[發明專利]一種升壓型PFC控制器

有效

• 申請號: 201110440257.5
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN102437727A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 趙晨;姚杰
• 申請（專利權）人: 杭州矽力杰半導體技術有限公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及功率因數校正領域，更具體的說，涉及一種升壓型PFC控制器。

背景技術

為了減少電力電子裝置對電網造成的諧波污染，通常在其輸入側加一功率因數校正(PFC)電路，目前常采用有源功率因數校正電路來將電力電子裝置的輸入電流變換為與輸入電壓同相位的正弦波，以提高電力電子裝置的功率因數，從而現實對電網諧波污染的減少，目前有源PFC電路常采用升壓型PFC電路拓撲結構。在大功率應用場合，連續導電模式(CCM)的升壓型PFC電路更具有吸引力，下面參考圖1對典型的CCM升壓型PFC電路進行闡述。

參考圖1，所示為典型的CCM升壓型PFC電路框圖，其包括一功率級電路和PWM控制器，所述功率級電路包括電感L、功率開關管Q_M、二極管D、輸入電容C1和輸出電容C2，其構成一升壓型電路拓撲結構；所述PWM控制器采用電流環和電壓環的平均電流控制模式，電感電流采樣電路Rs檢測到電感電流Ig，并進以平均化處理，得到表征電感電流平均值的采樣電壓信號V_sen，該信號被傳輸到誤差放大器W1的反相輸入端，誤差放大器W1的同相輸入端接收乘法器輸出的參考信號Vr，乘法器的兩個輸入端分別接收輸出電壓反饋誤差信號Vcomp和經整流后的輸入電壓Vg，誤差放大器W1對接收到的采樣電壓信號V_sen和參考信號Vr進行比較和放大處理后，產生一誤差電壓信號Verr。PWM邏輯控制電路將所述誤差電壓信號Verr與一鋸齒波信號進行比較，產生開關控制信號，以控制功率開關管Q_M的導通和關斷，從而能夠調整輸入電流的波形，使其跟隨輸入電壓波形變化，從而達到功率因數校正的目的。在這種傳統的CCM升壓型PFC電路的PWM控制器中，需內置一振蕩器，以產生帶有固定時鐘頻率的鋸齒波信號，以此保證功率開關管Q_M的工作頻率恒定；另外，在這種CCM升壓型PFC電路中，對輸入電壓Vg波形的檢測是必不可少的，它用于產生參考信號Vr，因此PWM控制器的管腳數目較多，因而傳統的CCM升壓型PFC電路設計成本高、難度大。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種新型的升壓型PFC控制器，所述PFC控制器采用導通信號發生電路和關斷信號發生電路來控制功率開關管的導通和關斷，進而控制所述功率開關管的工作頻率，實現既能恒頻也能變頻工作，并通過輸出電壓反饋回路和功率前饋電路來保證輸出電壓維持恒定。

本發明所述的一種升壓型PFC控制器，應用于一交/直流變換器，包括：導通信號發生電路、關斷信號發生電路和邏輯控制電路；其中，

所述導通信號發生電路接收一表征電感電流的第一采樣信號，并將所述第一采樣信號與一第一控制信號進行比較，所述第一控制信號與所述交/直流變換器中功率開關管的關斷時間呈正比例關系，在所述功率開關管的關斷時間內所述第一控制信號持續上升，當上升到所述第一采樣信號時，產生導通信號；

所述關斷信號發生電路將一第二控制信號和一第三控制信號進行比較，所述第二控制信號與所述功率開關管的導通時間呈正比例關系，其比例系數為第一比例系數；所述第三控制信號與所述功率開關管的占空比呈正比例關系，比例系數為第二比例系數；所述第二控制信號在所述功率開關管的導通時間內持續上升，當上升到所述第三控制信號時，產生關斷信號；

所述邏輯控制電路分別與所述導通信號發生電路和所述關斷信號發生電路連接，當所述導通信號有效時，控制所述功率開關管導通；當所述關斷信號有效時，控制所述功率開關管關斷。

優選的，所述第二比例系數與所述第一比例系數的比值恒定，以保證所述功率開關管的開關周期恒定。

優選的，所述第二比例系數與所述第一比例系數的比值是可調節的，以使所述功率開關管的開關周期是變化的。

進一步的，所述升壓型PFC控制器還包括輸出電壓反饋回路，所述輸出電壓反饋回路接收所述交/直流變換器的輸出電壓，以獲得表征所述輸出電壓的輸出電壓閉環控制變量信號。

優選的，所述輸出電壓反饋回路與所述導通信號發生電路連接，以使所述輸出電壓閉環控制變量信號控制所述第一控制信號，從而保證所述輸出電壓維持恒定。

進一步的，所述導通信號發生電路包括電感電流采樣電路，第一控制信號發生電路和第一比較電路，其中，

所述電感電流采樣電路用以采樣流過所述交/直流變換器中電感的電流，并產生所述第一采樣信號；