專利名稱：開關(guān)電源電路和功率因數(shù)控制器的制作方法
開關(guān)電源電路和功率因數(shù)控制器[技術(shù)領(lǐng)域]本發(fā)明涉及用于將既定的直流輸出電壓從交流電源提供至負(fù)載的開關(guān)電源電路和功率因數(shù)控制器，更具體地涉及可在臨界電流控制方法和連續(xù)電流控制方法之間執(zhí)行開關(guān)的開關(guān)電源電路和功率因數(shù)控制器。通過供應(yīng)有商業(yè)交流電源電壓(AC 100到240V)的許多電子設(shè)備，使用開關(guān)電源電路來獲取用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)部電路的直流電壓。相應(yīng)地，開關(guān)電源電路需要整流電路，用于將商用交流電源電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓。如果沒有功率因數(shù)改進(jìn)，則僅在輸入電壓位于峰值附近吋，電流流向連接至整流電路的平滑電容器。因此，在整流電路中產(chǎn)生高頻電流與電壓分量。這些分量是高頻噪聲之源，且引起功率因數(shù)的下降。功率因數(shù)是通過將輸入有效功率Pi (W)(其是交流電路中輸入電壓和輸入電流的乘積的時(shí)間平均)除以視在功率(其是輸入電壓的有效值和輸入電流的有效值的乘積)得到的值。通過將視在功率乘以取決于負(fù)載的系數(shù)(功率因數(shù))而得到有效功率。如果將AC100V施加給簡(jiǎn)單的電阻負(fù)載，則電壓和電流的相位相同且功率因數(shù)是I。然而，電流的相位可由于不同于電阻器的負(fù)載而偏離于電壓的相位。在此情況下，為了補(bǔ)償對(duì)應(yīng)于這個(gè)偏離量的功率因數(shù)的下降，有必要増加輸入電流。這引起輸入線上功率損失的増加。因此，有必要通過使用PFC(功率因數(shù)控制器)來防止功率因數(shù)的下降而控制此功率損失、并控制上述高頻噪聲。

圖13示出含有使用固定導(dǎo)通寬度控制方法的常規(guī)功率因數(shù)控制器的開關(guān)電源電路。
功率因數(shù)控制器通過使輸入電流的相位與經(jīng)開關(guān)電源電路中的整流電路整流的交流輸入電壓的相位相同來改進(jìn)功率因數(shù)，并控制導(dǎo)致有害的EMI (電磁干擾)或設(shè)備的損害的高頻電流和電壓。在圖13中所示的開關(guān)電源電路中，交流輸入電壓由全波整流器I進(jìn)行全波整流。電容器2的一端連接至全波整流器I的輸出側(cè)。因?yàn)橄挛乃枋龅拈_關(guān)元件4的開關(guān)操作而產(chǎn)生的高頻分量由電容器2移除。包括變壓器T的初級(jí)電感器3、作為MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的開關(guān)元件4、ニ極管5、以及電容器6的升壓電路也連接至全波整流器I的輸出側(cè)。從全波整流器I輸出的經(jīng)整流電壓由升壓電路增大并整流。通過這樣做，例如約400伏特的直流輸出電壓可被供應(yīng)至連接在輸出端子7和接地之間的負(fù)載(未示出)。功率因數(shù)控制器100包括將各種功能累積進(jìn)來的累積電路，且具有用于接收反饋信號(hào)的FB端子、用于檢測(cè)流過開關(guān)元件4的電流的IS端子、用于輸出的OUT端子、用于接收零交叉信號(hào)的ZCD(零電流檢測(cè))端子、用于連接確定振蕩器13的振蕩波形的電阻器的RT端子、以及用于連接相位補(bǔ)償元件的COMP端子。此外，該累積電路包括用于放大并輸出檢測(cè)到的輸入至FB端子的輸出電壓的值和參考電壓Vref之間的差的誤差放大器11、PWM(脈沖寬度調(diào)制)比較器12、振蕩器13、OR(或)電路14a和14b、RS觸發(fā)器(FF) 15、Z⑶比較器16、定時(shí)器17、用于過電壓保護(hù)的OVP (過電壓保護(hù))比較器18、以及用于檢測(cè)過電流的比較器19。功率因數(shù)控制器100的RT端子連接至?xí)r基電阻器Rl的一端，該時(shí)基電阻器Rl的另一端接地。Z⑶端子經(jīng)由電阻器R2連接至變壓器T的次級(jí)電感器8的一端，且該次級(jí)電感器8的另一端接地。OUT端子連接至作為開關(guān)元件4的MOSFET的柵極端子。開關(guān)元件4的源極端子連接至電流檢測(cè)電阻器R3的一端，該電流檢測(cè)電阻器Rl的另一端接地。MOSFER的源極端子和電流檢測(cè)電阻器R3的一端相連接的點(diǎn)被連接至IS端子。輸出端子7經(jīng)由串聯(lián)連接的分壓電阻器R4和R5接地。分壓電阻器R4和R5相連接的點(diǎn)被連接至FB端子。COMP端子經(jīng)由電容器Cl接地。電阻器R6和電容器C2串聯(lián)連接且與電容器Cl并聯(lián)連接。此外，功率因數(shù)控制器100具有用于接收電源電壓的VCC端子(未示出)、用于接地連接的GND端子(未示出)。有了上述的開關(guān)電源電路，功率因數(shù)控制器100使得流過升壓電路的電感器電流Il的相位與經(jīng)全波整流器I全波整流的交流輸入電壓的相位相等。因此，其功率因數(shù)得到改進(jìn)。功率因數(shù)控制器100的誤差放大器11是跨導(dǎo)放大器。參考電壓Vref被輸入至誤差放大器11的非反相輸入端子，且誤差放大器11的反相輸入端子連接至FB端子。誤差放大器11的輸出端子連接至COMP端子以及PWM比較器12的反相輸入端子。PWM比較器12的輸出端子經(jīng)由OR電路14a連接至RS觸發(fā)器15的重置端子。振蕩器13經(jīng)由RT端子連接至外部時(shí)基電阻器R1，并產(chǎn)生其斜率對(duì)應(yīng)于時(shí)基電阻器Rl的電阻值的鋸齒振蕩輸出。振蕩輸出被提供至PWM比較器12的非反相輸入端。參考電壓Vzcd被輸入至Z⑶比較器16的非反相輸入端子，且Z⑶比較器16的反相輸入端子連接至Z⑶端子。來自Z⑶比較器16的輸出信號(hào)和來自定時(shí)器17的輸出信號(hào)經(jīng)由OR電路14b被提供至RS觸發(fā)器15的置位端子。來自RS觸發(fā)器15的輸出端子Q的輸出信號(hào)SO經(jīng)由OUT端子被提供至開關(guān)元件4的柵極端子。參考電壓Vovp被輸入至OVP比較器18的反相輸入端子，且OVP比較器18的非反相輸入端子連接至FB端子。OVP比較器18的輸出端子經(jīng)由OR電路14a連接至RS觸發(fā)器15的重置端子。參考電壓Vovc被輸入至比較器19的反相輸入端子，且比較器19的非反相輸入端子連接至IS端子。比較器19的輸出端子經(jīng)由OR電路14a連接至RS觸發(fā)器15的重置端子。為通過固定導(dǎo)通寬度控制方法改進(jìn)功率因數(shù)而執(zhí)行的操作如下。Z⑶比較器16檢測(cè)當(dāng)流經(jīng)包括在升壓電路中的變壓器T的初級(jí)電感器3的電感器電流ん變成零時(shí)的電壓值。當(dāng)Z⑶比較器16檢測(cè)到電感器電流し為零時(shí)，來自Z⑶比較器16的輸出信號(hào)變?yōu)镠(高)并經(jīng)由OR電路14b置位RS觸發(fā)器15。因此，來自RS觸發(fā)器15的輸出信號(hào)SO變?yōu)镠且此信號(hào)從OUT端子輸出。