[發明專利]一種具有高功率因數的開關電源及其控制器

有效

• 申請號: 201210163443.3
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102684517A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 李照華;趙春波;林道明;陳克勇;謝靖;胡喬
• 申請（專利權）人: 深圳市明微電子股份有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M3/335
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

1.一種具有高功率因數的開關電源控制器，所述開關電源控制器內置于包含有反激型變壓器的開關電源，其特征在于，所述開關電源控制器具有電流采樣端、電壓采樣端及控制信號輸出端；所述電流采樣端用于接入所采樣到的開關電源的原邊電流的縮放信號，所述電壓采樣端用于接入所采樣到的反激型變壓器的輔助線圈的電壓信號，所述控制信號輸出端用于輸出控制信號至開關電源的功率開關管的控制端；

所述開關電源控制器包括：

時鐘電路，用于為所述開關電源控制器內部提供具有固定頻率的時鐘信號；

乘法器，輸入端接所述電流采樣端，用于對所述原邊電流的縮放信號進行平方運算處理后輸出相應的平方縮放信號；

基準信號生成模塊，輸入端接所述電壓采樣端，用于對所述反激型變壓器的輔助線圈的電壓進行采樣以獲得開關電源的輸出電壓的縮放信號和與開關電源的輸入電壓同頻同相的正弦半波縮放信號，并對所述開關電源的輸出電壓的縮放信號和所述與開關電源的輸入電壓同頻同相的正弦半波縮放信號作運算處理后輸出基準信號；

比較器，第一輸入端和第二輸入端分別接所述乘法器的輸出端和所述基準信號生成模塊的輸出端，用于將所述平方縮放信號與所述基準信號進行比較并輸出相應的控制電平信號；

數字邏輯處理電路，第一輸入端和第二輸入端分別接所述時鐘電路的輸出端和所述比較器的輸出端，輸出端接所述控制信號輸出端，用于根據所述時鐘信號對所述控制電平信號進行邏輯處理后輸出控制信號控制所述功率開關管的通斷；

由所述數字邏輯處理電路對所述功率開關管的通斷進行多次循環控制以使所述乘法器輸出的平方縮放信號與所述基準信號生成模塊輸出的基準信號呈線性變化關系。

2.如權利要求1所述的開關電源控制器，其特征在于，所述基準信號生成模塊包括：

輸出電壓采樣電路、正弦半波產生電路、第一乘法器及第二乘法器；

所述輸出電壓采樣電路的輸入端和所述正弦半波產生電路的輸入端共接形成所述基準信號生成模塊的輸入端，所述輸出電壓采樣電路的輸出端接所述第二乘法器的第一輸入端，所述正弦半波產生電路的輸出端接所述第一乘法器的輸入端，所述第一乘法器的輸出端接所述第二乘法器的第二輸入端，所述第二乘法器的輸出端為所述基準信號生成模塊的輸出端；

所述輸出電壓采樣電路用于當所述功率開關管截止時，對所述反激型變壓器的輔助線圈的電壓進行采樣以輸出開關電源的輸出電壓的縮放信號；

所述正弦半波產生電路用于當所述功率開關管導通時，對所述反激型變壓器的輔助線圈的電壓或電流進行采樣并生成與開關電源的輸入電壓同頻同相的正弦半波縮放信號；

所述第一乘法器用于對所述與開關電源的輸入電壓同頻同相的正弦半波縮放信號進行平方運算處理后輸出正弦半波平方信號；

所述第二乘法器用于將所述開關電源的輸出電壓的縮放信號與所述第一乘法器輸出的正弦半波平方信號進行乘積運算后獲得所述基準信號。

3.如權利要求1或2所述的開關電源控制器，其特征在于，所述正弦半波產生電路包括：

誤差運算放大器OPA、NMOS管Q2、PMOS管Q3、PMOS管Q4、電阻R5、NMOS管Q5及電容C3；

所述誤差運算放大器OPA的反相輸入端與所述NMOS管Q2共接形成所述正弦半波產生電路的輸入端，所述誤差運算放大器OPA的同相輸入端與所述NMOS管Q2的襯底均接地，所述NMOS管Q2的柵極接所述誤差運算放大器OPA的輸出端，所述NMOS管Q2的柵極接所述PMOS管Q3的漏極，所述PMOS管Q3的漏極與柵極共接后再與所述PMOS管Q4的柵極連接，所述PMOS管Q3的源極與襯底的共接點和所述PMOS管Q4的源極與襯底的共接點相連后再與所述開關電源控制器的電源端連接，所述PMOS管Q4的漏極同時與所述電阻R5的第一端及所述NMOS管Q5的源極連接，所述電阻R5的第二端接地，所述NMOS管Q5的柵極接所述控制信號輸出端，所述NMOS管Q5的漏極為所述正弦半波產生電路的輸出端，所述電容C3連接于所述NMOS管Q5的漏極與地之間。