)償型功率因數(shù)校正電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種補(bǔ)償型功率因數(shù)校正電路，特別涉及一種用于電力回路中延長及提前電流導(dǎo)通時(shí)間、令電力回路待機(jī)或關(guān)閉狀態(tài)時(shí)達(dá)到低耗電要求功效的補(bǔ)償型功率因數(shù)校正電路。
背景技術(shù)：
各國安規(guī)控管均傾向嚴(yán)格把關(guān)電氣產(chǎn)品中可能危害人體的電磁波，對于可能產(chǎn)生環(huán)境污染的電氣產(chǎn)品更是加強(qiáng)要求規(guī)定，尤其是所有產(chǎn)品制造皆須以低原料耗用且高達(dá)75％的可回收處理比例為最佳環(huán)保要求，因此各國電力規(guī)范均對電氣產(chǎn)品在電力功率轉(zhuǎn)換損耗狀態(tài)具備一定功率因數(shù)限制，測試重點(diǎn)則以電流諧波(Current Harmonic)為重點(diǎn)。
對功率因數(shù)校正的技術(shù)可分為主動(dòng)式功率因數(shù)校正(Active PFC)及被動(dòng)式功率因數(shù)校正(Passive PFC)。其中主動(dòng)式功率因數(shù)校正的效果雖較為理想，但仍存在設(shè)計(jì)成本高、線路復(fù)雜且具備干擾問題等缺失，因此低成本設(shè)計(jì)的被動(dòng)式功率因數(shù)校正技術(shù)仍被廣泛應(yīng)用。
在臺(tái)灣新型專利公告第534341號中第八至十二圖揭露出已有不同形式被動(dòng)式功率因數(shù)校正電路，并列明傳統(tǒng)被動(dòng)式功率因數(shù)校正電路對電力回路的電流導(dǎo)通時(shí)間多僅能提供延長效果，即使具備提前效果的電路設(shè)計(jì)，因其VCC電力來源依靠電力回路的內(nèi)部電力而受到限制并具有無法調(diào)整等缺失。為此，該份專利文件提供一利用電容及電阻構(gòu)成的校正單元電性連接于整流電路輸入端或輸出端，以交流電源直接對該電容充電，并以電阻調(diào)整該電容充/放電電壓以提前該電力回路的電流導(dǎo)通時(shí)間。
該專利技術(shù)可確實(shí)解決被動(dòng)式功率因數(shù)校正電路提前電流導(dǎo)通的問題，但是，若電力回路處于待機(jī)或關(guān)閉狀態(tài)，如圖8所示，此時(shí)電氣產(chǎn)品的備用電力回路將開啟維持預(yù)備電路啟動(dòng)狀態(tài)，在操作中仍將會(huì)產(chǎn)生功率損耗(如t7、t8期間)。現(xiàn)有環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)多要求該功率損耗在1W以下，一般備用電力回路多半均能符合此項(xiàng)要求，但因該專利技術(shù)中的補(bǔ)償型功率因數(shù)校正電路處于電氣產(chǎn)品待機(jī)或關(guān)閉狀態(tài)下與交流電源保持導(dǎo)通狀態(tài)，其電容及電阻因仍維持充/放電狀態(tài)而會(huì)產(chǎn)生一定損耗(如t1、t2及t4、t5期間)，使得損耗功率往往超過1W。因此，具備現(xiàn)有補(bǔ)償型功率因數(shù)校正電路雖可將有效電流導(dǎo)通時(shí)間提前，但卻因無法符合低耗電要求，使其應(yīng)用面受到限制而無法有效推廣運(yùn)用至各種電氣產(chǎn)品，相當(dāng)可惜。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種補(bǔ)償型功率因數(shù)校正電路，以延長電力回路的電流導(dǎo)通時(shí)間，令電力回路待機(jī)或關(guān)閉狀態(tài)時(shí)達(dá)到低耗電要求功效。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種補(bǔ)償型功率因數(shù)校正電路，設(shè)于一變壓轉(zhuǎn)換電力的電力回路上，包括用于延長該電力回路電流導(dǎo)通時(shí)間的功率修正電感、接受電源輸入的電壓進(jìn)行充電的電容及調(diào)整該電容充/放電電壓以提前電力回路的電流導(dǎo)通時(shí)間的電阻，其特點(diǎn)是該功率因數(shù)校正電路還電性連接一用以控制其電容及電阻導(dǎo)通的控制電路，電力回路于工作狀態(tài)下輸出啟動(dòng)電力至控制電路形成導(dǎo)通狀態(tài)，電力回路于待機(jī)或關(guān)閉狀態(tài)下則中斷電力使控制電路形成不導(dǎo)通狀態(tài)。
