專利名稱：補償型功率因數校正電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種補償型功率因數校正電路，特別涉及一種用于電力回路中延長及提前電流導通時間、令電力回路待機或關閉狀態時達到低耗電要求功效的補償型功率因數校正電路。
背景技術：
各國安規控管均傾向嚴格把關電氣產品中可能危害人體的電磁波，對于可能產生環境污染的電氣產品更是加強要求規定，尤其是所有產品制造皆須以低原料耗用且高達75％的可回收處理比例為最佳環保要求，因此各國電力規范均對電氣產品在電力功率轉換損耗狀態具備一定功率因數限制，測試重點則以電流諧波(Current Harmonic)為重點。
對功率因數校正的技術可分為主動式功率因數校正(Active PFC)及被動式功率因數校正(Passive PFC)。其中主動式功率因數校正的效果雖較為理想，但仍存在設計成本高、線路復雜且具備干擾問題等缺失，因此低成本設計的被動式功率因數校正技術仍被廣泛應用。
在臺灣新型專利公告第534341號中第八至十二圖揭露出已有不同形式被動式功率因數校正電路，并列明傳統被動式功率因數校正電路對電力回路的電流導通時間多僅能提供延長效果，即使具備提前效果的電路設計，因其VCC電力來源依靠電力回路的內部電力而受到限制并具有無法調整等缺失。為此，該份專利文件提供一利用電容及電阻構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，并以電阻調整該電容充/放電電壓以提前該電力回路的電流導通時間。
該專利技術可確實解決被動式功率因數校正電路提前電流導通的問題，但是，若電力回路處于待機或關閉狀態，如圖8所示，此時電氣產品的備用電力回路將開啟維持預備電路啟動狀態，在操作中仍將會產生功率損耗(如t7、t8期間)。現有環保標準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要求，但因該專利技術中的補償型功率因數校正電路處于電氣產品待機或關閉狀態下與交流電源保持導通狀態，其電容及電阻因仍維持充/放電狀態而會產生一定損耗(如t1、t2及t4、t5期間)，使得損耗功率往往超過1W。因此，具備現有補償型功率因數校正電路雖可將有效電流導通時間提前，但卻因無法符合低耗電要求，使其應用面受到限制而無法有效推廣運用至各種電氣產品，相當可惜。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種補償型功率因數校正電路，以延長電力回路的電流導通時間，令電力回路待機或關閉狀態時達到低耗電要求功效。
為實現上述目的，本實用新型提供一種補償型功率因數校正電路，設于一變壓轉換電力的電力回路上，包括用于延長該電力回路電流導通時間的功率修正電感、接受電源輸入的電壓進行充電的電容及調整該電容充/放電電壓以提前電力回路的電流導通時間的電阻，其特點是該功率因數校正電路還電性連接一用以控制其電容及電阻導通的控制電路，電力回路于工作狀態下輸出啟動電力至控制電路形成導通狀態，電力回路于待機或關閉狀態下則中斷電力使控制電路形成不導通狀態。
所述電力回路由一交流電源輸入電力經一整流電路電力轉換輸出至一濾波電路充/放電，再經一電力推動電路控制一變壓電路進行電力轉換為直流電源輸出。
所述控制電路包括一接設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電力端以感應啟動電力至啟閉器的觸發電路。
所述控制電路包括一接設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電力端以感應啟動電力至啟閉器的觸發電路。
所述控制電路包括一接設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啟動電力至啟閉器的觸發電路。
所述啟閉器為一雙向硅控整流器。
所述啟閉器為一晶體管。
本實用新型通過設置一控制電路，使得當電力回路處于工作狀態下時輸出啟動電力至控制電路形成導通狀態，而處于待機或關閉狀態下則中斷電力使控制電路形成不導通狀態，由此本實用新型因未保持電力導通狀態而減小耗電，達到低耗電的功效。
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步的說明。
圖1為本實用新型實施例1的電路結構示意圖。
圖2為本實用新型實施例2的電路結構示意圖。
圖3為本實用新型實施例3的電路結構示意圖。
圖4為本實用新型實施例4的電路結構示意圖。
圖5為本實用新型實施例5的電路結構示意圖。
圖6為本實用新型于啟動狀態的工作波形示意圖。
圖7為本實用新型于待機或關閉狀態的工作波形示意圖。
圖8為現有技術于待機或關閉狀態的工作波形示意圖具體實施方式
