專利名稱：一種功率因數(shù)校正電路及其控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種電子電路，更具體地說，本實(shí)用新型涉及ー種功率因數(shù)校正(Power Factor Correction, PFC)電路及其控制電路。
背景技術(shù)：
功率因數(shù)校正技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電源轉(zhuǎn)換中。圖I所示為現(xiàn)有典型的功率因數(shù)校正電路50。該功率因數(shù)校正電路50包括整流橋51、EMI濾波電容Cin和升壓轉(zhuǎn)換電路(boost) 52，其中所述升壓轉(zhuǎn)換電路52包括儲(chǔ)能元件L、功率開關(guān)S、ニ極管D和輸出電容Q。交流輸入電壓Vac經(jīng)由整流橋51后被整流為饅頭波；所述升壓轉(zhuǎn)換電路52控制流過儲(chǔ)能元件的電流ら的峰值跟隨交流輸入電壓U即控制流過儲(chǔ)能元件的電流峰值包絡(luò)線跟
隨交流輸入電壓VA。)，使所述饅頭波被轉(zhuǎn)化為調(diào)節(jié)電壓\。為減小儲(chǔ)能元件L的尺寸，在臨界導(dǎo)通模式下，現(xiàn)有技術(shù)通常采用箝位電路將流過儲(chǔ)能元件的電流峰值的包絡(luò)線進(jìn)行限制，參見如圖2所示的流過儲(chǔ)能元件的電流峰值波形圖。箝位比例(原包絡(luò)線峰值與箝位值之比)越高，儲(chǔ)能元件尺寸減小的幅度越大，但總諧波失真(Total Harmonic Distortion,THD)和功率因數(shù)(Power Factor,PF)將變差。若保持箝位比例不變，則THD隨著交流輸入電壓從低電壓到高電壓保持不變，由諧波失真帶來的PF降低的幅度也保持不變，但在交流輸入電壓在高電壓吋，由于EMI濾波電容Cin引起的相移，總的PF將比在低輸入電壓時(shí)惡化。

實(shí)用新型內(nèi)容因此本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)問題，提出一種改進(jìn)的功率因數(shù)校正電路及其控制電路。為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，本實(shí)用新型提出了一種用于功率因數(shù)校正電路的控制電路，所述功率因數(shù)校正電路包括功率開關(guān)，所述功率因數(shù)校正電路接收交流輸入電壓，提供調(diào)節(jié)電壓，所述控制電路包括峰值電壓采樣保持単元，具有輸入端子和輸出端子，其輸入端子耦接表征交流輸入電壓的線電壓采樣信號(hào)，其輸出端子產(chǎn)生峰值檢測(cè)信號(hào)；箝位單元，具有輸入端子和輸出端子，其輸入端子耦接至峰值電壓采樣保持單元的輸出端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其輸出端子產(chǎn)生箝位信號(hào)；較小值選擇單元，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其中所述第一輸入端子耦接至箝位單元的輸出端子接收箝位信號(hào)，第二輸入端子接收所述線電壓采樣信號(hào)，所述較小值選擇單元將所述箝位信號(hào)和線電壓采樣信號(hào)中電壓值較小的信號(hào)輸出為峰值電流參考信號(hào)；電流比較器，具有第ー輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至較小值選擇單元的輸出端子接收峰值電流參考信號(hào)，其第二輸入端子接收電流采樣信號(hào)，其輸出端子產(chǎn)生電流比較信號(hào)，其中所述電流采樣信號(hào)表征流過所述功率開關(guān)的電流；控制器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至電流比較器的輸出端子接收電流比較信號(hào)，其第二輸入端子接收反饋信號(hào)，其輸出端子提供門極控制信號(hào)給所述功率開關(guān)，其中所述反饋信號(hào)表征所述調(diào)節(jié)電壓。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例中，其中所述峰值電壓采樣保持単元包括運(yùn)算放大器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收所述線電壓采樣信號(hào)，其第二輸入端子和其輸出端子耦接；采樣保持電阻，耦接在所述運(yùn)算放大器的輸出端子和參考地之間；采樣保持電容，耦接在所述運(yùn)算放大器的輸出端子和參考地之間；其中所述運(yùn)算放大器在其輸出端子產(chǎn)生所述峰值檢測(cè)信號(hào)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例中，其中所述箝位単元包括第一比較器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其第二輸入端子接收第一參考電壓，其輸出端子產(chǎn)生第一比較信號(hào)；第二比較器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其第二輸入端子接收第二參考電壓，其輸出端子產(chǎn)生第二比較信號(hào)；第一運(yùn)算器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其第二輸入端子接收第一數(shù)值，其輸出端子產(chǎn)生第一箝位電平；第二運(yùn)算器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其第二輸入端子接收第二數(shù)值，其輸出端子產(chǎn)生第二箝位電平；第三運(yùn) 