所述電力回路由一交流電源輸入電力經(jīng)一整流電路電力轉(zhuǎn)換輸出至一濾波電路充/放電，再經(jīng)一電力推動(dòng)電路控制一變壓電路進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換為直流電源輸出。
所述控制電路包括一接設(shè)于所述電容及電阻充電線路上的啟閉器及一繞組于所述變壓電路初級側(cè)電力端以感應(yīng)啟動(dòng)電力至啟閉器的觸發(fā)電路。
所述控制電路包括一接設(shè)于所述電容及電阻充電線路上的啟閉器及一繞組于所述變壓電路次級側(cè)電力端以感應(yīng)啟動(dòng)電力至啟閉器的觸發(fā)電路。
所述控制電路包括一接設(shè)于所述電容及電阻充電線路上的啟閉器及一繞組于所述功率修正電感以感應(yīng)啟動(dòng)電力至啟閉器的觸發(fā)電路。
所述啟閉器為一雙向硅控整流器。
所述啟閉器為一晶體管。
本實(shí)用新型通過設(shè)置一控制電路，使得當(dāng)電力回路處于工作狀態(tài)下時(shí)輸出啟動(dòng)電力至控制電路形成導(dǎo)通狀態(tài)，而處于待機(jī)或關(guān)閉狀態(tài)下則中斷電力使控制電路形成不導(dǎo)通狀態(tài)，由此本實(shí)用新型因未保持電力導(dǎo)通狀態(tài)而減小耗電，達(dá)到低耗電的功效。
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例3的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例4的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例5的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本實(shí)用新型于啟動(dòng)狀態(tài)的工作波形示意圖。
圖7為本實(shí)用新型于待機(jī)或關(guān)閉狀態(tài)的工作波形示意圖。
圖8為現(xiàn)有技術(shù)于待機(jī)或關(guān)閉狀態(tài)的工作波形示意圖具體實(shí)施方式
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本實(shí)用新型補(bǔ)償性功率因數(shù)校正電路應(yīng)用于電氣產(chǎn)品的電力回路中，該電力回路包含一交流電源AC，該交流電源AC輸出的交流電經(jīng)一整流電路BD1整流輸出高壓直流電至一濾波電路10來濾波，再經(jīng)一電力推動(dòng)電路20將高壓直流電轉(zhuǎn)成脈沖電能至一變壓電路30轉(zhuǎn)換為低壓脈沖直流后，由輸出整流電路40形成直流電源DC輸出(電力回路依電氣產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)而可具備過載保護(hù)電路、突波電流限制電路、輸出整流電路40、輸出(入)濾波電路10或電源控制電路50等功能，這類技術(shù)均為既有技術(shù)，在此不另解釋其電力特性。)本實(shí)用新型電性連接于該電力回路中，包含有至少一功率修正電感PFC，連接于整流電路BD1輸入端或輸出端以延長該電力回路的電流導(dǎo)通時(shí)間，兩二極管D1、D2，接設(shè)于整流電路BD1輸入端或輸出端以接受該交流電源AC輸入，兩電容C1、C2，接受交流電源輸入的電壓進(jìn)行充電，以及一電阻R1以調(diào)整兩電容C1、C2充/放電電壓而提前電力回路的電流導(dǎo)通時(shí)間。
