具有功率因素校正電路的電源供應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種單相升降壓功率因數(shù)校正電路(buck — boost PFCcircuit)，尤其是指一種利用升降壓功率因數(shù)校正電路，可改善升降壓并提高其效率。
【背景技術(shù)】
[0002]功率因素(power factor)指的是有效功率與總耗電量之間的關(guān)系,也就是有效功率除以總耗電量的比值，一般來說，功率因素可以用來衡量電力被利用的程度，當(dāng)功率因素值越大，代表電力利用率越高。應(yīng)用在電源供應(yīng)器上的功率因素校正器大多用于控制調(diào)整交流電電流輸入的時(shí)間和波型，使其與直流電電壓波型盡可能地一致，讓功率因素值接近1，避免電力設(shè)備系統(tǒng)消耗的電力超出其規(guī)格，產(chǎn)生不必要的干擾。
[0003]由上述可知,低功率因素代表電力效能低，電力效能越低代表電力在配送網(wǎng)絡(luò)中的耗損越高；假如較低的功率因素沒有被校正提升，電力公司除了有效功率外，還要提供與工作非相關(guān)的虛功，相對的，就要增加發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)換機(jī)、輸送工具、甚至纜線等電力輸送設(shè)備的消耗，才能彌補(bǔ)較低的功率因素；因此，大多電子設(shè)備都會具有功率因素校正器(powerfactor calibrat1n, PFC),來幫助改善自身能源使用率。
[0004]功率因素校正器內(nèi)的電路可分為單相功率因素電路以及三相功率因素電路。請參考圖1，是示范習(xí)用三個(gè)單相功率因素校正電路組成的三相PFC電路。如圖1所示,單相功率因素電路主要是利用LC濾波器來增大整流橋?qū)ń?，從而降低電流諧波，提高功率因素。然而，當(dāng)三個(gè)單相電路組成在一起時(shí)，容易互相影響，即使加入隔離電感也無法完全消除，造成電路的效率和輸入電流總諧波畸變等指示也有所下降，因此，單相功率因素電路相當(dāng)不適合大功率應(yīng)用場合。
[0005]請參考圖2，是示范習(xí)用三相六開關(guān)功率因素校正電路圖。如圖2所示，六開關(guān)三相功率因素校正是由6個(gè)功率開關(guān)器所組成，每個(gè)橋臂上下2個(gè)開關(guān)與其并聯(lián)的開關(guān)組成，每相電流可通過橋臂上的這2個(gè)開關(guān)進(jìn)行控制。由于三相的電流之和為零，所以只要對其中的兩相電流進(jìn)行控制就足夠，因而在實(shí)際應(yīng)用中，對電壓絕對值最大的這一相不進(jìn)行控制，而只選另外兩相進(jìn)行控制。這樣做的好處是減小了開關(guān)動(dòng)作的次數(shù)，因而可以減小總的開關(guān)損耗。不過，六開關(guān)三相功率因素校正電路使用開關(guān)數(shù)目太多，控制復(fù)雜，成本又高，且每個(gè)橋臂上兩只串聯(lián)開關(guān)存在直通短路的危險(xiǎn)，對功率驅(qū)動(dòng)控制的可靠度要求就很高。
[0006]接續(xù)上述，三相功率因素電路的輸入功率高，且為一個(gè)恒定值，如此，可以使用容量較小的輸出電容，實(shí)現(xiàn)更快的輸出電壓動(dòng)態(tài)響應(yīng)調(diào)節(jié)。不過，三相功率因素電路難以掌控三相之間的耦合。在單相功率因素電路中，如果負(fù)載等效為一個(gè)電阻，則輸入功率因素為1，而在三相功率因素電路中，即使負(fù)載等效為一個(gè)電阻，功率因素時(shí)常難以是滿意的值，原因就在于三相功率因素電路無法同時(shí)兼顧三相輸入電流，不能獨(dú)立控制任一相輸入電流都為正弦波形。習(xí)知技術(shù)針對這個(gè)問題進(jìn)行改善，推行出許多典型的三相功率因素電路，然而，這些典型電路所需要的電子元件太多，且控制復(fù)雜，對于元件耐壓的需求較高，增加了成本的負(fù)擔(dān)。
[0007]單相功率因素電路以及三相功率因素電路都有其優(yōu)點(diǎn)，但如何在價(jià)格和性能之間取得平衡，仍是電源供應(yīng)器領(lǐng)域的研究發(fā)展的重點(diǎn)。
[0008]有鑒于此，為了平衡價(jià)格與性能、降低結(jié)構(gòu)復(fù)雜度、保持響應(yīng)速度快，本案的發(fā)明人極力研究，嘗試不同的電子元件及搭配不同的電路，并進(jìn)行一連串測試，終于研究出本發(fā)明一種具有功率因素校正電路的電源供應(yīng)器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的主要目的，在于提供一種具有功率因素校正電路的電源供應(yīng)器，整流模塊不互相干擾，所使用的元件數(shù)量比傳統(tǒng)三相并聯(lián)功率因素校正電路少，能夠節(jié)省成本，卻又不會影響效果，顧及品質(zhì)。