相應(yīng)地，開關(guān)元件4導(dǎo)通。此外，來自Z⑶比較器16的輸出信號(hào)被輸入至振蕩器13。當(dāng)振蕩器13被來自ZCD比較器16的輸出信號(hào)觸發(fā)時(shí),振蕩器13在開關(guān)元件4導(dǎo)通的同一時(shí)刻開始產(chǎn)生鋸齒震蕩輸出(鋸齒信號(hào))。當(dāng)鋸齒信號(hào)達(dá)到既定值時(shí)，振蕩器13停止產(chǎn)生振蕩輸出、將振蕩輸出重置為初始值、并等待下ー個(gè)觸發(fā)輸入。然后，通過分壓電阻R4和R5將輸出至輸出端子7的直流電壓分壓而獲得的信號(hào)作為反饋電壓被反饋至FB端子。由誤差放大器11產(chǎn)生通過放大反饋電壓和參考電壓Vref 之差而獲得的誤差信號(hào)Verr。PWM比較器12將誤差信號(hào)Verr和來自振蕩器13的鋸齒信號(hào)相比較。當(dāng)PWM比較器12檢測(cè)到鋸齒信號(hào)已經(jīng)達(dá)到誤差信號(hào)Verr的電平吋，PWM比較器12經(jīng)由OR電路14a將重置信號(hào)輸出至RS觸發(fā)器15。因此，來自RS觸發(fā)器15的輸出信號(hào)SO變?yōu)長(zhǎng)(低)。當(dāng)已經(jīng)變?yōu)長(zhǎng)的輸出信號(hào)SO從功率因數(shù)控制器100的OUT端子輸出吋，開關(guān)元件4截止。
如果連接至開關(guān)電源電路的輸出端子7的負(fù)載的大小在此時(shí)不變，則誤差信號(hào)Verr也不變，且開關(guān)元件4的導(dǎo)通寬度是鋸齒信號(hào)從參考值開始的時(shí)刻到鋸齒信號(hào)達(dá)到誤差信號(hào)Verr的時(shí)刻之間的時(shí)間。因此，控制導(dǎo)通寬度以使其不變。然而，交流電壓被輸入至開關(guān)電源電路，所以初級(jí)電感器3兩端的電壓根據(jù)相位角而變化。因此，流經(jīng)變壓器T的初級(jí)電感器3的電感器電流L的斜率根據(jù)輸入電壓而變化。電感器電流的峰值，即在開關(guān)元件4截止時(shí)刻的電流值，與交流輸入電壓成比例，并改進(jìn)了功率因數(shù)。通過功率因數(shù)控制器的控制方法可寬泛地分為兩種方法連續(xù)電流控制方法和臨界電流控制方法。上述固定導(dǎo)通寬度控制方法屬于臨界電流控制方法。通過臨界電流控制方法，檢測(cè)在流經(jīng)電感器(對(duì)應(yīng)于圖13中所示的電感器3)的電感器電流し變?yōu)榱愕臅r(shí)刻，且開關(guān)元件在該時(shí)刻導(dǎo)通。臨界電流控制方法檢測(cè)到電感器電流ら變?yōu)榱?，且?dǎo)通開關(guān)元件4。相應(yīng)地，可實(shí)現(xiàn)軟切換。與通過實(shí)現(xiàn)硬切換的連續(xù)電流控制方法相比較，導(dǎo)通損耗較小且效率較高。另ー方面，通過臨界電流控制方法，電感器電流し的峰值相比連續(xù)電流控制方法而言較高。因此，有必要增加電感器的電流容量。因此，功耗較低(例如，約250W或更低)的功率因數(shù)控制器使用臨界電流控制方法，且臨界電流控制方法并不適用于功耗高于250W的功率因數(shù)控制器。因此，為了即使在功耗較高的功率因數(shù)控制器中也能利用臨界電流控制方法的優(yōu)點(diǎn)，在專利文獻(xiàn)I到4中提出了以下控制方法。通過使用輔助繞組(對(duì)應(yīng)于圖13中所示的變壓器T的次級(jí)電感器8)來檢測(cè)負(fù)載的大小。如果負(fù)載的大小小于或等于既定值，則應(yīng)用臨界電流控制方法。如果負(fù)載的大小大于或等于既定的值，則應(yīng)用連續(xù)電流控制方法。在專利文獻(xiàn)I到3中，通過利用從開關(guān)元件截止的時(shí)刻到電感器電流變成零的時(shí)刻之間的時(shí)間隨負(fù)載大小増加(隨著開關(guān)元件截止時(shí)電感器電流的増加)而變長(zhǎng)的事實(shí)，而執(zhí)行臨界電流控制方法和連續(xù)電流控制方法之間的切換。這與圖13所示的開關(guān)電源電路相同。即，在圖13中所示的開關(guān)電源電路中，使用變壓器T的次級(jí)電感器8作為輔助繞組來檢測(cè)零電流。將檢測(cè)到零電流的時(shí)刻與在開關(guān)元件4截止后定時(shí)器17上流逝了既定時(shí)間的時(shí)刻進(jìn)行比較。控制RS觸發(fā)器15以使開關(guān)元件4在前者和后者之中的較早時(shí)刻導(dǎo)通。因此，在檢測(cè)到零電流之前所流逝的時(shí)間比定時(shí)器17所指定的既定時(shí)間長(zhǎng)的重負(fù)載區(qū)域中應(yīng)用連續(xù)電流控制方法，且在檢測(cè)到零電流之前所流逝的時(shí)間比定時(shí)器17所指定的既定時(shí)間短的輕負(fù)載區(qū)域中應(yīng)用臨界電流控制方法。在專利文獻(xiàn)4中，并不是直接由輔助繞組檢測(cè)電感器電流是否變?yōu)榱恪Ｘ?fù)載的大小基于在開關(guān)元件處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)從輔助繞組輸出正電壓，而在開關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)從輔助繞組輸出負(fù)電壓的事實(shí)來確定。即，通過使用來自輔助繞組的輸出來對(duì)外部連接的電容器進(jìn)行充電和放電，從而當(dāng)開關(guān)元件處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，電容器的累積電壓(integratedvoltage)將升高。當(dāng)該累積電壓超過既定值時(shí)，作出開關(guān)元件的截止時(shí)間長(zhǎng)且負(fù)載重的確定，且應(yīng)用連續(xù)電流控制方法。在累積電壓沒有超過既定值的輕負(fù)載區(qū)域中應(yīng)用臨界電流控制方法。
[引用列表][專利文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)I]日本特開專利公報(bào)No. 2006-296158(參見例如段落12-50以及圖I)[專利文獻(xiàn)2]日本特開專利公報(bào)No. 2005-20994(參見例如段落145-197以及圖5)[專利文獻(xiàn)3]美國專利公報(bào)No. 2004/263140 (參見例如段落35_74以及圖3)
