功率因数校正电路及其驱动方法技术

本发明专利技术涉及一种功率因数校正电路和一种功率因数校正方法。本发明专利技术接收关于输出功率的输出电压的信息和关于电感电压的信息来控制功率开关的切换操作，并根据所述功率开关的占空比估算输入电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。(b)
技术介绍
功率因数表示功率传输的效力。在功率传输中，实际传输的功率叫做实功率。功 率因数表示为实功率除以视在功率，视在功率是功率的电压和电流实数值的乘积。本例中， 当电压和电流为正弦波时，功率因数随着电压与电流间的相位差而变化。当相位差减小时， 功率因数提高。因此，通常为了改善功率因数而进行的功率因数补偿的方式是将输入电流 的波形修正为正弦波，并缩小电压和电流间的相位差。常规的功率因数校正电路对输入的交流(AC)电源进行全波整流，以产生输入电 压，并控制电感电流，使其相位和频率与输入电压相近。功率因数校正电路的输入电流是通 过采用预定低通滤波器去除电感电流中的射频分量而生成的一个值。图11示出一种功率因数校正电路的电感电流。如图11所示，该电感电流呈锯齿 形，且其峰值具有如虚线所示的正弦波形。如图11所示，对该电感电流滤波可生成如图中 的粗实线所示的光滑输入电流。该功率因数校正电路通过控制与电感相连的一个开关的切换操作来控制电感电 流。因为输入电流是根据电感电流来确定的，该功率因数校正电路通过控制所述切换操作 来控制输入电流。根据一种驱动该功率因数校正电路的方法，可能不需要有关输入电压的 信息。具体而言，一种临界导通模式功率因数校正电路(PFC)产生图11所示的电感电流和 输入电流。所述临界导通模式功率因数校正电路采用流向所述开关的输出电压和电流来控 制所述开关的切换操作。因此，无需另外的输入电压信息。一般来说，控制所述功率因数校正电路的控制电路实现为一个芯片，现有的控制 电路芯片包括一个附加的管脚用于接收所述输入电压。现有的控制电路芯片采用电阻来检 测输入电压，但是电阻会消耗功率。该
技术介绍
部分中披露的上述信息只是为了加强对本专利技术背景的理解，因此，其 中可能包含不是来自在本国为本领域的普通技术人员所知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种不需要关于输入电压的信息的功率因数校正电路，及驱动该 功率因数校正电路的方法。具体地，本专利技术旨在提供一种用于估算输入电压而无需附加的管脚并降低功率消耗的功率因数校正电路，及其驱动方法。本专利技术的一个示范实施例提供一种功率因数校正电路，包括电感，用于接收输入 电压和提供输出功率；功率开关，用于控制流向所述电感的输入电流，该功率开关与所述电 感连接；以及一功率因数校正控制器，用于接收关于输出功率的输出电压的信息和关于电 感电压的信息，以控制所述功率开关的切换操作，并根据所述功率开关的占空比估算输入 电压。所述功率因数校正控制器包括输入电压信息发生器，用于生成根据占空比而增大 /减小的检示信号，并根据所述检示信号的电压范围生成输入电压信息，指示关于输入电压 的信息。所述输入电压信息发生器包括放电开关，用于根据对应于所述占空比的信号执 行切换操作；充电开关，用于根据对应于所述占空比的信号的反相信号执行切换操作；电 容，用于产生所述检示信号，所述电容具有连接到所述放电开关和所述充电开关的一个节 点的第一端；以及输入电压信息发生器，用于根据所述检示信号的电压范围生成所述输入 电压信息。所述对应于占空比的信号控制所述功率开关的切换操作。当所述检示信号的电压范围接近地电压时，所述输入电压信息发生器生成一种用 于指示所述输入电压低的输入电压信息，且当发生一段时间，在该段时间内所述检示信号 达到最大检示电压时，其生成一种用于指示所述输入电压高的输入电压信息。所述功率因数校正控制器还包括误差放大器，用于通过放大对应于输出电压的 差分电压与至少两个误差参考电压中根据输入电压产生的一个误差参考电压之间的差值 来生成误差放大信号；斜坡信号发生器，用于产生斜率对应于输入电压的斜坡信号；和脉 宽调制(PWM)控制器，用于根据所述斜坡信号与所述误差放大信号之间的比较结果切断所 述功率开关，并根据关于电感电压的信息判断是否接通所述功率开关。