[发明专利]被动式功率因数修正电路、应用其的电子装置与操作方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种被动式功率因数修正电路、其操作方法与应用其的电子装置。

背景技术

因为输出滤波电容的存在，传统桥式整流电路的输入电流含有大量谐波失真，导致功率因数(power factor)低落且电流总谐波失真严重，进而影响输入电源。故而，需要对传统桥式整流电路进行功率因数校正。

功率因数校正电路依是否具有主动开关元件，可分为被动式(Passive)与主动式(Active)两种。

主动式功率因数校正电路的功率因数可达0.99以上，电流谐波失真总量小于10%，输入电压范围广泛、输出电压稳定、磁性元件体积小以及不受输出功率变动影响。

低频式功率因数校正电路的主动开关的切换频率为市电频率的两倍，藉以降低高频成分电磁干扰的问题。藉由功率开关截止时间与导通时间的变化，低频式功率因数校正电路可获得不错的功率因数值。低频式功率因数校正电路具有高效率、控制简单、不需要高速功率元件以及没有高频电磁干扰等优点。对于以变频器为主的家电产品如冰箱、冷气机等系统而言，低频式功率因数校正电路可有效改善功率因数，降低电流谐波失真总量。

虽然被动式功率因数校正电路的功率因数低于主动式功率因数校正电路的功率因数，但被动式功率因数校正电路仍然能使电路的功率因数提高到0.7~0.9，电流谐波失真总量降至50%以下。除此之外，被动式功率因数校正电路尚有不需主动开关元件、电路结构简单、成本低廉以及无主动开关切换造成的电磁干扰问题等优点，至今仍然广泛应用于中小功率的电子设备中。但被动式功率因数修正电路仍具有改善空间。

发明内容

本发明实施例有关于一种被动式功率因数校正电路、其操作方法与应用其的电子装置。

根据本发明的一示范性实施例，提出一种被动式功率因数校正电路，包括：一直流电容，耦接至一整流电路，该直流电容被该整流电路的一直流电压所充电；一输入电容，耦接至该整流电路，该输入电容被该整流电路的该直流电压所充电；一输出电容，耦接至一负载；一第一二极管，耦接至该输入电容与该输出电容；一第二二极管，耦接于该输入电容与该输出电容；以及一电感，耦接至该负载、该输入电容与该输出电容。该直流电容在一输入交流电压的半个周期内完成充电与放电。

根据本发明的另一示范性实施例，提出一种电子装置，包括：一滤波器，用以滤波一输入交流电压；一整流电路，耦接于该滤波器，用以对经滤波后的该输入交流电压进行整流成一直流电压；一被动式功率因数校正电路，耦接于该整流电路；以及一负载，被该被动式功率因数校正电路所驱动。该被动式功率因数校正电路包括：一直流电容，耦接至该整流电路，该直流电容被该整流电路的该直流电压所充电；一输入电容，耦接至该整流电路，该输入电容被该整流电路的该直流电压所充电；一输出电容，耦接至该负载；一第一二极管，耦接至该输入电容与该输出电容；一第二二极管，耦接于该输入电容与该输出电容；以及一电感，耦接至该负载、该输入电容与该输出电容。该直流电容在该输入交流电压的半个周期内完成充电与放电。

根据本发明的更一示范性实施例，提出一种被动式功率因数校正电路的操作方法与一种电子装置的操作方法。该被动式功率因数校正电路的操作方法使用上述的被动式功率因数校正电路。该电子装置的操作方法使用上述的电子装置。该操作方法包括：对一输入交流电压滤波并整流，以得到一直流电压；根据该直流电压，决定该被动式功率因数校正电路的一工作模式；于一第一工作模式下，该直流电压对该直流电容、该电感以及该输出电容充电；于一第二工作模式下，该直流电压对该直流电容、该输入电容、该电感以及该输出电容充电；于一第三工作模式下，该直流电压停止对该直流电容与该输入电容的充电，且该直流电压与该直流电容的一跨电压经过该电感对该输出电容充电；以及于一第四工作模式下，该第二二极管导通，使得该输入电容经过该第二二极管对该电感与该输出电容充电。

为了对本案的上述及其他方面有更详细的了解，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1显示根据本发明实施例的被动式功率因数校正电路的电路示意图；

图2显示本发明实施例所提出的被动式功率因数校正电路于工作模式一下的等效电路与信号波形图；

图3显示本发明实施例所提出的被动式功率因数校正电路于工作模式二下的等效电路与信号波形图；

图4显示本发明实施例所提出的被动式功率因数校正电路于工作模式三下的等效电路与信号波形图；

图5显示本发明实施例所提出的被动式功率因数校正电路于工作模式四下的等效电路与信号波形图。