專利名稱：補償超前功率因數的功率因數校正電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及功率因數校正，且更具體來說，涉及補償超前功率因數的功率因數校正電路和方法。
背景技術：
現代電信電源系統利用電力供應器來獲得操作與電信電源系統結合使用的電負載或裝置所需的較高輸入功率。這些電負載可影響電路的性能。因此，負載的功率因數因會影響效率和費用，而牽涉到電功率的發生、傳輸、分布和消耗。舉例來說，非單位量或非接近單位量的功率因數可增加操作成本和/或裝置成本(例如，增加補償非單位功率因數所需的硬件組件的電流和數量將抬高操作和裝置成本)。電負載的功率因數定義為施加到負載的視在功率與負載所吸收的實際功率之間的比率。功率因數與由負載引出的電流與施加到負載的電壓之間的相移有關。如果引出的 電流與施加的電壓同相，并且具有與施加的電壓相同的波形，那么電流波形與電壓波形“同相”，且功率因數等于(或近似等于)單位量或“1”，并且負載是電阻。當功率因數為“I”或接近“I”時，由電源供應的所有(或實質上所有)能量都被負載消耗。功率因數為“I”或接近“I”將提供能量效率益處。舉例來說，傳輸系統中需要接近于單位量的功率因數來減少傳輸損失。當負載是電阻時，負載將在不同的循環部分期間存儲能量并釋放能量。所述能量的存儲和釋放可引起電流波形移位，由此使電流波形相對于電壓波形偏移，或與電壓波形“異相”。如果電壓波形與電流波形異相和/或具有不同波形，那么功率因數可小于“I”。功率因數一般描述為“超前”或“滯后”。對于超前功率因數，電流波形超前于電壓波形。對于滯后功率因數，電流波形滯后于電壓波形。功率因數校正是調整產生超前或滯后功率因數的電負載的特性的方法。所述調整將嘗試使功率因數為單位量或接近單位量。在一個實例中，功率因數校正嘗試使交流電電源電路的功率因數盡可能接近“1”，并且可通過供應具有反極性的無功功率或添加例如電容器或電感器等可操作或消除負載的電感或電容效應的組件來實現。常規的電力供應器，例如額定高于某一功率水平的電力供應器，可使用功率因數校正電路，其可使功率因數校正(PFC)電流與線電壓同相。然而，常規的電力供應器會因位于PFC前面的電磁干擾(EMI)電容器而顯示超前功率因數。在一些例子中，電力供應器產生超前功率因數，其可能不適用于無法支持超前功率因數的各種裝置，例如發生器。舉例來說，當使用發生器時，由發生器為負載供電的電力供應器也會產生超前功率因數。歸因于超前功率因數，發生器將會超出規格，并且可能發生故障，或可能需要停機以防止系統故障或其它問題。此外，非線性負載除初始或輸電線交流電外還可產生諧波電流。已經利用例如濾波器或有源功率因數校正等技術來解決每一交流電循環的電流需求，以減少所生成的諧波電流。然而，由于簡易的電容器或電感器無法消除諧波電路，故這一方法很難實施。
實用新型內容本文中提供的簡化概述將幫助基本或大體上了解以下較為詳細的描述和所附圖式中的示范性、非限制性實施方案的各個方面。然而，這一概述不打算作為廣泛或詳盡的綜述。相反，這一概述的唯一目的是以簡化的形式提供有關一些示范性非限制性實施方案的一些觀念，作為下文對于各種實施方案的較為詳細的描述的序言。一方面涉及一種電力供應器，其包括諧波發生器組件。諧波發生器組件包括濾波器組件，其經配置以接收整流電壓和功率因數校正電流。濾波器組件也經配置以阻斷直流電分量。諧波發生器組件還包括積分器組件，其經配置以接收來自濾波器組件的交流電分量。積分器組件也經配置以產生諧波，所述諧波使功率因數校正電流的角度由超前功率因數變為近似單位功率因數或滯后功率因數。另一方面涉及一種方法，其包括供應輸入電壓和電流，并產生具有超前功率因數的輸出電壓。所述方法也包括將諧波電壓注入輸出電壓中，并隨著諧波電壓的注入，超前功率因數變成近似單位功率因數或滯后功率因數。另一方面涉及一種系統，其包括耦接到電源的功率因數升壓轉換器(boostconverter) 0所述功率因數升壓轉換器將產生超前功率因數。根據超前功率因數，電流波形將超前于電壓波形。所述系統也包括以操作方式附接到功率因數升壓轉換器的電壓控制器。電壓控制器經配置以接收來自功率因數升壓轉換器的基準輸出電壓和實際輸出電壓。所述系統中還包括以操作方式附接到電壓控制器的諧波組件。所述諧波組件經配置以在電壓控制器中添加諧波電壓，以補償超前功率因數。諧波使電流波形滯后于電壓波形。下文將更為詳細地描述這些和其它實施方案。

