[發明專利]用于功率因數修正電路的追蹤升壓裝置及方法有效

申請號：	201210024043.4	申請日：	2012-02-03
公開（公告）號：	CN103208921A	公開（公告）日：	2013-07-17
發明（設計）人：	呂紹鴻;陳曜洲	申請（專利權）人：	立锜科技股份有限公司
主分類號：	H02M3/335	分類號：	H02M3/335;H02M1/42
代理公司：	北京三友知識產權代理有限公司 11127	代理人：	李鶴松
地址：	中國臺***	國省代碼：	中國臺灣;71
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摘要：
搜索關鍵詞：	用于功率因數修正電路追蹤升壓裝置方法
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【說明書】：

技術領域

本發明是有關一種功率因數修正(Power?Factor?Correction；PFC)電路，特別是關于一種用于功率因數修正電路的追蹤升壓(tracking?boost)裝置及方法。

背景技術

對許多高端電子產品(例如筆記本電腦)的電源系統而言，效率是很重要的課題。例如參照圖1所示的電源系統，為了高效率，交流電壓VAC經整流器14整流產生的主電源電壓Vin并非直接作為馳返式電壓轉換器12的輸入電壓，而是作為功率因數修正(PFC)電路10的輸入電壓，PFC電路10產生電壓Vout1再提供給馳返式電壓轉換器12作為其輸入電壓。在PFC電路10中，電感L1連接在整流器14及開關M1之間，PFC控制器16切換開關M1以控制電感L1的充放電，電感電流IL經二極管D1對電容C1充電產生電壓Vout1，電阻R1及R2組成分壓器將電壓Vout1分壓產生回授電壓Vfb給PFC控制器16以穩定電壓Vout1。PFC電路10使用升壓電路，因此其輸出電壓Vout1大于交流電壓VAC。電壓Vout1通常設定在較高的準位以使PFC電路10能適用較廣范圍的交流電壓VAC，例如設定電壓Vout1為400V使其應用的交流電壓VAC可從110V至240V。然而電感電流IL的下降斜率約為因此在輸出電壓Vout1為固定的條件下，使用較小的交流電壓VAC時，電感電流IL的下降速度較快，導致開關M1的切換頻率較高，PFC電路10的切換損失較大，效率較差。

事實上，馳返式電壓轉換器原本就能適用廣范圍的輸入電壓，因此圖1中的PFC電路10可以改為根據交流電壓VAC的大小調整電壓Vout1的大小，以降低開關M1的切換頻率及跨壓，進而減少切換損失。此技術稱為追蹤升壓。此外，使用追蹤升壓者，因為可以調低電壓Vout1，所以可以減少電感L1的跨壓，因此可以使用較小的電感L1。

傳統的追蹤升壓技術是設定轉態點，例如美國專利號6,686,725及7,501,800，當交流電壓VAC小于轉態點時，PFC電路10提供較小的電壓Vout1，當交流電壓VAC大于轉態點時，PFC電路10提供較大的電壓Vout1。然而此法是非線性控制，在轉態點附近的效率沒有改善。

美國專利號7,239,120從輸出回授端Vfb抽取與主電源電壓Vin具線性相關的電流作為控制參數，因而使電壓Vout1與主電源電壓Vin具線性相關。然而此法造成電壓Vout1較大的變動量，因此電容C1必須承受較高的電壓，此外，該抽取的電流會隨溫度變化，因此電壓Vout1會受到溫度的影響。美國專利號7,675,280則是提供與主電源電壓Vin具反比關系的電流注入輸出回授端Vfb，以使電壓Vout1與主電源電壓Vin具線性相關。此法雖然減少電壓Vout1的變動量，但該施加到輸出回授端Vfb的電流仍受溫度影響，因此電壓Vout1也受溫度影響。

發明內容

本發明的目的之一，在于提出一種用于功率因數修正電路的追蹤升壓裝置及方法。

本發明的目的之一，在于提出一種使功率因數修正電路的輸出電壓與其輸入電壓具線性相關的追蹤升壓裝置及方法。

本發明的目的之一，在于提出一種與溫度變化無關的追蹤升壓裝置及方法。

技術方案為：

提供一種用于功率因數修正電路的追蹤升壓裝置，其中，所述功率因數修正電路含有串聯的電感及開關，并切換所述開關而將輸入電壓升壓為輸出電壓，所述追蹤升壓裝置包括：

電壓萃取器，根據與所述輸入電壓相關的感測信號產生隨所述輸入電壓變化的控制信號；

誤差放大器，根據與所述輸出電壓相關的回授電壓和參考電壓之間的差值產生誤差信號以調節所述輸出電壓；以及

可變電壓源，連接所述電壓萃取器及誤差放大器，因應所述控制信號提供隨所述輸入電壓變化的可變電壓偏移所述回授電壓，使所述輸出電壓與所述輸入電壓的均方根值具線性相關。

誤差放大器，根據與所述輸出電壓相關的回授電壓和參考電壓之間的差值產生誤差信號以調節所述輸出電壓；以及

電壓萃取器，連接所述誤差放大器，根據與所述輸入電壓相關的感測信號產生隨所述輸入電壓變化的控制信號調整所述誤差放大器的偏移，以使所述輸出電壓與所述輸入電壓的均方根值具線性相關。

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