[專利文獻(xiàn)4]日本特開專利公報(bào)No. 2008-193818(參見例如段落11_46以及圖I)[技術(shù)問題]使用上述功率因數(shù)控制器中每ー個(gè)，從輔助繞組輸出的電壓被用來實(shí)現(xiàn)臨界電流控制方法或執(zhí)行臨界電流控制方法和連續(xù)電流控制方法之間的切換。因此，不可能移除輔助繞組本身。因此，不能降低開關(guān)電源電路的成本。本發(fā)明是在以上描述的背景情況下作出的。本發(fā)明的目的是提供在沒有輔助繞組的情況下可在臨界電流控制方法和連續(xù)電流控制方法之間執(zhí)行切換的開關(guān)電源電路和功率因數(shù)控制器。[問題的解決方案]為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明，此處提供了用于將既定的直流輸出電壓從交流電源供應(yīng)至負(fù)載的開關(guān)電源電路，該開關(guān)電源電路包括對(duì)交流電源電壓進(jìn)行全波整流以輸出脈動(dòng)電流的整流電路、連接至該整流電路的電感器、開關(guān)元件、以及輸出電容器。該開關(guān)電源電路包括檢測(cè)流經(jīng)電感器的電流并輸出電感器電流檢測(cè)電壓的電感器電流檢測(cè)電路；將該電感器電流檢測(cè)電壓轉(zhuǎn)換為電壓電平不同的第一電流電平信號(hào)和第二電流電平信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換電路；連續(xù)控制設(shè)置電路，其產(chǎn)生相位與來自第一電流電平信號(hào)的經(jīng)全波整流的交流輸入電壓的相位大致相同的參考電位信號(hào)、并將該參考電位信號(hào)的電壓電平與該第二電流電平信號(hào)的電壓電平進(jìn)行比較，從而產(chǎn)生指定開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)刻的信號(hào)；以及檢測(cè)流過該電感器的電流是否變?yōu)榱愕牧汶娏鳈z測(cè)電路。此開關(guān)電源電路的特征在于該開關(guān)元件在以下兩個(gè)時(shí)刻中的較早時(shí)刻導(dǎo)通由連續(xù)控制設(shè)置電路指定的開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)刻、以及零電流檢測(cè)電路檢測(cè)到流過電感器的電流變?yōu)榱愕臅r(shí)刻。此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了功率因數(shù)控制器，其包括將電感器電流檢測(cè)電壓轉(zhuǎn)換為電壓電平不同的第一電流電平信號(hào)和第二電流電平信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換電路；連續(xù)控制設(shè)置電路，其產(chǎn)生相位與來自第一電流電平信號(hào)的經(jīng)全波整流的交流輸入電壓的相位大致相同的參考電位信號(hào)、并將參考電位信號(hào)的電壓電平與第二電流電平信號(hào)的電壓電平進(jìn)行比較，從而產(chǎn)生指定開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)刻的信號(hào)；以及檢測(cè)流過電感器的電流是否變?yōu)榱愕牧汶娏鳈z測(cè)電路，該開關(guān)元件在以下兩個(gè)時(shí)刻中的較早時(shí)刻導(dǎo)通由連續(xù)控制設(shè)置電路指定的該開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)刻、以及零電流檢測(cè)電路檢測(cè)到流過電感器的電流變?yōu)榱愕臅r(shí)亥lj。使用此功率因數(shù)控制器，可形成用于按外部連接的電阻器的電阻值改變參考電位信號(hào)的電壓電平的外部端子。[發(fā)明的有益效果]根據(jù)本發(fā)明，可提供在沒有輔助繞組的情況下可執(zhí)行從臨界操作至連續(xù)操作的切換的開關(guān)電源電路和功率因數(shù)控制器。[附圖簡(jiǎn)述][圖I]圖I是根據(jù)第一實(shí)施例的開關(guān)電源電路的電路圖。[圖2]圖2是示出包括圖I所示的功率因數(shù)控制器中的電平轉(zhuǎn)換電路和連續(xù)控制設(shè)置電路的具體結(jié)構(gòu)的電路圖。[圖3]圖3是圖2所示的連續(xù)控制設(shè)置電路中所包括的單觸發(fā)電路所輸入和輸出的信號(hào)的波形的時(shí)序圖。[圖4]圖4(A)和4(B)分別是圖2所示的連續(xù)控制設(shè)置電路中所包括的峰值保持電路和置位脈沖產(chǎn)生電路中的信號(hào)的波形的時(shí)序圖。[圖5]圖5 (A)和5⑶是表示圖I所示的功率因數(shù)控制器的操作的波形，圖5 (A)是表示在負(fù)載輕時(shí)執(zhí)行的臨界操作的波形，圖5(B)是表示在負(fù)載重時(shí)執(zhí)行的連續(xù)操作的波形。[圖6]圖6是在負(fù)載重時(shí)在根據(jù)第一實(shí)施例的開關(guān)電源電路中流動(dòng)的電感器電流的波形。[圖7]圖7示出在負(fù)載重時(shí)流動(dòng)的電感器電流的峰值，并且為作比較還示出僅使用臨界電流控制方法的常規(guī)電路中的電感器電流的峰值。[圖8]圖8是根據(jù)第二實(shí)施例的開關(guān)電源電路的電路圖。[圖9]圖9是示出圖8所示的功率因數(shù)控制器中所包括的電平轉(zhuǎn)換電路和連續(xù)控制設(shè)置電路的具體結(jié)構(gòu)的電路圖。[圖10]圖10(A)和10⑶是描述圖8所示的功率因數(shù)控制器的操作的視圖，圖10(A)是連續(xù)控制設(shè)置電路中所包括的置位脈沖產(chǎn)生電路中的每ー個(gè)信號(hào)的波形，圖10(B)是在負(fù) 載重時(shí)執(zhí)行的功率因數(shù)控制器的連續(xù)操作中的每ー個(gè)信號(hào)的波形。[圖11]圖11示出在連接至圖8所示的功率因數(shù)控制器的外部電阻器的電阻值不同的情況下，負(fù)載重時(shí)電感器電流的峰值的比較結(jié)果。
[圖12]圖12示出電感器電流相對(duì)于開關(guān)元件中的發(fā)熱的變化；以及[圖13]圖13示出包括使用固定導(dǎo)通寬度控制方法的常規(guī)功率因數(shù)控制器的開關(guān)電源電路。[實(shí)施例的描述]現(xiàn)在將參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。[示例I]圖I是根據(jù)第一實(shí)施例的開關(guān)電源電路的電路圖。與作為常規(guī)示例的圖13所示的開關(guān)電源電路中所包括的那些組件相對(duì)應(yīng)的組件將用同樣的附圖標(biāo)記來標(biāo)記，且將會(huì)省略重復(fù)描述。圖I所示的開關(guān)電源電路包括對(duì)交流電源電壓進(jìn)行全波整流并輸出脈動(dòng)電流的全波整流器I、以及連接至該全波整流器I的電感器3。開關(guān)電源電路將既定的直流輸出電壓從交流電源供應(yīng)至負(fù)載。在沒有輔助繞組的情況下，開關(guān)電源電路通過在臨界操作和連續(xù)操作之間執(zhí)行切換的功率因數(shù)控制器10來對(duì)開關(guān)元件4進(jìn)行導(dǎo)通-截止控制。相應(yīng)地，圖I所示的功率因數(shù)控制器10與圖13所示的開關(guān)電源電路的常規(guī)功率因數(shù)控制器100在以下三個(gè)方面不同。第一，功率因數(shù)控制器10與功率因數(shù)控制器100的不同之處在于増加了電平轉(zhuǎn)換電路20和連續(xù)控制設(shè)置電路30。第二，功率因數(shù)控制器10與功率因數(shù)控制器100的不同之處在于，當(dāng)電感器電流ら流經(jīng)圖I所示的電感器電流檢測(cè)電路中所包括的電流檢測(cè)電阻器R3吋，負(fù)的電感器電流檢測(cè)電壓產(chǎn)生并供應(yīng)至功率因數(shù)控制器10的IS端子。