各種非限制性實施方案將參照所附圖式進一步描述，在圖式中圖I說明根據一方面的經配置以補償超前功率因數的示范性電力供應器；圖2說明根據一方面的電力供應器的另一實施方案；圖3說明示范性功率因數校正升壓轉換器，其可包括在電力供應器單元中；圖4說明可由圖3的功率因數校正升壓轉換器產生的示范性電力供應器波形的示意圖；圖5說明不補償超前功率因數的功率因數校正控制框圖；圖6A說明根據一方面的經配置以補償超前功率因數的功率因數校正控制框圖的
第一實施方案；圖6B說明根據一方面的經配置以補償超前功率因數的功率因數校正控制框圖的
第二實施方案；圖7說明根據一方面的二次諧波發生器；圖8說明根據一方面在添加二次諧波之前和之后的示范性功率因數校正電流波形；圖9說明根據一方面在添加二次諧波之前和之后的示范性線電流波形；圖10說明根據一方面的示范性交流電線電壓波形和電流波形；[0025]圖11說明根據一方面的補償超前功率因數的方法；圖12說明根據一方面的補償超前功率因數的另一方法；以及圖13說明根據一方面的用于執行功率因數校正以補償超前功率因數的另一方
法。
具體實施方式
電力供應器一般被用于向一個或一個以上電力裝置或負載供電。然而，利用功率因數校正的常規電力供應器可產生超前功率因數，其不適用于例如發生器等各種裝置。本文揭示的各種方面提供一種電力供應器，其產生單位功率因數(例如，在電流波形與電壓波形之間無超前功率角或具有零功率角)、近似單位功率因數(在電流波形與電壓波形之間實質上無超前功率角或具有近似為零的功率角)或滯后功率因數(例如電流波形滯后于電壓波形)。所產生的功率因數(零、近似為零或滯后)可隨負載狀況而變。本文中還提供補償超前功率因數并且適用于各種裝置(包括發生器)的若干方法，所述超前功率因數可由功率因數校正(PFC)升壓轉換器的電磁干擾(EMI)濾波器產生或因其它情況產生。具體說來，如下文所論述，提供一種系統，其包括耦接到電源的功率因數升壓轉換器。電力供應器產生超前功率因數，其中電流波形超前于電壓波形。所述系統也包括以操作方式附接到功率因數升壓轉換器的電壓控制器。電壓控制器經配置以接收來自功率因數升壓轉換器的基準輸出電壓和實際輸出電壓。所述系統中還包括諧波組件，其以操作方式附接到電壓控制器，并經配置以添加諧波電壓到輸出電壓以補償超前功率因數。諧波電壓使電流波形滯后于電壓波形。根據一些方面，諧波組件經配置以通過根據負載的情況產生近似為零的功率因數或滯后功率因數來補償超前功率因數。在一方面中，諧波組件耦接于功率因數升壓轉換器電路與電壓控制器之間?；蛘?，根據一方面，諧波組件耦接于電壓控制器與電流控制器之間。本文中揭示一種電力供應器，其包含諧波發生器組件，其可按操作方式耦接于輸入源(例如來自前一級電力供應器的輸出電壓)與電壓控制組件之間，或可按操作方式耦接于電壓控制組件與電流控制器之間。諧波發生器組件包括濾波器組件和積分器組件。濾波器組件經配置以接收整流電壓和功率因數校正電流。濾波器組件也經配置以阻斷直流電分量。積分器組件經配置以接收來自濾波器組件的交流電分量并產生諧波，所述諧波將使功率因數校正電流的角度由超前功率因數變為單位功率因數或滯后功率因數。根據一些方面，濾波器組件經配置以將交流電瞬時功率的交流電信號傳到積分器組件。在一個方面中，電力供應器還包括配置以接收輸出電壓的電壓控制組件和經配置以提供閉環占空比的電流控制器；其中諧波發生器組件以操作方式耦接到電壓控制組件。根據一些方面，電力供應器包括修改組件，其經配置以減小諧波的比例因數，從而使線電流具有正弦波形。