CN201197117Y - 变频式调压电路 - Google Patents

Abstract

一种变频式调压电路，利用于具有一升压单元以及一电力转换单元的电源供应器，其中该升压单元调变一输入电力转换为一升压电力，而该升压控制电路还连接该变频式调压电路，该变频式调压电路包含一电压侦测电路以及一频率设定电路，其中该电压侦测电路侦测传送至该升压单元的输入电力，并依据该输入电力的大小而产生一输入位准信号，该频率设定电路则依据该输入位准信号产生相对应的一参考频率信号，并以该参考频率信号调整该升压单元转换电力的频率；通过上述的电路架构判断该输入电力的高低，而令该升压单元依据该输入电力的高低而工作于不同的频率，从而达到降低已知升压单元的工作负载以及减少切换损耗与降低谐波、噪声的有益效果。

Description

变频式调压电路

技术领域

本实用新型涉及一种变频式调压电路，是一种通过变频技术以及切换调压技术以调整输入一电源供应器的输入电力的电路。

背景技术

如图1所示，大部份电源供应器(包括AC/DC或DC/DC的转换器)皆包含一滤波与整流单元1、一升压单元2(包含已知的功因校正单元亦具有升压的作用)以及一切换式的电力转换单元3，该电源供应器连接一电力来源后取得一输入电力8通过该滤波与整流单元1，再经由该升压单元2(同上，亦包含已知的功因校正单元)调整该输入电力8的电压而形成一升压电力，并且经由该电力转换单元3将该升压电力转换为一输出电力9驱动至少一负载，其中该升压单元2包含一充放电回路、一开关元件以及一产生一驱动信号驱动该开关元件导通的升压控制电路，该升压控制电路调整该驱动信号的空占比(duty ratio)，亦即控制该驱动信号的导通周期宽度以调整该开关元件的导通时间，进一步控制该充放电回路的电压而达到将该输入电力8升压形成该升压电力的目的；上述的升压单元2除了调整该驱动信号的空占比(dutyratio)以外，已知升压单元2还分为连续电流模式(Continuous Current Mode，CCM)与非连续电流模式(Discintinuous Current Mode，DCM)两种，非连续电流模式现今大部份仅用于小功率的电源供应器，而现今电源供应器以连续电流模式控制为主流，其中，因其工作原理的限制该连续电流模式皆为定频式控制，亦即该升压单元2利用固定频率的驱动信号驱动该开关元件以控制该充放电回路的电流周期，而其驱动信号的空占比(duty ratio)受到负载高低的影响；然而，上述的升压单元2(包含已知的功因校正单元)为达到提供定电压的升压电力，其开关元件的导通周期必须很大幅度的随输入电流变动，例如输入电力8具有高低波动时可能从90V到150V之间浮动，而该升压单元2为了提供380V的升压电力，必须令该开关元件的导通周期大幅延长以提供290V的电压升，因此使该开关元件承受相当大的电流，并且在高压下产生的切换损耗(switching loss)非常大，连带使谐波与噪声(NOISE)影响非常明显，有待改善。

实用新型内容

鉴于已知升压电路工作于连续电流模式时，因频率固定而需大幅调整该升压电路中开关元件的导通周期，而产生明显的切换损耗、谐波与噪声，并且该开关元件需承受较大的电流，造成成本提高或寿命降低的问题。

本实用新型为一种变频式调压电路，利用于具有一升压单元以及一电力转换单元的电源供应器，且该电源供应器连接一输入来源以取得一输入电力，其中该升压单元中包含一升压控制电路并提供一连续电流模式，该升压控制电路取得一参考频率以调变该输入电力以转换为一升压电力，而该升压控制电路还连接一变频式调压电路，该变频式调压电路包含一电压侦测电路以及一频率设定电路，其中该电压侦测电路侦测传送至该升压单元的输入电力，并依据该输入电力的大小而产生一输入位准信号，该频率设定电路则依据该输入位准信号产生相对应的一参考频率信号，并传送该参考频率信号至该升压控制电路以调整该升压单元转换电力的频率；通过上述的电路架构判断该输入电力的高低，而令该升压单元得依据该输入电力的高低而工作于不同的频率，通过工作频率的改变可使该升压单元以较低的切换损耗达到将该输入电力升压至特定位准的功效，并且较低的频率亦代表着可在相同的时间内以较少的切换次数具有较长的导通周期，从而可减少该升压单元的工作负载以及减少切换损耗与谐波、噪声的产生。