第三，功率因數(shù)控制器10與功率因數(shù)控制器100的不同之處在于不包括圖13所示的定時(shí)器17。此夕卜，圖I所示的開關(guān)電源電路和圖13所示的開關(guān)電源電路的不同之處在于不包括變壓器T的次級(jí)電感器8。將在示出電平轉(zhuǎn)換電路20和連續(xù)控制設(shè)置電路30的具體結(jié)構(gòu)的圖2中詳細(xì)描述，從電平轉(zhuǎn)換電路20輸出的電流電平信號(hào)S1、S2以及S3，以及從連續(xù)控制設(shè)置電路30經(jīng)由OR電路14b供應(yīng)至RS觸發(fā)器15的第二置位脈沖S8。此外，來自供應(yīng)有電流電平信號(hào)S3的Z⑶比較器16的輸出信號(hào)將稱為第一置位脈沖S9。圖2是示出包括圖I所示的功率因數(shù)控制器中的電平轉(zhuǎn)換電路和連續(xù)控制設(shè)置電路的具體結(jié)構(gòu)的電路圖。電平轉(zhuǎn)換電路20包括串聯(lián)連接的電阻器R21到R24。一端連接至正參考電壓Vref2，且另一端連接至IS端子。電平轉(zhuǎn)換電路20將來自IS端子的輸入電壓偏移至其極性與電感器電流檢測(cè)電壓的極性相反的正電壓，將輸入電壓轉(zhuǎn)換為與流經(jīng)電感器3的電感器電流ら成比例的三個(gè)電流電平信號(hào)SI、S2、以及S3，并在不同電壓電平輸出三個(gè)電流電平信號(hào)S1、S2、以及S3。第一電流電平信號(hào)SI從參考電壓Vref2側(cè)的電阻器R21和R22相連接的點(diǎn)輸出，并供應(yīng)給連續(xù)控制設(shè)置電路30。第二電流電平信號(hào)S2從中間電阻器R22和R23相連接的點(diǎn)輸出，并供應(yīng)給功率因數(shù)控制器10中所包括的比較器19和連續(xù)控制設(shè)置電路30。第三電流電平信號(hào)S3從IS端子側(cè)的電阻器R23和R24相連接的點(diǎn)處輸出，并供應(yīng)給功率因數(shù)控制器10中所包括的Z⑶比較器16。Z⑶比較器16將第三電流電平信號(hào)S3與、參考電壓Vzcd進(jìn)行比較、檢測(cè)流經(jīng)電感器的電流變?yōu)榱?、并輸出第一置位脈沖S9。即，ZCD比較器16用作零電流檢測(cè)電路。連續(xù)控制設(shè)置電路30包括峰值保持電路40和置位脈沖產(chǎn)生電路50，并將第二置位脈沖S8輸出至圖I所示的OR電路14b。來自圖I所示的RS觸發(fā)器15的輸出信號(hào)SO和來自電平轉(zhuǎn)換電路20的第一電流電平信號(hào)SI被輸入至連續(xù)控制設(shè)置電路30的峰值保持電路40。峰值保持電路40從第一電流電平信號(hào)SI產(chǎn)生峰值電平信號(hào)S6。置位脈沖產(chǎn)生電路50產(chǎn)生第二置位脈沖S8，其指定開關(guān)元件4導(dǎo)通的時(shí)刻。第二置位脈沖S8作用，從而在負(fù)載重時(shí)將開關(guān)元件4導(dǎo)通的時(shí)刻改變?yōu)榱汶娏鳈z測(cè)時(shí)刻之前的時(shí)刻。第二置位脈沖S8用來在負(fù)載重時(shí)將控制方法從臨界電流控制切換到連續(xù)電流控制。峰值保持電路40包括產(chǎn)生與開關(guān)元件4截止的時(shí)刻同步的單觸發(fā)脈沖S4和S5的單觸發(fā)電路41、通過單觸發(fā)脈沖S4和S5進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)的轉(zhuǎn)移柵42、以及包括串聯(lián)連接的電阻器R7和電容器C3的保持電路43。單觸發(fā)電路41包括MOSFET 31、恒流源32、電容器C4、反相器33和34、NAND (與非)電路35、以及反相器36。來自RS觸發(fā)器15的輸出信號(hào)SO被供應(yīng)給MOSFET 31的柵極端子來導(dǎo)通或截止MOSFET 31。與MOSFET 31并聯(lián)連接的電容器C4重復(fù)由M0SFET31放電以及由恒流源32充電。來自RS觸發(fā)器15的輸出信號(hào)SO被輸入至反相器33。反相器34的輸入端子連接至電容器C4和恒流源32相連接的點(diǎn)，且供應(yīng)電容器C4的充電電壓。來自反相器33的輸出電壓和來自反相器34的輸出電壓被輸入至NAND電路35，并產(chǎn)生單觸發(fā)脈沖S4。此外，來自NAND電路35的單觸發(fā)脈沖S4由反相器36反相，且來自反相器36的輸出電壓是單觸發(fā)脈沖S5。單觸發(fā)脈沖S4和S5分別被供應(yīng)至轉(zhuǎn)移柵42的反相輸入端子和非反相輸入端子。保持電路43產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于第一電流電平信號(hào)SI的峰值的峰值電平信號(hào)S6,并將其輸出至置位脈沖產(chǎn)生電路50。置位脈沖產(chǎn)生電路50包括放大器(電壓跟隨器)51、包括串聯(lián)連接的兩個(gè)電阻器R8和R9的電阻電路、以及比較器52。放大器51放大(阻抗轉(zhuǎn)換)由峰值保持電路40產(chǎn)生的峰值電平信號(hào)S6。放大器51的輸出端子經(jīng)由電阻器R8和R9接地。電壓電平與峰值電平電壓S6相等的來自放大器51的輸出電壓由電阻器R8和R9分壓，并產(chǎn)生參考電位信號(hào)S7。比較器52的反相輸入端子連接至電阻R8和R9相連接的點(diǎn)，且參考電位信號(hào)S7被供應(yīng)至比較器52的反相輸入端子。第二電流電平信號(hào)S2從電平轉(zhuǎn)換電路20供應(yīng)至比較器52的非反相輸入端子。比較器52將第二電流電平信號(hào)S2與參考電位信號(hào)S7的電壓電平進(jìn)行比較并輸出第二置位脈沖S8。第二置位脈沖S8經(jīng)由OR電路14b輸入至RS觸發(fā)器15。圖3是圖2所示的連續(xù)控制設(shè)置電路中所包括的單觸發(fā)電路41所輸入和輸出的信號(hào)的波形的時(shí)序圖。來自RS觸發(fā)器15的輸出信號(hào)SO被供應(yīng)至單觸發(fā)電路41。在時(shí)刻t0之前的時(shí)刻到時(shí)刻tl，輸出信號(hào)SO處于0電平(低電平)。MOSFET 31處于截止?fàn)顟B(tài)。這與開關(guān)元件 4相同。此時(shí)，充電電流從恒流源32流向電容器C4，所以在時(shí)刻t0，電容器C4已被充電至既定電壓電平(高電平)。相應(yīng)地，在從時(shí)刻to到時(shí)刻tl的時(shí)間段中，I電平(高電平)從輸入有輸出信號(hào)SO的反相器33輸出至NAND電路35，且0電平從反相器34輸出至NAND電路35。因此，來自NAND電路35的輸出處于I電平，且來自反相器36的輸出處于0電平。因此，轉(zhuǎn)移柵42處于截止(斷開)狀態(tài)。當(dāng)在時(shí)刻tl輸出信號(hào)SO變?yōu)镮電平時(shí)，MOSFET 31導(dǎo)通。因此，電容器C4放電且至反相器34的輸入立即被反相為0電平。來自兩個(gè)逆變器33和34的輸出信號(hào)同時(shí)被分別反相為0電平和I電平。然而，來自NAND電路35的輸出被保持在I電平，所以轉(zhuǎn)移柵42的截止?fàn)顟B(tài)不變。