[发明专利]功率因数校正转换器与控制方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种功率因数校正转换器，且特别是有关于一种具有低导通损失的功率因数校正转换器。

背景技术

请参照图1A，图1A绘示一种已知的功率因数校正转换器100。如图1A所示，当开关SW1导通时，功率因数校正电感L₁₁透过桥式整流器110储存能量；而当开关SW1关闭时，功率因数校正电感L₁₁透过二极管D₀₁对输出电容C₀₁释放能量。简言之，功率因数校正电感L₁₁在储存能量或是放能量时，都会有三个半导体元件(如：二极管)导通，导致功率因数校正转换器100的导通损失增加。

请参照图1B，图1B绘示一种已知的无桥式功率因数校正转换器120。如图1B所示，在交流电源VAC为正时，开关SW12会持续导通，而开关SW11与二极管D₁₁为选择性地导通。而在交流电压VAC为负时，开关SW11会持续导通，开关SW12与二极管D₁₂为选择性地导通，此时，交流电压VAC与输出电压的两端之间存在了高频切换的交流信号，造成功率因数校正转换器120的共模杂讯变大。一般而言，会在交流电源VAC与功率因数校正转换器120之间设置一个电磁干扰滤波器来降低共模杂讯，但会增加整体的功率消耗并同时导致功率因数校正转换器120的导通损失增加。

由此可见，上述现有的方式，显然仍存在不便与缺陷，而有待加以进一步改进。为了解决上述问题，相关领域莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的方式被发展完成。因此，如何能在功率因数校正转换器中同时降低导通损失以及共模杂讯，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前相关领域亟需改进的目标。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明提供了一种功率因数校正转换器。功率因数校正转换器包含电源转换模块、输出电容、第三切换单元与第四切换单元。电源转换模块具有第一输入端、第二输入端与输出端，且第一输入端与第二输入端电性耦接于交流电源，电源转换模块包含第一开关、第二开关、第一切换单元、第二切换单元与功率因数校正电感。第一开关电性耦接第一输入端。第二开关电性耦接第二输入端。第一切换单元电性耦接输出端，并与第一开关电性耦接于第一电压节点。第二切换单元电性耦接输出端，并与第二开关电性耦接于第二电压节点。功率因数校正电感电性耦接于第一电压节点与第二电压节点之间。输出电容电性耦接输出端，并用以产生直流输出电压。第三切换单元电性耦接第二输入端与输出电容之间。一第四切换单元电性耦接于第一输入端与输出电容之间。

根据本发明一实施例，其中前述的第一切换单元、第二切换单元、第三切换单元与第四切换单元包含开关元件。

根据本发明一实施例，其中前述的第一切换单元与第二切换单元包含二极管。

根据本发明一实施例，其中前述的第三切换单元与第四切换单元包含具有慢速反向恢复时间的二极管。

根据本发明一实施例，其中前述的第一切换单元与第二切换单元包含具有迅速反向恢复时间的二极管，第三切换单元与第四切换单元包含具有慢速反向恢复时间的二极管，且第三与第四切换单元的反向恢复时间为第一与第二切换单元的反向恢复时间的两倍以上。

根据本发明一实施例，其中前述的功率因数校正转换器还包含感测单元。感测单元电性串接输出电容。

根据本发明一实施例，其中前述的功率因数校正转换器还包含感测单元。感测单元电性串接电性耦接于第一输入端与交流电源之间。

根据本发明一实施例，其中前述的功率因数校正转换器还包含耦合电感与信号处理电路。耦合电感电性耦接功率因数校正电感。信号处理电路电性耦接耦合电感，用以侦测耦合电感上的一电流。

根据本发明一实施例，其中前述的功率因数校正转换器还包含直流对直流转换器。直流对直流转换器电性耦接于前述的输出端，并用以调节该直流输出电压。

根据本发明一实施例，其中前述的直流对直流转换器可为一LLC谐振转换器、一LC谐振转换器、一升压转换器、一降压转换器或一升降压转换器。

根据本发明一实施例，其中前述的功率因数校正转换器还包含第一旁路二极管与第二旁路二极管。第一旁路二极管电性耦接于第一输入端与输出端之间。第二旁路二极管电性耦接于第二输入端与输出端之间。