[发明专利]一种降低电容值使用量的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明关于一种降低电容值使用量的方法及其装置，特别是指应用于一具有电容器的脉冲可控装置(pulse activiated device)，来改善功率因数(powerfactor)并同时取代大型电容器使用需求的方法，该脉冲可控装置是指该装置得以运作在一脉冲信号的工作模式之中。

背景技术

现行有许多电子装置使用功率因数校正(power factor correction，PFC)电路，希望借由调整电流与电压间相位的关系来改善功率因数，以降低传输功率的损耗。

请参考图1所示，是说明一现有具有功率因数校正功能之电子式安定器，该安定器应用于一灯具上，其具有一接地(GND)、一负载14、一桥式整流器(bridge rectifier)11、一PFC电路12和一定电压电流控制器13。

该负载14，可为一阴极荧光灯管(CCFL)或其他类型之省电灯管(CFL)。

该桥式整流器11，是连接于一外部交流电源10，以将一交流电压(alternating current(AC)voltage)整流至一全波整流电压(full-wave rectifiedvoltage)，其中，该外部交流电源10可为一家用的线电压(line voltage)。

该PFC电路12，是用于改善该灯具之功率因数，常见是使用一种升压电路架构，通过输出一高达400伏特的高直流电压以降低传输功率的损耗，并通过改变输入电压和电流之间的相位关系来改善功率因数，其中，该PFC电路12包括有一电感器(inductance)121、一返驰式二极管(flybackdiode)122、一滤波电容器(filter capacitor)123、一开关120和一控制器124。

该电感器121，连结于该桥式整流器11，以阻止输入电流突然的改变。

该返驰式二极管122，具有一阴极和一阳极，该阳极连接于该电感器121。

该滤波电容器123，设置于该返驰式二极管122的阴极和该接地(GND)间，其具有一连接于该返驰式二极管122阴极的正端和一连接于该接地(GND)的负端。

该开关120，控制该PFC电路12之导通回路，并具有两端，其中一端连接于该电感器121和该返驰式二极管122，另一端则连接于该接地(GND)。

该导通回路具有一启动状态的回路(ON-state loop)100和一关闭状态的回路(OFF-state loop)101。

当该开关120关闭(CLOSE)时，该启动状态的回路100会导通该桥式整流器11、该电感器121和该接地(GND)之间的连结。

当该开关120开启(OPEN)时，该关闭状态的回路101会导通该桥式整流器11和该电感器121的连结并使电流通过该返驰式二极管122至该滤波电容器123，以对该滤波电容器123进行充电。

该控制器124，连结于该开关120，并发送一控制信号来对应控制该开关120的开启和关闭。

该定电压电流控制器13是将该PFC电路12输出的直流电转换为驱动该负载的适当电压或电流14。

请参考图1及图2所示，当该全波整流电压由峰值趋近于零时，该滤波电容器123会放电以维持足够驱动电源，让该定电压电流控制器13得以在电压较低时，仍可驱动该负载14，而此时会产生一涟波电压(ripplevoltage)20，在输入电压为120赫兹且经整流的电压下降低于30％时，该涟波电压20的表现特别明显。

一般而言，该滤波电容器123必须具有高电容量(capacitance)的特性，以确保能提供足够的能量给该定电压电流控制器13来驱动该负载14，而常见的使用的电容器为电解电容器(electrolytic capacitor)，该电解电容器除具有高电容量、对高电压具有抗性的优点外，价格也相对合理和便宜，但由于电解电容器是由液体(电解质)所组成，该液体会随时间而逐渐干涸进而降低电容器的使用寿命，特别是在高温环境下将其应用于照明装置时，更会加速缩减该电解电容器的使用寿命(通常每增加10℃便会使得该电解电容器的使用寿命减少一半)，虽然该电解电容器的使用寿命已经可以达到2000至8000小时，但一般阴极荧光灯管的寿命却更可高达50000小时以上，通常灯具故障的原因大多是导因于电容器的损坏。

其他的电容器，如塑胶麦拉电容器(Plastic Mylar capacitor)，其具有较电解电容器长的使用寿命，应用在照明装置时也具有较佳的成效，但其缺点在于其价格昂贵，且体积为具有相同电容量之电解电容器(大约10～20倍)。