本實(shí)用新型的各實(shí)施例均以兩分別于電力回路的正半周及負(fù)半周進(jìn)行交流電源AC充電的電容C1、C2及一連接于二電容C1、C2的電阻R1為實(shí)施例說明。本實(shí)用新型技術(shù)特征可適用于如臺(tái)灣新型專利公告第534341號技術(shù)文件的各種雙電阻設(shè)計(jì)的補(bǔ)償型功率因數(shù)校正電路。
本實(shí)用新型的技術(shù)特征在于其電性連接有一用以控制兩電容C1、C2及電阻R1動(dòng)作的控制電路60。該控制電路60的電力源連接至電力回路，令該電力回路于工作狀態(tài)下輸出啟動(dòng)電壓至控制電路60形成導(dǎo)通狀態(tài)，于待機(jī)或關(guān)閉狀態(tài)下則中斷電源使控制電路60形成不導(dǎo)通狀態(tài)。
如圖1-5所示，所述控制電路60包含有一接設(shè)于該兩二極管D1、D2與電阻R1及兩電容C1、C2充電線路上的啟閉器，該啟閉器可為一雙向硅控整流器(Triac Couplers)T或?yàn)橐痪w管TR，以下針對各圖實(shí)施例說明其電力源及電氣特性。
如圖1實(shí)施例1所示，當(dāng)電力回路處于輸出啟動(dòng)的工作狀態(tài)時(shí)，由電源控制電路50啟動(dòng)電力推動(dòng)電路20使變壓電路30工作，故接設(shè)于變壓電路30初級側(cè)N1的觸發(fā)電路N3得以感應(yīng)到啟動(dòng)電力，經(jīng)控制電路60的二極管D3及濾波電容C7整流濾波來供應(yīng)啟閉器T(雙向硅控整流器)的啟動(dòng)電力，此時(shí)啟閉器T為導(dǎo)通狀態(tài)，使功率因數(shù)校正電路得以工作；若電力回路處于待機(jī)或關(guān)閉狀態(tài)下，則變壓電路30未工作，令觸發(fā)電路N3無法感應(yīng)電力給啟閉器T，則啟閉器T為不導(dǎo)通狀態(tài)，故功率因數(shù)校正電路將停止工作。
如圖2實(shí)施例2所示，當(dāng)電力回路于輸出啟動(dòng)的工作狀態(tài)時(shí)，由電源控制電路50啟動(dòng)電力推動(dòng)電路20使變壓電路30工作，故變壓電路30的次級側(cè)N2輸出電力，經(jīng)輸出整流電路40整流產(chǎn)生直流輸出電壓，令接設(shè)于其上的觸發(fā)電路N3得以感應(yīng)到電力，再經(jīng)控制電路60的電阻R2來供應(yīng)啟閉器T的啟動(dòng)電力，此時(shí)啟閉器T為導(dǎo)通狀態(tài)，使功率因數(shù)校正電路得以工作；若電力回路處于待機(jī)或關(guān)閉狀態(tài)下，則變壓電路30未工作，令啟閉器T亦得不到啟動(dòng)電力，則啟閉器T為不導(dǎo)通狀態(tài)，功率因數(shù)校正電路即停止工作。
如圖3實(shí)施例3所示，電力回路于輸出啟動(dòng)的工作狀態(tài)時(shí)會(huì)有較大的回路電流流過功率修正電感PFC，功率修正電感PFC上接設(shè)的一觸發(fā)電路N3感應(yīng)到一額定的電力后，經(jīng)控制電路60的整流電路BD2、電阻R2及濾波電容C7的整流濾波后提供啟動(dòng)電力給啟閉器T，此時(shí)啟閉器T為導(dǎo)通狀態(tài)，使功率因數(shù)校正電路得以工作；若電力回路處于待機(jī)或關(guān)閉狀態(tài)下，流經(jīng)功率修正電感PFC的回路電流將不足以令觸發(fā)電路N3感應(yīng)到足夠電力啟動(dòng)啟閉器T，將使啟閉器T變?yōu)椴粚?dǎo)通狀態(tài)，功率因數(shù)校正電路即停止工作。
如圖4實(shí)施例4是圖1的另一個(gè)應(yīng)用實(shí)施例，其供應(yīng)啟閉器(該實(shí)施例中啟閉器采用晶體管TR)的電力來源相同，不同為啟閉器TR改以控制功率因數(shù)校正電路的電阻R1導(dǎo)通與否來達(dá)到啟動(dòng)或關(guān)閉功率因數(shù)校正電路。電阻R1若處于導(dǎo)通狀態(tài)，功率因數(shù)校正電路中的兩電容C1、C2得以從電阻R1取得充電電流，如此功率因數(shù)校正電路得以正常工作；電阻R1若處于開路狀態(tài)，功率因數(shù)校正電路中的兩電容C1、C2無法自電阻R1取得充電電流，則功率因數(shù)校正電路停止工作。
