本发明专利技术提供了一种变换器及其驱动方法及包含该变换器的功率因数校正装置，所述变换器包括：电感，其第一端连接输入信号的正端；第一开关管，其输入端连接所述电感的第二端，其输出端连接所述输入信号的负端；二极管，其阴极连接所述输入信号的正端；第二开关管，其输入端连接所述二极管的阳极，其输出端连接所述输入信号的负端；其中，所述电感的第二端和所述第二开关管的输入端作为所述变换器的输出端口，所述第一开关管和第二开关管的控制端接收外部的控制信号。本发明专利技术使得在输入电压小于输出电压的区间内，输入电流并不为零，有利于提高功率因数。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种变换器及其驱动方法及包含该变换器的功率因数校正装置，尤其涉及应用于高效率、低输入电流谐波的降压型功率因数校正电路场合以及直流-直流变换场合的变换器及包含该变换器的功率因数校正装置。
技术介绍
由于目前大多数用电设备中的非线性元件和储能元件的存在会使输入交流电流波形发生严重畸变，网侧输入功率因数很低，为了满足国际标准IEC61000-3-2中所规范的谐波要求，必须在这些用电设备中加入功率因数校正装置(PFC)。 传统的有源功率因数校正电路一般采用升压(Boost)拓扑、升降压(Buck-boost)拓扑或降压型(Buck)拓扑。其中，Boost拓扑具有控制容易、驱动简单、在整个工频周期内都可以进行开关工作、输入电流的功率因数可以接近于I等特点。但是Boost拓扑电路具有输出电压高的缺点，而且在宽范围输入(90Vac-265Vac)条件下，在低电压段(90Vac-lIOVac)的效率比高电压段(220Vac_265Vac)低 1_3%。而采用 Buck-boost 拓扑，电路损耗相对Buck拓扑会大一些。在小功率应用场合，Buck拓扑能够在整个输入电压范围内保持较高效率。由于工业上的热设计都是根据效率最低点来设计的，因此Buck拓扑的热设计也比Boost拓扑和Buck-boost拓扑简单。所以，目前Buck拓扑被越来越多地用到工业产品中，如中小功率的直流-直流变换器的前级PFC电路或者单级LED驱动器等。图I示出了现有技术中的一种Buck PFC电路结构，包括整流桥10，接收输入信号va。；输入电容Cin，连接在整流桥10的两个输出端之间；电感L，其一端连接整流桥10的一个输出端，其另一端连接输出电容C。的一端；输出电容C。,其一端连接电感L的另一端，其另一端连接开关管Ql的输入端；负载Rltjad，并联在输出电容C。的两端；二极管D。，阴极连接整流桥10的一个输出端，阳极连接开关管Ql的输入端；开关管Q1，输出端连接整流桥10的另一个输出端，控制端连接PFC控制电路11的输出端。然而，以图I为例的Buck拓扑应用于PFC电路，在整流后的输入电压Vin小于输出电压V。的区间内，输入电流ia。为零，如图2所示，这段死区时间极大程度地增加了输入电流谐波，影响了网侧输入功率因数。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种变换器及其驱动方法及包含该变换器的功率因数校正装置，使得在输入电压小于输出电压的区间内，输入电流并不为零，有利于提高功率因数。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种变换器，包括电感，其第一端连接输入信号的正端；第一开关管，其输入端连接所述电感的第二端，其输出端连接所述输入信号的负端;二极管，其阴极连接所述输入信号的正端；第二开关管，其输入端连接所述二极管的阳极，其输出端连接所述输入信号的负端;其中，所述电感的第二端和所述第二开关管的输入端作为所述变换器的输出端口，所述第一开关管和第二开关管的控制端接收外部的控制信号。可选地，所述变换器还包括连接于所述输出端口的负载。可选地，所述负载为电阻负载、蓄电池或发光二极管(LED)。可选地，所述变换器还包括连接于所述输出端口的输出电容。可选地，所述变换器还包括整流桥，所述输入信号为交流信号经由所述整流桥整流后得到的正弦半波电压信号。 可选地，所述输入信号为低纹波的直流电压信号。可选地，当所述输入信号的电压幅值低于所述输出端口的输出电压幅值、所述第一开关管导通且第二开关管关断时，所述变换器工作在Buck-boost模式下的充电模式，所述输入信号加在所述电感两端，流经所述电感的电流上升。可选地，当所述输入信号的电压幅值低于所述输出端口的输出电压幅值、所述第一开关管关断且第二开关管关断时，所述变换器工作在Buck-boost模式下的续流模式，所述二极管导通续流，流经所述电感的电流下降。可选地，当所述输入信号的电压幅值高于所述输出端口的输出电压幅值、所述第一开关管关断且第二开关管导通时，所述变换器工作在正向Buck模式的充电模式，流经所述电感的电流上升。可选地，当所述输入信号的电压幅值高于所述输出端口的输出电压幅值、所述第一开关管关断且第二开关管关断时，所述变换器工作在正向Buck模式的续流模式，所述二极管导通续流，流经所述电感的电流下降。本专利技术还提供了一种功率因数校正装置，包括上述任一项所述的变换器以及与其相连的控制电路，所述控制电路生成控制信号以控制所述第一开关管和第二开关管的导通和关断。