專利名稱：功率因素調整裝置的制作方法
技術領域：
本發明是有關于一種調整裝置，特別是有關于一種功率因素調整裝置。
技術背景圖1為已知功率因素調整裝置之示意圖。橋式整流器21是將交流電源Vs 轉換成直流電壓。為設計功率因素調整(Power Factor Corrected;以下簡稱PFC) 裝置能在100VAC 240VAC間正常動作，一般是設定PFC輸出電壓在380Vdc以上。 然而以AC輸入電壓為100V之情況下，PFC電感22所需承受的電壓至少需為 238. 6VDC(3,-100xV^)。當如此大的電壓降跨接在PFC電感22上時，勢將造成PFC電感22體積無 法減小，組件成本增加以及效率無法提升的窘境。發明內容鑒于上述問題，本發明的主要目的在于提供一種既能夠提升功率因素調整 裝置效率，又能夠避免組件成本增加的功率因素調整裝置。為了達到上述目的，本發明所述功率因素調整(PFC)裝置包括橋式整流器、 PFC控制裝置、第一線圈、第二線圈以及金屬氧化半導體場效晶體管(MOSFET)。 橋式整流器用以將交流電源轉換成直流電壓。PFC控制裝置提供參考電壓。第一 線圈接收預設電壓。第二線圈之一端接收直流電壓，其另一端根據直流電壓、 預設電壓、以及第一及第二線圈的繞線比產生感應電壓，通過金屬氧化半導體 場效晶體管(MOSFET)作為開關裝置，控制電流輸出之頻率(On/Off)。較已知技朮，本發明所述功率因素調整裝置既能提高效率，又能使得線圈 增大，并且還能夠減少組件成本，極具有使用價值。
圖1為已知功率因素調整裝置。圖2為本發明之功率因素調整(PFC)裝置之示意圖。
具體實施方式
國2為本發明之功率因素調整(PFC)裝置之示意圖。本發明之PFC裝置可自 動控制提升(boost)電壓。功率因素調整裝置30將電源Vs轉換成電壓Vr，再透 過直流電源轉換器(DC to DC converter)31將直流電壓VB轉換成直流輸出電壓 V。。在本實施例中，直流電源轉換器31為切換式(switching)直流電源轉換器。 由于切換式直流電源轉換器的動作原理為此領域人士所深知，故不再贅述。功率因素調整裝置30包括，橋式整流器301、第一線圈302、第二線圈303、 電磁干擾單元(electromagnetic interference; EMI) 304、 PFC控制裝置308以 及金屬氧化半導體場效晶體管(MOSFET) 310，其中，橋式整流器301用以將交 流電源Vs轉換成直流電壓Vb輸出，電磁干擾單元304顧名思義用于防止電磁 干擾，而金屬氧化半導體場效晶體管(MOSFET) 310是作為開關裝置，控制電流 輸出之頻率(On/Of f)。第一線圈302接收PFC控制裝置308所提供的參考電壓Vp。在本實施例中， PFC控制裝置308為德州儀器公司所生產的UCC2817、 UCC2818、 UCC3817或 UCC3818。第二線圈303耦接于橋式整流器301與MOSFET 310之間。由于第一線圈302 及第二線圈303可構成一個顴似變壓器的電磁感應結構，因此，感應電壓Va可印 一i....................................(1)其中，Ns為第一線圈302的繞線數，Np為第二線圈303的繞線數，Vp為參 考電壓，Vb為直流電壓，Va為感應電壓。 t/嗜,J^芬后可得^ …(2) ，由(2)式可知，當第一線圈302與第二線圈303的繞線比()為一固定值時， 則第二線圈303兩端的壓差會等于一固定值。因此，便可縮小第一線圈302及 第二線圈303的體積。 ，舉例而言，假設，第一線圏302與第二線圈303的繞線比=4，并且參考 電壓Vp為7. 5V。若交流電源Vs為90Vac時，經過橋式整流器31轉換后，直流 電壓Vb約為127Vdc，透過(2)式便可求得感應電壓Va約為157Vdc。若交流電 源Vs為264Vac時，經過橋式整流器31轉換后，直流電壓Vb約為373Vdc，透 過(2)式便可求得感應電壓Vr約為403Vdc 。 ，由上述可知，第一線圈302與第二線圈303的繞線比(i)為一固定值時， 第二線圈303兩端的壓差會等于一固定值。當第二線圈303兩端的壓差愈大時， 則第一線圈302與第二線圈303的繞線數也就愈多，使得第一線圈302與第二 線圈303的體積愈大，反之亦然。因此，只要控制第二線圈303兩端的壓差， 便可控制第一線圈302與第二線圈303的體積。由于已知的功率因素調整裝置20的節點210的電壓是保持在一固定值，故
電感22兩端間的壓差系隨著節點200的電壓而變化。當節點200的電壓為 127Vdc，而節點210的電壓固定在385Vdc時，則節點200及210間的壓差可達 253Vdc。為了使電感22承受253Vdc的壓差，故電感22需相當多的繞線數，使 得電感22的體積變大。然而，^本發明之功率因素調整裝置30中，第一線圈302與第二線圈303 的繞線比(；)為一固定值時，第二線圈303兩端的壓差亦會保持在一固定值。 因此，通過控制第二線圈303兩端間的壓差便可控制第一線圈302與第二線圈 303的繞線數，進而控制第一線圈302與第二線圈303的體積。
權利要求
1.一種功率因素調整(PFC)裝置，其特征在于該裝置包括一將交流電源轉換成直流電壓橋式的整流器；一提供一參考電壓的PFC控制裝置；一接收該參考電壓的第一線圈；一第二線圈，其一端接收該直流電壓，其另一端根據該直流電壓、該參考電壓、以及該第一及第二線圈的繞線比產生一感應電壓。
2. 根據權利要求1所述的功率因素調整裝置，其特征在于更包括一電磁 干擾單元。
3. 根據權利要求1所述的功率因素調整裝置，其特征在于該感應電壓Va 與該直流電壓Vb、該f"f鬼^Vi^^該第一線圈的繞線數Ns及第二線圈的繞線 數Np之間的關系式為+ Px:。
4. 根據權利要求l所述的功率因素調整裝置，其特征在于該感應電壓與 該直流電壓之壓差為一固定值。
5. 根據權利要求l所述的功率因素調整裝置，其特征在于功率因素調整 裝置更包括一金屬氧化半導體場效晶體管，該金屬氧化半導體場效晶體管耦接 于第二線圈。
全文摘要
本發明公開了一種功率因素調整裝置，其包括橋式整流器、控制裝置、第一線圈、第二線圈以及場效晶體管。橋式整流器用以將交流電源轉換成直流電壓。控制裝置提供參考電壓。第一線圈接收參考電壓電壓。第二線圈之一端接收直流電壓，其另一端根據直流電壓、參考電壓、以及第一及第二線圈的繞線比產生感應電壓。由于感應電壓會隨著直流電壓而變化，故可固定第二線圈兩端的壓差，進而減小第一及第二線圈的體積，以增加功率因素調整裝置之效率。
文檔編號H02M1/14GK101132133SQ20061003728
公開日2008年2月27日 申請日期2006年8月25日 優先權日2006年8月25日
發明者熊大嵩 申請人:佛山市順德區順達電腦廠有限公司;神基科技股份有限公司