[发明专利]无桥式功率因子校正电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种无桥式功率因子校正电路，尤指一种将交流接地和直流接地端相连，且适当选择电流路径，从而有效地降低电磁干扰(EMI)与导通损耗的无桥式功率因子校正电路。

背景技术

传统升压式功率因子校正电路(Boost PFC)具有一输入桥式整流电路，因此具有显著的导通损失(conduction loss)，为克服此缺点，遂提出无桥式功率因子校正电路(Bridgeless PFC)。

如图6所示，为美国第7215560号专利案所揭示的无桥式功率因子校正电路其中一实施例，其包含有：

一第一电感(LPFC1)，其一端连接一交流电源(Vac)的第一输出端，另一端连接一第一串联电路(61)的串联中点，该第一串联电路(61)由第一二极管(D1)与第一开关(S1)串联组成，其串联中点指第一二极管(D1)的阳极与第一开关(S1)的连接节点；

一第二电感(LPFC2)，其一端连接该交流电源(Vac)的第二输出端，另一端连接一第二串联电路(62)的串联中点，该第二串联电路(62)由第二二极管(D2)与第二开关(S2)串联组成，其串联中点指第二二极管(D2)的阳极与第二开关(S2)的连接节点；

一负载电路(63)，由一输出电容(Co)与一输出负载(RL)并联构成，该负载电路(63)的两端分别定义为一直流输出端(64)与一直流接地端(65)，其中，前述两串联电路(61)(62)亦是连接于直流输出端(64)与直流接地端(65)之间且与负载电路(63)构成并联。

前述实施例的特点在于交流电源(Vac)的第一输入端与直流接地端(65)之间设有第一输入二极管(Da)，而第二输入端与直流接地端(65)之间设有第二输入二极管(Db)。两输入二极管(Da)(Db)均是慢恢复二极管，其作用类似桥式整流器中的二极管，当交流电源(Vac)为正半周时，可通过第二输入二极管(Db)使交流接地与直流接地端(65)彼此连接，以抑制由第二电感(LPFC2)上的电压波动所带来的EMI干扰；当交流电源(Vac)为负半周时，将通过第一输入二极管(Da)使交流接地与直流接地端(65)连接，以抑制由第一电感(LPFC1)上的电压波动带来的EMI干扰；高频纹波电流(High-frequency ripple current)和部分工频电流(市频电流/低频电流)通过第一输入二极管(Da)或者第二输入二极管(Db)回到输入端，部分工频电流通过第一开关(S1)/第二开关(S2)流过第一电感(LPFC1)/第二电感(LPFC2)回到输入端。

但上述电路中的第一输入二极管(Da)与第二输入二极管(Db)必须选用具备较大导通压降的二极管，其导通损耗大，且需要额外加设散热器，整体的体积相对增加。

请参考图7所示，为美国第7215560号专利案所揭示的无桥式功率因子校正电路的另一实施例，与其第一实施例的差异在于原第一输入二极管(Da)与第二输入二极管(Db)以一第一输入电容(Ca)与一第二输入电容(Cb)加以取代。两输入电容(Ca)(Cb)均为高电容量的电容，亦具备高耐压。

其电路动作原理为：因两输入电容(Ca)(Cb)具备高容值，当高频噪声通过电容时，其阻抗较小，相当于短路。当交流电源(Vac)的输出为正半周时，可通过第二电容(Cb)而使交流接地与直流接地端(65)连接，以抑制由第二电感(LPFC2)上的电压波动所带来的EMI干扰；反之，当交流电源(Vac)为负半周时，可通过第一输入电容(Ca)而使交流接地与直流接地端(65)连接，藉此抑制由第一电感(LPFC1)上的电压波动所带来的EMI干扰。其中，高频纹波电流可通过第一输入电容(Ca)/第二输入电容(Cb)回到交流电源(Vac)，工频电流则可通过第一开关(S1)的寄生二极管(Dsd1)/第二开关(S2)的寄生二极管(Dsd2)而流过第一电感(LPFC1)/第二电感(LPFC2)回到交流电源(Vac)。

但上述电路中的两输入电容(Ca)(Cb)须采用高质量的组件，以确保低等效电阻；然而在低压重载的情况下，其导通损耗仍很大。