如圖5實(shí)施例5是圖3的另一個(gè)應(yīng)用實(shí)施例，其供應(yīng)啟閉器(該實(shí)施例中啟閉器采用晶體管TR)的電力來源相同，不同為啟閉器TR改以控制功率因數(shù)校正電路的電阻R1導(dǎo)通與否來達(dá)到啟動(dòng)或關(guān)閉功率因數(shù)校正電路的功能。
請同時(shí)搭配圖6所示，在圖1-3中，若啟閉器T處于導(dǎo)通狀態(tài)，則其正半周的各回路電流說明如下A、充電電流導(dǎo)通回路如圖6所示，當(dāng)電力回路電壓自t1開始上升，此時(shí)輸入電壓未超過輸出(入)濾波電路10電容C5、C6的端電壓之前，電流將自L→PFC→T→D1→R1→C2→BD1→N對電容C2進(jìn)行充電，充電電流值則受到電阻R1限制，故電容C2充電電壓將被限定于一定電壓；啟閉器T在不導(dǎo)通時(shí)則此功能即消失；B、補(bǔ)償電流導(dǎo)通回路當(dāng)回路電壓上升到t2位置，此時(shí)從L→BD1回路進(jìn)入的輸入電壓雖未超過輸出(入)濾波電路10的兩電容C5、C6的端電壓，但自二極管D1進(jìn)入的回路因電容C1在前半波已充有一額定電壓，而可串加于自二極管D1進(jìn)入的輸入電壓，當(dāng)此電壓值(Vin+VC1)超過電容C5、C6端電壓時(shí)，電容C1上所儲(chǔ)存的電能即對該電容C5、C6放電形成電流，其路徑為L→PFC→T→D1→C1→C5、C6→BD1→N，使該電容C5、C6提前充電；啟閉器T在不導(dǎo)通時(shí)則此功能即消失；C、主電流導(dǎo)通回路當(dāng)回路電壓上升到t3位置時(shí)，從L→BD1回路進(jìn)入的輸入電壓Vin已達(dá)到輸出(入)濾波電路10的兩電容C5、C6端電壓，故形成一主回路電流路徑為L→PFC→BD1→C5→C6→BD1→N對該兩電容C5、C6進(jìn)行大量的充電，此路徑未經(jīng)啟閉器T，故不因啟閉器T是否導(dǎo)通而改變。
圖1-3中，若啟閉器T是在導(dǎo)通狀態(tài)，則其負(fù)半周的各回路電流將相近于前述正半周而分別形成t4、t5、t6的電流導(dǎo)通時(shí)間。
圖4、5中，正負(fù)半周電流回路特性與前述介紹相同，故不再詳述，而其最大差異在啟閉器TR改為控制電阻R1的導(dǎo)通與否，電阻R1在導(dǎo)通時(shí)電容C1、C2得以在每個(gè)正負(fù)半周中進(jìn)行充電，使其在下一個(gè)半周對電容C5、C6提前充電達(dá)到補(bǔ)償功能；若啟閉器T讓電阻R1不導(dǎo)通時(shí)，則電容C 1、C2因未被充電，在下一個(gè)半周就無法對輸出(入)濾波電路10的兩電容C5、C6提前充電，如此就等于關(guān)閉補(bǔ)償功能，達(dá)到待機(jī)時(shí)低功率要求的需求。
如圖7所示，當(dāng)電氣產(chǎn)品待機(jī)或關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，啟閉器T或TR將因失去先前介紹的各種啟動(dòng)電能而形成不導(dǎo)通狀態(tài)，因此，交流電源AC將無法進(jìn)入功率因數(shù)校正電路中(實(shí)施例1、2、3)或讓電路中的電容C1或C2無法充電(實(shí)施例4、5)，如此即不會(huì)因電容C1、C2的充電而造成功率損耗，讓使用本實(shí)用新型的電氣產(chǎn)品進(jìn)入待機(jī)或關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，能確實(shí)符合低耗電要求。
