[发明专利]改善电容衰退的电源供应器

说明书

技术领域

本发明涉及改善电容衰退的电源供应器，特别是用于改善电源供应器的功因校正单元中电容元件的衰退。

背景技术

现今电源供应器已普遍应用于各种电子产品，且技术不断精进，其输出功率亦不断上升，为了更进一步提高功率，势必要提高工作的效率；影响电源供应器效率的因数主要包括输入电能的功率因数以及转换电能时的损耗，其中电源供应器中的功因校正单元(Power Factor Correction，简称为PFC)即为改善输入电能功率因数的重要电路，尤其是主动式功因校正单元更将工作效率提高至80％以上，而包括功因校正单元的电源供应器取得输入电能，该输入电能经过整流单元后由功因校正单元调变输入电能的相位，再经由电能转换单元调变为输出电压，其中电能转换单元可为转换器(Converter)或者为切换式的转换电路，而其中功因校正单元与电能转换单元则分别依据控制单元的控制而运作，其中典型的功因校正单元包含开关元件、电感元件、电感元件以及控制单元，其中控制单元自功因校正单元后端取得反馈信号以产生周期控制信号来驱动开关元件，而使电感元件与电容元件调变输入电能的相位，功因校正单元的工作原理为本技术领域技术人员所熟知，故不再赘述；然而，现有的功因校正单元亦有其使用寿命，大部份的功因校正单元的故障都是由于其中的电容元件在长期吸收输入电能的电能波动下寿命会较快衰减而造成，且为了吸收该电能波动，必须选用电容值较大、耐压高的电解电容元件，因而成本无法降低，请参阅图1与图2所示，其中V_g代表输入电能的电压，V_CB代表功因校正单元的电容元件的电压，而V_o为后端电能转换单元的输出电压，其中输入电能的电压V_g与输入电能的电流I_in的乘积即为输入电能的瞬时输入功率P_in(如图2所示)，功率的波动越大，电容元件所需吸收与释放的能量就越大，从而造成电容元件的快速衰退；参照图1与图2可知，输入电能V_g具有很大的波动，而功因校正电路的输出V_CB则形成接近直线的电压，可见输入电能的功率波动几乎都被电容元件所吸收，如此虽可提供高功率因数，但电容元件承受较大的冲击，容易衰退与损毁；上述现有功因校正单元因寿命受限于电容的衰减，所以搭配工作寿命长的电子元件会造成浪费，例如驱动发光二极管的驱动电路中利用上述现有的功因校正单元时，由于发光二极管本身至少具有十万小时的寿命，但由于电容元件的衰减，造成功因校正单元可能几千小时就已无法工作(电解电容元件的平均寿命)，此时承载功因校正单元的电路板以及焊接于其上的发光二极管皆必须一并更换，使发光二极管使用还不到其寿命一半的时候就必须连同整个电路板一同废弃，造成额外的浪费与成本增加；通过上述例子可知，现有功因校正单元的寿命受限于电容元件为必须解决的问题。

发明内容

由于现有功因校正单元的寿命受限于电容元件的寿命，因此本发明的目的就在于提供一种控制策略以改善现有的缺陷，延长电容元件与功因校正单元的使用寿命。

本发明为一种改善电容衰退的电源供应器，该电源供应器具有功因校正单元以及电能转换单元，其特征在于功因校正单元具有第一储能元件，电能转换单元具有切换调变回路，输入电能的波动振幅E区分为第一振幅能量E₁与第二振幅能量E₂，而通过第一储能元件吸收第一振幅能量E₁，而经过功因校正电路后输入电能仍具有第二振幅能量E₂的波动，并由切换调变回路将具有的第二振幅能量E₂调变为直流电能以形成恒压的输出电能；上述技术使得功因校正单元的输出电压并非现有电路输出的恒定电压，而是具有大纹波的电压，如此即可大幅度减小储能电容的电容值，达到延长功因校正单元寿命的效果；与现有技术相比对，由于现有功因校正电路中的电容元件容量很大，因而现有功因校正单元的输出电压几乎就是恒定的电压，本发明采用小容量的电容元件吸收输入功率中的第一振幅能量E₁，使得功因校正单元的输出电压不再是传统功因校正单元输出的恒定电压，而是具有大纹波的电压，如此即可大幅度减小储能电容的电容值，达到延长功因校正单元寿命的效果。

本发明的有益效果为：

1.可延长功因校正电路中电容元件的寿命。

2.可选用电容值较小的电容元件。

附图说明

图1为现有技术的电压波形图。