[0010]本發(fā)明的目的是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明提供一種具有功率因素校正電路的電源供應(yīng)器，可接收三相電壓的電壓，并包括:三個(gè)整流模塊，分別接收該三相電壓的第一相電壓、第二相電壓以及第三相電壓，且每一個(gè)整流模塊更包括:濾波器，接收該三相電壓的第一相電壓、第二相電壓以及第三相電壓其中一電壓，并輸出濾波電壓；單相功率因素校正電路，耦接于該濾波器，接收該濾波電壓，再輸出校正電壓；并更包括主晶體管；以及轉(zhuǎn)換器，耦接于該單相功率因素校正電路的輸出端，并連接電壓輸出端，接收該校正電壓，再輸出輸出電壓；其中一個(gè)整流模塊的轉(zhuǎn)換器分別與另外兩個(gè)整流模塊的轉(zhuǎn)換器連接在一起；至少一個(gè)功率因素校正控制器，連接該主晶體管，以模擬信號控制該主晶體管動(dòng)作；以及模擬控制器，連接該轉(zhuǎn)換器，控制該轉(zhuǎn)換器動(dòng)作。
[0011 ] 本發(fā)明的目的還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0012]前述的具有功率因素校正電路的電源供應(yīng)器，其中該轉(zhuǎn)換器可為下列任一種:相移式全橋轉(zhuǎn)換器、相移式半橋轉(zhuǎn)換器、串聯(lián)諧振轉(zhuǎn)換器以及順向式電力轉(zhuǎn)換器。
[0013]前述的具有功率因素校正電路的電源供應(yīng)器，其中該轉(zhuǎn)換器為相移式全橋轉(zhuǎn)換器，并包含變壓器以及四個(gè)晶體管；其中一轉(zhuǎn)換器的變壓器的二次側(cè)分別與另兩轉(zhuǎn)換器的變壓器的二次側(cè)相連；該模擬控制器連接并控制該四個(gè)晶體管動(dòng)作，其中，兩個(gè)晶體管串連在一起后與另外兩個(gè)串連在一起的晶體管并聯(lián)。
[0014]前述的具有功率因素校正電路的電源供應(yīng)器，其中該單相功率因素校正電路包含橋式整流器，該橋式整流器的輸出端連接電感；相對于該橋式整流器，該主晶體管以及二極管分別連接于該電感的一端；而該主晶體管與該轉(zhuǎn)換器并聯(lián)，該二極管連接該轉(zhuǎn)換器。
[0015]前述的具有功率因素校正電路的電源供應(yīng)器，其更包括微處理器，連接并用于控制該模擬控制器，其中，該模擬控制器為脈寬調(diào)變控制器。
[0016]前述的具有功率因素校正電路的電源供應(yīng)器，其中該電壓輸出端設(shè)置有電流感測器，連接于該微處理器，并用于感測該電壓輸出端的電流，且將感測結(jié)果傳送至該微處理器，該微處理器依照感測結(jié)果決定是否借由該模擬控制器來控制該轉(zhuǎn)換器。
[0017]借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明的具有功率因素校正電路的電源供應(yīng)器至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0018](I)整流模塊不互相干擾:傳統(tǒng)單相功率因素校正電路因并聯(lián)，互相干擾而難以控制，此外，傳統(tǒng)單相功率因素校正電路容易增加損耗，相較之下，本發(fā)明的整流模塊不會互相干擾，元件耐壓需求降低，同時(shí)又可以應(yīng)用于大功率場合。
[0019](2)降低元件需求:相較于傳統(tǒng)三相單并聯(lián)功率因素校正電路，本發(fā)明所利用的電子元件數(shù)量比較少；本發(fā)明是功率因素校正電路以及轉(zhuǎn)換器的組合，用模擬信號即可控制動(dòng)作，降低制造過程復(fù)雜度，能夠節(jié)省成本，同時(shí)，并不因?yàn)殡娮釉臄?shù)量而影響效果，顧及品質(zhì)。
[0020]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0021]圖1:示范習(xí)用三個(gè)單相功率因素校正電路組成的三相PFC電路；
[0022]圖2:示范習(xí)用三相六開關(guān)功率因素校正電路圖；
[0023]圖3:本發(fā)明一種具有功率因素校正電路的電源供應(yīng)器的架構(gòu)圖；
[0024]圖4:本發(fā)明的單相功率因素校正電路以及相移式全橋轉(zhuǎn)換器的元件；
[0025]圖5:本發(fā)明的單相功率因素校正電路以及相移式半橋轉(zhuǎn)換器的元件；
[0026]圖6:本發(fā)明的單相功率因素校正電路以及串聯(lián)諧振轉(zhuǎn)換器的元件；
[0027]圖7:本發(fā)明的單相功率因素校正電路以及順向電力轉(zhuǎn)換器的元件。
[0028]【主要元件符號說明】
[0029]11:單相功率因素校正電路
[0030]111:主晶體管
[0031]12:濾波器
[0032]13:轉(zhuǎn)換器
[0033]131:變壓器
[0034]2:功率因素校正控制器
[0035]3:模擬控制器
[0036]4:微處理器
[0037]41:電流感測器
[0038]S:第一相電壓
[0039]R:第二相電壓
[0040]T:第三相電壓
[0041]Vl:濾波電壓
[0042]V2:校正電壓
[0043]V3:輸出電壓
【具體實(shí)施方式】
[0044]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的一種具有功率因