[发明专利]功率因数校正器及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源。更具体地，本发明涉及一种功率因数校正器。具体地，本发明涉及一种能够将交流(AC)输入整流为直流(DC)输出的功率因数校正器。

背景技术

传统电源通过两级将交流输入转换为直流输出。所述电源在两级的第一级中通过功率因数校正器将供给至电源的交流电力转换为直流型高压。所述电源在第二级中加载入高直流电压且将其转换为恰当的直流电压。然而，在低于100W额定功率的这样的应用中，从成本和效率方面看，通过单级而非两级提供电力是有利的。

大体而言，通过单级供电的功率因数校正器有反激式及正激式。

用于反激式变换器的主变压器具有相对低的使用率，使得它的缺点在于主变压器的尺寸增大。而且，在控制所述变换器的主开关接通时形成于反激式变换器中的电流线性增大，使得当主开关断开时开关损耗很大。还有，存储在漏电感中的能量可以用于主开关的电压应力，且应当使用缓冲电路来对此进行钳位。大体而言，耗散在缓冲电路中的电力损耗与存储在主变压器的漏电感中的能量有关。即，当能量增大时，施加给缓冲电路的电压也增大，因此耗散功率也通过缓冲电路的电阻增大。

而且，在金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的漏源端的两端形成高压，作为整流后的输入电压和变压器的次级反射电压之和，以致需要高额定电压装置。同样，用以降低次级二极管的高压应力的缓冲电路中的电力损耗与次级二极管两端的电压有关。因此，反激式变换器因主变压器尺寸大和易于产生电力损耗而具有低效率。

正激式变换器根据不连续的电感模式操作，以致功率因数校正器不能胜任。而且，正激式变换器的缺点在于它将根据电路的性质而具有宽范围的交流输入转换为一致的直流输出电压。因此，正激式功率因数校正器不适用于单级解决方案。

此背景技术部分中公开的以上信息仅用于加强对发明背景技术的理解且因此以上信息可能含有不构成本国中的本领域的普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供了一种能够控制交流电力输入转换为直流输出的高效率及宽电压范围转换的功率因数校正器及其驱动方法。

根据本发明的功率因数校正器包括：变压器，所述变压器包括在初级端用于传输输入电压的第一线圈及在次级端用于产生输出电压的第二线圈；连接到所述第一线圈的电源开关；用以消除所述输出电压的波纹的电容器；及连接在所述电容器和所述第二线圈之间的二极管。在所述电源开关的接通时段期间，在所述电容器和所述变压器的漏电感之间产生谐振，及在所述电源开关的断开时段期间，在所述电容器和所述变压器的磁化电感之间产生谐振。

所述谐振可以在所述电容器和所述变压器的所述漏电感之间、与接通时刻同步地开始。当所述变压器在所述电源开关的断开时段内消磁时，在所述电容器和所述变压器的所述磁化电感之间开始谐振。

所述功率因数校正器还可以包括连接在所述电容器和所述功率因数校正器的输出端之间的整流二极管。所述电容器的一端可以连接到所述第二线圈的一端且所述电容器的另一端连接到所述整流二极管的阳极，所述二极管的阳极可以连接到所述电容器的所述另一端，及所述二极管的阴极可以连接到所述第二线圈的所述另一端。

所述功率因数校正器还可包括：反馈单元，所述反馈单元产生对应于输出电压的反馈电压；及开关控制器，当在所述电源开关的接通时段期间按预定斜率增大的灯光信号达到所述反馈电压时，所述开关控制器使电源开关断开，且在从所述电源开关的漏源电压开始降低的时刻、经预定延迟时段后，所述开关控制器使所述电源开关接通。所述功率因数校正器还可包括辅助线圈，所述辅助线圈产生辅助电压，所述辅助电压由所述第一线圈的电压按预定匝数比转变而成，在自所述辅助电压开始降低的时刻经延迟时段后，所述控制器使所述电源开关接通。

一种用于根据本发明的驱动功率因数校正器的方法，所述功率因数校正器包括变压器，所述变压器包括在初级端用于传输输入电压的第一线圈及在次级端用于产生输出电压的第二线圈；控制所述变压器的操作的电源开关；及连接到所述第二线圈的电容器，所述方法包括以下步骤：在所述电源开关的接通时段期间，在所述电容器和所述变压器的漏电感之间产生谐振；及在所述电源开关的断开时段期间，在所述电容器和所述变压器的磁化电感之间产生谐振。

在自所述电源开关接通的时刻开始的所述电源开关接通时段期间，在所述电容器和所述变压器的所述漏电感之间产生所述谐振。在所述变压器的消磁时开始的电源开关断开时段期间，在所述电容器和所述变压器的所述磁化电感之间产生所述谐振。