控制电路制造技术

一种用于控制开关模式电源(SMPS)的控制电路，所述控制电路包括电流传导持续时间确定电路、积分器电路、反馈电路、锯齿波发生器电路和门控制电路。所述电流传导持续时间确定电路根据所述SMPS的电流的持续时间来产生持续时间信号；所述积分器电路产生与所述电流的幅值随时间的积分相对应的积分器输出；所述反馈电路根据所述SMPS的输出电压来产生比较电压；所述锯齿波发生器电路使用所述比较电压和所述持续时间信号来产生锯齿波信号，例如通过将所述比较电压除以所述持续时间信号来产生所述锯齿波信号。所述门控制电路根据所述锯齿波信号和所述积分器输出的比较，来产生用于控制所述SMPS的电源开关的门信号。所述SMPS可以是功率因数校正电路。

control circuit

A control circuit for controlling switching mode power supply (SMPS) comprises a current conduction duration determination circuit, an integrator circuit, a feedback circuit, a sawtooth wave generator circuit and a gate control circuit. The current conduction duration determination circuit generates a duration signal according to the current duration of the SMPS; the integrator circuit generates an integrator output corresponding to the integration of the current amplitude with time; the feedback circuit generates a comparative voltage according to the output voltage of the SMPS; and the sawtooth wave generator circuit uses the comparative voltage and the said comparative voltage. The duration signal generates a sawtooth wave signal, for example, by dividing the comparative voltage by the duration signal. The gate control circuit generates a gate signal for controlling the SMPS power switch according to the comparison of the sawtooth wave signal and the output of the integrator. The SMPS may be a power factor correction circuit.

