專利名稱：功率因素校正方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種功率因素校正方法與裝置(Power Factor CorrectionDevice)，更明確地說明，本發(fā)明是一種主動(dòng)式功率因數(shù)校正裝置，可隨著負(fù)載端的用電量進(jìn)行電源功率因數(shù)校正，屬于電源設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
面對(duì)能源逐漸枯竭的今日，業(yè)者紛紛朝著節(jié)約能源，有效利用能源的目標(biāo)努力；為了節(jié)省電能源，國際電工委員會(huì)(I.E.C.)即針對(duì)電器用品的電源供應(yīng)制定了一系列的規(guī)范，其中ICE-1000即是對(duì)于電源供應(yīng)器中諧波電流的諸般效應(yīng)所做的規(guī)范。
解決電源供應(yīng)器的諧波電流問題，功率因數(shù)校正法是目前運(yùn)用最廣的方法之一，早期舊系統(tǒng)，如電視、音響等電器用品的電源供應(yīng)器設(shè)計(jì)中其電子電路并未包含功率因數(shù)校正電路，其供應(yīng)器實(shí)施效率低，功率因素大約為0.5至0.6。為因應(yīng)節(jié)約能源的目標(biāo)，遂將功率因數(shù)校正電路重新加入于電源供應(yīng)器的電路中。請(qǐng)參閱圖1所示，顯示已知技藝包含功率因數(shù)校正電路3的電源供應(yīng)器的電路方塊圖。依現(xiàn)行技術(shù)，功率因數(shù)校正電路3被包含在電源供應(yīng)器的電路中，交流電源1經(jīng)整流器2整流為直流電源后，通過包含轉(zhuǎn)換器31與PFC控制單元32的功率因數(shù)校正電路3供應(yīng)給直流轉(zhuǎn)換器4，以供應(yīng)各種直流電壓+3.3V、+5V、+12V與-12V，其中PFC控制單元32的電源是來自主電源的直流轉(zhuǎn)換器4。然，圖1所示的功率因數(shù)校正電路3是屬被動(dòng)形式，即隨著交流電源1供應(yīng)給電源供應(yīng)器，功率因數(shù)校正電路3遂開始工作，也就是說功率因數(shù)校正電路3其實(shí)一直在損耗能源，這使得直流轉(zhuǎn)換器4在輕載時(shí)，功率因數(shù)校正電路3反而使電源供應(yīng)器的用電效率不佳。例如，個(gè)人電腦的電源供應(yīng)器在其經(jīng)常性的閑置狀態(tài)下供電，僅為1/4至1/3載，所以此時(shí)加上功率因數(shù)校正電路3的損耗，反而使電源供應(yīng)器整體用電效率下降。
再者，其他如電視機(jī)、音響等電器用品其電源供應(yīng)器皆具有輔助電源5一直保持供應(yīng)+5V，以便供應(yīng)控制電路接收遠(yuǎn)端控制或遙控器(未顯示)的信號(hào)切斷直流轉(zhuǎn)換器4后端的負(fù)載，而功率因數(shù)校正電路3卻仍然一直在損耗能源，這使此等電器用品在遙控器關(guān)機(jī)后仍然負(fù)擔(dān)額外的損耗，不符合節(jié)約能源的要求。因此，本發(fā)明提供一種主動(dòng)功率因數(shù)校正裝置，可隨電源供應(yīng)器的負(fù)載量進(jìn)行功率因數(shù)校正，它將具有產(chǎn)業(yè)上的利用性與實(shí)用性。
本發(fā)明的主要目的是提供一種功率因素校正方法與裝置，具有主動(dòng)型式可隨用電負(fù)載量的提高而提供功率因數(shù)校正的功能。
本發(fā)明的另一目的是還提供一種功率因素校正裝置，適用于電源供應(yīng)器中，并在一預(yù)定負(fù)載用電量之下切斷(Disable)其功率因數(shù)校正控制(PFCcontrol)。
本發(fā)明的特征在于它是一種主動(dòng)式功率因素校正方法與裝置，其功率因數(shù)校正方法，包含的步驟有提供一負(fù)載檢測(cè)單元；檢測(cè)前述直流轉(zhuǎn)換器供應(yīng)負(fù)載端的用電量；當(dāng)前述用電量大于一預(yù)定的用電額度時(shí)，啟動(dòng)一PFC控制單元；以及由前述PFC控制單元控制一轉(zhuǎn)換器進(jìn)行交流電源的功率因數(shù)校正。本發(fā)明的功率因數(shù)校正裝置，包含一PFC控制單元(PFCControlling Unit)，用以經(jīng)轉(zhuǎn)換器去控制交流電源的功率因數(shù)；以及一負(fù)載檢測(cè)單元(Load Detecting Unit)，用以檢測(cè)負(fù)載端用電量，并在超過一預(yù)定用電額度時(shí)啟動(dòng)(Enable)前述PFC控制單元。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，主動(dòng)式功率因數(shù)校正裝置進(jìn)一步包含一用電隨控單元，用以控制在關(guān)閉前述負(fù)載端用電量時(shí)，關(guān)閉前述PFC控制單元的耗電元件。
