功率因数校正电路制造技术

一种功率因数校正(PFC)电路，包括振荡电路，振荡电路接收指示零电流条件的波谷检测信号，根据PFC电路的工作周期来确定消隐时间，并且根据波谷检测信号和消隐时间确定是否开启工作周期。确定消隐时间包括根据PFC电路的工作周期数选择多个预定消隐时间中的一个。PFC电路可以在边界导通模式或非连续导通模式下工作，取决于充电‑放电时段是否长于消隐时间。PFC电路可以根据其输出电压确定充电时段的第一持续时间，根据之前的工作周期的零电流时间来确定延迟时间，并且使充电时段的第一持续时间延长该延迟时间。

Power factor correction circuit

【技术实现步骤摘要】
功率因数校正电路相关申请的交叉引用本申请要求2016年8月19日提交的美国临时申请No.62/377,292的优先权，该临时申请通过引用的方式全文并入本文。
本公开大体上涉及电子电路，并且更特别地涉及用于为负载提供功率因数校正(PFC)的电子电路。
技术介绍
当在交流(AC)电源上的负载不是线性负载(即，该负载是非线性负载)时，从AC电源引出的电流可能会与AC电源的电压异相。纯电阻负载是线性负载。具有储能构件(诸如电感或电容)的负载可能是非线性负载。在AC电源的周期过程中不规则地吸取功率的负载，诸如整流器或开关电源(SMPS)，可能是非线性负载。与电流和电压同相的情形相比，当由非线性负载从AC电源中引出的电流与AC电源的电压异相时，从AC电源引出的电流(按平均来说)将会更高。这会导致功率浪费以及在AC电源中发生损坏。由负载从AC电源中引出的电流与AC电源的电压同相的程度可以被表示为负载的功率因数(PF)。理想的线性负载具有为1的PF，而非线性负载具有小于1的PF。PFC电路可以被设置于AC电源和负载之间。PFC电路工作以通过使从AC电源中引出的电流的相位保持为接近于AC电源的电压的相位来为AC电源给出接近于1的PF(例如，0.98)，即使由负载引出的电流的相位是异相的或不规则的。最好是PFC电路可在由负载引出的电流变化时并且在AC电源的电压变化时保持高水平的效率。最好是PFC电路可使AC电源不会受到从AC电源引出的电流的毛刺或其它畸变的影响。
技术实现思路
实施例包括包含振荡电路的功率因数校正(PFC)电路。振荡电路接收指示零电流条件的波谷检测信号(valleydetectsignal)，根据PFC电路的工作周期来确定消隐时间，并且根据波谷检测信号和消隐时间来决定是否开启PFC电路的工作周期。在一种实施例中，确定消隐时间包括确定与PFC电路的工作周期数对多个预定消隐时间的基数的求模结果对应的计数N，并且确定该消隐时间为多个预定消隐时间中的第N个预定消隐时间。在实施例中，该多个预定消隐时间的基数为2。在一种实施例中，当工作周期的充电-放电时段的持续时间长于消隐时间时，PFC电路在边界导通模式(BoundaryConductionMode)(BCM)下工作，并且当工作周期的充电-放电时段的持续时间短于消隐时间时，在非连续导通模式(DiscontinuousConductionMode)(DCM)下工作。在一种实施例中，PFC电路还包含用于根据PFC电路的输出电压来确定工作周期的充电时段的第一持续时间的第一反馈回路，以及用于根据之前的一个或多个工作周期的零电流时间来确定延迟时间并且使充电时段的第一持续时间延长该延迟时间的第二反馈回路。在一种实施例中，第一控制信号由第一反馈回路生成并且具有针对与第一持续时间对应的持续时间被断言(assert)的第一脉冲，而PFC电路还包括包含于第二反馈回路内的断开延迟电路。断开延迟电路接收第一控制信号，响应于第一控制信号的断言而立即断言第二控制信号，并且在延迟时间之后响应于第一控制信号的取消断言而取消断言第二控制信号。在一种实施例中，当PFC电路在BCM下工作时，延迟时间为零，并且当PFC电路在DCM下工作时，大于零。在一种实施例中，振荡电路在前一工作周期的消隐时间已经到期之后响应于指示零电流条件的波谷检测信号而决定开启工作周期。在一种实施例中，在工作周期开启时，消隐时间开始。实施例包括功率因数校正(PFC)电路，包含：用于根据所感测电流来生成电流感测信号的电流感测电路，用于使用电流感测信号来生成波谷检测信号的零电流检测电路，以及振荡电路。振荡电路接收波谷检测信号，根据PFC电路的工作周期从多个预定消隐时间当中确定消隐时间，并且根据波谷检测信号和消隐时间生成接通触发信号。PFC电路还包含用于根据PFC电路的输出电压来确定门控信号(gatecontrolsignal)的第一持续时间的第一反馈电路。PFC电路响应于接通触发信号的断言而开启充电操作，并且在从开启了充电操作起经过了第一持续时间之后终止充电操作。附图说明在附图中，相同的附图标记连同下文的具体描述一起指称各个附图中相同的或功能相似的元件，并且并入本说明书中并作为其中一部分，用于进一步示出包括要求权利保护的专利技术并解释这些实施例的各种原理和优点的概念的实施例。图1示出了包含根据一种实施例的功率因数校正(PFC)电路的电气系统。图2A示出了根据一种实施例的PFC电路。图2B包含用于示出根据一种实施例的PFC电路的操作的波形。图2C包含用于示出根据一种实施例的PFC电路的附加操作的波形。图3示出了根据一种实施例的零电流检测(ZCD)电路。图4示出了根据一种实施例的低通滤波器(LPF)电路。图5A示出了根据一种实施例的断开延迟电路。图5B包含的波形示出在根据一种实施例的PFC电路中采用断开延迟电路的效果。图6A示出了根据一种实施例的振荡电路。图6B包含用于示出根据一种实施例的振荡电路的操作的波形。图6C包含用于示出在根据一种实施例的PFC电路中采用振荡电路的效果的波形。本领域技术人员应当意识到，图中的元件是出于简单和清晰起见而示出的，并且并不一定按比例来画出。例如，图中的某些元件的尺寸可以相对于其它元件而放大，以帮助提高对实施例的理解。装置和方法的构件已经在适当的情况下于附图中由常规的符号表示，仅示出那些与实施例的理解相关的具体细节。这避免了让本公开因对于受益于本公开的本领域技术人员而言将是显而易见的细节而变得晦涩难懂。关于实施这些实施例所必需的且为本领域技术人员所熟知的众所周知的元件、结构或过程的细节可以不示出，并且应当被假定已给出，除非另有说明。具体实施方式本公开大体上涉及电子学(electronics)，并且更特别地涉及功率因数校正(PFC)电路。实施例可在由负载引出的电流变化的情况下高效工作。实施例可在AC电源的电压变化的情况下高效工作。实施例限制了PFC电路的工作频率，以便减少开关损耗。实施例可减少在PFC电路的工作频率变化时可能会出现的从AC电源引出的电流的波形的畸变。PFC电路可以通过对电感器充电和放电的重复循环来工作。每个工作周期都包含在其期间电感器内的电流正将能量从电源传输到电感器内的充电时段，以及在其期间电感器内的电流正将能量从电感器传输到负载的放电时段。当工作周期的充电和放电时段构成了整个工作周期时，PFC电路要么正在连续导通模式(CCM)下工作，要么正在边界导通模式(BCM)下工作。在CCM和BCM二者中，紧随每个周期的充电时段之后的是该周期的放电时段，并且紧随工作周期的放电时段之后的是下一工作周期的充电时段。CCM和BCM的区别可以在于：在CCM中，电感器内的电流在工作周期内从不下降到零，而在BCM中，电流在每个工作周期的放电时段结束时下降至零，并然后在后续的工作周期的充电时段开始时立即恢复。BCM可以说是在CCM与非连续导通模式(DCM)之间的边界处工作的。当工作周期包含在其期间电感器既不充电也不放电的，在其期间净电感电流(不包括由在电感器与电路的其它无功元件之间的相互作用引起的振铃)为零的相当长的时段时，非连续导通模式(DCM)出现。因而，在工作于DCM下的PFC电路中，每个工作周期都包含充本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率因数校正(PFC)电路，所述PFC电路包括：振荡电路，用于：接收指示零电流条件的波谷检测信号；根据所述PFC电路的工作周期确定消隐时间；以及根据所述波谷检测信号和所述消隐时间来确定是否开启所述PFC电路的所述工作周期。

