[发明专利]具有单一电感元件的无桥式功率因数校正器及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无桥式功率因数校正器及其操作方法，尤其涉及一种具有单一电感元件的无桥式功率因数校正器及其操作方法。

背景技术

功率因数校正(power factor correction，PFC)电路是目前广泛运用于电子装置中的一种电源转换电路，其可以改善交流电源，使得电压与电流能尽量成为同相位的状态。功率因数校正(PFC)可以表示电子产品对电能的利用效率：功率因数越高，说明电能的利用效率越高，反之亦然。因此，电子产品中通常导入功率因数校正器，如此可大大地提高对电能的利用效率。

请参见图1，为现有技术全桥式功率因数校正器的电路图。由于升压型功率因数校正器(boost PFC)可以用单级电路达成高功因与低谐波的效果，因此最常做为功因校正使用。该升压型功率因数校正器是由一桥式整流器12A、一电感13A、一开关14A、一二极管15A、一电阻16A以及一电容17A所组成。该升压型功率因数校正器电性连接一外部交流电源10A，并通常利用一功率因数校正控制器(未图示)，取得该外部交流电源10A的输入电流与输入电压，以控制该开关14A，并利用高频切换该开关14A，使得输入电流的相位追随输入电压，而达到高功率因数的目的。此外，该外部交流电源10A与该升压型功率因数校正器之间，亦可电性连接一电磁干扰滤波器11A，以消除该外部交流电源10A的噪声。

传统的升压型功率因数校正器中，该桥式整流器12A的桥式二极管(bridge diode)所产生的功率消耗通常占整体转换损失较高比例，因此导致降低转换效率。

请参见图2，为现有技术无桥式功率因数校正器的电路图。该无桥式功率因数校正器的电路图包含一第一电感231A、一第二电感232A、一第一开关241A、一第二开关242A、一第一二极管251A、一第二二极管252A、一电阻26A、一电容27A、一第一整流二极管281A、一第二整流二极管282A、一第一旁路二极管29_1A以及一第二旁路二极管29_2A。该无桥式功率因数校正器电性连接一外部交流电源20A，并通常利用一功率因数校正控制器(未图示)，取得该外部交流电源20A的输入电流与输入电压，以控制该第一开关241A与该第二开关242A，并利用高频切换该第一开关241A与该第二开关242A，使得输入电流的相位追随输入电压，而达到高功率因数的目的。此外，该外部交流电源20A与该无桥式功率因数校正器之间，亦可电性连接一电磁干扰滤波器21A，以消除该外部交流电源20A的噪声。

由于传统无桥式功率因数校正器采用两个电感元件(亦即该第一电感231A与该第二电感232A)做为当外部交流电源20A为正、负半周时能量转换(储能与释能)之用，并且一电感负责正半周的操作，另一电感则负责负半周的操作，亦即，无论在正半周或负半周供电时，其中一电感则为闲置(idle)状况，如此将使得电感元件的利用率低。再者，由于电感(choke)本身的特性(铁心、绕线…等)，通常所占空间需要较大。

因此，如何设计出一种具有单一电感元件的无桥式功率因数校正器及其操作方法，利用单一电感元件提供储能与释能的操作，以提供输入电源的功率因数校正，并达到降低损失提高转换效率、节省电感元件所占体积空间，并且提高电感元件利用率的功效，乃为本发明所欲行克服并加以解决的一大课题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种具有单一电感元件的无桥式功率因数校正器，以克服现有技术的问题。