一种用于升压功率因数校正变换电路的控制电路及其方法技术

本申请公开了一种用于升压功率因数校正变换电路的控制电路及其方法。所述控制电路包括：峰值保持电路、锯齿波产生电路、第一比较器、逻辑单元、逻辑或非电路、电压转换单元、电压电流转化器、第一充电电容、充电开关、误差放大器、第二比较器、以及逻辑电路。采用所述控制电路的升压功率因数校正变换电路在实现PFC功能的同时减小了其在过零点附近的频率，从而保证了整体运行效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种开关电路，更具体地说，本专利技术涉及一种升压功率因数校正(PFC)变换电路及其方法。
技术介绍
升压PFC变换电路常常采用恒定导通模式。在该控制模式下，升压PFC变换电路在每个开关周期中，其开关在电感电流过零时被导通，并导通一固定时间。在该控制模式下，升压PFC变换电路运行于临界模式，从而减小开关损耗。然而，采用这种控制方式，升压PFC变换电路的开关频率在输入线电压过零时其峰值特别高，参见图1所示的现有升压PFC变换电路的电感电流IL和开关频率fsw的时序波形图。尤其在高的输入线电压和轻载状态下，效率将随着开关频率的变高而恶化。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种改进的用于升压功率因数校正变换电路的控制电路及其方法。为实现上述目的，本专利技术提出了一种用于升压功率因数校正变换电路的控制电路，所述升压功率因数校正变换电路接收交流输入信号、提供输出信号，所述升压功率因数校正变换电路包括整流单元、储能元件、第一功率开关开关、第二功率开关、提供表征流过储能元件电流过零情况的过零检测信号的过零检测器，所述控制电路包括：峰值保持电路，接收表征流过储能元件的电流的电流检测信号，产生表征流过储能元件的峰值电流的峰值保持信号；锯齿波产生电路，产生锯齿波信号；第一比较器，接收峰值保持信号、锯齿波信号和参考电平，所述第一比较器将峰值保持信号与锯齿波信号之和与参考电平进行比较，并根据比较结果产生比较信号；逻辑单元，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子耦接至第一比较器接收比较信号，第二输入端子接收过零检测信号，所述逻辑单元根据比较信号和过零检测信号产生死区时间信号；逻辑或非电路，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子耦接至逻辑单元的输出端子接收死区时间信号，第二输入端子接收过零检测信号，所述逻辑或非电路根据死区时间信号和过零检测信号产生置位信号；电压转换单元，接收固定电压和死区时间信号，产生转换电压；电压电流转化器，耦接至电压转换单元接收转换电压，并将转换电压转化为与之成比例的电流信号；第一充电电容和充电开关，并联耦接在电压电流转换器和参考地之间，所述充电开关的开关状态与第一功率开关的开关状态相反；误差放大器，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子接收表征输出信号的反馈信号，其第二输入端子接收电压参考信号，所述误差放大器将反馈信号和电压参考信号的差值放大并积分，在其输出端子产生补偿信号；第二比较器，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子接收第一充电电容两端的电压，其第二输入端子耦接至误差放大器的输出端子接收补偿信号，所述第二比较器比较第一充电电容两端电压和补偿信号的大小，并根据比较结果产生复位信号；逻辑电路，具有置位输入端子、复位输入端子和输出端子，其置位输入端子耦接至逻辑或非电路的输出端子接收置位信号，复位输入端子耦接至第二比较器的输出端子接收复位信号，所述逻辑电路基于所述置位信号和复位信号，在其输出端子产生开关控制信号，用以控制第一功率开关。为实现上述目的，本专利技术还提出了一种用于升压功率因数校正变换电路的方法，所述升压功率因数校正变换电路接收交流输入信号，提供输出信号，所述升压功率因数校正变换电路包括储能元件和功率开关，所述方法包括：采样流过所述储能元件或功率开关的电流，得到电流采样信号；提供表征流过所述储能元件电流过零情况的过零检测信号；对电流采样信号与锯齿波信号之和与参考电平进行比较，得到比较信号；响应所述比较信号和过零检测信号，得到死区时间信号；对所述死区时间信号和过零检测信号进行逻辑运算，得到置位信号；响应所述死区时间信号和固定电压，得到转换电压；将所述转换电压转化为与之成比例的电流信号；响应开关控制信号，在开关控制信号将所述功率开关导通时所述电流信号对第一充电电容进行充电，在开关控制信号将所述功率开关断开时将第一充电电容短接放电；产生表征输出信号的反馈信号；将反馈信号和电压参考信号的差值放大并积分，得到补偿信号；比较第一充电电容两端电压与补偿信号的大小，得到复位信号；响应所述置位信号和复位信号，得到所述开关控制信号，用以控制所述功率开关；其中所述转换电压与所述固定电压和死区时间信号的关系为：VDT=VR×(T-tH)T]]>其中VDT代表转换电压的电压值、VR代表固定电压的电压值、T代表死区时间信号的周期，tH代表死区时间信号在一个周期内的逻辑高电平时长。根据本专利技术各方面的上述用于升压PFC变换电路的控制电路及方法，保证了升压PFC变换电路的整体运行效率。附图说明图1示意性地示出了现有升压PFC变换电路的电感电流和开关频率的时序波形图；图2示意性地示出了根据本专利技术一实施例的升压PFC变换电路100；图3示意性地示出了根据本专利技术一个实施例的图2所示升压PFC变换电路100的控制电路107的电路结构示意图；图4示意性地示出了图3所示控制电路107中锯齿波信号Tsaw、死区时间信号SDT、过零检测信号ZCD、开关控制信号Tg、比较信号Sc、参考电平Vref和电流检测信号ICS的时序波形图；图5示意性地示出了图3所示控制电路107中标出各时间段的电流检测信号ICS、死区时间信号SDT和开关控制信号Tg时序波形图；图6示意性地示出了图1所示升压PFC变换电路100的开关频率fsw与流过储能元件102的电流I102的时序波形图；图7示出了根据本专利技术一实施例的锯齿波产生电路82的电路结构示意图；图8示出了根据本专利技术一个实施例的峰值保持电路81的电路结构示意图；图9示出了根据本专利技术又一个实施例的控制电路207的电路结构示意图；图10为根据本专利技术又一实施例的用于升压功率因数校正变换电路的方法的流程示意图200。