本發(fā)明功率因數(shù)校正方法與裝置及其諸多優(yōu)點(diǎn)與特征將從下述詳細(xì)說明及所附圖式中得到進(jìn)一步的了解。


圖1是已知技術(shù)包含功率因數(shù)校正電路的電源供應(yīng)器的電路方塊圖；圖2是本發(fā)明功率因數(shù)校正裝置的電路方塊圖；圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例功率因數(shù)校正裝置的電路方塊圖。
實(shí)施例本發(fā)明提出的功率因數(shù)校正方法，包含以下的步驟1、提供一交流電源經(jīng)一直流轉(zhuǎn)換器供負(fù)載端用電；2、檢測(cè)前述直流轉(zhuǎn)換器供應(yīng)負(fù)載端的用電量；3、當(dāng)前述用電量大于一預(yù)定的用電額度如為直流轉(zhuǎn)換器的半載用電量時(shí)，啟動(dòng)一PFC控制單元；以及4、由前述PFC控制單元控制一轉(zhuǎn)換器進(jìn)行前述交流電源的功率因數(shù)校正。
本發(fā)明方法進(jìn)一步包含的步驟是提供一負(fù)載檢測(cè)單元，以檢測(cè)前述直流轉(zhuǎn)換器供應(yīng)負(fù)載端的用電量。
請(qǐng)參閱圖2所示，顯示本發(fā)明功率因數(shù)校正裝置的電路方塊圖。本發(fā)明功率因數(shù)校正裝置包含一轉(zhuǎn)換器51，用于校正一交流電源的功率因數(shù)；一PFC控制單元52，用于控制前述轉(zhuǎn)換器51轉(zhuǎn)換電能源，也可把兩者組合在一起構(gòu)成一功率因素校正電路；以及一負(fù)載檢測(cè)單元53，用于檢測(cè)負(fù)載端用電量，并在超過一預(yù)定用電額度時(shí)啟動(dòng)前述PFC控制單元工作。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施例中，本發(fā)明裝置的轉(zhuǎn)換器51連接于整流器2與直流轉(zhuǎn)換器4之間，用以轉(zhuǎn)換直流電能源供直流轉(zhuǎn)換器4，以校正供應(yīng)至該整流器2的交流電源1的功率因數(shù)，而轉(zhuǎn)換器51是接收PFC控制單元52的控制信號(hào)進(jìn)行直流電能源轉(zhuǎn)換。負(fù)載檢測(cè)單元53檢測(cè)直流轉(zhuǎn)換器4的電壓或電流用量，以檢知其后端負(fù)載的用電量，并在前述用電量大于一預(yù)定用電額度時(shí)，啟動(dòng)(Enable)PFC控制單元52工作，以開始控制轉(zhuǎn)換器51，而提供整體的用電效率提高。而在實(shí)際狀況下，經(jīng)PFC控制單元52工作控制轉(zhuǎn)換器51校正供應(yīng)至該整流器2的交流電源1的功率因數(shù)，可由約0.6左右大幅改善至0.95以上。在直流轉(zhuǎn)換器4的整體用電量為輕載時(shí)，即用電量低于前述預(yù)定用電額度下功率因數(shù)校正裝置將被切斷(Disable)而不會(huì)有損耗。
請(qǐng)參閱圖3，顯示本發(fā)明另一實(shí)施例功率因數(shù)校正裝置的電路方塊圖。本發(fā)明在此一實(shí)施例中進(jìn)一步包含一用電隨控單元54，用以控制在關(guān)閉直流轉(zhuǎn)換器4的負(fù)載用電時(shí)，關(guān)閉PFC控制單元52的耗電元件。在實(shí)際的實(shí)施態(tài)樣中，使用本發(fā)明裝置的電源供應(yīng)器，可藉由遙控器在發(fā)信關(guān)閉主電源的直流轉(zhuǎn)換器4的負(fù)載用電時(shí)，經(jīng)電子電路關(guān)閉PFC控制單元52的電阻性元件，以降低直流電的耗損；或是例如個(gè)人電腦中是藉由主電源開關(guān)的切斷動(dòng)作直接關(guān)閉主電源供給主機(jī)板的用電時(shí)，連動(dòng)關(guān)閉PFC控制單元52的耗電元件。
根據(jù)本發(fā)明功率因數(shù)校正方法所實(shí)施的功率因數(shù)校正裝置，將可使電源供應(yīng)器隨著其負(fù)載端的用電量進(jìn)行功率因數(shù)校正，而獲得即使在輕載的狀況下，仍能保持比被動(dòng)式功率因數(shù)校正電路為佳的用電效率。
權(quán)利要求