在一些方面中，積分器組件經配置以從輸出功率獲得諧波=V2nd = -VtjutUsir^ cot，其中V2nd是諧波電壓，Vtjut是輸出電壓，iwt是輸出電流，且《是交流電線路的角頻率。本實用新型的各種方面或特征已經參照圖式執行描述。在本實用新型中將陳述很多具體細節，以便充分地理解本實用新型。然而，很明顯，所揭示的主題內容可在沒有這些具體細節的情況下，或利用其它方法、組件、材料等實施。在其它例子中，將以框圖的形式顯示眾所周知的結構和裝置以幫助描述本實用新型。[0032]首先參看圖1，圖中說明根據一方面的示范性電力供應器100，其經配置以補償超前功率因數。舉例來說，電力供應器可經配置以將諧波(有時稱為二次諧波)添加到電力供應器的功率因數校正電路的電壓控制中。如本文中所用，諧波或二次諧波表示AC線路頻率的兩倍。添加的諧波可將超前功率因數變成滯后功率因數，或變成單位量或接近單位量的功率因數。舉例來說，在添加諧波之前，電流波形可超前于電壓波形。然而，在添加諧波后，電流波形滯后于電壓波形，或與電壓波形同相。電力供應器100中包括諧波發生器組件102，其包括濾波器組件104和積分器組件106。諧波發生器組件102可放入電力供應器中，在電壓控制級之前或在電壓控制級之后。諧波發生器組件的放置可隨設計考慮(包括裝置尺寸或裝置布置)而變化。濾波器組件104經配置以接收整流電壓Vd,和功率因數校正電流ipf。。舉例來說，可從與電力供應器100相連的功率因數校正電路接收整流電壓Vtt和功率因數校正電流ipf。， 下文將進一步詳細地論述。濾波器組件104也經配置以阻斷直流電分量。根據一些方面，濾波器組件104經配置以將交流電瞬時功率的交流電信號傳到積分器組件106。在一些方面中，濾波器組件104是高通濾波器。積分器組件106經配置以接收來自濾波器組件104的交流電分量，其中直流電分量被濾波器組件104阻斷。積分器組件106還經配置以產生諧波，所述諧波將使功率因數校正電流的角度由超前功率因數變為近似單位功率因數或滯后功率因數。根據一些方面，積分器組件106經配置以從輸出功率獲得諧波V2nd = -VtjutUsir^ cot，其中V2nd是諧波電壓，Vout是輸出電壓，iout是輸出電流，且《是AC線路的角頻率。圖2說明根據一方面的電力供應器200的另一實施方案。與上一圖類似，電力供應器200包括諧波發生器組件202。根據一方面，諧波發生器組件202包括濾波器組件(例如，圖I的濾波器組件104)和積分器組件(例如，圖I的積分器組件106)。諧波發生器組件202經配置以將諧波電壓(例如二次諧波電壓)注入輸出電壓Vwt中。電力供應器200中還包括電壓控制組件204，其經配置以接收例如來自功率因數升壓轉換器的輸出電壓Vwt。電力供應器200中還包括電流控制組件206。電流控制器206經配置以提供閉環占空比。在一個方面中，電壓控制組件204經配置以將線電流的量值提供給電流控制組件206。如所說明，諧波發生器組件202是以操作方式耦接到電壓控制器204。根據一些方面，電壓控制器204是單比例積分控制器。根據一方面，諧波發生器組件202以操作方式耦接于電源208與電壓控制器204之間，以連接器210說明。根據一些方面，諧波發生器組件202以操作方式耦接于電壓控制器204與電流控制器206之間，由連接器212說明。在一些方面中，功率因數校正電流ipf?？稍谔砑又C波后畸變。在此情況下，修改組件214經配置以減小由諧波發生器組件202產生的諧波的比例因數。減小比例因數可使線電流具有正弦波形。為提供有關所揭示的方面的情形，圖3說明示范性功率因數校正(PFC)升壓轉換器300，其可包括在電力供應器單元(PSU)(例如圖I的電力供應器100、圖2的電力供應器200)中。應注意，也可以利用各種拓撲結構(topology)，包括升壓轉換器和降壓轉換器(buck converter)。為簡單起見,本文中論述升壓轉換器。