发明名称 具有不连续电流模式功率因数修正之转换器
摘要 本发明揭露一种具有不连续电流模式功率因数修正之转换器,至少包括一输入电源、一整流器、一储能电容、复数个开关以及一充电帮浦电容。充电帮浦电容电性连接于输入电源与开关之间或整流器与开关之间,充电帮浦电容用以储存或释放输入电压,使流经转换器之电流为不连续电流模式。
申请公布号 TWI269954 申请公布日期 2007.01.01
申请号 TW094132505 申请日期 2005.09.20
申请人 国立成功大学 发明人 林瑞礼;刘弘毅
分类号 G05F1/70(2006.01) 主分类号 G05F1/70(2006.01)
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路148号11楼
主权项 1.一种具有不连续电流模式功率因数修正之转换 器,至少包括: 一输入电源,用以提供一输入电压; 一整流器,与该输入电源电性相接,该整流器用以 将该输入电压整流为一直流电压; 一储能电容,与该整流器并联,该储能电容储存或 释放该直流电压; 复数个开关,与该储能电容电性相接,该些开关用 以将该储能电容之该直流电压输出;以及 一充电帮浦电容,电性连接于该输入电源与该些开 关之间,该充电帮浦电容用以储存或释放该输入电 压,使流经该转换器之电流为不连续电流模式。 2.如申请专利范围第1项所述之具有不连续电流模 式功率因数修正之转换器,更至少包括一滤波电路 电性连接于该输入电源与该整流器之间,该滤波电 路用以滤除该输入电压中之高频杂讯。 3.如申请专利范围第2项所述之具有不连续电流模 式功率因数修正之转换器,其中该泸波电路至少包 括一滤波电感与一滤波电容,该滤波电容之第一端 与该滤波电感之第二端连接,且该滤波电容之第二 端及该滤波电感之第一端系用以接收该输入电压 。 4.如申请专利范围第1项所述之具有不连续电流模 式功率因数修正之转换器,其中该输入电源为一交 流电压源。 5.如申请专利范围第1项所述之具有不连续电流模 式功率因数修正之转换器,其中该整流器为一半波 整流器。 6.如申请专利范围第1项所述之具有不连续电流模 式功率因数修正之转换器,其中该整流器为一全波 整流器。 7.如申请专利范围第6项所述之具有不连续电流模 式功率因数修正之转换器,更至少包括一二极体电 性连接于该全波整流器与该储能电容之间。 8.如申请专利范围第1项所述之具有不连续电流模 式功率因数修正之转换器,其中该转换器为一顺向 式转换器,且该转换器至少包括一隔离式变压器与 该些开关电性连接、复数个二极体与该隔离式变 压器电性连接、一电感与该些二极体电性连接、 一电容与该隔离式变压器并联以及一负载与该电 容并联。 9.如申请专利范围第1项所述之具有不连续电流模 式功率因数修正之转换器,其中该转换器系选自于 由一顺向式(Forward)转换器、一返驰式(Flyback)转换 器、一升压(Boost)转换器、一Cuk转换器、一Sepic转 换器、一半桥(Half-bridge)转换器、一全桥(Full-bridge )转换器、一降压(Buck)转换器、一升-降压(Buckboost) 转换器以及一Zeta转换器所组成之一族群。 10.一种具有不连续电流模式功率因数修正之转换 器,至少包括: 一输入电源,用以提供一输入电压; 一整流器,与该输入电源电性相接,该整流器用以 将该输入电压整流为一直流电压; 一储能电容,与该整流器并联,该储能电容储存或 释放该直流电压; 复数个开关,与该储能电容电性相接,该些开关用 以将该储能电容之该直流电压输出;以及 一充电帮浦电容,电性连接于该整流器与该些开关 之间,该充电帮浦电容用以储存或释放该输入电压 ,使流经该转换器之电流为不连续电流模式。 11.如申请专利范围第10项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,更至少包括一滤波电 路电性连接于该输入电源与该整流器之间,该滤波 电路用以滤除该输入电压中之高频杂讯。 12.如申请专利范围第11项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,其中该滤波电路至少 包括一滤波电感与一滤波电容,该滤波电容之第一 端与该滤波电感之第二端连接,且该滤波电容之第 二端及该滤波电感之第一端系用以接收该输入电 压。 13.如申请专利范围第10项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,其中该输入电源为一 交流电压源。 14.如申请专利范围第10项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,其中该整流器为一半 波整流器。 15.