在輸出信號(hào)SO返回至接近0電平的時(shí)刻t2，立即從反相器33輸出I電平。然而，僅充電電流開始從恒流源32流向電容器C4。來自反相器34的輸出保持在I電平。因此，來自NAND電路35的輸出從I電平反相至0電平，且來自反相器36的輸出從0電平反相至I電平。此外，處于0電平的單觸發(fā)脈沖S4和處于I電平的單觸發(fā)脈沖S5從單觸發(fā)電路41輸入至轉(zhuǎn)移柵42。相應(yīng)地，在從時(shí)刻t2到時(shí)刻t3的時(shí)間段中，通過由單觸發(fā)電路41產(chǎn)生的單觸發(fā)脈沖S4和S5作為互補(bǔ)信號(hào)，轉(zhuǎn)移柵42處于導(dǎo)通狀態(tài)，且第一電流電平信號(hào)SI被輸入至保持電路43。對(duì)應(yīng)于第一電流電平信號(hào)SI的峰值的峰值 電平信號(hào)S6經(jīng)由轉(zhuǎn)移柵42輸入至保持電路43，且由峰值電路43的電容器C3所保持。即，當(dāng)開關(guān)元件4處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電感器電流ら繼續(xù)増加。因此，恰好在開關(guān)元件4截止的時(shí)刻，獲得電感器電流し的最大值。來自單觸發(fā)電路41的單觸發(fā)脈沖S4和S5緊接著開關(guān)元件4截止之后發(fā)生。因此，通過對(duì)與電感器電流ら的峰值相對(duì)應(yīng)的第一電流電平信號(hào)SI的峰值進(jìn)行采樣與保持而獲得的峰值電平信號(hào)S6由保持電路42 (參見下文描述的圖4(A))保持。當(dāng)電容器C4在時(shí)刻t3由恒流源35充電至高于單觸發(fā)電路41中的反相器34的閾值電壓Vth時(shí)，來自反相器34的輸出被反相至0電平。S卩，單觸發(fā)脈沖S4和S5的脈沖寬度由從時(shí)刻t2到時(shí)刻t3的時(shí)間段指定。為簡(jiǎn)單起見，從時(shí)刻t2到時(shí)刻t3的時(shí)間段在圖3中為稍長(zhǎng)，不過事實(shí)上此時(shí)間段被設(shè)置為盡可能短。在此情況下，在此時(shí)間段中可執(zhí)行上述采樣與保持操作是有必要的。圖4(A)和4(B)分別是圖2所示的連續(xù)控制設(shè)置電路中所包括的峰值保持電路和設(shè)置脈沖產(chǎn)生電路中的信號(hào)的波形的時(shí)序圖。圖4(A)示出從RS觸發(fā)器15輸入至連續(xù)控制設(shè)置電路30的峰值保持電路40的輸出信號(hào)S0、在輸出信號(hào)SO下降的時(shí)刻所產(chǎn)生的單觸發(fā)脈沖S5、第一電流電平信號(hào)SI、以及從第一電流電平信號(hào)SI產(chǎn)生的峰值電平信號(hào)S6。如上所述，當(dāng)電感器電流ら流經(jīng)電流檢測(cè)電阻器R3吋，電流檢測(cè)電阻器R產(chǎn)生負(fù)的電感器電流檢測(cè)電壓并將其供應(yīng)給IS端子。電感器電流檢測(cè)電壓的絕對(duì)值隨著電感器電流ら的増大而變得更大。因此，在圖4(A)中，第一電流電平信號(hào)SI隨著電感器電流込的增大而向下延伸。因此，當(dāng)圖4(A)中所示的第一電流電平信號(hào)SI和峰值電平信號(hào)S6的底峰值向下變化吋，電感器電流し的峰值變得更大。仍如上所述，功率因數(shù)控制器10使得交流輸入電流的相位與開關(guān)電源電路中整流之后的交流輸入電壓的相位相同。因此，峰值電平信號(hào)S6的波形近似地類似于整流后的交流輸入電壓的波形。即，在負(fù)載重時(shí)許多電流流經(jīng)開關(guān)元件4和電感器3，且此時(shí)，從第一電流電平信號(hào)SI產(chǎn)生的峰值電平信號(hào)S6以更大的曲率改變。圖4 (B)示出參考電位信號(hào)S7和輸入至比較器52的第二電流電平信號(hào)S2、以及從置位脈沖產(chǎn)生電路50輸出的第二置位脈沖S8，作為比較器52的比較結(jié)果。在圖4(B)中，比較了其相位與整流后的交流輸入電壓的相位近似相同的參考電位信號(hào)S7和第二電流電平信號(hào)S2的電壓電平。
如上所述，參考電位信號(hào)S7通過將從峰值保持電路40輸出的峰值電平信號(hào)S6進(jìn)行電平移動(dòng)(分壓)來獲得，并在負(fù)載重時(shí)以較大曲率變化。此外，第二電流電平信號(hào)S2與流經(jīng)電感器3的電感器電流ら成比例地變化。這與第一電流電平信號(hào)SI相同。第二電流電平信號(hào)S2與第一電流電平信號(hào)SI的不同之處僅在于電壓電平。開關(guān)元件4截止且電感器電流ら減少。因此，第二電流電平信號(hào)S2上升。當(dāng)?shù)诙娏麟娖叫盘?hào)S2變得等于參考電位信號(hào)S7時(shí)，指定開關(guān)元件4導(dǎo)通的時(shí)刻的第二置位脈沖S8從比較器52輸出。圖5(A)和5(B)是表示圖I中所示的功率因數(shù)控制器的操作的波形。圖5 (A)是表示在負(fù)載輕時(shí)執(zhí)行的臨界操作的波形。圖5(B)是表示在負(fù)載重時(shí)執(zhí)行的連續(xù)操作的波形。圖5(A)和5(B)示出電感器電流的波形以及參考電位信號(hào)S7、第二電流電平信號(hào)S2、以及從OUT端子輸出的信號(hào)的電壓波形，其中來自交流電源的交流輸入電壓的波形作為參考。參考電位信號(hào)S7、第二電流電平信號(hào)S2、以及從OUT端子輸出的信號(hào)的相位與交流輸入電壓的相位近似相同。不管負(fù)載是輕還是重，在電感器電流ら變成零時(shí)的第二電流電平信號(hào)S2(零電流檢測(cè)電平)，即，通過對(duì)輸入至功率因數(shù)控制器10的IS端子的電感器電流檢測(cè)電壓的頂峰值進(jìn)行電平移動(dòng)而獲得的值L0，是恒定值(=Vref2x(R23+R24V(R21+R22+R23+R24))。另一方面，在負(fù)載為輕時(shí)電感器電流檢測(cè)電壓的底峰值是負(fù)電壓，其絕對(duì)值較小。相應(yīng)地，參考電位信號(hào)S7的底峰值高于圖5(B)中所示的參考電位信號(hào)S7的底峰值，且參考電位信號(hào)S7的最小值高于零電流檢測(cè)電平L0。因此，在負(fù)載為輕時(shí)，第二置位脈沖S8不從連續(xù)控制設(shè)置電路30輸出。在Z⑶比較器16檢測(cè)到電感器電流L變?yōu)榱銜r(shí)，輸出第一置位脈沖S9，且開關(guān)元件4導(dǎo)通。在此情況下，在電感器電流し變?yōu)榱愕臅r(shí)刻，開關(guān)元件4從截止?fàn)顟B(tài)改變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，所以可實(shí)現(xiàn)臨界電流控制方法。在另一方面，如圖5(B)中所不,在負(fù)載重時(shí),參考電位信號(hào)S7以較大曲率向下變化。在參考電位信號(hào)S7的一部分變得小于零電流檢測(cè)電平LO的時(shí)刻，在第一置位脈沖S9之前第二置位脈沖S8從Z⑶比較器16輸出。相應(yīng)地，在負(fù)載重時(shí)，控制方法從臨界電流控制切換為連續(xù)電流控制。