综上所述，本实用新型所达到的有益效果如下：

1.可减少该升压单元的工作负载。

2.减少切换损耗与谐波、噪声的产生。

附图说明

图1为已知电源供应器架构方块图。

图2为本实用新型一实施例的架构方块图。

图3为本实用新型较佳实施例的架构方块图。

图4为本实用新型与已知技术的频率曲线图(一)。

图5为本实用新型与已知技术的频率曲线图(二)。

具体实施方式

有关本实用新型的详细说明及技术内容，现配合示意图说明如下：

请参阅图2，其中该电源供应器具有一滤波与整流单元1、一升压单元2以及一电力转换单元3，该滤波与整流单元1连接一输入来源取得一输入电力8，该输入电力8经滤波与整流后送至该升压单元2，该升压单元2包含一升压控制电路21、由一储能电感22、一二极管24以及一储能电容25所构成的一充放电回路、以及一连接于该充放电回路的开关元件23，该升压单元2提供一连续电流模式(Continuous Current Mode，CCM)调变该输入电力8，该充放电回路取得该输入电力8充电，该升压控制电路21依据一参考频率产生一脉波信号以控制该开关元件23的导通周期，从而进一步控制该输入电力8对该充放电回路的充放电时序，因而将该输入电力8转换为一升压电力送至该电力转换单元3，由该电力转换单元3将该升压电力转换为一输出电力9以驱动负载，该升压控制电路21可自该电力转换单元3取得一反馈信号，并依据该反馈信号调整该脉波信号的空占比(duty ratio)；然而，该升压控制电路21还连接一变频式调压电路4，该变频式调压电路4包含一电压侦测电路41以及一频率设定电路42，其中该电压侦测电路41侦测传送至该升压单元2的输入电力8，并依据该输入电力8的大小而产生一输入位准信号，该频率设定电路42则依据该输入位准信号而产生相对应的一参考频率信号，并传送该参考频率信号至该升压控制电路21以调整该升压单元2转换电力的频率；上述的电压侦测电路41产生的输入位准信号可与该输入电力8呈正比的线性变动，而该频率设定电路42取得该输入位准信号后，可令该参考频率信号提供的参考频率与该输入位准信号呈反比的线性变动，如图4中所示，图4为该输入电力8与该升压单元2工作频率的曲线图，其中包含一已知频率曲线70以及一调变的频率曲线71，已知升压单元2以连续电流模式(Continuous Current Mode，CCM)工作时该已知频率曲线70为一直线(定频)，仅利用调整该脉波信号的空占比(duty ratio)来维持调变后的升压电力具有固定电压，反观该调变的频率曲线71为与该输入电力8成反比的直线，因此该输入电力8的电压较高时，该频率设定电路42可产生频率较低的参考频率信号，令该升压单元2以较低的频率工作，以减少切换损失与谐波、噪声，以及减少该升压单元2的工作负载。