【技术实现步骤摘要】
控制电路相关申请的交叉引用本申请要求2017年8月2日提交的美国临时申请No.62/540175的权益，该项申请通过参引全部合并到本文中。
本技术大体上涉及控制电路，并且更具体地涉及诸如可以用于为负载提供功率因数校正(PFC)的开关模式电源(SMPS)之类的电子电路。
技术介绍
当交流(AC)电源上的负载不是线性负载(即，所述负载是非线性负载)时，从所述AC电源获取的电流可能与所述AC电源的电压相位不同。纯阻性负载是线性负载。具有能量存储部件(例如电感或电容)的负载可能是非线性负载。在所述AC电源的周期过程中不定期地获取电力的负载，例如整流器或开关模式电源(SMPS)，可能是非线性负载。当非线性负载从AC电源获取的电流与该AC电源的电压相位不同时，从AC电源获取的电流平均起来高于电流和电压同相时的电流。这可能导致电力浪费并且在所述AC电源中出现损坏。负载从所述AC电源获取的电流与所述AC电源的电压同相位的程度可以表示为所述负载的功率因数(PF)。理想线性负载的PF为1，以及非线性负载的PF小于1。可以在AC电源和负载之间设置PFC电路。所述PFC电路通过将从所述AC电源获取的电流的相位保持为接近于所述AC电源的电压的相位，来向所述AC电源提供接近1(例如，0.98)的PF，即使所述负载获取的电流的相位是不同相或是不规则的。理想的是PFC电路使线电流失真最小化，电流失真即为线电流偏离与线电压的比例。理想的是PFC电路尽可能简单并且仍然满足其设计目标。
技术实现思路
本技术涉及电子电路，并且更具体地涉及诸如功率因数校正(PFC)电路的开关模式电源(SMPS)。可以使用单周期平均电流模式控制来控制所述SMPS。实施例包括控制电路，所述控制电路包括：持续时间确定电路，所述持续时间确定电路用于接收过零检测信号并使用所述过零检测信号产生持续时间信号；积分器电路，所述积分器电路用于接收电流感测信号并产生对应于所述电流感测信号的测量周期内的积分的积分器输出；反馈电路，所述反馈电路用于接收反馈信号并产生与所述反馈信号和参考电压之间的差值对应的比较信号；除法器电路，所述除法器电路用于产生对应于将所述比较信号除以所述持续时间信号的结果的锯齿波控制信号；振荡器电路，所述振荡器电路用于根据所述比较信号和所述锯齿波控制信号产生锯齿波信号；以及门控制电路，所述门控制电路通过响应于所述积分器输出的值大于或等于所述锯齿波信号的值而将复位信号置为有效，来产生所述复位信号，并且通过响应于所述复位信号置为有效而将门信号置为无效，来产生所述门信号。在实施例中，所述控制电路用于控制功率因数校正(PFC)电路。所述PFC电路根据流过电感器的电流产生所述过零检测信号和所述电流感测信号，使用所述门信号控制流过电感器的所述电流，并根据所述PFC电路的输出电压产生所述反馈信号。在实施例中，所述积分器电路包括：电容器，所述电容器具有耦接到地的第一端子和耦接到所述积分器输出的第二端子；开关，所述开关耦接在所述电容器两端并且被配置为响应于将所述复位信号置为有效，使所述电容器放电；以及电压到电流转换器，所述电压到电流转换器耦接到所述电容器的第二端子，以根据所述电流感测信号的值向所述电容器提供电流。在实施例中，所述积分器电路还包括耦接在所述电容器的第二端子和所述积分器输出之间的电阻器。在实施例中，所述持续时间确定电路包括：斜坡发生器电路，所述斜坡发生器电路响应所述门信号被置为有效的指示将斜坡电压复位，并且此后以预定速率增大所述斜坡电压；以及采样和保持电路，所述采样和保持电路在所述过零检测信号指示有电流流动时，对所述斜坡电压进行采样，并且当所述过零检测信号指示没有电流流动时，保持并输出所述斜坡电压的预先采样值。在实施例中，所述持续时间确定电路包括：零电流检测电路，所述零电流检测电路接收零电流检测信号和零电流参考电压，并且通过在所述零电流检测信号小于所述零电流参考电压时将所述零电流信号置为有效，来产生所述零电流信号；边沿触发的触发器电路，所述边沿触发的触发器电路通过以下方式来生成充电-放电信号：当所述门信号被置为有效时，将所述充电-放电信号置为有效，并且响应于将所述零电流信号置为有效，将所述充电-放电信号置为无效；以及低通滤波器，所述低通滤波器通过平均所述充电-放电信号的值来生成所述持续时间信号。在实施例中，所述低通滤波器包括耦接在所述充电-放电信号和所述持续时间信号之间的电阻器，以及耦接在所述持续时间信号和地之间的电容器。在实施例中，所述振荡器电路包括：开关电路，所述开关电路响应于将置位信号置为有效，将所述锯齿波信号耦接到所述比较信号；电容器，所述电容器具有耦接到所述锯齿波信号的第一端子和耦接到地的第二端子；电压到电流转换器，所述电压到电流转换器耦接在所述电容器两端以产生电流，以用于以对应于所述锯齿波控制信号的值的速率使所述电容器放电。将所述置位信号置为有效对应于将所述门信号置为有效。在实施例中，所述振荡器电路的开关电路包括放大器和开关装置，所述放大器具有耦接到所述比较信号的输入，所述开关装置将所述锯齿波信号耦接到所述放大器的输出。在实施例中，所述振荡器电路还包括耦接在所述电容器两端的二极管。附图说明在附图中，相同的附图标记在所有单个附图指代相同的元件或功能上相似的元件，附图与下面的详细描述一起被并入说明书中并形成说明书的一部分，以进一步阐明包括所要求保护的技术的概念的实施例，并解释那些实施例的各种原理和优点。图1示出了包括有根据一个实施例的功率因数校正(PFC)电路的电气系统。图2A示出了根据一个实施例的PFC电路。图2B包括示出了图2A的PFC电路的操作的波形。图3A示出了根据一个实施例的逐周期积分器电路。图3B包括示出了图3A的逐周期积分器电路的操作的波形。图4A示出了根据一个实施例的过零持续时间解调器电路。图4B包括示出了图4A的过零持续时间解调器电路的操作的波形。图5A示出了根据另一个实施例的过零持续时间解调器电路。图5B包括示出了图5A的过零持续时间解调器电路的操作的波形。图6A示出了根据一个实施例的振荡器电路。图6B包括示出了图6A的振荡器电路的操作的波形。图7示出了根据一个实施例的除法器电路。图8示出了根据一个实施例用于控制功率因数校正电路的过程。本技术的所属领域的普通技术人员能够理解，附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大，以帮助提高对所述实施例的理解。在适当时通过所述附图中的常规符号表示了设备和方法部件，仅示出了与理解所述实施例有关的那些具体细节。这避免了使用受益于本
技术实现思路
的本领域普通技术人员容易明白的细节来模糊本技术。除非另有说明，否则可以不示出实施所述实施例所必需的并且为本领域技术人员所公知的公知元件、结构或过程的细节，并且应当假定其存在。具体实施方式实施例涉及电子设备，并且更具体地涉及一种开关模式电源(SMPS)，例如功率因数校正(PFC)电路。在以下详细描述中，已经示出和描述了某些说明性实施例。如本领域技术人员将认识到的，在不脱离本技术的范围的情况下，可以以各种不同方式修改这些实施例。因此，所述附图和描述本质上被认为是说明性的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：持续时间确定电路，所述持续时间确定电路接收过零检测信号，并使用所述过零检测信号来产生持续时间信号；积分器电路，所述积分器电路用于接收电流感测信号，并产生与所述电流感测信号在测量周期上的积分相对应的积分器输出；反馈电路，所述反馈电路接收反馈信号，并产生与所述反馈信号和参考电压之间的差值相对应的比较信号；除法器电路，所述除法器电路产生与所述比较信号除以所述持续时间信号的结果相对应的锯齿波控制信号；振荡器电路，所述振荡器电路根据所述比较信号和所述锯齿波控制信号来产生锯齿波信号；以及门控制电路，所述门控制电路通过响应于所述积分器输出的值大于或等于所述锯齿波信号的值而将复位信号置为有效，来产生所述复位，并且通过响应于将所述复位信号置为有效而将门信号置为无效，来产生所述门信号。