所述斜坡信号发生器包括至少两个电流源；电容；和至少两个开关，连接在所述 至少两个电流源和所述电容之间，其中所述至少两个开关之一在所述功率开关接通时接 通，所述至少两个开关中的另一个根据所述输入电压执行切换操作。当所述输入电压高时，所述另一个开关接通。所述功率因数校正电路包括接通控制信号发生器，用于生成接通控制信号，以便 当对应于关于所述电感电压的信息的辅助电压小于预定的参考电压时接通所述功率开关； PWM比较器，用于比较所述斜坡信号和所述误差放大信号，并生成切断控制信号，以便根据 比较结果切断所述功率开关；PWM触发器，用于生成门驱动控制信号，以便根据所述接通控 制信号和所述切断控制信号控制所述功率开关的切换操作；以及门驱动器，用于生成门信 号，以便根据所述门驱动控制信号切换所述功率开关。所述辅助电压是一个辅助电感处的电压，该辅助电感与所述电感具有预定匝数 比，并耦合至所述电感。所述占空比通过采用所述接通控制信号、切断控制信号、门驱动控制信号、以及门 信号之一来检测。本专利技术的另一实施例提供一种功率因数校正电路的驱动方法，该功率因数校正电 路包括用于接收输入电压并提供输出功率的电感，以及连接到所述电感并控制流向所述电感的输入电流的功率开关，所述方法包括接收关于所述输出功率的输出电压的信息和关 于所述电感电压的信息，并控制所述功率开关的切换操作；和根据所述功率开关的占空比 估算所述输入电压。估算所述输入电压包括生成一个根据所述占空比而增大/减小的检示信号，并 根据所述检示信号的电压范围估算输入电压。生成所述检示信号包括当所述功率开关接通时减小所述检示信号，而当所述功 率开关切断时增大所述检示信号。 估算输入电压包括当所述检示信号的电压范围接近地电压时判断所述输入电压 低，而当发生一段时间，在该段时间内所述检示信号达到最大检示电压时，判断所述输入电压尚。控制所述切换操作包括通过放大对应于输出电压的差分电压与至少两个误差参 考电压中根据输入电压产生的一个误差参考电压之间的差值来生成误差放大信号；生成斜 率对应于输入电压的斜坡信号；根据所述斜坡信号与所述误差放大信号之间的比较结果切 断所述功率开关；以及根据关于电感电压的信息接通所述功率开关。判断是否接通所述功率开关包括当对应于关于所述电感电压的信息的辅助电压 变得小于预定参考电压时接通所述功率开关。本专利技术提供一种功率因数校正电路，用于估算输入电压，而无需附加的管脚和功 率消耗，并提供一种用于驱动该功率因数校正电路的方法。附图说明图1示出根据本专利技术的一个示范实施例，包括输入电压检测装置的一种功率因数 校正电路；图2示出根据本专利技术的一个示范实施例的输入电压估算器；图3示出输入电压、负载、和占空比之间的关系表；图4示出当占空比在53% -79%之间变化时的占空比变化与检示信号(CHS)；图5示出当占空比在53% -66%之间变化时的占空比变化与检示信号(CHS)；图6示出当占空比在17% -29%之间变化时的占空比变化与检示信号(CHS)；图7示出当占空比在17% -58%之间变化时的占空比变化与检示信号(CHS)；图8示出当占空比在48% -57%之间变化时的占空比变化与检示信号(CHS)；图9A和图9B示出在常规功率因数校正电路中对应于本专利技术示范实施例的输入电 压、输入电流、斜坡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率因数校正电路，包括：电感，用于接收输入电压和提供输出功率；功率开关，用于控制流向所述电感的输入电流，该功率开关连接到所述电感；以及功率因数校正控制器，用于接收关于输出功率的输出电压的信息和关于电感电压的信息，以控制所述功率开关的切换操作，并根据所述功率开关的占空比估算所述输入电压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：朴英培，文相喆，金丙宪，
申请(专利权)人：快捷韩国半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]