上述电路架构的另一实施例亦可令该电压侦测电路41设定一基准值与该输入电力8相比较，令该输入位准信号具有代表该输入电力8高于该基准值的一高准位，以及代表该输入电力8低于该基准值的一低准位，并且该频率设定电路42设定该参考频率信号可调变为相异的一第一频率或一第二频率，其中该输入位准信号为高准位时该参考频率信号调变为该第一频率，该输入位准信号为低准位时该参考频率信号调变为该第二频率，从而使该变频式调压电路4可提供该升压单元2两个不同的参考频率，而上述的第一频率低于该第二频率，以令该升压单元2于该输入电力8电压较高时可以较低的频率工作；而且上述另一实施例的电压侦测电路41还连接一磁滞电路43以产生一缓冲电压调整该基准值(如图3所示)，其中该缓冲电压依据该输入位准信号的高准位触发产生反向缓冲电压将该基准值调低，并依据该输入位准信号的低准位触发产生正向缓冲电压将该基准值调高，如此可于该电压侦测电路41送出高准位的输入位准信号后令该基准值下降，以避免该输入电力8些微的浮动而使频率快速跳动，同理，该磁滞电路43于该电压侦测电路41送出低准位的输入位准信号后令该基准值上升，亦具有相同的功效；上述实施例中该输入电力8与该升压单元2工作频率的曲线图请参阅图5，该图中亦可见该已知频率曲线70，而该调变的频率曲线72则分为一较低的第一频率以及一较高的第二频率，其中该输入电力8的电压高于设定的基准值时则该调变的频率曲线72下降至65KHz左右，该输入电力8电压低于设定的基准值时则该调变的频率曲线72上升至130KHz，从而达到上述减少切换损失与谐波、噪声，以及减少该升压单元2工作负载的有益功效。

虽然本实用新型以优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，而所作的些许更动与润饰，皆应涵盖于本实用新型中，因此本实用新型的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (9)

1.一种变频式调压电路，用于具有一升压单元(2)以及一电力转换单元(3)的电源供应器，且所述电源供应器连接一输入来源以取得一输入电力(8)，其中所述升压单元(2)中包含一升压控制电路(21)并提供一连续电流模式，所述升压控制电路(21)依据一参考频率以调变所述输入电力(8)以转换为一升压电力，而所述升压控制电路(21)还连接一变频式调压电路(4)，其特征在于，所述变频式调压电路(4)包含：

一电压侦测电路(41)，侦测传送至所述升压单元(2)的输入电力(8)，并依据所述输入电力(8)的大小而产生一输入位准信号；

一频率设定电路(42)，依据所述输入位准信号产生相对应的一参考频率信号，并传送所述参考频率信号至所述升压控制电路(21)以调整所述升压单元(2)转换电力的频率。

2.根据权利要求1所述的变频式调压电路，其特征在于，所述电压侦测电路(41)设定一基准值与所述输入电力(8)相比较，令所述输入位准信号具有代表所述输入电力(8)高于所述基准值的一高准位，以及代表所述输入电力(8)低于所述基准值的一低准位。

3.根据权利要求2所述的变频式调压电路，其特征在于，所述频率设定电路(42)设定所述参考频率信号可调变为相异的一第一频率或一第二频率，其中所述输入位准信号为高准位时所述参考频率信号调变为所述第一频率，所述输入位准信号为低准位时所述参考频率信号调变为所述第二频率。

4.根据权利要求3所述的变频式调压电路，其特征在于，所述第一频率低于所述第二频率。

5.根据权利要求2所述的变频式调压电路，其特征在于，所述电压侦测电路(41)还连接一磁滞电路(43)以产生一缓冲电压调整所述基准值，其中所述缓冲电压依据所述输入位准信号的高准位触发产生反向缓冲电压将所述基准值调低，并依据所述输入位准信号的低准位触发产生正向缓冲电压将所述基准值调高。

6.根据权利要求1所述的变频式调压电路，其特征在于，所述电压侦测电路(41)产生的输入位准信号与所述输入电力(8)呈正比的线性变动。

7.根据权利要求1所述的变频式调压电路，其特征在于，所述频率设定电路(42)令所述参考频率信号提供的参考频率与所述输入位准信号呈反比的线性变动。

8.根据权利要求1所述的变频式调压电路，其特征在于，所述升压单元(2)包含一取得所述输入电力(8)充电的充放电回路、一连接于所述充放电回路的开关元件(23)以及所述升压控制电路(21)，所述升压控制电路(21)依据所述参考频率产生一脉波信号以控制所述开关元件(23)的导通周期，通过所述开关元件(23)的导通周期以控制所述输入电力(8)对所述充放电回路的充放电时序。

9.根据权利要求8所述的变频式调压电路，其特征在于，所述升压控制电路(21)自所述电力转换单元(3)取得一反馈信号，并依据所述反馈信号调整所述脉波信号的空占比。

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