圖1為本實用新型實施例1的結構示意圖。如圖所示，本實用新型補償性功率因數校正電路應用于電氣產品的電力回路中，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，再經一電力推動電路20將高壓直流電轉成脈沖電能至一變壓電路30轉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(電力回路依電氣產品功能設計而可具備過載保護電路、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，這類技術均為既有技術，在此不另解釋其電力特性。)本實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通時間，兩二極管D1、D2，接設于整流電路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行充電，以及一電阻R1以調整兩電容C1、C2充/放電電壓而提前電力回路的電流導通時間。
本實用新型的各實施例均以兩分別于電力回路的正半周及負半周進行交流電源AC充電的電容C1、C2及一連接于二電容C1、C2的電阻R1為實施例說明。本實用新型技術特征可適用于如臺灣新型專利公告第534341號技術文件的各種雙電阻設計的補償型功率因數校正電路。
本實用新型的技術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下輸出啟動電壓至控制電路60形成導通狀態，于待機或關閉狀態下則中斷電源使控制電路60形成不導通狀態。
如圖1-5所示，所述控制電路60包含有一接設于該兩二極管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或為一晶體管TR，以下針對各圖實施例說明其電力源及電氣特性。
如圖1實施例1所示，當電力回路處于輸出啟動的工作狀態時，由電源控制電路50啟動電力推動電路20使變壓電路30工作，故接設于變壓電路30初級側N1的觸發電路N3得以感應到啟動電力，經控制電路60的二極管D3及濾波電容C7整流濾波來供應啟閉器T(雙向硅控整流器)的啟動電力，此時啟閉器T為導通狀態，使功率因數校正電路得以工作；若電力回路處于待機或關閉狀態下，則變壓電路30未工作，令觸發電路N3無法感應電力給啟閉器T，則啟閉器T為不導通狀態，故功率因數校正電路將停止工作。
如圖2實施例2所示，當電力回路于輸出啟動的工作狀態時，由電源控制電路50啟動電力推動電路20使變壓電路30工作，故變壓電路30的次級側N2輸出電力，經輸出整流電路40整流產生直流輸出電壓，令接設于其上的觸發電路N3得以感應到電力，再經控制電路60的電阻R2來供應啟閉器T的啟動電力，此時啟閉器T為導通狀態，使功率因數校正電路得以工作；若電力回路處于待機或關閉狀態下，則變壓電路30未工作，令啟閉器T亦得不到啟動電力，則啟閉器T為不導通狀態，功率因數校正電路即停止工作。
如圖3實施例3所示，電力回路于輸出啟動的工作狀態時會有較大的回路電流流過功率修正電感PFC，功率修正電感PFC上接設的一觸發電路N3感應到一額定的電力后，經控制電路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電力給啟閉器T，此時啟閉器T為導通狀態，使功率因數校正電路得以工作；若電力回路處于待機或關閉狀態下，流經功率修正電感PFC的回路電流將不足以令觸發電路N3感應到足夠電力啟動啟閉器T，將使啟閉器T變為不導通狀態，功率因數校正電路即停止工作。
如圖4實施例4是圖1的另一個應用實施例，其供應啟閉器(該實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改以控制功率因數校正電路的電阻R1導通與否來達到啟動或關閉功率因數校正電路。電阻R1若處于導通狀態，功率因數校正電路中的兩電容C1、C2得以從電阻R1取得充電電流，如此功率因數校正電路得以正常工作；電阻R1若處于開路狀態，功率因數校正電路中的兩電容C1、C2無法自電阻R1取得充電電流，則功率因數校正電路停止工作。
如圖5實施例5是圖3的另一個應用實施例，其供應啟閉器(該實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改以控制功率因數校正電路的電阻R1導通與否來達到啟動或關閉功率因數校正電路的功能。