如申请专利范围第10项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,其中该整流器为一全 波整流器。 16.如申请专利范围第15项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,更至少包括一二极体 电性连接于该全波整流器与该储能电容之间。 17.如申请专利范围第10项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,其中该转换器为一顺 向式转换器,且该转换器至少包括一隔离式变压器 与该些开关电性连接、复数个二极体与该隔离式 变压器电性连接、一电感与该些二极体电性连接 、一电容与该隔离式变压器并联以及一负载与该 电容并联。 18.如申请专利范围第10项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,其中该转换器系选自 于由一顺向式转换器、一返驰式转换器、一升压 转换器、一Cuk转换器、一Sepic转换器、一半桥转 换器、一全桥转换器、一降压转换器、一升-降压 转换器以及一Zeta转换器所组成之一族群。 19.一种具有不连续电流模式功率因数修正之转换 器,至少包括: 一输入电源,用以提供一输入电压; 一整流器,与该输入电源电性相接,该整流器用以 将该输入电压整流为一直流电压; 一储能电容,与该整流器并联,该储能电容储存或 释放该直流电压; 复数个开关,与该储能电容电性相接,该些开关用 以将该储能电容之该直流电压输出; 一转换器,与该些开关电性相接,该转换器藉由该 些开关,接收该储能电容之该直流电压;以及 一充电帮浦电容,电性连接于该输入电源与该些开 关之间,该充电帮浦电容用以储存或释放该输入电 压,使流经该转换器之电流为不连续电流模式。 20.如申请专利范围第19项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,更至少包括一滤波电 路电性连接于该输入电源与该整流器之间,该滤波 电路用以滤除该输入电压中之高频杂讯。 21.如申请专利范围第20项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,其中该滤波电路至少 包括一滤波电感与一滤波电容,该滤波电容之第一 端与该滤波电感之第二端连接,且该滤波电容之第 二端及该滤波电感之第一端系用以接收该输入电 压。 22.如申请专利范围第19项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,其中该输入电源为一 交流电压源。 23.如申请专利范围第19项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,其中该整流器为一全 波整流器。 24.如申请专利范围第23项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,更至少包括一二极体 电性连接于该全波整流器与该储能电容之间。 25.如申请专利范围第19项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,其中该转换器为一顺 向式转换器,且该转换器至少包括一隔离式变压器 与该些开关电性连接、复数个二极体与该隔离式 变压器电性连接、一电感与该些二极体电性连接 、一电容与该隔离式变压器并联以及一负载与该 电容并联。 26.如申请专利范围第19项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,其中该转换器系选自 于由一顺向式转换器、一返驰式转换器、一升压 转换器、一Cuk转换器、一Sepic转换器、一半桥转 换器、一全桥转换器、一降压转换器、一升-降压 转换器以及一Zeta转换器所组成之一族群。 27.一种具有不连续电流模式功率因数修正之转换 器,至少包括: 一输入电源,用以提供一输入电压; 一整流器,与该输入电源电性相接,该整流器用以 将该输入电压整流为一直流电压; 一储能电容,与该整流器并联,该储能电容储存或 释放该直流电压; 复数个开关,与该储能电容电性相接,该些开关用 以将该储能电容之该直流电压输出; 一转换器,与该些开关电性相接,该转换器藉由该 些开关,接收该储能电容之该直流电压;以及 一充电帮浦电容,电性连接于该整流器与该些开关 之间,该充电帮浦电容用以储存或释放该输入电压 ,使流经该转换器之电流为不连续电流模式。 28.如申请专利范围第27项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,更至少包括一滤波电 路电性连接于该输入电源与该整流器之间,该滤波 电路用以滤除该输入电压中之高频杂讯。 