圖6是在負(fù)載重時(shí)在根據(jù)第一實(shí)施例的開關(guān)電源電路中流動(dòng)的電感器電流的波形。圖6示出通過連接電感器電流込的最大值而畫出的包絡(luò)曲線IEmax，以及通過連接電感器電流込的最小值而畫出的包絡(luò)曲線IEmin。如圖5中所述，通過使用電感器電流檢測(cè)電壓來確定負(fù)載是輕還是重，且執(zhí)行臨界電流控制方法和連續(xù)電流控制方法之間的切換。因此，結(jié)果是當(dāng)通過將其相位與交流輸入電壓的相位大致相同的電感器電流ら的最大值連接起來而畫出的包絡(luò)曲線的瞬時(shí)值較小時(shí)(S卩，時(shí)間til和tl2之間的中間區(qū)域以及時(shí)間tl2和tl3之間的中間區(qū)域)，使用臨界電流控制方法，而當(dāng)通過連接電感器電流込的最小值而畫出的包絡(luò)曲線的瞬時(shí)值較大時(shí)，使用連續(xù)電流控制方法。即使在電感器3的大小與常規(guī)臨界電流控制中所使用的電感器的大小ー樣時(shí)，在負(fù)載重時(shí)也執(zhí)行從臨界電流控制方法到連續(xù)電流控制方法的切換。通過這樣做，可將能供應(yīng)至負(fù)載的電源設(shè)置為較大值，且既定的直流電壓可被供應(yīng)至較重的負(fù)載。
圖7示出在負(fù)載重時(shí)流動(dòng)的電感器電流的峰值，并且為作比較還示出僅使用臨界電流控制方法的常規(guī)電路中的電感器電流的峰值。當(dāng)負(fù)載輕吋，電感器電流込的峰值為ImaxO且較小。此時(shí)，電感器電流込的波形與常規(guī)電路中電感器電流的波形一祥。然而，在本發(fā)明中，在負(fù)載重時(shí)執(zhí)行從臨界電流控制方法到連續(xù)電流控制方法的切換。使用常規(guī)電路，使其峰值Imax2大的電感器電流し流動(dòng)用于應(yīng)付重負(fù)載。與常規(guī)電路相比較，即使在將電感器電流込的峰值減小為Imaxl的情況下，可獲得相同的平均電流值。這是本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)勢(shì)。此外，如上所述，在本發(fā)明中不需要輔助繞組。因此，可降低開關(guān)電源電路的成本。[示例2]圖8是根據(jù)第二實(shí)施例的開關(guān)電源電路的電路圖。與圖I所示的開關(guān)電源電路(根據(jù)第一實(shí)施例)中所包括的那些組件相對(duì)應(yīng)的組件將用同樣的附圖標(biāo)記來標(biāo)記，且將會(huì)省略重復(fù)描述。 圖8所示的開關(guān)電源電路包括對(duì)交流電源電壓進(jìn)行全波整流并輸出脈沖電流的全波整流器I、以及連接至該全波整流器I的電感器3。該開關(guān)電源電路從交流電源電壓產(chǎn)生既定的直流輸出電壓并將其供應(yīng)至負(fù)載。此外，為了在沒有輔助繞組的情況下執(zhí)行臨界操作與連續(xù)操作之間的切換，開關(guān)電源電路通過不同于圖13中所示的常規(guī)功率因數(shù)控制器100的功率因數(shù)控制器60來進(jìn)行開關(guān)元件4的導(dǎo)通-截止控制。本實(shí)施例中的功率因數(shù)控制器60與圖13中所示的常規(guī)功率因數(shù)控制器100的不同之處在于増加了電平轉(zhuǎn)換電路20和連續(xù)控制設(shè)置電路70。此外，功率因數(shù)控制器60與圖I中所示的功率因數(shù)控制器10的不同之出在于增加了 RCCM端子作為用于連接外部電阻器(電阻器R10)的外部端子。通過增加RCCM端子，外部地連接至功率因數(shù)控制器60的電阻器RlO的電阻值可變化為不同的值。因此，可由用戶任意地選擇要在連續(xù)控制設(shè)置電路70中設(shè)置的參考電位信號(hào)的電壓電平。圖9是示出圖8所示的功率因數(shù)控制器中所包括的電平轉(zhuǎn)換電路和連續(xù)控制設(shè)置電路的具體結(jié)構(gòu)的電路圖。電平轉(zhuǎn)換電路20將來自IS端子的輸入電壓偏移至其極性與電感器電流檢測(cè)電壓的極性相反的正電壓，將輸入電壓轉(zhuǎn)換為與流經(jīng)電感器3的電感器電流し成比例的三個(gè)電流電平信號(hào)SI、S2、以及S3，并在不同電壓電平輸出三個(gè)電流電平信號(hào)SI、S2、以及S3。這與圖I所示的開關(guān)電源電路(根據(jù)第一實(shí)施例)相同。連續(xù)控制設(shè)置電路70包括峰值保持電路40和置位脈沖產(chǎn)生電路50。由于和圖2中所示的連續(xù)控制設(shè)置電路30 —祥，置位脈沖產(chǎn)生電路50產(chǎn)生指定開關(guān)元件4導(dǎo)通的時(shí)刻的第二置位脈沖S8。S卩，第二置位脈沖S8作用，從而在負(fù)載重時(shí)將開關(guān)元件4導(dǎo)通的時(shí)刻改變?yōu)榱汶娏鳈z測(cè)時(shí)刻之前的時(shí)刻。第二置位脈沖S8用來在負(fù)載重時(shí)將控制方法從臨界電流控制切換到連續(xù)電流控制。峰值保持電路40包括產(chǎn)生與開關(guān)元件4截止的時(shí)刻同步的單觸發(fā)脈沖S4和S5的單觸發(fā)電路41、通過單觸發(fā)脈沖S4和S5進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)的轉(zhuǎn)移柵42、以及包括串聯(lián)連接的電阻器R7和電容器C3的保持電路43。置位脈沖產(chǎn)生電路50包括放大器(電壓跟隨器)51、包括串聯(lián)連接的兩個(gè)電阻器R8和R9的電阻電路、以及比較器52。這些組件和功能與圖2所示的連續(xù)控制設(shè)置電路30相同。然而，此實(shí)施例中的置位脈沖產(chǎn)生電路50與圖2中所示的置位脈沖產(chǎn)生電路50的不同之處在于，外部電阻器RlO可經(jīng)由功率因數(shù)控制器60的RCCM端子連接至包括電阻器R8和R9的電阻電路。放大器51放大(阻抗轉(zhuǎn)換)由峰值保持電路40產(chǎn)生的峰值電平信號(hào)S6。放大器51的輸出端子經(jīng)由電阻器R8和R9以及外部電阻器RlO接地。因此，通過由電阻器R8和R9以及外部電阻器RlO將來自放大器51的輸出信號(hào)分壓而產(chǎn)生的參考電位信號(hào)S7的電壓電平根據(jù)外部電阻器RlO的電阻值而變化。比較器52的反相輸入端子連接至電阻器R8和R9相連接的點(diǎn)，且參考電位信號(hào)S7被供應(yīng)至比較器52的反相輸入端子。第二電流電平信號(hào)S2從電平轉(zhuǎn)換電路20供應(yīng)至比較器52的非反相輸入端子。比較器52將第二電流電平信號(hào)S2的電壓電平與參考電位信號(hào)S7的電壓電平進(jìn)行比較并輸出第二置位脈沖S8。第二置位脈沖S8經(jīng)由OR電路14b輸入至RS觸發(fā)器15。 圖10(A)和10⑶是用于描述圖8中所示的功率因數(shù)控制器的操作的視圖。圖10(A)是連續(xù)控制設(shè)置電路中所包括的置位脈沖產(chǎn)生電路中的每ー個(gè)信號(hào)的波形。圖10(B)是在負(fù)載重時(shí)執(zhí)行的功率因數(shù)控制器的連續(xù)操作中的每ー個(gè)信號(hào)的波形。