[發明專利]功率因子校正電路及其方法

有效

• 申請號: 200710127340.0
• 申請日: 2007-07-02
• 公開（公告）號: CN101102079A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 泰瑞·奧林德
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M3/335;G05F1/70
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 康建忠

技術領域

本發明一般涉及電子學，尤其是涉及形成半導體器件的方法和結構。

背景技術

過去，半導體工業利用各種結構和方法來形成功率因子校正電路。功率因子一般被認為是交流電(AC)波形的電壓和電流波形之間的差異的測量標準。電流和電壓波形之間的差異導致供應的AC電力的低效利用。利用功率因子校正電路來更嚴密地調整電流和電壓波形的形狀以便提供較高的效率。在1992年6月28日授權給Roy?AlanHastings的美國專利No.5134355、1994年10月25日授權給Barrow等人的專利No.5359281、和1996年3月26日授權給Hall等人的專利No.5502370中公開了功率因子校正電路的例子，因此在此并入作為參考。

先前的功率因子控制電路的一個問題是瞬態響應時間。為了減少輸出電壓中的紋波，控制回路的帶寬通常保持很低。控制回路的帶寬通常比AC輸入電壓的頻率小約十倍且一般限制在約十到十二赫茲(10-12Hz)。由于低帶寬，先前的功率因子校正電路通常對輸出電壓上的瞬態響應較慢。

因此，期望有一種形成有較寬的回路帶寬且更快地響應輸出電壓瞬態的功率因子校正器件的方法。

附圖說明

圖1示意性地說明了與本發明一致的具有功率因子校正電路的功率因子校正系統的一部分的實施例；和

圖2示意性地說明了與本發明一致的包括圖1所示功率因子校正電路的半導體器件的放大平面圖。

為了說明的簡潔和清楚，附圖中的組成部分不一定按比例繪制，不同圖中相同的附圖標記表示相同的組成部分。此外，為了描述的簡要而省略了公知的步驟和組成部分的說明與詳述。如這里所使用的載流電極表示器件的一個組成部分，其承載通過該器件如MOS晶體管的源極或漏極、或雙極晶體管的集電極或發射極、或二極管的陰極或陽極的電流；控制電極表示器件的一個單元，其控制通過該器件如MOS晶體管的柵極或雙極晶體管的基極的電流。雖然這些器件在這里被解釋為某個N通道或P通道器件，但本領域里一般技術人員應該認識到，依照本發明，互補器件也是可以的。本領域中的技術人員應認識到，這里使用的詞“在...的期間(during)、在...同時(while)、當...的時候(when)”不是精確的詞語，其意味著在啟始動作發生時立即發生的動作，但在由啟始動作啟始的反應動作之間可能有一些小而合理的延遲，如傳播延遲。

具體實施方式

圖1示意性地說明了包括功率因子校正電路45的功率因子校正系統10的實施例的一部分。電路45包括采樣及保持(S/H)電路67，其設置為儲存代表系統10的輸出電壓的反饋信號、并響應于輸出電壓的值的范圍旁路反饋信號的儲存值。系統10在輸入端子11和返回端子12之間接收來自如家用電源的AC電源的AC電壓和電流，并在輸出端子24和輸出公共端子25之間提供輸出電壓。整流器15一般用于整流AC電壓并在電力端子13和公共端子14之間形成整流的DC電壓。電容器16可用于為端子13和14之間提供的電壓進行濾波。系統10通常包括具有初級電感器18和二級電感器19的變壓器17。電感器18通常連接到電力開關如功率晶體管26，其用于控制流經電感器18的電流。電阻器27可連接到晶體管26以便形成電流讀出(sense)信號，該信號代表流經電感器18的電流，因而代表到系統10的輸入AC電流。整流器如二極管21和電容器22可連接到電感器19以便整流和濾波來自電感器19的電壓并在終端24和25之間形成輸出電壓。可使用一個反饋元件來提供代表端子24和25之間輸出電壓值的反饋信號。在優選實施例中，反饋元件包括光耦合器30，其有在端子24和25之間由電阻器連接的光發射器31。耦合器30的光電晶體管32被連接以便為電路45的輸入54提供反饋信號。