[0042]PFC升壓轉換器300是按產生超前功率因數的方式配置，其中電流波形超前于電壓波形。如先前所論述，產生超前功率因數的電力供應器可能不適于一些裝置或負載(例如發生器)。PFC升壓轉換器300中包括電磁干擾(EMI)濾波器302，其耦接橫過交流電(AC)線電壓Vs。AC輸入的線電流is在EMI濾波器302處分成EMI電流iemi和PFC電流ipf。。EMI濾波器302包括EMI濾波電容器Cemi 304。在PFC電路前面的EMI濾波器302可包括數個電容器，并且也可包括一個或一個以上共模扼流圈(common mode choke)。共模扼流圈可用于幫助降低來自電力供應器線路的EMI的量，并且可通過差動電流(值相同但極性相反)，同時阻斷共模電流。PFC升壓轉換器300中還包括與EMI濾波器302并聯耦接的橋式整流器 306。圖4說明可由圖3的PFC升壓轉換器300產生的示范性電力供應器波形400的示意圖。水平軸402表示時間，且垂直軸404表示量值。在水平軸402之上的波形部分表示 正量值，且在水平軸402之下的波形部分表示負量值。圖3的PFC升壓轉換器產生的四種不同波形為AC線電壓vs，406 ;AC線電流is，408 ；EMI電容器電流iemi，410 JPPFC電流ipfe，412。如所示，AC線電流is，408超前于AC線電壓vs，406，此稱為超前功率因數。如圖3中所說明，線電流定義為is = ipfc+iemi等式 I。如從圖4中可看出，PFC電流ipfe，412與線電壓Vs，406幾乎一致，這可為PFC升壓轉換器300的結果。然而，EMI電容器電路iemi，410引起線電流is，408，超前于線電壓vs，406，如先前所提到的，這可能不適用于一些裝置。圖5說明不補償超前功率因數的功率因數校正(PFC)控制框圖500。如所示，PFC控制框圖500包含內部電流控制環和外部電壓環。具有此類PFC控制的電力供應器主要因在PFC前面的EMI電容器而顯示超前功率因數。電壓控制器502經配置以將電壓輸出Vwt維持在恒定或接近恒定的電壓水平。表示復共軛。電壓控制器502的輸出可含有諧波，這些諧波實際上可為正弦的。可視為擾動的整流電壓U皮添加到電路中。功率因數校正電路ipf。受電流控制器504控制。根據負載狀況，可從電流控制器504獲得閉環占空比Dpi，其可含有少量變化。所說明的PFC控制框圖500不補償超前功率因數，且因此可能不適于所有負載。圖6A說明根據一方面的經配置以補償超前功率因數的PFC控制框圖600的第一實施方案。如所說明，類似于圖5，電壓控制器602經配置以將電壓輸出Vrat維持在恒定或接近恒定的電壓水平，并因此執行電壓控制。電壓控制器602經配置以接收基準輸出電壓V*wt和實際輸出電壓Vtjut。整流電壓Vt被添加到電路中，且功率因數校正電流ipf。和基準功率因數校正電流i*pf。被添加并輸入到電流控制器604中。舉例來說，電壓控制器602可決定線電流的量值，并將有關線電流量值的信息提供給電流控制器604。閉環占空比Dpi是從電流控制器604獲得。所述PFC控制框圖600的第一實施方案將通過在電壓控制后引入二次諧波組件V2nd，來補償超前功率因數。“a”表示比例因數。根據一些方面，比例因數是由另一控制器實施，例如比例積分(PI)控制器，或補償器，或可提供比例因數的另一組件。因此，在本實施方案中，二次諧波組件是以操作方式連接于電壓控制器602與電流控制器604之間。[0051]根據圖6B中說明的PFC控制框圖606的第二實施方案，二次諧波組件V2nd可添加到電路中在電壓控制器之前。因此，在本實施方案中，二次諧波組件是以操作方式連接于電壓源(例如產生具有超前功率因數的輸出電壓的前一級電力供應器)與電壓控制器602之間。二次諧波組件的位置不會影響PFC電流。舉例來說，無論二次諧波組件是放在電壓控制器602前面，還 是在電壓控制器之后，PFC電流實質上相同。通過將二次諧波組件V2nd注/APFC的電壓控制器中，電力供應器可將超前功率因數變成滯后功率因數。