[发明专利]具有单级转换器的电源供应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源供应器，尤其涉及一种具有可完成功率因子校正与共振转换的单级转换器的电源供应器。

背景技术

传统的高电压电源供应器通常会用采用双级转换器来将一输入电压转换成一输出电压。如图1所示，该电源供应器100用来将一交流电压Vin转换成一输出电压Vo，包含一桥式整流器120、一功率因子校正转换器(powerfactor correction converter)140、一共振转换器(resonant converter)160、一变压器T100、以及一输出电容器C100，其中输出电压Vo用来电源驱动负载Z100。桥式整流器120用来将交流电压Vin整流成一个全波整流的直流电压。功率因子校正转换器140连接至桥式整流器120的输出端，包括升压电感器Ls、控制开关S100、二极管D100、滤波电容器Cs，其中升压电感器Ls用来储存桥式整流器120所输出的全波整流的直流电压，根据控制开关S100的开关切换将所储存的能量经由二极管D100传送至滤波电容器Cs。通过滤波电容器Cs的电容性阻抗，输入电流的高频谐波便能够滤除而增进输入电压Vin的功率因子。共振转换器160连接于功率因子校正转换器140的输出端，其包括控制开关S102，S104、滤波电容器C1，C2、共振电感器Lr、共振电容器Cs，Cp。共振电感器Lr、共振电容器Cs，Cp所组成的共振槽(resonanttank)，用来产生共振，以便驱动控制开关S102及S104在共振槽的电压或电流值为零时进行开关切换，以降低切换损失而完成电压转换，使得交流电压Vin的能量能够传递到变压器的初级侧。变压器T100包含初级侧绕组Np100以及次级侧绕组Ns100，其中初级侧绕组Np100用来将共振转换器160所传送的交流电压Vin的能量储存，根据控制开关S102及S104的开关切换将所储存的能量传送至次级侧绕组Ns100，借此在次级侧绕组Ns100上感应生成一电压。所生成的电压经由输出电容器C100输出给负载Z100，借此电源驱动负载Z100。

图1所示乃是传统采用双级转换器所组成的电源供应器，其中第一级转换器由功率因子校正转换器140所组成而第二级转换器由共振转换器160所组成。由于图1的电源供应器电源转换效率为第一级转换器的电源转换效率与第二级转换器的电源转换效率相乘而得，图1的电源供应器电源转换效率就会降低。此外，由于采用双级转换器来完成电源供应器的电压转换，电源供应器的元件数目会增加，进而导致成本上升和增加功率损失。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种电源供应器，具有单级转换器以完成功率因子校正与共振转换，以降低功率损失，降低制造成本和缩减元件数目。

为了实现此目的，本发明提出一种电源供应器，具有单级转换器，连接至一输入电压且具有一开关电路，用以根据该开关电路的开关切换传递该输入电压的能量，以及一变压器，连接至该单级转换器且具有一初级侧及一次级侧，用以储存该单级转换器所传递的能量于该初级侧，根据该开关电路的开关切换将所储存的能量传送至该次级侧，借此产生该输出电压。该单级转换器可包括一共振电路，该共振电路连接于该开关电路以及该变压器的初级侧之间，用以产生共振以将该输入电压的能量传送至该变压器的初级侧。该单级转换器更包含一功率控制电路，用以比较感测该电源供应器的一输入电流所产生的一输入电流感测信号与一功率电平控制输入来产生一频率调制控制信号，该频率调制控制信号用作该电源供应器的输出功率控制及该输入电流的谐波控制，以及一方波产生器，连接至该功率控制电路，依据该频率调制控制信号产生用来驱动该开关电路运行的一驱动信号，且该驱动信号的频率随着该频率调制控制信号变化，借此消除该电源供应器的该输入电流的谐波噪声以及调整该开关电路的切换频率，调节该电源供应器的输出功率。

本发明还提供一种电源供应器，用以将一输入电压转换成一输出电压，其包含：一单级转换器，接收该输入电压且具有一开关电路，用以根据该开关电路的开关切换传递该输入电压的能量；以及一变压器，连接至该单级转换器且具有一初级侧及一次级侧，用以储存该单级转换器所传递的能量于该初级侧，根据该开关电路的开关切换将所储存的能量传送至该次级侧，借此产生该输出电压；其中该单级转换器更包含一共振电路，该共振电路连接于该开关电路以及该变压器的初级侧之间，用以产生共振以将该输入电压的能量传送至该变压器的初级侧；以及一功率控制电路，电连接于该开关电路，用以调节该开关电路的开关切换以消除该电源供应器的输入电流的谐波噪声。

本发明的电源供应器具有较少的元件、较低的制造成本和较佳的电源转换效率。