【技术特征摘要】
2016.08.19 US 62/377,292;2017.08.09 US 15/673,0111.一种功率因数校正(PFC)电路，所述PFC电路包括：振荡电路，用于：接收指示零电流条件的波谷检测信号；根据所述PFC电路的工作周期确定消隐时间；以及根据所述波谷检测信号和所述消隐时间来确定是否开启所述PFC电路的所述工作周期。2.根据权利要求1所述的PFC电路，其中确定所述消隐时间包括：确定与所述PFC电路的工作周期数对多个预定消隐时间的基数取模的结果对应的计数N；以及确定所述消隐时间作为所述多个预定消隐时间中的第N个预定消隐时间。3.根据权利要求2所述的PFC电路，其中所述多个预定消隐时间的基数为2。4.根据权利要求1所述的PFC电路，其中当所述工作周期的充电-放电时段的持续时间大于所述消隐时间时，所述PFC电路在边界导通模式(BCM)下工作，并且其中当所述工作周期的充电-放电时段的所述持续时间小于所述消隐时间时，所述PFC电路在非连续导通模式(DCM)下工作。5.根据权利要求4所述的PFC电路，还包括：第一反馈回路，用于根据所述PFC电路的输出电压来确定所述工作周期的充电时段的第一持续时间；以及第二反馈回路，用于根据之前的一个或多个工作周期的零电流时间来确定延迟时间并且使所述充电时段的所述第一持续时间延长所述延迟时间。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：金镇兑，文相喆，崔恒硕，
申请(专利权)人：快捷半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US