一种转换器控制器，包括一反馈单元，接收来自输出级的反馈电压，并且根据一个参考电压和这个反馈电压的差值产生电流指令信号。该控制器还包括一个占空比调制器，可利用这个电流指令信号和一个参考表产生修正占空比。控制器还包括一个产生周期信号的计数器，以及一个比较器，其接收修正占空比和该周期信号。比较器可根据周期信号和修正占空比之间的差值产生可变占空比输出电流。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般涉及转换器控制器，尤其涉及具有可调整占空比的数字转换器控制器。
技术介绍
功率因数控制方法已经应用于各种电源中。某些通用方法采用一个具有间断传导模式(DCM)的模拟控制器，比如仙童(Fairchild)半导体公司生产的FAN7527B和FAN4812集成电路。近年来，有很多可行的关于转换器功率因数控制的数字方法研究。一种需求是数字控制器的控制速度应当具有能比得上模拟控制器的性能。因为数字信号处理器(DSPs)具有很快的计算速度，所以它们可以用作数字控制器。然而，价格因素对DSPs的应用是不利的。一种简单的数字PFC方法是固定开关频率并调整占空比以控制输出电压。通过使用一种低速低价数字控制器就可以轻易实现这种方法。然而，在这些转换器的输出中，一般会出现不利的三次谐波成份，大约占输入信号的8-10％。通过采用一种具有高截止频率的EMI滤波器，很难消除这种三次谐波成份，因为它的频率接近基波频率。另外，满载状态下的三次谐波成份几乎与轻载或空载状态下相同。减少或消除这种三次谐波成份可以部分完成降低PFC控制器中的总谐波失真(THD)。概述简单概括来说，根据本专利技术的实施方式，一种转换器控制器包括一反馈电路，接收输出级的反馈电压，并且根据一参考电压和该反馈电压的差值产生电流指令信号。该控制器还包括一占空比调制器，与反馈电路耦合以接收这个电流指令信号，并配置成可利用该电流指令信号和一参考表产生修正占空比。控制器还包括一计数器，配置成可产生周期信号，以及一比较器，与占空比调制器耦合以接收该修正占空比，并与计数器耦合以接收周期信号。比较器配置成可根据周期信号和修正占空比之间的差值产生可变占空比输出电流。本专利技术的其它实施方式包括控制转换器的方法。该方法包括利用反馈电路接收输出级发出的反馈电压，并利用该反馈电路根据参考电压和反馈电压之间的差值产生电流指令信号。该方法还包括根据电流指令信号和参考表利用一个占空比调制器来调制占空比，利用计数器产生一个周期信号，并根据修正占空比和周期信号之间的差值利用比较器产生一个可变占空比输出信号。 附图说明为了更清楚的理解本专利技术和更详细的特征及优点，下文的说明将参考下列附图。图1是根据本专利技术一个实施方式的转换器结构图。图2A-C是根据本专利技术实施方式制成的各种转换器实施例。图3是具有固定占空比的转换器电压和线电流。图4是转换器线电流的具体波形。图5A和5B分别是转换器的时序图和具有固定占空比的三次谐波成份。图6是根据本专利技术实施方式的具有修正占空比的转换器电压和线电流。图7是更详细的占空比调制。图8A-C是本专利技术实施方式的各种信号波形。图9A和9B分别是本专利技术实施方式中的简要时序图和三次谐波成份。详细说明下面参照图1-9描述根据本专利技术实施例制成的转换器控制器，该转换器控制器具有改良的功率因数转换。图1说明的是用于控制转换器1工作的转换器控制器100的实施方式。转换器控制器100包括一个反馈电路110，该反馈电路110从输出120的电阻分压器124接收一个反馈电压Vfb。反馈电路110产生一个对应于数字比例积分(PI)控制器119输出的电流指令信号。数字PI控制器119的输出大小基于参考电压V*和反馈电压Vfb的电压差。转换器控制器100以数字方式控制转换器1的功率因数转换。相应地，反馈电路110通过一个模数转换器113从输出级120接收一个反馈电压Vfb。转换器控制器100的一种实施方式是仙童半导体公司生产的微控制器FMS7401。微控制器FMS7401管脚(管脚3AIN2/G2)上包含一个模数转换器113。因此，在这种实施方式中，反馈电压Vfb耦合到管脚(3AIN2/G2)。模数转换器113将反馈电压Vfb转换成数字反馈电压Vdfb，并将Vdfb耦合到反馈电路110。在一些实施方式中，反馈电路110被称为一个软件块。