[发明专利]用于功率因数修正电路的追踪升压装置及方法

说明书

技术领域

本发明是有关一种功率因数修正(Power Factor Correction；PFC)电路，特别是关于一种用于功率因数修正电路的追踪升压(tracking boost)装置及方法。

背景技术

对许多高端电子产品(例如笔记本电脑)的电源系统而言，效率是很重要的课题。例如参照图1所示的电源系统，为了高效率，交流电压VAC经整流器14整流产生的主电源电压Vin并非直接作为驰返式电压转换器12的输入电压，而是作为功率因数修正(PFC)电路10的输入电压，PFC电路10产生电压Vout1再提供给驰返式电压转换器12作为其输入电压。在PFC电路10中，电感L1连接在整流器14及开关M1之间，PFC控制器16切换开关M1以控制电感L1的充放电，电感电流IL经二极管D1对电容C1充电产生电压Vout1，电阻R1及R2组成分压器将电压Vout1分压产生回授电压Vfb给PFC控制器16以稳定电压Vout1。PFC电路10使用升压电路，因此其输出电压Vout1大于交流电压VAC。电压Vout1通常设定在较高的准位以使PFC电路10能适用较广范围的交流电压VAC，例如设定电压Vout1为400V使其应用的交流电压VAC可从110V至240V。然而电感电流IL的下降斜率约为因此在输出电压Vout1为固定的条件下，使用较小的交流电压VAC时，电感电流IL的下降速度较快，导致开关M1的切换频率较高，PFC电路10的切换损失较大，效率较差。

事实上，驰返式电压转换器原本就能适用广范围的输入电压，因此图1中的PFC电路10可以改为根据交流电压VAC的大小调整电压Vout1的大小，以降低开关M1的切换频率及跨压，进而减少切换损失。此技术称为追踪升压。此外，使用追踪升压者，因为可以调低电压Vout1，所以可以减少电感L1的跨压，因此可以使用较小的电感L1。

传统的追踪升压技术是设定转态点，例如美国专利号6,686,725及7,501,800，当交流电压VAC小于转态点时，PFC电路10提供较小的电压Vout1，当交流电压VAC大于转态点时，PFC电路10提供较大的电压Vout1。然而此法是非线性控制，在转态点附近的效率没有改善。

美国专利号7,239,120从输出回授端Vfb抽取与主电源电压Vin具线性相关的电流作为控制参数，因而使电压Vout1与主电源电压Vin具线性相关。然而此法造成电压Vout1较大的变动量，因此电容C1必须承受较高的电压，此外，该抽取的电流会随温度变化，因此电压Vout1会受到温度的影响。美国专利号7,675,280则是提供与主电源电压Vin具反比关系的电流注入输出回授端Vfb，以使电压Vout1与主电源电压Vin具线性相关。此法虽然减少电压Vout1的变动量，但该施加到输出回授端Vfb的电流仍受温度影响，因此电压Vout1也受温度影响。

发明内容

本发明的目的之一，在于提出一种用于功率因数修正电路的追踪升压装置及方法。

本发明的目的之一，在于提出一种使功率因数修正电路的输出电压与其输入电压具线性相关的追踪升压装置及方法。

本发明的目的之一，在于提出一种与温度变化无关的追踪升压装置及方法。

技术方案为：

提供一种用于功率因数修正电路的追踪升压装置，其中，所述功率因数修正电路含有串联的电感及开关，并切换所述开关而将输入电压升压为输出电压，所述追踪升压装置包括：

电压萃取器，根据与所述输入电压相关的感测信号产生随所述输入电压变化的控制信号；

误差放大器，根据与所述输出电压相关的回授电压和参考电压之间的差值产生误差信号以调节所述输出电压；以及

可变电压源，连接所述电压萃取器及误差放大器，因应所述控制信号提供随所述输入电压变化的可变电压偏移所述回授电压，使所述输出电压与所述输入电压的均方根值具线性相关。

提供一种用于功率因数修正电路的追踪升压装置，其中，所述功率因数修正电路含有串联的电感及开关，并切换所述开关而将输入电压升压为输出电压，所述追踪升压装置包括：

误差放大器，根据与所述输出电压相关的回授电压和参考电压之间的差值产生误差信号以调节所述输出电压；以及

电压萃取器，连接所述误差放大器，根据与所述输入电压相关的感测信号产生随所述输入电压变化的控制信号调整所述误差放大器的偏移，以使所述输出电压与所述输入电压的均方根值具线性相关。