[发明专利]功率转换器以及电源供应电路

说明书

技术领域

本发明是有关于一种单级功率因子校正(power factor correction，FPC)转换器，特别是有关于一种单级FPC转换器，其具有恒定电压与恒定电流输出，以提供给电源供应、电池充电器、以及LED发光驱动器等等。

背景技术

图1是表示已知离线(offline)功率转换器。离线功率转换器包括变压器10、功率晶体管20、电阻器30、桥式整流器35、二极管41、高输入端电解电容器43、电容器45、切换控制器100、电阻器51与52、二极管60、以及电容器65。变压器10包括主线圈N_P、辅助线圈N_A、以及次线圈N_S。高输入端电解电容器43用来进行能量储存。图2表示图1中输入电源电压V_AC、输入电源电流I_AC、以及输入电压V_IN的波形。输入电压V_IN是在高输入端电解电容器43的电压。高输入端电解电容器43将导致输入电源电流I_AC的失真且产生较差的功率因子(power factor，PF)。因此，高输入端电解电容器43的电容值必须减少以改善功率因子。然而，不具有较高电容值的输入端电容将会产生较低的输入电压V_IN。较低的输入电压V_IN将引起反馈开回路给离线功率转换器。离线功率转换器的输出电压V_O可由式(1)来表示：

Vo=N×VIN×TONT-TON]]>-------------------------(1)

其中，N表示变压器10的线圈比(N＝N_S/N_P，其中N_P为主线圈，N_S为次线圈)。V_IN表示变压器10的输入电压(也是在高输入端电解电容器43的电压)。T_ON表示用来控制功率晶体管20的切换信号S_W的导通时间。T表示功率晶体管20的切换周期。

为了实现稳定反馈回路以及避免变压器饱和，最大工作周期“T_ON/T”受到限制，例如一般低于80％。假使输入电压V_IN太低，切换信号S_W的最大导通时间T_ON将不能维持调整过的输出电压V_O(显示于式(1))，并导致反馈开回路。当反馈回路根据输入电源电压V_AC的改变而有意义地导通/关闭(闭回路以及开回路)时，可轻易地在功率转换器的输出产生过冲(overshoot)以及/或下冲(undershoot)信号。此外，输入电容器43为一电解电容器，其体积庞大且具有较低的可靠度。本发明的目的在于改善功率转换器的功率因子，而不需要额外的功率因子校正(power factor correction，FPC)功率级。本发明的另一目的包括排除输入电解电容器的需求，以改善功率转换器的可靠度，并缩小功率转换器的尺寸以及降低其成本。

发明内容

本发明提供一种功率转换器，包括变压器、功率装置、切换控制器以及电容器。功率装置耦接变压器，以切换变压器来产生功率转换器的输出。切换控制器接收反馈信号以产生切换信号来控制功率装置。切换控制器的输入电路耦接变压器以取样输入信号来产生反馈信号，且输入信号与功率转换器的输出相关联。电容器耦接切换控制器，以提供频率补偿给功率转换器的反馈回路。功率转换器的输入不具有电解电容器，且功率转换器的输最大输出电流为恒定电流。