[发明专利]数位AC/DC电源转换器

说明书

一种数字交流/直流功率转换器，采用一微控制器输出脉冲宽度调变信号，用以控制一单开关模块以达到高功率因数校正，所述微控制器可根据至少一电压/电流反馈信息动态控制脉冲宽度调变信号之工作周期。

技术领域

本发明涉及一种数字交流/直流功率转换器，尤其是指使用一数字微控制器设计一创新交流/直流(AC/DC)功率转换器，因此所述交流/直流功率转换器之功率因数被有效改善。

背景技术

功率转换器的功率因数系被定义为实际传输至负载之功率对应由功率来源所提供之功率的比例，且功率转换器应能传输以高功率因数从所述功率来源传输功率至所述负载。

近来，政府机关逐渐藉由法规要求功率转换器之功率因数需超过一特定最小程度。例如，美国能源之星要求，如果一装置之规格需要超过49瓦，则功率转换器之功率因数需达到至少87％，例如笔记本电脑。另一方面，美国能源之星要求，如果一装置之规格需要不超过5瓦，则功率转换器之功率因数则达到68％即可，例如移动电话。

一般而言，功率因数校正(Power Factor Correction；PFC)可藉由特定模拟集成电路(integrated circuits；IC)之使用而达成，前述模拟IC系特地设计用于功率转换器内以提高PFC。此外，每种用于提高PFC之模拟IC于不同应用领域中皆为不同设计，因此缺乏一通用型架构以容纳不同应用领域之设计。

现阶段，假如一装置需要超过60瓦之功率，则其功率因数校正之功能通常系透过功率转换器中特定模拟IC之使用而达成。然而，假如一装置不需要超过65W之功率，则所述装置通常并不具备功率校正因素功能，因为具备前述模拟IC以改善功率因数校正之功率转换器价格将约等于或至少两倍于未具备功率转因素校正之功率转换器价格。

此外，前述传统功率转换器之实现通常需要复杂电路，且需付出可观努力以稳定所述复杂电路。且，在不同的应用中，功率转换器需要使用不同的特定模拟IC以达成高度功率因数校正。

综上所述，一种使用通用数字微处理器搭配简单电路以提供高PFC之功率转换是极具需求的，且所述数字微处理器提供脉冲宽度调变(pulse width modulation；PWM)信号，用以控制所述功率转换器。前述提供PWM信号之数字微处理器可视为一数字PWM控制器。

发明内容

因此，有必要提供一种以微处理器为设计核心并用于提供高PFC的数字AC/DC功率转换器。

一种数字交流/直流功率转换器，包括：

一主动式功率因数校正模块；

一单开关模块，其包括一单开关，所述开关电性连接至所述主动式功率因数校正模块；

一功率输出模块，其包括一变压器，所述变压器之主侧线圈电性连接至所述主动式功率因数校正模块；以及

一数字控制模块，其包括一微控制器，所述微控制器提供一脉冲宽度调变信号，用以控制所述单开关之切换状态，使得所述主动式功率因数校正模块将低于300Hz之交流频率转换为至少30,000Hz之频率，并输出一经整流之交流输出电压波形至所述功率输出模块，提升功率因数。一种数字交流/直流功率转换器，包括：

一主动式功率因数校正模块；

一单开关模块，其包括一单开关，所述开关电性连接至所述主动式功率因数校正模块；

一功率输出模块，其包括一变压器、一第一开关与一第二开关，所述变压器之主侧线圈电性连接至所述主动式功率因数校正模块；以及

一数字控制模块，其包括一微控制器，所述微控制器提供一脉冲宽度调变信号，用以控制所述单开关之切换状态，使得所述主动式功率因数校正模块将低于300Hz之交流频率转换为至少30,000Hz之频率，并输出一经整流之交流输出电压波形至所述功率输出模块，提升功率因数。