[发明专利]功率因数校正电路及具有其的电源装置和电机驱动装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年9月16日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2011-0093472号的优先权，其公开内容通过引证结合于此。

技术领域

本发明涉及具有辅助开关的功率因数校正电路，以及配有该电路的电源装置和电机驱动装置。

背景技术

近期，全世界政府部门都提倡符合能源效率政策的高效能源使用，具体地，广泛建议在电子产品和家用电器中实行高效能源使用。

在高效能源使用中，根据这些政府建议，用于向电子产品、家用电器等供电的电源装置可采用一种改进型电路。

该改进型电路可以是例如功率因数校正电路。功率因数校正电路是用于切换输入功率并调整该输入功率的电流和电压之间的相位差(功率因数)从而高效地将功率传输至后续过程的一种电路。然而，由于要切换输入功率，所以功率因数校正电路可能会产生切换损失。

另一方面，电子产品、家用电器等多数使用电机来进行预设操作，而且为了驱动这种电机，应当供给合适的功率，并且应当在电源装置中使用用于提高能量效率的功率因数校正电路来切换输入功率从而调整该输入功率的电流和电压之间的相位差。然而，在这点上，在切换输入功率时可能会产生切换损失。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种能够在执行用于功率因数校正的切换之前将外加功率传输到地从而减小在功率因数校正的切换过程中所产生的切换损失的功率因数校正电路，以及具有该功率因数校正电路的电源装置和电机驱动装置。

根据本发明的一个方面，提供一种功率因数校正电路，包括：主开关，切换输入功率，以调整输入功率的电流与电压之间的相位差；以及辅助开关，在主开关接通之前被接通，以形成用于主开关的额外功率(extra power)的传输路径。

该功率因数校正电路可进一步包括：第一电感器，连接在输入功率端与主开关之间，以根据主开关的通断来蓄积或释放能量；以及第二电感器，连接在主开关和第一电感器的连接端与辅助开关之间，以调整辅助开关接通时流入辅助开关的电流量。

该功率因数校正电路可进一步包括：二极管，根据主开关的通断，提供用于从第一电感器释放的功率的传输路径；以及电容器，用于使从二极管传输的功率稳定。

输入功率可以是经过整流的功率。

辅助开关可在主开关接通之前被接通和断开，或在主开关接通之前被接通而在主开关接通之后被断开。

该功率因数校正电路可进一步包括：控制器，用于提供切换控制信号，以控制主开关和辅助开关的通断。

主开关和辅助开关可以是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS-FET)中的至少一种。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电源装置，包括：功率因数校正电路，包括用于切换输入功率以调整输入功率的电流与电压之间的相位差的主开关以及在主开关接通之前被接通以形成用于主开关的额外功率的传输路径的辅助开关；功率转换单元，用于切换来自该功率因数校正电路的功率以将该功率转换成预设功率；以及切换控制器，用于控制该功率转换单元的功率切换。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电机驱动装置，包括：功率因数校正电路，包括用于切换输入功率以调整输入功率的电流与电压之间的相位差的主开关以及在主开关接通之前被接通以形成用于主开关的额外功率的传输路径的辅助开关；驱动单元，用于切换来自功率因数校正电路的功率以驱动电机；以及驱动控制器，用于控制该驱动单元的功率切换。

附图说明

从下文结合附图给出的详细描述中，本发明的上述的以及其他方面、特征和其他优势将被更加清晰的理解，其中：

图1是根据本发明实施方式的功率因数校正电路的示意性电路图；

图2是根据本发明实施方式的功率因数校正电路中所使用的主开关及辅助开关的切换控制信号图；

图3是示出了根据本发明实施方式的功率因数校正电路中所使用的辅助开关的切换波形的视图。

图4是示了绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的特性的曲线图；

图5是根据本发明实施方式的功率因数校正电路中所使用的主开关及辅助开关的切换时序图；

图6和图7是示出了根据本发明实施方式的功率因数校正电路的主要部分的波形的曲线图；

图8是示出了本发明的功率因数校正电路与现有技术的这种电路之间在切换损失方面的比较的图示；

图9和图10分别是具有根据本发明实施方式的功率因数校正电路的电机驱动装置的示意性电路图；以及