綜上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍，即凡依本實(shí)用新型所做的等效變化與修飾，皆應(yīng)為本實(shí)用新型的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求1.一種補(bǔ)償型功率因數(shù)校正電路，設(shè)于一變壓轉(zhuǎn)換電力的電力回路上，包括用于延長該電力回路電流導(dǎo)通時(shí)間的功率修正電感PFC、接受電源輸入的電壓進(jìn)行充電的電容C1、C2及調(diào)整該電容C1、C2充/放電電壓以提前電力回路的電流導(dǎo)通時(shí)間的電阻R，其特征在于該功率因數(shù)校正電路還電性連接一用以控制其電容C1、C2及電阻R1導(dǎo)通的控制電路(60)，電力回路于工作狀態(tài)下輸出啟動(dòng)電力至控制電路(60)形成導(dǎo)通狀態(tài)，電力回路于待機(jī)或關(guān)閉狀態(tài)下則中斷電力使控制電路(60)形成不導(dǎo)通狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償型功率因數(shù)校正電路，其特征在于所述電力回路由一交流電源AC輸入電力經(jīng)一整流電路BD 1電力轉(zhuǎn)換輸出至一濾波電路(10)充/放電，再經(jīng)一電力推動(dòng)電路(20)控制一變壓電路(30)進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換為直流電源DC輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的補(bǔ)償型功率因數(shù)校正電路，其特征在于所述控制電路(60)包括一接設(shè)于所述電容C1、C2及電阻R1充電線路上的啟閉器及一繞組于所述變壓電路(30)初級側(cè)N1電力端以感應(yīng)啟動(dòng)電力至啟閉器的觸發(fā)電路N3。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的補(bǔ)償型功率因數(shù)校正電路，其特征在于所述控制電路(60)包括一接設(shè)于所述電容C1、C2及電阻R1充電線路上的啟閉器及一繞組于所述變壓電路(30)次級側(cè)N2電力端以感應(yīng)啟動(dòng)電力至啟閉器的觸發(fā)電路N3。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的補(bǔ)償型功率因數(shù)校正電路，其特征在于所述控制電路(60)包括一接設(shè)于所述電容C1、C2及電阻R1充電線路上的啟閉器及一繞組于所述功率修正電感PFC以感應(yīng)啟動(dòng)電力至啟閉器的觸發(fā)電路N3。
6.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5所述的補(bǔ)償型功率因數(shù)校正電路，其特征在于所述啟閉器為一雙向硅控整流器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5所述的補(bǔ)償型功率因數(shù)校正電路，其特征在于所述啟閉器為一晶體管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種補(bǔ)償型功率因數(shù)校正電路，設(shè)于一變壓轉(zhuǎn)換電力的電力回路上，延長及提前電力回路的電流導(dǎo)通時(shí)間。該補(bǔ)償型功率因數(shù)校正電路設(shè)有一電力源連接至該電力回路的控制電路，使得該電力回路于工作狀態(tài)下輸出啟動(dòng)電力至控制電路形成導(dǎo)通狀態(tài)，于待機(jī)或關(guān)閉狀態(tài)下則中斷電力使控制電路形成不導(dǎo)通狀態(tài)，由此使得本實(shí)用新型因未保持電力導(dǎo)通狀態(tài)而達(dá)到低耗電的功效。
文檔編號H02J3/18GK2775909SQ20052003991
公開日2006年4月26日 申請日期2005年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月2日
發(fā)明者李木土 申請人:李木土