圖10⑶示出參考電位信號(hào)S7和輸入至比較器52的第二電流電平信號(hào)S2、以及從置位脈沖產(chǎn)生電路50輸出的第二置位脈沖S8，作為比較器52的比較結(jié)果。參考電位信號(hào)S7通過將從峰值保持電路40輸出的峰值電平信號(hào)S6進(jìn)行電平移動(dòng)(分壓)來獲得，并在負(fù)載重時(shí)以較大曲率變化。這與圖2所示的連續(xù)控制設(shè)置電路30相同。此外，第二電流電平信號(hào)S2與流經(jīng)電感器3的電感器電流ら成比例地變化(第二電流電平信號(hào)S2和電感器電流ら的波形變得類似)。這與第一電流電平信號(hào)SI相同。第二電流電平信號(hào)S2與第一電流電平信號(hào)SI僅在于電壓電平。開關(guān)元件4截止且電感器電流込減小。因此，第二電流電平信號(hào)S2上升。當(dāng)?shù)诙娏麟娖叫盘?hào)S2變得等于參考電位信號(hào)S7時(shí)，指定開關(guān)元件4導(dǎo)通的時(shí)刻的第二置位脈沖S8從比較器52輸出。其相位與整流之后的交流輸入電壓的相位近似相同的參考電位信號(hào)S7的電壓電平根據(jù)外部電阻器RlO的電阻值而增大或減小。圖10⑶示出電感器電流的波形以及參考電位信號(hào)S7、第二電流電平信號(hào)S2、以及從OUT端子輸出的信號(hào)的電壓波形，其中來自交流電源的交流輸入電壓的波形作為參考。參考電位信號(hào)S7、第二電流電平信號(hào)S2、以及從OUT端子輸出的信號(hào)的相位與交流輸入電壓的相位近似相同。如上述圖5 (A)中所示，不管負(fù)載是輕還是重，在電感器電流し變成零時(shí)的第二電流電平信號(hào)S2 (零電流檢測(cè)電平)是通過對(duì)電感器電流檢測(cè)電壓的頂峰值進(jìn)行電平移動(dòng)而獲得的值LO，并且是恒定值(=Vref2x(R23+R24V(R21+R22+R23+R24))。在負(fù)載輕時(shí)的電感器電流檢測(cè)電壓的底峰值是負(fù)電壓，其絕對(duì)值較小。相應(yīng)地，參考電位信號(hào)S7的底峰值高于圖10(B)中所示的參考電位信號(hào)S7的底峰值，且參考電位信號(hào)S7的最小值大于零電流檢測(cè)電平LO (未示出)。因此，在負(fù)載輕時(shí)第二置位脈沖S8不從連續(xù)控制設(shè)置電路70輸出。在Z⑶比較器16檢測(cè)到電感器電流し變?yōu)榱愕臅r(shí)刻，輸出第一置位脈沖S9，且開關(guān)元件4導(dǎo)通。以此方式，在電感器電流ら變?yōu)榱愕臅r(shí)刻，開關(guān)元件4從截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。如果負(fù)載的大小小于或等于既定的值，則可實(shí)現(xiàn)臨界電流控制方法。如圖10(B)中所示，當(dāng)負(fù)載重吋，參考電位信號(hào)S7以較大曲率向下變化。當(dāng)參考電位信號(hào)S7的一部分變得小于零電流檢測(cè)電平LO時(shí)，如圖10(A)中所示的第二置位脈沖S8在第一置位脈沖S9之前從Z⑶比較器16中輸出。相應(yīng)地，在負(fù)載重時(shí)，控制方法從臨界電流控制切換為連續(xù)電流控制。通過選擇外部電阻器RlO的電阻值，可改變控制方法從臨界電流控制切換為連續(xù)電流控制的時(shí)刻。換言之，通過將外部電阻器RlO的電阻值設(shè)置為較小值，在連續(xù)電流控制時(shí)間圖10(B)中開關(guān)元件4導(dǎo)通時(shí)的參考電位信號(hào)S7的電平可從由虛線指示的位置降低為由實(shí)線指示的位置。因此，通過選擇連接至功率因數(shù)控制器60的外部電阻器RlO的電阻值，從負(fù)載輕時(shí)的臨界電流控制切換為負(fù)載重時(shí)的連續(xù)電流控制的電源電平可針對(duì)每ー個(gè)電源合適地設(shè)置。圖11示出在連接至圖8中所示的功率因數(shù)控制器的外部電阻器的電阻值不同的情況下，負(fù)載重時(shí)電感器電流的峰值的比較結(jié)果。在負(fù)載重時(shí)執(zhí)行從連接電流控制方法到連續(xù)電流控制方法的切換的本發(fā)明中，使強(qiáng)大峰值電流Imaxl或Imax3流經(jīng)重負(fù)載來解決。在此情況下，可通過將電阻值不同的外部 電阻器連接起來來減小電感器電流的峰值。即，増加RCCM端子作為功率因數(shù)控制器60的外部端子，并控制連接至該RCCM端子的外部電阻器RlO的電阻值。通過這樣做，可控制電感器電流的峰值的減少率(Imaxl > Imax3)。當(dāng)峰值電流是ImaxO且較微小時(shí),負(fù)載為輕。此時(shí)，電感器電流的波形與常規(guī)開關(guān)電源電路中流動(dòng)的電感器電流的波形ー樣。圖12示出電感器電流相對(duì)于開關(guān)元件中的發(fā)熱的變化。如果外部電阻器RlO的電阻值被設(shè)置為較小值，電感器電流的峰值變得較小。然而，如果電感器電流的峰值變得較小，則在開關(guān)電源電路的開關(guān)元件(M0SFET)4中所產(chǎn)生的熱的量變得較大。相應(yīng)地，通過控制外部地連接至功率因數(shù)控制器60的外部電阻器RlO的電阻值，電源的設(shè)計(jì)者可根據(jù)電源的規(guī)格自由地設(shè)置開關(guān)元件4中所產(chǎn)生的熱的量。[附圖標(biāo)記列表]I全波整流器2、6電容器3電感器4 開關(guān)元件(MOSFET)5 ニ極管7輸出端子10、60功率因數(shù)控制器11誤差放大器12PWM 比較器13振蕩器14a、14bOR 電路15RS 觸發(fā)器16ZCD 比較器17定時(shí)器180VP 比較器19比較器20電平轉(zhuǎn)換電路
30、70連續(xù)控制設(shè)置電路40峰值保持電路41單觸發(fā)電路42轉(zhuǎn)移柵43保持電路
50置位脈沖產(chǎn)生電路51放大器52比較器Cl到C4電容器Rl 到 R9、R21 到 R24 電阻器RlO外部電阻器SO來自RS觸發(fā)器15的輸出信號(hào)SOSI第一電流電平信號(hào)S2第二電流電平信號(hào)S3第三電流電平信號(hào)S4、S5單觸發(fā)脈沖S6峰值電平信號(hào)S7參考電位信號(hào)S8第二置位脈沖S9第一置位脈沖
權(quán)利要求
1.ー種開關(guān)電源電路，用于將既定的直流輸出電壓從交流電源提供至負(fù)載，所述開關(guān)電源電路包括 整流電路，對(duì)交流電源電壓進(jìn)行全波整流以輸出脈動(dòng)電流； 連接至所述整流電路的電感器； 開關(guān)元件； 輸出電容器； 電感器電流檢測(cè)電路，檢測(cè)流過所述電感器的電流并輸出電感器電流檢測(cè)電壓；電平轉(zhuǎn)換電路，將所述電感器電流檢測(cè)電壓轉(zhuǎn)換為電壓電平不同的第一電流電平信號(hào)和第二電流電平信號(hào)； 連續(xù)控制設(shè)置電路，產(chǎn)生相位與來自所述第一電流電平信號(hào)的經(jīng)全波整流的交流輸入電壓的相位大致相同的參考電位信號(hào)、并將所述參考電位信號(hào)的電壓電平與所述第二電流電平信號(hào)的電壓電平進(jìn)行比較從而產(chǎn)生指定所述開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)刻的信號(hào)；以及零電流檢測(cè)電路，檢測(cè)流過所述電感器的電流是否變?yōu)榱悖? 其中在以下兩個(gè)時(shí)刻中的較早時(shí)刻使所述開關(guān)元件導(dǎo)通由所述連續(xù)控制設(shè)置電路指定的所述開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)刻、以及所述零電流檢測(cè)電路檢測(cè)到流過所述電感器的電流變?yōu)榱愕臅r(shí)刻。