根據一些方面，電力供應器可將超前功率因數變為單位或近似單位(例如零或接近零)功率因數。如所論述，二次諧波組件可添加到PFC的電壓控制器之前或之后。二次諧波可以數種不同的方式獲得。根據一方面，可在僅AC輸入瞬時功率的AC分量通過且積分器產生二次諧波的情況下獲得二次諧波。根據另一方面，獲得二次諧波的另一方式是來自輸出功率V2nd = -Voutioutsin2wt等式 2。其中V2nd是諧波電壓，Vout是輸出電壓，iout是輸出電流，且《是AC線路的角頻率。舉例來說，如由圖7的二次諧波發生器700所說明，整流電壓Vdr和PFC電流ipfc(都具有正弦波形)被輸入高通濾波器702中。根據一方面，高通濾波器702可經配置以阻斷直流電。積分器704經配置以改變波形的角度。根據一些方面，積分器704經配置以例如通過將電流波形移位到左側來使波形發生相移，由此使電流波形滯后于電壓波形，或與電壓波形同相(或接近同相)。圖8說明根據一方面在添加二次諧波之前和之后的示范性PFC電流波形800。如所示，在二次諧波V2nd，806添加到控制框圖中之前，PFC電流ipfe,befOTe，802與線電壓vs，804同相。在添加二次諧波V2nd，806之后，PFC電流ipfe,aftCT，808畸變，但基波PFC電流Ipfel, 810延遲0&吻，812。在添加EMI電容器電流后，總AC線電流可滯后于線電壓，或在一些方面中，AC電壓與電流之間的功率角與零極為接近。圖9說明根據一方面在添加二次諧波之前和之后的示范性線電流波形900。如所示，線電流is,befOTe，902與線電壓vs，904同相。在添加二次諧波后，線電流is,aftOT，906發生畸變。如果線電流畸變具有意義，那么可通過降低二次諧波的比例因數a (例如通過反饋控制)使線電流更接近于正弦波形。圖10說明根據一方面的示范性AC線電壓波形和電流波形。圖中顯示源電壓vs，1000的波形。還顯示在添加二次諧波is,befOTe，1002之前的電流(超前功率因數)和在添加二次諧波is, after, 1004后的電流(滯后功率因數)。如所示，電力供應器的AC功率因數變得滯后或接近于零。圖11說明根據一方面的補償超前功率因數的方法1100。方法1100經配置以將超前于電壓波形的電流波形的角度變成滯后于電壓波形或與電壓波形實質上一致的電流波形。在1102處，當將輸入電壓供應到功率因數校正升壓轉換器時，方法1100開始。輸出電壓由PFC轉換器調節。在1104處，將諧波電壓注入輸出電壓控制器中。根據一些方面，注入諧波電壓包括在將電壓控制施加于輸出電壓之前添加諧波電壓。根據其它方面，注入諧波電壓包括在將電壓控制施加于輸出電壓之后添加諧波電壓。在1106處，超前功率因數隨著諧波電壓注入而變成近似單位功率因數或滯后功率因數。圖12說明根據一方面的補償超前功率因數的另一方法。在1202處，將輸入電壓供應到功率因數校正升壓轉換器或不同類型的轉換器。功率因數校正升壓轉換器可產生具有超前功率因數的輸出電壓。在1204處，將諧波電壓注入輸出電壓中(或注入到輸出電壓控制器)。在1206處，根據一些方面，注入諧波電壓可包括過濾交流輸入瞬時功率的交流電信號。在1208處，電流波形發生相移，由此改變電流波形的角度以促進功率因數的改變。在1210處，根據一些方面，超前功率因數變成滯后功率因數或近似單位功率因數。根據一些方面，改變超前功率因數包括在1212處將電流波形調整成與電壓波形實質上同相。圖13說明根據一方面的用于執行功率因數校正以補償超前功率因數的另一方法。在1302處，將輸入電壓供應到功率因數校正升壓轉換器并產生具有超前功率因數的輸出電壓。在1304處，將諧波電壓注入輸出電壓控制器中。根據一方面，注入諧波電壓包括 在1306處，從輸出功率獲得諧波電壓V2nd = -VwtUsir^ cot，其中V2nd是諧波電壓，Vtjut是輸出電壓，Lut是輸出電流，且《是交流電線路的角頻率。