[發(fā)明專利]具功率因數(shù)校正與脈寬調變機制的電源供應裝置及其方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310394810.5
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN103683946A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 施永祥;江長勛
• 申請（專利權）人: 全漢企業(yè)股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/42
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 張艷美;郝傳鑫

技術領域

本發(fā)明是有關于一種電源供應技術，且特別是有關于一種具有功率因數(shù)校正與脈寬調變機制的電源供應裝置及其方法。

背景技術

電源供應裝置（power?supply?apparatus）主要的用途乃是將電力公司所提供之高壓且低穩(wěn)定性的交流輸入電源（AC?input?power）轉換成適合各種電子裝置（electronic?devices）所使用之低壓且穩(wěn)定性較佳的直流輸出電源（DC?output?power）。因此，電源供應器廣泛地應用在電腦、辦公室自動化設備、工業(yè)控制設備，以及通訊設備等電子裝置中。

現(xiàn)今的電源供應裝置大多都會在前級（front-end?stage）設置功率因數(shù)校正（power?factor?correction,PFC）轉換單元，藉以提供例如高達380V的固定直流輸入電壓給后級（back-end?stage）的電源轉換單元（power?conversion?unit）。而且，無論電源供應裝置處于輕載（light?load）還是重載（heavy?load），功率因數(shù)校正轉換單元都會提供固定的高壓（380V）給后級的電源轉換單元。如此一來，在功率恒定的守則下，將會增加電源供應裝置在輕載時的功率損耗（power?loss）（相較于重載），從而降低了電源供應裝置整體的效率。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種具有功率因數(shù)校正與脈寬調變機制的電源供應裝置及其方法，其可以有效地解決先前技術所述及的問題。

基于上述，本發(fā)明之一示范性實施例提供一種電源供應裝置，其包括：以脈寬調變?yōu)榛A的電源轉換單元與功率因數(shù)校正轉換單元。以脈寬調變?yōu)榛A的電源轉換單元用以接收一直流輸入電壓，并且反應于負載的供電需求而對所述直流輸入電壓進行脈寬調變，藉以產生一直流輸出電壓給負載。功率因數(shù)校正轉換單元耦接以脈寬調變?yōu)榛A的電源轉換單元，用以對關聯(lián)于一交流輸入電壓的一整流電壓進行功率因數(shù)校正，藉以產生所述直流輸入電壓。而且，功率因數(shù)校正轉換單元更用以反應于負載的變化而調整所述直流輸入電壓。

于本發(fā)明的一示范性實施例中，以脈寬調變?yōu)榛A的電源轉換單元可以包括：變壓器、功率開關、電阻、電源轉換器，以及脈寬調變控制器。變壓器具有一次側與二次側，且變壓器之一次側的第一端用以接收所述直流輸入電壓，而變壓器的二次側則用以提供一交流感應電壓。功率開關的第一端耦接變壓器之一次側的第二端，功率開關的第二端耦接至一節(jié)點，而功率開關的控制端則用以接收一脈寬調變信號。電阻的第一端耦接所述節(jié)點，而電阻的第二端則耦接至一接地電位。電源轉換器耦接變壓器的二次側，用以對所述交流感應電壓進行轉換，藉以獲得所述直流輸出電壓給負載。脈寬調變控制器耦接功率開關的控制端，用以反應于負載的供電需求而產生所述脈寬調變信號，并且反應于負載的變化而調整所述脈寬調變信號。

于本發(fā)明的一示范性實施例中，以脈寬調變?yōu)榛A的電源轉換單元可以還包括：反饋單元，其耦接轉換單元與脈寬調變控制器，用以提供關聯(lián)于所述直流輸出電壓的一反饋信號給脈寬調變控制器，藉以讓脈寬調變控制器得知負載的變化。

于本發(fā)明的一示范性實施例中，所述節(jié)點的電壓會隨著所述脈寬調變信號的調整而改變，藉以反應出負載的變化。在此條件下，功率因數(shù)校正轉換單元會根據(jù)所述節(jié)點的電壓而調整所述直流輸入電壓。甚至，脈寬調變控制器還可以根據(jù)所述節(jié)點的電壓與一內建的過電流保護參考電壓而決定是否啟動一過電流保護機制，藉以保護電源供應裝置。

于本發(fā)明的一示范性實施例中，當脈寬調變控制器判斷出所述節(jié)點的電壓大于所內建的過電流保護參考電壓時，則脈寬調變控制器就會啟動所述過電流保護機制，藉以停止產生所述脈寬調變信號。

于本發(fā)明的一示范性實施例中，當脈寬調變控制器反應于負載之變化而增加所述脈寬調變信號之責任周期時，則所述節(jié)點的電壓會隨之增加，且功率因數(shù)校正轉換單元會據(jù)以增加所述直流輸入電壓。另外，當脈寬調變控制器反應于負載之變化而降低所述脈寬調變信號之責任周期時，則所述節(jié)點的電壓會隨之降低，且功率因數(shù)校正轉換單元會據(jù)以降低所述直流輸入電壓。

本發(fā)明之另一示范性實施例提供一種電源供應方法，其包括：對關聯(lián)于一交流輸入電壓的一整流電壓進行功率因數(shù)校正，藉以產生一直流輸入電壓；采用一以脈寬調變?yōu)榛A的電源轉換手段而對所述直流輸入電壓進行脈寬調變，藉以產生一直流輸出電壓給負載；以及根據(jù)負載的變化而調整所述直流輸入電壓與所述直流輸出電壓。

于本發(fā)明的一示范性實施例中，經(jīng)功率因數(shù)校正后所產生的直流輸入電壓會隨著負載的增加而增加，并隨著負載的降低而降低。