1.一種功率因數(shù)校正方法，其特征在于，它是一種主動(dòng)式功率因素校正方法，它包含以下步驟(1)提供一交流電源經(jīng)一直流轉(zhuǎn)換器供負(fù)載端用電；(2)檢測(cè)前述直流轉(zhuǎn)換器供應(yīng)負(fù)載端的用電量；(3)當(dāng)前述用電量大于一預(yù)定的用電額度時(shí)，啟動(dòng)一功率因數(shù)校正控制單元；(4)前述功率因數(shù)校正控制單元控制一轉(zhuǎn)換器進(jìn)行前述交流電源的功率因數(shù)校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率因數(shù)校正方法，其特征在于進(jìn)一步包含的步驟是用一負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)前述直流轉(zhuǎn)換器供應(yīng)負(fù)載端的用電量，并在前述用電量大于前述預(yù)定的用電額度時(shí)，輸出一信號(hào)啟動(dòng)前述功率因數(shù)校正控制單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率因數(shù)校正方法，其特征在于所述的一預(yù)定的用電額度小于前述直流轉(zhuǎn)換器的半載用電量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率因數(shù)校正方法所設(shè)計(jì)的功率因數(shù)校正裝置，含有整流器和直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，它含有一用于轉(zhuǎn)換交流電源能源至一直流轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器，一用于控制前述轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換電能源的功率因數(shù)校正控制單元以及一用以檢測(cè)前述直流轉(zhuǎn)換器的負(fù)載用電量并于前述負(fù)載用電量大于一預(yù)定用電額度時(shí)啟動(dòng)前述功率因數(shù)校正控制單元工作的負(fù)載檢測(cè)單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率因數(shù)校正裝置，其特征在于所述的轉(zhuǎn)換器接收前述功率因數(shù)校正控制單元的控制信號(hào)進(jìn)行前述的功率因數(shù)校正。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率因數(shù)校正方法所設(shè)計(jì)的功率因數(shù)校正裝置，其特征在于，它含有一用以校正一交流電源的功率因數(shù)的功率因素校正電路以及一用于檢測(cè)負(fù)載用電量大于一預(yù)定額度時(shí)可輸出一信號(hào)以啟動(dòng)前述功率因素校正電路工作的負(fù)載檢測(cè)單元，其中，功率因素校正電路包括一用于轉(zhuǎn)換電能源至一直流轉(zhuǎn)換器以進(jìn)行前述交流電源的功率因數(shù)校正的轉(zhuǎn)換器以及一用于控制前述轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換電能源并接收前述負(fù)載檢測(cè)單元輸出的啟動(dòng)信號(hào)而工作的功率因素校正控制單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的功率因數(shù)校正裝置，其特征在于功率因數(shù)校正控制單元還和一個(gè)用以控制在關(guān)閉前述負(fù)載用電量時(shí)可關(guān)閉本單元中的耗電元件的用電隨控單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率因數(shù)校正裝置，其特征在于前述用電隨控單元由一電子電路實(shí)施。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率因數(shù)校正裝置，其特征在于前述用電隨控單元由一切換開關(guān)實(shí)施。
全文摘要
功率因素校正方法與裝置屬于電源設(shè)備制造領(lǐng)域,其特征在于,它由以下步驟組成;整流后使交流電源經(jīng)直流轉(zhuǎn)換器向負(fù)載供電,用負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)負(fù)載端用電量,當(dāng)用電量大于一預(yù)定用電額度時(shí),啟動(dòng)功率因素校正控制單元去控制轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電源功率因素校正。所述功率因素校正裝置包含一功率因素控制電路及負(fù)載檢測(cè)單元,前者由接于整流器和直流轉(zhuǎn)換器之間的轉(zhuǎn)換器以及一控制轉(zhuǎn)換器的功率因素校正控制單元組成,它可隨負(fù)載端用電量進(jìn)行功率因素校正。
文檔編號(hào)H02J3/18GK1310505SQ0010301
公開日2001年8月29日 申請(qǐng)日期2000年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月25日
發(fā)明者黃志安 申請(qǐng)人:智翎股份有限公司