[發明專利]提升功率因子改善電路效能的裝置

在審

• 申請號: 201410062515.4
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN104009621A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 理察·藍德立·葛瑞;茅于海
• 申請（專利權）人: 理察·藍德立·葛瑞
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H05B37/02
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 許志勇

技術領域

本發明關于一種提高用電效能的裝置，特別是一種用于改良并提升功率因子改善電路效能的電路。

背景技術

為了提高電子產品功率因子(Power?factor)，特別在于照明應用的電路上，目前有許多功率因子改善電路于設計上被歸類為耗能、增加成本、增加復雜度與占據空間。

請參考圖1A及1B所示，其揭露一種定電流源的發光二極管14的基本電路架構，其搭配橋式整流器10與濾波電容C。圖1B顯示出此電路架構具有高諧波噪聲與低功率因子，主要原因在于濾波電容C放電速度慢，但充電速度極快，導致于輸入電壓101的每一個周期間具有一個電流突波140。一般來說，這電路架構的功率因子為0.5。

請參考圖2A及2B所示，一個限流裝置16與濾波電容C串聯設置，此作法可以增加電路的功率因子。圖2B為圖2A的波型模擬圖，由此圖可以發現在增設限流裝置16的輸入電流100與輸入電壓101，可讓濾波電容C的電流量于每個半周期受到限制。

然而，為了要能夠有效限制電流量，如圖2B所示，限流裝置16就必須要被施予一定的電壓161，而限流裝置16在擁有足夠電壓161與電流，才能有效限制電流量的情況下，這些額外施加的電能大多在之后轉換為熱能。因此，就電能效率來說，具有限流裝置16的功率因子改善電路有電能浪費的缺點。

發明內容

依據上述的需求，本發明的一目的在于提供一種用于改良功率因子改善電路的用電效率。

根據一實施例，一種提升功率因子改善電路效能的裝置，其包括一主要負載、一電源模塊、一功率因子改善模塊、一電流源模塊及一輔助負載。所述電源模塊用于將一交流電壓(Alternating?Current(AC)voltage)整流至一脈沖直流電壓(Pulsating?Direct?Current(DC)voltage)。所述功率因子改善模塊用于調整所述脈沖直流電壓至一驅動電壓。所述電流源模塊連接于所述電源模塊、所述主要負載與所述功率因子改善模塊的一側，以所述驅動電壓驅動所述主要負載。所述輔助負載連接于所述功率因子改善模塊的另一側，并由所述功率因子改善模塊所驅動。

于一實施例，所述的提升功率因子改善電路效能的裝置，其特征在于所述功率因子改善模塊包括一濾波電容，所述濾波電容具有一第一端及一第二端，其特征在于所述第一端連接于所述電源模塊，所述第二端連接于所述輔助負載。

于一實施例，所述的提升功率因子改善電路效能的裝置，其特征在于所述功率因子改善模塊另包括一限流裝置，所述輔助負載連接于所述限流裝置與所述濾波電容之間。

于一實施例，所述的提升功率因子改善電路效能的裝置，其特征在于所述主要負載為一發光二極管燈串，所述輔助負載包括：

多個串聯的發光二極管，并連接于所述濾波電容的所述第二端與所述限流裝置之間；

多個開關，各開關具有一第一端、一第二端及一第三端，其特征在于各所述開關的所述第一端與所述第二端分別連接所述對應的發光二極管的兩端；及

一控制器，連接所述限流裝置來偵測所述限流裝置的一電壓，并連接各所述開關的所述第三端，依序禁止對應的開關，來對應驅動所述輔助負載中的所述些發光二極管。

于一實施例，所述的提升功率因子改善電路效能的裝置，其特征在于所述控制器包括一連接于所述限流裝置的比較器，以供所述控制器得以根據所述比較器預設的一高門坎值與一低門坎值，依序禁止或使能所述對應的開關，其中：

當所述限流裝置的所述電壓高于所述高門坎值，所述控制器使能所述對應的開關；及

當所述限流裝置的所述電壓低于所述低門坎值，所述控制器禁止所述對應的開關。

于一實施例，所述的提升功率因子改善電路效能的裝置，所述控制器另連接于所述電流源模塊，并傳送一電流調整信號至所述電流源模塊，以控制流至所述主要負載的電流量。

于一實施例，所述的提升功率因子改善電路效能的裝置，其特征在于所述主要負載為一發光二極管燈串，所述輔助負載包括：

一限制二極管，連接于所述濾波電容的所述第二端；及

一發光二極管數組，與所述限制二極管并聯，并包括多個并聯的發光二極管燈串，各所述發光二極管燈串由多個發光二極管串聯所構成，并與一限流電阻串接。

于一實施例，所述的提升功率因子改善電路效能的裝置，于所述發光二極管數組中，各所述發光二極管燈串的發光二極管的數量依序漸增。

于一實施例，所述的提升功率因子改善電路效能的裝置，所述電流源模塊另連接于所述發光二極管數組，并對應所述發光二極管數組調整流至所述主要負載的電流量。