根據一些方面，功率因數校正電流與線電壓同相。此外，在此替代性方面中，所述方法包括在1308處，使功率因數校正電流發生畸變，以及在1310處，延遲基波功率因數校正電流。在1312處，超前功率因數隨著諧波電壓注入而變成近似為零的功率因數或滯后功率因數。根據一些方面，改變超前功率因數包括在1314處，產生線電流畸變，以及在1316處，減小諧波電壓的比例因數以減少線電流畸變。本實用新型全文中提到的“一方面”或其類似表述是指，結合所述方面描述的特定特征、結構或特性包括在至少一個方面中。因此，在本實用新型全文各處中出現的短語“在一個方面中”或其類似表述未必都是指同一方面。此外，特定特征、結構或特性可按任何適合的方式組合在一個或一個以上方面中。如本實用新型中所用，術語“組件”、“系統”等一般意圖指與計算機相關的實體，SP硬件(例如電路)、硬件與軟件的組合、軟件或執行中的軟件，或與具有一種或一種以上特定功能的操作機器有關的實體。舉例來說，組件可為(但不限于)在處理器(例如數字信號處理器)上運行的工藝、處理器、對象、可執行文件、執行線程、程序和/或計算機。借助說明，在控制器上運行的應用軟件和控制器都可為組件。一個或一個以上組件可駐留在工藝和/或執行線程內，且組件可位于一個計算機上和/或分布于兩個或兩個以上計算機之間。此外，本文中使用的詞語“實例”或“示范性”是指用作實例、例子或說明。本文描述為“示范性”的任何方面或設計未必解釋為優于或勝過其它方面或設計。相反，使用詞語“實例”或“示范性”意圖以明確的方式提供觀念。如本實用新型中所用，術語“或”意圖指包涵性的“或”而非獨占性的“或”。也就是說，除非另作具體說明或從上下文中顯而易見，否則“X使用A或B”意圖指自然包涵性排列中的任一者。也就是說，如果X使用A ；X使用B ;或X使用A和B，那么“X使用A或B”滿足前述任一情形。此外，除非另作具體說明，或從上下文顯而易見針對單數形式，否則本實用新型和所附權利要求中使用的冠詞“一個(種)”一般應解釋為是指“一個(種)或一個(種)以上”。此外，“耦接”一詞在本文中用于指直接或間接電耦接或機械耦接。本文所述的系統和工藝可在例如單一集成電路(IC)芯片、多個1C、專用集成電路(ASIC)等硬件內具體化。此外，在每一工藝中出現的一些或所有工藝框的次序不應視為限制性的。相反，應了解，一些工藝框可按本文中未說明的多種次序執行。鑒于上述示范性系統，也可參照各圖式的流程圖理解可根據所述主題內容實施的方法。盡管出于簡潔說明的目的，方法被顯示和描述為一系列框，但應了解和理解，各種實施方案不受框次序的限制，因為一些框可按與本文所描繪和描述的其它框不同的次序出現和/或與其同時出現。在經由流程圖說明非連續性或分支的流程時，可理解實現相同或相似結果的各種其它分支、流程路徑和框次序都可實施。此外，未必需要所說明的所有框來實施下文所述的方法。上文描述過的內容包括所揭示的各方面的實施方案的實例。當然，不可能描述每一可能想到的組件或方法的組合來達到描述所主張的主題內容的目的，但應理解，所揭示各方面的許多其它組合和排列也是可能的。因此，所主張的主題內容意圖包含在所附權利 要求的精神和范圍內的所有此類變化、修改和變更。此外，上文對所說明的本實用新型各個方面的描述(包括摘要中所述的內容)并不意圖為詳盡的或將所揭示的各方面局限于所揭示的精確形式。盡管本文中出于說明的目的描述了特定方面和實例，但相關領域技術人員可認識到，認為在所述方面和實例的范圍內的各種修改都是可能的。具體說來，對于由上文所述組件、裝置、電路、系統等執行的各種功能，除非另作指示，否則用于描述這些組件的術語意圖對應于執行所述組件的指定功能的任何組件(例如功能等效物)，即使結構上與在所主張的主題內容的本文所說明的示范性方面中執行功能的所揭示的結構不同。就這一點來說，也應認識到，革新包括用于執行所主張主題內容的各種方法的一些動作和/或事件的系統以及具有用于執行所主張主題內容的各種方法的一些動作和/或事件的計算機可執行指令的計算機可讀存儲媒體。