請同時搭配圖6所示，在圖1-3中，若啟閉器T處于導通狀態，則其正半周的各回路電流說明如下A、充電電流導通回路如圖6所示，當電力回路電壓自t1開始上升，此時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在不導通時則此功能即消失；B、補償電流導通回路當回路電壓上升到t2位置，此時從L→BD1回路進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進入的輸入電壓，當此電壓值(Vin+VC1)超過電容C5、C6端電壓時，電容C1上所儲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在不導通時則此功能即消失；C、主電流導通回路當回路電壓上升到t3位置時，從L→BD1回路進入的輸入電壓Vin已達到輸出(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進行大量的充電，此路徑未經啟閉器T，故不因啟閉器T是否導通而改變。
圖1-3中，若啟閉器T是在導通狀態，則其負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的電流導通時間。
圖4、5中，正負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的導通與否，電阻R1在導通時電容C1、C2得以在每個正負半周中進行充電，使其在下一個半周對電容C5、C6提前充電達到補償功能；若啟閉器T讓電阻R1不導通時，則電容C 1、C2因未被充電，在下一個半周就無法對輸出(入)濾波電路10的兩電容C5、C6提前充電，如此就等于關閉補償功能，達到待機時低功率要求的需求。
如圖7所示，當電氣產品待機或關閉狀態時，啟閉器T或TR將因失去先前介紹的各種啟動電能而形成不導通狀態，因此，交流電源AC將無法進入功率因數校正電路中(實施例1、2、3)或讓電路中的電容C1或C2無法充電(實施例4、5)，如此即不會因電容C1、C2的充電而造成功率損耗，讓使用本實用新型的電氣產品進入待機或關閉狀態時，能確實符合低耗電要求。
綜上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用來限定本實用新型的實施范圍，即凡依本實用新型所做的等效變化與修飾，皆應為本實用新型的技術范疇。
權利要求1.一種補償型功率因數校正電路，設于一變壓轉換電力的電力回路上，包括用于延長該電力回路電流導通時間的功率修正電感PFC、接受電源輸入的電壓進行充電的電容C1、C2及調整該電容C1、C2充/放電電壓以提前電力回路的電流導通時間的電阻R，其特征在于該功率因數校正電路還電性連接一用以控制其電容C1、C2及電阻R1導通的控制電路(60)，電力回路于工作狀態下輸出啟動電力至控制電路(60)形成導通狀態，電力回路于待機或關閉狀態下則中斷電力使控制電路(60)形成不導通狀態。
2.根據權利要求1所述的補償型功率因數校正電路，其特征在于所述電力回路由一交流電源AC輸入電力經一整流電路BD 1電力轉換輸出至一濾波電路(10)充/放電，再經一電力推動電路(20)控制一變壓電路(30)進行電力轉換為直流電源DC輸出。
3.根據權利要求2所述的補償型功率因數校正電路，其特征在于所述控制電路(60)包括一接設于所述電容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N1電力端以感應啟動電力至啟閉器的觸發電路N3。
4.根據權利要求2所述的補償型功率因數校正電路，其特征在于所述控制電路(60)包括一接設于所述電容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N2電力端以感應啟動電力至啟閉器的觸發電路N3。
5.根據權利要求2所述的補償型功率因數校正電路，其特征在于所述控制電路(60)包括一接設于所述電容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以感應啟動電力至啟閉器的觸發電路N3。
6.根據權利要求3、4或5所述的補償型功率因數校正電路，其特征在于所述啟閉器為一雙向硅控整流器。
7.根據權利要求3、4或5所述的補償型功率因數校正電路，其特征在于所述啟閉器為一晶體管。
專利摘要本實用新型涉及一種補償型功率因數校正電路，設于一變壓轉換電力的電力回路上，延長及提前電力回路的電流導通時間。該補償型功率因數校正電路設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下輸出啟動電力至控制電路形成導通狀態，于待機或關閉狀態下則中斷電力使控制電路形成不導通狀態，由此使得本實用新型因未保持電力導通狀態而達到低耗電的功效。
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 優先權日2005年3月2日
發明者李木土 申請人:李木土