29.如申请专利范围第28项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,其中该滤波电路至少 包括一滤波电感与一滤波电容,该滤波电容之第一 端与该滤波电感之第二端连接,且该滤波电容之第 二端及该滤波电感之第一端系用以接收该输入电 压。 30.如申请专利范围第27项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,其中该输入电源为一 交流电压源。 31.如申请专利范围第27项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,其中该整流器为一全 波整流器。 32.如申请专利范围第31项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,更至少包括一二极体 电性连接于该全波整流器与该储能电容之间。 33.如申请专利范围第27项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,其中该转换器为一顺 向式转换器,且该转换器至少包括一隔离式变压器 与该些开关电性连接、复数个二极体与该隔离式 变压器电性连接、一电感与该些二极体电性连接 、一电容与该隔离式变压器并联以及一负载与该 电容并联。 34.如申请专利范围第27项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,其中该转换器系选自 于由一顺向式转换器、一返驰式转换器、一升压 转换器、一Cuk转换器、一Sepic转换器、一半桥转 换器、一全桥转换器、一降压转换器、一升-降压 转换器以及一Zeta转换器所组成之一族群。 35.一种具有不连续电流模式功率因数修正之转换 器,至少包括: 一滤波电感; 一滤波电容,其中该滤波电容之第一端与该滤波电 感之第二端连接,且该滤波电容之第二端及该滤波 电感之第一端系用以接收一交流电压; 一第一整流二极体; 一第二整流二极体,其中该第二整流二极体之负极 与该第一整流二极体之正极连接; 一储能电容,其中该储能电容系与该第一整流二极 体之负极以及该第二整流二极体之正极并联; 一第一开关元件; 一第二开关元件,其中该第二开关元件之第一端与 该第一开关元件之第二端以及该滤波电容之第二 端连接,且该第一开关元件之第一端与该第二开关 元件之第二端系与该储能电容并联; 一第三开关元件; 一第四开关元件,其中该第四开关元件之第一端与 该第三开关元件之第二端连接,且该第三开关元件 之第一端与该第四开关元件之第二端系与该储能 电容并联; 一充电帮浦电容,其中该充电帮浦电容连接于该第 一整流二极体之正极与该第一开关元件之第二端 之间,其中,该充电帮浦电容用以储存或释放该交 流电压,使流经该转换器之电流为不连续电流模式 ; 一隔离式变压器,其中该隔离式变压器之一次侧连 接于该第四开关元件之第一端与该第二开关元件 之第一端之间; 一第三整流二极体; 一第四整流二极体,其中该第三整流二极体与该第 四整流二极体之正极分别连接于该隔离式变压器 之二次侧之两端; 一电感,其中该电感之第一端连接于该第三整流二 极体与该第四整流二极体之负极; 一电容,其中该电容之第一端连接该电感之第二端 ,该电容之第二端连接该隔离式变压器之二次侧之 中点;以及 一负载,其中该负载与该电容并联。 36.一种具有不连续电流模式功率因数修正之转换 器,至少包括: 一滤波电感; 一滤波电容,其中该滤波电容之第一端与该滤波电 感之第二端连接,且该滤波电容之第二端及该滤波 电感之第一端系用以接收一交流电压; 一第一整流二极体; 一第二整流二极体,其中该第二整流二极体之负极 与该第一整流二极体之正极连接; 一储能电容,其中该储能电容系与该第一整流二极 体之负极以及该第二整流二极体之正极并联; 一第一开关元件; 一第二开关元件,其中该第二开关元件之第一端与 该第一开关元件之第二端以及该滤波电容之第二 端连接,且该第一开关元件之第一端与该第二开关 元件之第二端系与该储能电容并联; 一第三开关元件; 一第四开关元件,其中该第四开关元件之第一端与 该第三开关元件之第二端连接,且该第三开关元件 之第一端与该第四开关元件之第二端系与该储能 电容并联; 一充电帮浦电容,其中该充电帮浦电容连接于该第 一整流二极体之正极与该第三开关元件之第二端 之间,其中,该充电帮浦电容用以储存或释放该交 流电压,使流经该转换器之电流为不连续电流模式 ; 一隔离式变压器,其中该隔离式变压器之一次侧连 接于该第四开关元件之第一端与该第二开关元件 之第一端之间; 一第三整流二极体; 一第四整流二极体,其中该第三整流二极体与该第 四整流二极体之正极分别连接于该隔离式变压器 之二次侧之两端; 一电感,其中该电感之第一端连接于该第三整流二 极体与该第四整流二极体之负极; 一电容,其中该电容之第一端连接该电感之第二端 ,该电容之第二端连接该隔离式变压器之二次侧之 中点;以及 一负载,其中该负载与该电容并联。 