多模式功率因数校正器的实现方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种多模式功率因数校正器的实现方法及装置，所述方法是通过零电流检测信号来控制多模式功率因数校正器ＰＦＣ的开关切换频率；当负载低于预先设定值时，所述多模式ＰＦＣ工作在临界模式；随着所述负载的增加，由所述零电流检测信号控制的开关切换频率越来越低，当所述开关切换频率降低至连续导通模式下ＰＦＣ所设定的频率时，所述开关切换频率不再改变，该多模式ＰＦＣ工作在连续导通模式。通过上述简单合理的设计，在不影响原控制方法稳定性的基础上，结合了临界模式和连续导通模式的优点，在不同负载情况下都能保持高效率的特点，同时也可以进行大功率的输出，满足了开关电源产品的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源领域，尤其涉及一种多模式功率因数校正器的实现方法及装置。
技术介绍
目前，由于开关电源产品的普及化以及环境保护的需求，为了提高电源的利用效 率，在开关电源产品上都被要求加装功率因数校正器(PFC，Power Factor Corrector)，由 于能源的日趋短缺，对开关电源产品的转换效率要求越来越高，所以对于PFC这一级的转 换效率要求也越来越高。这里，所说的PFC转换效率指的是在满载时候的效率，而对于一定 负载范围内的效率也都有明确的要求，从满载至满载的20%范围内，都要求PFC的转换效 率达到一定的要求。现有技术中常见的PFC为临界模式PFC (Critical mode PFC, CRM PFC)和连续导 通模式 PFC (Continue Conduction Mode PFC, CCM PFC)；其中，CRM PFC 在工作时，随着输 入电压以及输出负载的变动，开关驱动信号也会随之变化，从而改变了频率和责任周期，这 样当负载越来越大时，输入的电感电流也会变大，开关驱动信号的频率就会越来越低，这样 CRM PFC的输出功率如果过大，那么输入电流就会过高，EMI电磁干扰的问题就会很严重。 该CRM PFC具有控制简单、效率高的优点，但不适合应用大功率场合，而且电流纹波大，电磁 干扰问题也较大。CCM PFC是以固定频率的方式操作，其工作频率由集成电路外部元器件来设定， 不会由于输入电压及输入负载的变动而改变，因此相对于CRM PFC在零电压切换的特性， CCMPFC的效率相对较低，但是适合于大功率输出的场合。由上述现有技术的方案可知，现有的两种PFC工作模式都受限其控制方式的限 制，因此适用于不同的功率与效率，现有技术中缺乏一种即满足高效率又满足大功率的PFC 工作模式。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种多模式功率因数校正器的实现方法及装置，通过简单合 理的设计，在不影响原控制方法稳定性的基础上，结合了临界模式和连续导通模式的优点， 在不同负载情况下都能保持高效率的特点，同时也可以进行大功率的输出，满足了开关电 源产品的需求。本专利技术实施例提供了一种多模式功率因数校正器的实现方法，所述方法包括通过零电流检测信号来控制多模式功率因数校正器PFC的开关切换频率；当负载低于预先设定值时，所述多模式PFC工作在临界模式；随着所述负载的增加，由所述零电流检测信号控制的开关切换频率越来越低，当 所述开关切换频率降低至连续导通模式下PFC所设定的频率时，所述开关切换频率不再改 变，该多模式PFC工作在连续导通模式。本专利技术实施例还提供了一种多模式功率因数校正器的实现装置，所述装置包括一 个在连续导通模式下工作的功率因数校正器PFC电路，在所述PFC电路中增加设置有零电 流检测器；通过所述零电流检测器的零电流检测信号来控制多模式功率因数校正器PFC的 开关切换频率；其中，当负载低于预先设定值时，所述多模式PFC工作在临界模式；随着所 述负载的增加，由所述零电流检测信号控制的开关切换频率越来越低，当所述开关切换频 率降低至连续导通模式下PFC所设定的频率时，所述开关切换频率不再改变，该多模式PFC 工作在连续导通模式。由上述所提供的技术方案可以看出，所述方法是通过零电流检测信号来控制多模 式功率因数校正器PFC的开关切换频率；当负载低于预先设定值时，所述多模式PFC工作在 临界模式；随着所述负载的增加，由所述零电流检测信号控制的开关切换频率越来越低，当 所述开关切换频率降低至连续导通模式下PFC所设定的频率时，所述开关切换频率不再改 变，该多模式PFC工作在连续导通模式。