【技术特征摘要】
2017.08.02 US 62/540,175;2018.07.17 US 16/037,2671.一种控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：持续时间确定电路，所述持续时间确定电路接收过零检测信号，并使用所述过零检测信号来产生持续时间信号；积分器电路，所述积分器电路用于接收电流感测信号，并产生与所述电流感测信号在测量周期上的积分相对应的积分器输出；反馈电路，所述反馈电路接收反馈信号，并产生与所述反馈信号和参考电压之间的差值相对应的比较信号；除法器电路，所述除法器电路产生与所述比较信号除以所述持续时间信号的结果相对应的锯齿波控制信号；振荡器电路，所述振荡器电路根据所述比较信号和所述锯齿波控制信号来产生锯齿波信号；以及门控制电路，所述门控制电路通过响应于所述积分器输出的值大于或等于所述锯齿波信号的值而将复位信号置为有效，来产生所述复位，并且通过响应于将所述复位信号置为有效而将门信号置为无效，来产生所述门信号。2.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述控制电路用于控制功率因数校正PFC电路，其中：所述PFC电路根据流过电感器的电流来产生所述过零检测信号和所述电流感测信号；所述PFC电路使用所述门信号来控制流过电感器的所述电流；以及所述PFC电路根据所述PFC电路的输出电压来产生所述反馈信号。3.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述积分器电路包括：电容器，所述电容器具有耦接到地的第一端子和耦接到所述积分器输出的第二端子；开关，所述开关耦接在所述电容器两端并被配置成响应于将所述复位信号置为有效，使所述电容器放电；以及电压到电流转换器，所述电压到电流转换器耦接到所述电容器的第二端子，以根据所述电流感测信号的值向所述电容器提供电流。4.根据权利要求3所述的控制电路，其中，所述积分器电路还包括耦接在所述电容器的第二端子和所述积分器输出之间的电阻器。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金镇兑，文相喆，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国,US