37.一种具有不连续电流模式功率因数修正之转换 器,至少包括: 一滤波电感; 一滤波电容,其中该滤波电容之第一端与该滤波电 感之第二端连接,且该滤波电容之第二端及该滤波 电感之第一端系用以接收一交流电压; 一第一整流二极体; 一第二整流二极体,其中该第二整流二极体之负极 与该第一整流二极体之正极连接; 一第三整流二极体; 一第四整流二极体,其中该第四整流二极体之负极 与该第三整流二极体之正极连接,该第四整流二极 体之负极与该滤波电容之第二端连接; 一储能电容,其中该储能电容系与该第一整流二极 体之负极以及该第二整流二极体之正极并联,且该 储能电容系与该第三整流二极体之负极以及该第 四整流二极体之正极并联; 一第一开关元件; 一第二开关元件,其中该第二开关元件之第一端与 该第一开关元件之第二端连接,且该第一开关元件 之第一端与该第二开关元件之第二端系与该储能 电容并联; 一第三开关元件; 一第四开关元件,其中该第四开关元件之第一端与 该第三开关元件之第二端连接,且该第三开关元件 之第一端与该第四开关元件之第二端系与该储能 电容并联; 一充电帮浦电容,其中该充电帮浦电容连接于该第 一整流二极体之正极与该第一开关元件之第二端 之间,其中,该充电帮浦电容用以储存或释放该交 流电压,使流经该转换器之电流为不连续电流模式 ; 一隔离式变压器,其中该隔离式变压器之一次侧连 接于该第四开关元件之第一端与该第二开关元件 之第一端之间; 一第五整流二极体; 一第六整流二极体,其中该第五整流二极体与该第 六整流二极体之正极分别连接于该隔离式变压器 之二次侧之两端; 一电感,其中该电感之第一端连接于该第五整流二 极体与该第六整流二极体之负极; 一电容,其中该电容之第一端连接该电感之第二端 ,该电容之第二端连接该隔离式变压器之二次侧之 中点;以及 一负载,其中该负载与该电容并联。 38.一种具有不连续电流模式功率因数修正之转换 器,至少包括: 一滤波电感; 一滤波电容,其中该滤波电容之第一端与该滤波电 感之第二端连接,且该滤波电容之第二端及该滤波 电感之第一端系用以接收一交流电压; 一第一整流二极体; 一第二整流二极体,其中该第二整流二极体之负极 与该第一整流二极体之正极连接; 一第三整流二极体; 一第四整流二极体,其中该第四整流二极体之负极 与该第三整流二极体之正极连接,该第四整流二极 体之负极与该滤波电容之第二端连接; 一储能电容,其中该储能电容系与该第一整流二极 体之负极以及该第二整流二极体之正极并联,且该 储能电容系与该第三整流二极体之负极以及该第 四整流二极体之正极并联; 一第一开关元件; 一第二开关元件,其中该第二开关元件之第一端与 该第一开关元件之第二端连接,且该第一开关元件 之第一端与该第二开关元件之第二端系与该储能 电容并联; 一第三开关元件; 一第四开关元件,其中该第四开关元件之第一端与 该第三开关元件之第二端连接,且该第三开关元件 之第一端与该第四开关元件之第二端系与该储能 电容并联; 一充电帮浦电容,其中该充电帮浦电容连接于该第 一整流二极体之正极与该第三开关元件之第二端 之间,其中,该充电帮浦电容用以储存或释放该交 流电压,使流经该转换器之电流为不连续电流模式 ; 一隔离式变压器,其中该隔离式变压器之一次侧连 接于该第四开关元件之第一端与该第二开关元件 之第一端之间; 一第五整流二极体; 一第六整流二极体,其中该第五整流二极体与该第 六整流二极体之正极分别连接于该隔离式变压器 之二次侧之两端; 一电感,其中该电感之第一端连接于该第五整流二 极体与该第六整流二极体之负极; 一电容,其中该电容之第一端连接该电感之第二端 ,该电容之第二端连接该隔离式变压器之二次侧之 中点;以及 一负载,其中该负载与该电容并联。 39.一种具有不连续电流模式功率因数修正之转换 器,至少包括: 一滤波电感; 一滤波电容,其中该滤波电容之第一端与该滤波电 感之第二端连接,且该滤波电容之第二端及该滤波 电感之第一端系用以接收一交流电压; 一第一整流二极体; 一第二整流二极体,其中该第二整流二极体之负极 与该第一整流二极体之正极连接; 一第三整流二极体; 一第四整流二极体,其中该第四整流二极体之负极 与该第三整流二极体之正极连接; 一储能电容,其中该储能电容系与该第一整流二极 体之负极以及该第二整流二极体之正极并联,且该 储能电容系与该第三整流二极体之负极以及该第 四整流二极体之正极并联; 一第一开关元件; 一第二开关元件,其中该第二开关元件之第一端与 