转换器控制器100还包括一个反馈比较器116，其接收参考电压V*和数字反馈电压Vdfb。这个反馈比较器116产生一个数字控制信号，该信号对应于参考电压V*和数字反馈电压Vdfb之间的电压差。反馈比较器116的数字控制信号被耦合到一个数字比例积分转换器119。数字PI控制器119产生一个中间电流指令信号ii*。中间电流指令信号ii*的一个作用就是保持输出的直流电压近似一个恒定的值，即使在相应的输出电流由于电负载改变而产生变化的时候。在一些实施方式中，反馈电路110也包括一个前馈控制块118。前馈控制块118接收一个输入参考电压Vi*，例如可以是参考电压V*。前馈控制块118还接收一个数字前馈输入信号Vdff，Vdff对应直流输入电压，该直流输入电压经过R4、R5和C4滤波，进而通过一个前馈模数转换器121提供一个平均值。前馈控制块118产生一个前馈信号iff，iff对应前馈控制块118的输出，进而在交流输入电压变化时提供一个快速输出电压补偿。在具有前馈电路的实施方式中，前馈电路118和数字比例-积分器119的信号在一个合成器126中合二为一。合成器126接收中间电流指令信号ii*和前馈信号iff，并且根据前馈信号iff修正中间电流指令信号ii*产生一电流指令信号i*。产生的电流指令信号i*从前馈电路110耦合到一个占空比调制器130中。占空比调制器130根据参考表调制电流指令信号i*。在这些实施方式中，参考表被预先编程到一个只读存储器(ROM)中。通过一个周期性调制信号进行调制。在一些实施方式中，周期性的调制信号是正弦波。周期调制信号的存储或者预编程消除了检测正弦输入电压Vin的必要。可以随着一个输入电压信号进行同步调制。被调制的电流指令信号转变成一个修正的占空比D*(k)。这种调制技术的细节将在下面详细介绍。转换器控制器100还包括一个计数器140。例如，计数器可以是一个独立运行的计数器，该计数器产生一个周期信号。在一些实施方式中，周期信号是锯齿波信号。转换器控制器100包括一个比较器150。比较器150与占空比调制器130耦合，并接收调制的占空比D*(k)。比较器150还与计数器140耦合，并接收一个周期信号。比较器150的一个作用是产生一个可变的占空比输出信号，该信号对应周期信号与被调制的占空比D*(k)的差值。当它们之间的差值为正时，比较器150的输出为“高”，当差值为负时，输出为“低”。在各种实施方式中，比较器150进行数字式操作。在一些实施方式中，比较器150将可变的占空比输出信号输送到栅极驱动器160。栅极驱动器160的作用是为功率器件提供一个栅极驱动信号。当比较器150输出为“高”时，栅极驱动信号使相应的功率器件导通，当比较器150输出为“低”时，使相应的功率器件关闭。在实施方式中，在转换器控制器100仙童半导体公司生产的微处理器FMS7401时，栅极驱动器160在管脚(4AIN3/G1)输出栅极驱动信号。在一些实施方式中，栅极控制器是仙童半导体公司生产的FAN53418。转换器控制器100可以是转换器1的一部分。转换器1包括一个直流环节5。对交流电源11被整流后向直流环节5提供电能。直流环节5与转换器控制器100耦合，在管脚8上提供一个工作电压Vcc。直流环节5到转换器控制器100之间的工作电压耦合可以包括一个电阻R2，一个与R2相连的电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种转换器控制器，包括：反馈电路，配置成接收来自输出级的反馈电压并根据一参考电压与反馈电压的差值产生电流指令信号；占空比调制器，与反馈电路耦合以接收该电流指令信号，配置成利用电流指令信号和一参考表来产生修正的占空比； 计数器，配置成产生周期信号；比较器，与占空比调制器耦合以接收该修正占空比，并与该计数器耦合以接收该周期信号，该比较器配置成根据周期信号和修正占空比之间的差值产生可变占空比输出电流。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：IH欧，
申请(专利权)人：美国快捷半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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