通过上述简单合理的设计，在不影响原控制方法稳 定性的基础上，结合了临界模式和连续导通模式的优点，在不同负载情况下都能保持高效 率的特点，同时也可以进行大功率的输出，满足了开关电源产品的需求。附图说明图1为本专利技术实施例所提供多模式功率因数校正器实现方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例所举具体实例的多模式PFC工作在CRM状态的时序图；图3为本专利技术实施例所举具体实例的多模式PFC工作在CCM状态的时序图；图4为本专利技术实施例所提供多模式功率因数校正器实现装置的结构示意图；图5为本专利技术实施例所举具体例子的结构示意图。具体实施例方式本专利技术实施例提供了一种多模式功率因数校正器的实现方法及装置，通过简单合 理的设计，在不影响原控制方法稳定性的基础上，结合了临界模式和连续导通模式的优点， 在不同负载情况下都能保持高效率的特点，同时也可以进行大功率的输出，满足了开关电 源产品的需求。为更好的描述本专利技术实施方式，现结合附图对本专利技术的具体实施例进行说明，如 图1所示为本专利技术实施例所提供多模式功率因数校正器实现方法的流程示意图，所述方法 包括步骤11 通过零电流检测信号来控制多模式功率因数校正器PFC的开关切换频率。在具体实现过程中，通过零电流检测信号来控制多模式功率因数校正器PFC的开 关切换频率的具体过程可以是利用临界模式PFC的零电流检测方式产生同步信号，来控 制多模式PFC振荡器的频率，使该多模式PFC在不同负载条件下按不同的模式进行操作。具体来说可以是，当负载低于满载的50%以下时，所述多模式PFC的开关切换频 率高于连续导通模式下PFC所设定的频率，则所述多模式PFC按照临界模式进行操作；当负 载持续增加，切换频率会渐渐降低，当切换频率低至CCM PFC的设定切换频率时，PFC则操4作在CCM模式。当PFC操作在CCM模式时，零电流检测信号则会被关闭，不会再产生同步信 号，不再影响PFC的操作。上述利用临界模式PFC的零电流检测方式产生同步信号，来控制多模式PFC振荡 器的频率的过程具体为利用主功率级升压架构电路所产生的零电流检测信号做为零电流 检测器的控制信号；当该零电流检测信号由高电位下降至所述零电流检测器的检测参考点 时，所述零电流检测器的输出由高电位改变为低电位，且该输出使多模式PFC振荡器的输 出锯齿波立即放电，从而改变该多模式PFC振荡器的频率。步骤12 随着负载的变化，使该多模式PFC工作在临界模式或连续导通模式。在该步骤中，当负载低于预先设定值时，所述多模式PFC工作在临界模式；随着所 述负载的增加，由所述零电流检测信号控制的开关切换频率越来越低，当所述开关切换频 率降低至连续导通模式下PFC所设定的频率时，所述开关切换频率不再改变，该多模式PFC 工作在连续导通模式，当所述多模式PFC工作在连续导通模式下时，所述零电流检测信号 被关闭，不再产生相应的同步信号。上述的预先设定值可以由操作人员根据电路器件的实 际情况来进行设定，例如可以设定负载在满载的20% 50%之间。下面以具体的实例来对本专利技术实施例的工作过程进行描述，由以上分析可知，根 据负载的变化，本专利技术实施例所述的多模式PFC既可以工作在CRM状态，也可以工作在CCM 状态，如图2所示为多模式PFC工作在CRM状态的时序图，如图3所示为多模式PFC工作在 CCM状态的时序图。图2中图2 (a)为零电流检测ZCD信号的波形图，该信号可取自多模式PFC上的 晶体M0SFET的漏-源电压，也可取自多模式PFC上扼流圈(Choke)的辅助绕组，此信号自 高电位至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多模式功率因数校正器的实现方法，其特征在于，所述方法包括：通过零电流检测信号来控制多模式功率因数校正器ＰＦＣ的开关切换频率；当负载低于预先设定值时，所述多模式ＰＦＣ工作在临界模式；随着所述负载的增加，由所述零电流检测信号控制的开关切换频率越来越低，当所述开关切换频率降低至连续导通模式下ＰＦＣ所设定的频率时，所述开关切换频率不再改变，该多模式ＰＦＣ工作在连续导通模式。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜岩峰，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]