可选地，所述控制电路包括 输入电压采样电路，用于对所述输入信号进行采样；输出电压/电流采样电路，用于对所述输出端口的电压/电流进行采样；相角检测比较器，其正输入端连接所述输入电压采样电路的输出端，其负输入端连接所述输出电压/电流采样电路的输出端；误差放大网络，其输入端与所述输出电压/电流采样电路的输出端相连，用于对所述输出电压/电流采样电路输出的采样信号进行放大后产生误差放大信号；PFC控制器，其第一输入端与所述相角检测比较器的输出端相连，其第二输入端接收所述误差放大网络产生的误差放大信号；逻辑及驱动电路，连接所述PFC控制器的输出端和相角检测比较器的输出端，根据所述相角检测比较器输出的比较结果和所述PFC控制器输出的驱动信号产生所述控制信号。可选地，所述误差放大网络包括电阻，其第一端连接所述输出电压/电流采样电路的输出端；误差放大器，其负输入端连接所述电阻的第二端；基准电压源，其一端连接所述误差放大器的正输入端，另一端接地；电容，其一端连接所述误差放大器的负输入端，另一端连接所述误差放大器的输出端。可选地，所述逻辑及驱动电路包括反相器，其输入端连接所述相角检测比较器的输出端；第一与门，其第一输入端连接所述反相器的输出端，其第二输入端连接所述PFC控制器的输出端； 第二与门，其第一输入端连接所述反相器的输出端，其第二输入端连接所述PFC控制器的输出端；第一驱动电路，其输入端连接所述第一与门的输出端，其输出端连接所述第二开关管的控制端；第二驱动电路，其输入端连接所述第二与门的输出端，其输出端连接所述第一开关管的控制端。本专利技术还提供了上述任一种变换器的驱动方法，包括对所述输入信号和输出端口的输出电压/电流进行米样；对采样得到的输入信号和输出电压/电流进行相角检测比较，以产生比较结果；对所述采样得到的输出电压/电流进行放大，产生误差放大信号；PFC控制器根据所述比较结果和误差放大信号产生驱动信号；根据所述驱动信号产生控制所述第一开关管和第二开关管的控制信号。可选地，在所述输入信号小于所述输出电压/电流的区间，所述控制信号控制所述第二开关管关断并控制所述第一开关管不停通断，使所述变换器工作在Buck-boost模式，在所述输入电压大于所述输出电压/电流的区间，所述控制信号控制所述第一开关管关断并控制所述第二开关管不停通断，使所述变换器工作在Buck模式。可选地，在所述采样得到的输出电压/电流低于基准信号时，所述误差放大信号增大，所述PFC控制器输出的驱动信号占空比增加；在所述采样得到的输出电压/电流高于所述基准信号时，所述误差放大信号减小，所述PFC控制器输出的驱动信号占空比减小。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术实施例的变换器兼具Buck电路和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种变换器,其特征在于,包括 电感，其第一端连接输入信号的正端； 第一开关管，其输入端连接所述电感的第二端，其输出端连接所述输入信号的负端； 二极管，其阴极连接所述输入信号的正端； 第二开关管，其输入端连接所述二极管的阳极，其输出端连接所述输入信号的负端；其中，所述电感的第二端和所述第二开关管的输入端作为所述变换器的输出端口，所述第一开关管和第二开关管的控制端接收外部的控制信号。2.根据权利要求I所述的变换器，其特征在于，还包括 连接于所述输出端口的负载。3.根据权利要求2所述的变换器，其特征在于，所述负载为电阻负载、蓄电池或LED。4.根据权利要求2或3所述的变换器，其特征在于，还包括 连接于所述输出端口的输出电容。5.根据权利要求I所述的变换器，其特征在于，还包括 整流桥，所述输入信号为交流信号经由所述整流桥整流后得到的正弦半波电压信号。6.根据权利要求I所述的变换器，其特征在于，所述输入信号为低纹波的直流电压信号。7.根据权利要求I所述的变换器，其特征在于，当所述输入信号的电压幅值低于所述输出端口的输出电压幅值、所述第一开关管导通且第二开关管关断时，所述变换器工作在Buck-boost模式下的充电模式，所述输入信号加在所述电感两端，流经所述电感的电流上升。8.根据权利要求I所述的变换器，其特征在于，当所述输入信号的电压幅值低于所述输出端口的输出电压幅值、所述第一开关管关断且第二开关管关断时，所述变换器工作在Buck-boost模式下的续流模式，所述二极管导通续流，流经所述电感的电流下降。9.根据权利要求I所述的变换器，其特征在于，当所述输入信号的电压幅值高于所述输出端口的输出电压幅值、所述第一开关管关断且第二开关管导通时，所述变换器工作在正向Buck模式的充电模式,流经所述电感的电流上升。10.根据权利要求I所述的变换器，其特征在于，当所述输入信号的电压幅值高于所述输出端口的输出电压幅值、所述第一开关管关断且第二开关管关断时，所述变换器工作在正向Buck模式的续流模式,所述二极管导通续流,流经所述电感的电流下降。11.一种功率因数校正装置，其特征在于，包括权利要求I至10中任一项所述的变换器以及与其相连的控制电路，所述控制电路生成控制信号以控制所述第一开关管和第二开关管的导通和关断。12.根据权利要求11所述的功率因数校正装置，其特征在于，所述控制电路包括 输入电压采样电路，用于对所述输入信号进行采样； 输出电压/电流采样电路，用于对所述输出端口的电压/电流进行采样； 相角检测比较器，其正输入端连接所述输入电压采样电路的输出端，其负输入端连接所述输出电压/电流米样电路的输出端； 误...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢小高，叶美盼，吴建兴，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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