[發明專利]相位同步電源控制器及電源供應器

無效

• 申請號: 201010117250.5
• 申請日: 2010-02-12
• 公開（公告）號: CN102158098A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 劉建坤;劉旻村
• 申請（專利權）人: 劉建坤;劉旻村;鳳敏
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 鄭小軍;馮志云

技術領域

本發明涉及一種電源供應器，且特別涉及一種適用于電源供應器的新型電源驅動控制技術“相位同步電源控制器”，可設計加入于各類型電源供應器，以改善現有設計的電源供應器，使其可具有高功率因素、高效率、易小型化、低成本、高可靠性及較長的使用壽命上述優點的組合，以提升能源使用效率符合更新的環保節能趨勢。

背景技術

電源供應器應用的范圍相當廣，例如消費性電子產品、辦公設備、照明裝置、不斷電系統、電動機的驅動、分散式再生能源與能源新利用的電力轉換等。良好的電源供應器除滿足國際標準規范外，還需具備高功率因素(power?factor)、電路簡單零件少、制造容易干擾信號少、制作成本低廉等特性。上述功率因素簡稱功因。

傳統的交流/直流電源供應器通常會采用以輸入端先行升壓的方式做功因修正，需要使用功因修正芯片并且配合使用多個功率元件來實現功因提升。也就是說，功因修正與電壓調控分級完成，電路復雜零件多，成本相當高，能源效率亦較低。

圖1是現有的一種交流/直流轉換器的示意圖。交流/直流轉換器100可分成前級101與后級102。前級101為功率因數修正級，其電路架構通常會使用升壓型轉換架構，并在電流與電壓控制模式下操作來進行功因修正。后級102為直流/直流降壓級，一般會使用前向式或返馳式轉換器電路架構，利用脈寬調制控制器，在電流與電壓模式控制下操作。交流/直流轉換器100因經過兩次的電力轉換，其能源效率自然打折。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電源供應器，其可具有高功率因素、高效率、結構簡單、易小型化、高可靠性及較長的使用壽命上述優點的組合，以提升能源使用效率符合更新的環保節能趨勢。

本發明的另一目的在于提供一種相位同步電源控制器，其控制技術可利用參考輸入端的電源電壓信號為控制基礎，相位同步電源控制器可以用單階、兩階或多階的方式做調節控制，可提供相位同步信號給脈寬調制控制器，使脈寬調制控制器能依據相位同步信號并配合負載端的功率需求，控制電源驅動電路提供能量至負載端。

在本發明的實施例中，電源供應器可具有下列技術與功效：

1.高功率因素：相位同步電源控制器是參考輸入端的電源電壓信號為控制基礎，故可輕易得到高功率因素且無需使用功因控制芯片。

2.低電流強度：相位同步電源控制器可使整個電源供應器穩定及平均工作于低輸入電流狀態下，故可減低工作過程中可能產生的最大電流量的發生。

3.低工作溫度：因為工作過程中無瞬間最大電流量的情況發生，故主回路功率晶體管及電感元件所產生轉換效率的損失即降低，故工作溫度即降低。

4.高效率：相位同步電源控制器使整個電源供應器得到高功率因素、低電流強度及低工作溫度狀態下，故可減低主回路功率晶體管及電感元件所產生的熱損失的溫升。

5.改善功率因素無需使用升壓電路設計：改變電路以改善功因的一般傳統作法是以電源輸入后經過整流器件之后，使用功因控制芯片加上功率晶體管、高儲能電感、高壓儲能電容及快速整流二極管等元件所組成的升壓電路來實現。

6.電路結構簡單：無需使用升壓電路設計所需采用的主要零件，如功因控制芯片、功率晶體管、高儲能電感、高壓儲能電容及快速整流二極管等元件，而相位同步電源控制器其增加的零件是非常標準、普及、小型且容易取得和低成本的。

所以在本發明的實施例中，相位同步電源控制器是一個可使電源供應器提升能源使用效率以更能符合新環保節能趨勢的電源驅動控制技術，其優點例如下列：

1.可靠性高(高功因、高效率)：比傳統方式減少使用功因控制芯片、功率晶體管、高儲能電感、高壓儲能電容及快速整流二極管等..元件，故可靠性提高。

2.產品壽命長(低電流強度、低工作溫度)：因為工作溫度降低以及可減低工作過程中可能產生的最大電流量的發生，故可延長電子零件的使用壽命。

3.小型化(電路結構簡單)：因為無需使用升壓電路設計所需采用的主要零件，如功因控制芯片、功率晶體管、高儲能電感、高壓儲能電容及快速整流二極管等元件，故可減少電路板使用的空間。

4.低成本(低零件數)：相位同步電源控制器其增加的零件是非常標準、普及、小型且容易取得和低成本。

5.采用容易：無需更改原電源供應器的主要架構和零件，且直接適用于110V或220V市電。