上文提到的系統、電路、模塊等已經關于數個組件和/或框之間的相互作用執行描述。可理解，這些系統、電路、組件、框等可包括根據前述各種排列和組合的組件或指定的子組件，一些指定的組件或子組件，和/或其它組件。子組件也可以按通信方式耦接到未包括在母組件(分等級)內的其它組件的組件形式實施。此外，應注意，一個或一個以上組件可組合成單一組件以提供聚合功能，或分成數個子組件，并且可提供一個或一個以上中間層(例如管理層)以按通信方式耦接到所述子組件以便提供整合的功能。本文所述任何組件還可與本文中未特別描述但所屬領域技術人員已知的一個或一個以上其它組件相互作用。此外，盡管已經關于數個實施方案中的僅一個實施方案揭示了所揭示各方面的特定特征，但當任何既定或特定應用需要且有益于任何既定或特定應用時，這些特征可與其它實施方案的一個或一個以上其它特征組合。另外，就在實施方式或權利要求中使用術語“包括”、“具有”、“含有”、其變化形式和其它類似詞語來說，這些術語意圖為包涵性的，包涵的方式類似于作為開放式連結詞同時不排除任何額外或其它要素的術語“包含”。
權利要求1.一種補償超前功率因數的功率因數校正電路，其包含 諧波發生器組件，其包含 濾波器組件，其經配置以接收整流電壓和功率因數校正電流且經配置以阻斷直流電分量；和 積分器組件，其經配置以從所述濾波器組件接收交流電分量且經配置以產生諧波，所述諧波使所述功率因數校正電流的角度由超前功率因數變為近似單位功率因數或滯后功率因數； 其中所述濾波器組件經配置以將交流電瞬時功率的交流電信號傳到所述積分器組件。
2.根據權利要求I所述的功率因數校正電路，其進一步包含電壓控制組件，其經配置以接收輸出電壓并將線電流的量值提供給電流控制組件，其中所述電流控制組件經配置以提供閉環占空比；且其中所述諧波發生器組件以操作方式耦接到所述電壓控制組件。
3.根據權利要求2所述的功率因數校正電路，其中所述諧波發生器組件以操作方式耦接于輸入源與所述電壓控制組件之間。
4.根據權利要求2所述的功率因數校正電路，其中所述諧波發生器組件以操作方式耦接于所述電壓控制組件與所述電流控制組件之間。
5.根據權利要求3或4所述的功率因數校正電路，其進一步包含修改組件，其經配置以減小所述諧波的比例因數，從而使線電流具有正弦波形。
6.一種補償超前功率因數的功率因數校正電路，其包含 功率因數升壓轉換器，其耦接到電源，其中所述功率因數升壓轉換器產生超前功率因數，其中電流波形超前于電壓波形； 電壓控制器，其以操作方式附接到所述功率因數升壓轉換器且經配置以接收來自所述功率因數升壓轉換器的輸出電壓；和 諧波組件，其以操作方式附接到所述電壓控制器且經配置以將諧波電壓添加到所述輸出電壓，以補償所述超前功率因數，其中所述諧波電壓使所述電流波形滯后于所述電壓波形； 其中所述諧波組件經配置以通過根據負載狀況產生近似為零的功率因數或滯后功率因數來補償所述超前功率因數。
7.根據權利要求6所述的功率因數校正電路，其中所述諧波組件耦接于所述功率因數升壓轉換器與所述電壓控制器之間。
8.根據權利要求6所述的功率因數校正電路，其中所述諧波組件耦接于所述電壓控制器與電流控制器之間。
專利摘要本實用新型各方面涉及利用功率因數校正來補償主要由在功率因數校正級前面的電磁干擾EMI電容器所產生的超前功率因數。提供一種包括功率因數校正電路的電力供應器，所述功率因數校正電路包括二次諧波發生器組件。所述二次諧波發生器組件包括濾波器組件和積分器組件。所述濾波器組件經配置以接收整流電壓和功率因數校正電流，并阻斷直流電分量。所述積分器組件經配置以接收來自所述濾波器組件的交流電分量并產生諧波，所述諧波將所述功率因數校正電流的角度由超前功率因數變為單位功率因數或滯后功率因數。
文檔編號H02M1/42GK202565156SQ20112051379
公開日2012年11月28日 申請日期2011年12月1日 優先權日2011年8月17日
發明者金賢祥 申請人:谷歌公司