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于升压功率因数校正变换电路的控制电路，所述升压功率因数校正变换电路接收交流输入信号、提供输出信号，所述升压功率因数校正变换电路包括整流单元、储能元件、第一功率开关、第二功率开关、提供表征流过所述储能元件电流过零情况的过零检测信号的过零检测器，所述控制电路包括：峰值保持电路，接收表征流过储能元件的电流的电流检测信号，产生表征流过储能元件的峰值电流的峰值保持信号；锯齿波产生电路，产生锯齿波信号；第一比较器，接收峰值保持信号、锯齿波信号和参考电平，所述第一比较器将峰值保持信号与锯齿波信号之和与所述参考电平进行比较，并根据比较结果产生比较信号；逻辑单元，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子耦接至第一比较器接收比较信号，第二输入端子接收过零检测信号，所述逻辑单元根据比较信号和过零检测信号产生死区时间信号；逻辑或非电路，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子耦接至逻辑单元的输出端子接收死区时间信号，第二输入端子接收过零检测信号，所述逻辑或非电路根据死区时间信号和过零检测信号产生置位信号；电压转换单元，接收固定电压和死区时间信号，产生转换电压；电压电流转化器，耦接至电压转换单元接收转换电压，并将转换电压转化为与之成比例的电流信号；第一充电电容和充电开关，并联耦接在电压电流转换器和参考地之间，所述充电开关的开关状态与第一功率开关的开关状态相反；误差放大器，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子接收表征输出信号的反馈信号，其第二输入端子接收电压参考信号，所述误差放大器将反馈信号和电压参考信号的差值放大并积分，在其输出端子产生补偿信号；第二比较器，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子接收第一充电电容两端的电压，其第二输入端子耦接至误差放大器的输出端子接收补偿信号，所述第二比较器比较第一充电电容两端电压和补偿信号的大小，并根据比较结果产生复位信号；逻辑电路，具有置位输入端子、复位输入端子和输出端子，其置位输入端子耦接至逻辑或非电路的输出端子接收置位信号，复位输入端子耦接至第二比较器的输出端子接收复位信号，所述逻辑电路基于所述置位信号和复位信号，在其输出端子产生开关控制信号，用以控制第一功率开关。...

【技术特征摘要】
2013.12.20 CN 20131071427041.一种用于升压功率因数校正变换电路的控制电路，所述升压功率
因数校正变换电路接收交流输入信号、提供输出信号，所述升压功率因
数校正变换电路包括整流单元、储能元件、第一功率开关、第二功率开
关、提供表征流过所述储能元件电流过零情况的过零检测信号的过零检
测器，所述控制电路包括：
峰值保持电路，接收表征流过储能元件的电流的电流检测信号，
产生表征流过储能元件的峰值电流的峰值保持信号；
锯齿波产生电路，产生锯齿波信号；
第一比较器，接收峰值保持信号、锯齿波信号和参考电平，所述
第一比较器将峰值保持信号与锯齿波信号之和与所述参考电平进行比
较，并根据比较结果产生比较信号；
逻辑单元，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第
一输入端子耦接至第一比较器接收比较信号，第二输入端子接收过零
检测信号，所述逻辑单元根据比较信号和过零检测信号产生死区时间
信号；
逻辑或非电路，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，
其第一输入端子耦接至逻辑单元的输出端子接收死区时间信号，第二
输入端子接收过零检测信号，所述逻辑或非电路根据死区时间信号和
过零检测信号产生置位信号；
电压转换单元，接收固定电压和死区时间信号，产生转换电压；
电压电流转化器，耦接至电压转换单元接收转换电压，并将转换
电压转化为与之成比例的电流信号；
第一充电电容和充电开关，并联耦接在电压电流转换器和参考地
之间，所述充电开关的开关状态与第一功率开关的开关状态相反；
误差放大器，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其
第一输入端子接收表征输出信号的反馈信号，其第二输入端子接收电
压参考信号，所述误差放大器将反馈信号和电压参考信号的差值放大
并积分，在其输出端子产生补偿信号；
第二比较器，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其
第一输入端子接收第一充电电容两端的电压，其第二输入端子耦接至
误差放大器的输出端子接收补偿信号，所述第二比较器比较第一充电
电容两端电压和补偿信号的大小，并根据比较结果产生复位信号；
逻辑电路，具有置位输入端子、复位输入端子和输出端子，其置
位输入端子耦接至逻辑或非电路的输出端子接收置位信号，复位输入
端子耦接至第二比较器的输出端子接收复位信号，所述逻辑电路基于
所述置位信号和复位信号，在其输出端子产生开关控制信号，用以控
制第一功率开关。
2.如权利要求1所述的控制电路，其中所述峰值保持电路包括：
运算放大器，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其
第一输入端子接收所述电流检测信号；
二极管，具有阳极端和阴极端，其阳极端耦接至运算放大器的输
出端子，阴极端耦接至运算放大器的第二输入端子；
采样保持电阻，耦接在二极管的阴极端和参考地之间；
采样保持电容，耦接在二极管的阴极端和参考地之间；其中采样
保持电容两端的电压为所述峰值保持信号。
3.如权利要求1所述的控制电路，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林思聪，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51