2.如權(quán)利要求I所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，所述電平轉(zhuǎn)換電路通過將所述電感器電流檢測(cè)電壓偏移為極性與所述電感器電流檢測(cè)電壓的極性相反的電壓，從而產(chǎn)生所述第一電流電平信號(hào)和所述第二電流電平信號(hào)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的開關(guān)電源電路，其特征在干 所述電感器電流檢測(cè)電路是位于在所述整流電路和所述電感器之間的路徑上的電流檢測(cè)電阻器，且從所述電流檢測(cè)電阻器的一端輸出負(fù)的電感器電流檢測(cè)電壓；以及 所述電平轉(zhuǎn)換電路包括串聯(lián)地連接在正參考電壓和所述電感器電流檢測(cè)電路的輸出之間的第一電阻器、第二電阻器、以及第三電阻器，在所述第一電阻器和所述第二電阻器的連接點(diǎn)處輸出電壓作為所述第一電流電平信號(hào)，并且在所述第二電阻器和所述第三電阻器的連接點(diǎn)處輸出電壓作為所述第二電流電平信號(hào)。
4.如權(quán)利要求I所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，所述連續(xù)控制設(shè)置電路包括 峰值保持電路，在每ー個(gè)所述開關(guān)元件截止的時(shí)刻保持所述第一電流電平信號(hào)的電壓電平，并且產(chǎn)生峰值電平信號(hào)；以及 置位脈沖產(chǎn)生電路，轉(zhuǎn)換所述峰值電平信號(hào)的電壓電平從而產(chǎn)生所述參考電位信號(hào)，并將所述參考電位信號(hào)的電壓電平與所述第二電流電平信號(hào)的電壓電平進(jìn)行比較從而產(chǎn)生指定所述開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)刻的置位脈沖。
5.如權(quán)利要求4所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，所述峰值保持電路包括 單觸發(fā)電路，產(chǎn)生與所述開關(guān)元件截止的時(shí)刻同步的單觸發(fā)脈沖； 轉(zhuǎn)移柵，所述第一電流電平信號(hào)被輸入至所述轉(zhuǎn)移柵，且所述轉(zhuǎn)移柵通過所述單觸發(fā)脈沖變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)；以及 保持電路，保持經(jīng)由所述轉(zhuǎn)移柵輸出的所述峰值電平信號(hào)。
6.如權(quán)利要求4所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，所述置位脈沖產(chǎn)生電路包括 放大器，放大由所述峰值保持電路所產(chǎn)生的所述峰值電平信號(hào)從而產(chǎn)生所述參考電位信號(hào)；以及 比較器，將所述第二電流電平信號(hào)的電壓電平與所述參考電位信號(hào)的電壓電平進(jìn)行比較從而輸出所述置位脈沖。
7.ー種包括在開關(guān)電源電路中的功率因數(shù)控制器，所述開關(guān)電源電路用于將既定的直流輸出電壓從交流電源提供至負(fù)載，所述開關(guān)電源電路包括 整流電路，對(duì)交流電源電壓進(jìn)行全波整流以輸出脈動(dòng)電流； 連接至所述整流電路的電感器； 開關(guān)元件； 輸出電容器；以及 電感器電流檢測(cè)電路，檢測(cè)流過所述電感器的電流并輸出電感器電流檢測(cè)電壓，所述功率因數(shù)控制器包括 電平轉(zhuǎn)換電路，將所述電感器電流檢測(cè)電壓轉(zhuǎn)換為電壓電平不同的第一電流電平信號(hào)和第二電流電平信號(hào)； 連續(xù)控制設(shè)置電路，產(chǎn)生相位與來自所述第一電流電平信號(hào)的經(jīng)全波整流的交流輸入電壓的相位大致相同的參考電位信號(hào)、并將所述參考電位信號(hào)的電壓電平與所述第二電流電平信號(hào)的電壓電平進(jìn)行比較從而產(chǎn)生指定所述開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)刻的信號(hào)；以及零電流檢測(cè)電路，檢測(cè)流過所述電感器的電流是否變?yōu)榱悖? 其中在以下兩個(gè)時(shí)刻中的較早時(shí)刻使所述開關(guān)元件導(dǎo)通由所述連續(xù)控制設(shè)置電路所指定的所述開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)刻、以及所述零電流檢測(cè)電路檢測(cè)到流過所述電感器的電流變?yōu)榱愕臅r(shí)刻。
8.如權(quán)利要求7所述的功率因數(shù)控制器，其特征在于，所述連續(xù)控制設(shè)置電路包括 峰值保持電路，在每ー個(gè)所述開關(guān)元件截止的時(shí)刻保持所述第一電流電平信號(hào)的電壓電平，并產(chǎn)生峰值電平信號(hào)； 置位脈沖產(chǎn)生電路，轉(zhuǎn)換所述峰值電平信號(hào)的電壓電平從而產(chǎn)生所述參考電位信號(hào)，并將所述參考電位信號(hào)的電壓電平與所述第二電流電平信號(hào)的電壓電平進(jìn)行比較從而產(chǎn)生指定所述開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)刻的置位脈沖；以及 外部端子，用于按外部連接的電阻器的電阻值來改變所述參考電位信號(hào)的電壓電平。
全文摘要
開關(guān)電源電路包括對(duì)交流電源電壓進(jìn)行全波整流以輸出脈動(dòng)電流的全波整流器(1)、以及連接至該全波整流器(1)的電感器(3)。電平轉(zhuǎn)換電路(20)包括串聯(lián)連接的多個(gè)電阻器，并將電感器電流檢測(cè)電壓轉(zhuǎn)換為電壓電平不同、且與電感器電流成比例的第一電流電平信號(hào)和第二電流電平信號(hào)(S1和S2)。連續(xù)控制設(shè)置電路(30)產(chǎn)生其相位與來自所述第一電流電平信號(hào)(S1)的交流輸入電壓的相位大致相同的參考電位信號(hào)、并將該參考電位信號(hào)的電壓電平與第二電流電平信號(hào)(S2)的電壓電平進(jìn)行比較從而輸出指定開關(guān)元件(4)導(dǎo)通的時(shí)刻的第二置位脈沖(S8)信號(hào)。
文檔編號(hào)H02M7/12GK102656787SQ201080043919
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者敬人 菅原 申請(qǐng)人:富士電機(jī)株式會(huì)社