[發明專利]一種升壓型PFC控制器

有效

• 申請號: 201210048426.5
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN102594118A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 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
• 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，通常在其輸入側加入功率因數校正(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，從而減少諧波污染，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電路的進行闡述。

參考圖1，所示為典型的CCM升壓型PFC電路圖，其包括一功率級電路和控制電路。所述功率級電路包括電感L、功率開關管S_M、二極管D、輸入電容C_in和輸出電容C_out，其構成一升壓型電路拓撲結構。所述控制電路采用電流環和電壓環的平均電流控制模式。電感電流采樣電路檢測到電感電流，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，該采樣電壓信號V_sen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V_r，乘法器的兩個輸入端分別接收輸出電壓反饋變量V_c和經整流后的輸入電壓V_g。誤差放大器W1對接收到的采樣電壓信號V_sen和參考信號V_r進行比較和放大處理后，產生一誤差信號V_e。PWM控制電路將所述誤差信號V_e與一鋸齒波信號進行比較，產生控制功率開關管S_M的導通和關斷的信號，以調整輸入電流的波形跟隨輸入電壓波形變化，進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控制電路中，需內置一振蕩器，以產生固定時鐘頻率的鋸齒波信號，因此功率開關管S_M恒定的開關頻率由內置的時鐘信號決定的；為了方便EMI測試，一般時鐘信號發生電路需要采用抖頻設計以隔離更寬頻率范圍內的噪聲。

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控制器無需內部時鐘信號即可控制所述功率開關管的開關頻率，可根據實際需要實現恒頻工作或變頻工作。

依據本發明一實施例的一種升壓型PFC控制器，應用于一交/直流變換器，包括：關斷信號發生電路、導通信號發生電路和邏輯控制電路；其中，

所述關斷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，所述第一控制信號由所述交/直流變換器經整流后的直流輸入電壓以及輸出電壓反饋變量控制；在所述交/直流變換器中功率開關管的導通時間內，所述第一采樣信號持續上升，當所述第一采樣信號上升到所述第一控制信號時，產生關斷信號；

所述導通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關斷時間呈正比例關系，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關斷時間和開關周期的比值呈正比例關系，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關斷時間內持續上升，當上升到所述第三控制信號時，產生導通信號；

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，包括輸出電壓反饋回路，其接收所述交/直流變換器的輸出電壓，以獲得所述輸出電壓反饋變量，所述輸出電壓反饋變量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，包括功率前饋電路，其接收經整流后的直流輸入電壓，并進行峰值檢測，以產生峰值電壓信號；所述直流輸入電壓與所述輸出電壓反饋變量相乘后，其與所述峰值電壓信號平方的比值作為所述第一控制信號，以保證所述輸出電壓反饋變量與所述交/直流變換器的輸入功率呈正比例關系。

優選的，所述關斷信號發生電路包括電感電流采樣電路、乘法器和第一比較電路，其中，