该第一开关元件之第二端以及该滤波电容之第二 端连接,且该第一开关元件之第一端与该第二开关 元件之第二端系与该储能电容并联; 一第三开关元件; 一第四开关元件,其中该第四开关元件之第一端与 该第三开关元件之第二端连接,且该第三开关元件 之第一端与该第四开关元件之第二端系与该储能 电容并联; 一充电帮浦电容,其中该充电帮浦电容之第一端连 接于该第三整流二极体之负极,该充电帮浦电容之 第二端连接于该第一开关元件之第二端,其中,该 充电帮浦电容用以储存或释放该交流电压,使流经 该转换器之电流为不连续电流模式; 一隔离式变压器,其中该隔离式变压器之一次侧连 接于该第四开关元件之第一端与该第二开关元件 之第一端之间; 一第五整流二极体; 一第六整流二极体,其中该第五整流二极体与该第 六整流二极体之正极分别连接于该隔离式变压器 之二次侧之两端; 一电感,其中该电感之第一端连接于该第五整流二 极体与该第六整流二极体之负极; 一电容,其中该电容之第一端连接该电感之第二端 ,该电容之第二端连接该隔离式变压器之二次侧之 中点;以及 一负载,其中该负载与该电容并联。 40.如申请专利范围第39项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,更至少包括一第七整 流二极体电性连接于该充电帮浦电容之第一端与 该储能电容之第一端之间。 41.一种具有不连续电流模式功率因数修正之转换 器,至少包括: 一滤波电感; 一滤波电容,其中该滤波电容之第一端与该滤波电 感之第二端连接,且该滤波电容之第二端及该滤波 电感之第一端系用以接收一交流电压; 一第一整流二极体; 一第二整流二极体,其中该第二整流二极体之负极 与该第一整流二极体之正极连接; 一第三整流二极体; 一第四整流二极体,其中该第四整流二极体之负极 与该第三整流二极体之正极连接; 一储能电容,其中该储能电容系与该第一整流二极 体之负极以及该第二整流二极体之正极并联,且该 储能电容系与该第三整流二极体之负极以及该第 四整流二极体之正极并联; 一第一开关元件; 一第二开关元件,其中该第二开关元件之第一端与 该第一开关元件之第二端以及该滤波电容之第二 端连接,且该第一开关元件之第一端与该第二开关 元件之第二端系与该储能电容并联; 一第三开关元件; 一第四开关元件,其中该第四开关元件之第一端与 该第三开关元件之第二端连接,且该第三开关元件 之第一端与该第四开关元件之第二端系与该储能 电容并联; 一充电帮浦电容,其中该充电帮浦电容之第一端连 接于该第三整流二极体之负极,该充电帮浦电容之 第二端连接于该第三开关元件之第二端,其中,该 充电帮浦电容用以储存或释放该交流电压,使流经 该转换器之电流为不连续电流模式; 一隔离式变压器,其中该隔离式变压器之一次侧连 接于该第四开关元件之第一端与该第二开关元件 之第一端之间; 一第五整流二极体; 一第六整流二极体,其中该第五整流二极体与该第 六整流二极体之正极分别连接于该隔离式变压器 之二次侧之两端; 一电感,其中该电感之第一端连接于该第五整流二 极体与该第六整流二极体之负极; 一电容,其中该电容之第一端连接该电感之第二端 ,该电容之第二端连接该隔离式变压器之二次侧之 中点;以及 一负载,其中该负载与该电容并联。 42.如申请专利范围第41项所述之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器,更至少包括一第七整 流二极体电性连接于该充电帮浦电容之第一端与 该储能电容之第一端之间。 图式简单说明: 第1图系绘示习知之具有不连续电流模式功率因数 修正之转换器之电路架构示意图。 第2图系绘示本发明较佳实施例之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器之电路示意图。 第3图系绘示本发明较佳实施例之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器之另一电路示意图。 第4图系绘示本发明较佳实施例之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器之又一电路示意图。 第5图系绘示本发明较佳实施例之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器之再一电路示意图。 第6图系绘示本发明较佳实施例之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器之又再一电路示意图 。 第7图系绘示本发明较佳实施例之具有不连续电流 模式功率因数修正之转换器之又再一电路示意图 。
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