算器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其第二輸入端子接收第三數(shù)值，其輸出端子產(chǎn)生第三箝位電平；控制選擇單元，具有第一輸入端子、第二輸入端子、第三輸入端子、第一控制端子、第二控制端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至第一運(yùn)算器的輸出端子接收第一箝位電平，其第二輸入端子耦接至第二運(yùn)算器的輸出端子接收第二箝位電平，其第三輸入端子耦接至第三運(yùn)算器的輸出端子接收第三箝位電平，其第一控制端子耦接至第一比較器的輸出端子接收第一比較信號(hào)，其第二控制端子耦接至第二比較器的輸出端子接收第二比較信號(hào)，所述控制選擇單元基于所述第一比較信號(hào)和第二比較信號(hào)，在其輸出端子將第一箝位電平、第二箝位電平或第三箝位電平其中之ー選擇為箝位信號(hào)；其中第一參考電壓小于第二參考電壓；第一數(shù)值小于第二數(shù)值，第二數(shù)值小于第三數(shù)值，第三數(shù)值小于等于I。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例中，其中所述箝位單元還包括第一比較器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其中第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其第二輸入端子接收第一參考電壓，其輸出端子產(chǎn)生第一比較信號(hào)；第二比較器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其第二輸入端子接收第二參考電壓，其輸出端子產(chǎn)生第二比較信號(hào)；具有第一分壓系數(shù)的第一分壓單兀，具有輸入端子和輸出端子，其輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其輸出端子產(chǎn)生第一箝位電平；具有第二分壓系數(shù)的第二分壓單元，具有輸入端子和輸出端子，其輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其輸出端子產(chǎn)生第二箝位電平；具有第三分壓系數(shù)的第三分壓單元，具有輸入端子和輸出端子，其輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其輸出端子產(chǎn)生第三箝位電平；控制選擇單元，具有第一輸入端子、第二輸入端子、第三輸入端子、第一控制端子、第二控制端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至第一分壓單元的輸出端子接收第一箝位電平，其第二輸入端子耦接至第二分壓單元的輸出端子接收第二箝位電平，其第三輸入端子耦接至第三分壓單元的輸出端子接收第三箝位電平，其第一控制端子耦接至第一比較器的輸出端子接收第一比較信號(hào)，其第二控制端子耦接至第二比較器的輸出端子接收第二比較信號(hào)，所述控制選擇單元基于所述第一比較信號(hào)和第二比較信號(hào)，在其輸出端子將第一箝位電平、第二箝位電平或第三箝位電平其中之ー選擇為箝位信號(hào)；其中第一參考電壓小于第二參考電壓；第一分壓系數(shù)小于第二分壓系數(shù)，第二分壓系數(shù)小于第三分壓系數(shù)，第三分壓系數(shù)小于等于I。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例中，其中所述箝位単元包括運(yùn)算模塊，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其中第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，第二輸入端子接收閾值系數(shù)，所述運(yùn)算模塊將所述峰值檢測(cè)信號(hào)的平方與所述閾值系數(shù)相乘，在其輸出端子輸出箝位信號(hào)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例中，其中所述運(yùn)算模塊包括乘法器。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例中，其中所述箝位単元包括運(yùn)算模塊，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其中第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，第二輸入端子接收閾值系數(shù)，所述運(yùn)算模塊將所述峰值檢測(cè)信號(hào)的平方與所述閾值系數(shù)相乘，在其輸出端子輸出運(yùn)算信號(hào)；較大值選擇單元，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其中所述第ー輸入端子耦接至運(yùn)算模塊的輸出端子接收運(yùn)算信號(hào)，第二輸入端子接收電壓設(shè)定值，所述較大值選擇単元將運(yùn)算信號(hào)和所述電壓設(shè)定值中電壓值較大的信號(hào)輸出為箝位信號(hào)。 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例中，其中所述控制電路還包括反饋電路，具有輸入端子和輸出端子，其輸入端子耦接所述調(diào)節(jié)電壓，其輸出端子產(chǎn)生所述反饋信號(hào)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，本實(shí)用新型還提出了一種功率因數(shù)校正電路，所述功率因數(shù)校正電路包括上述根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的控制電路，所述功率因數(shù)校正電路還包括第一輸入端口和第二輸入端ロ，接收所述交流輸入電壓；輸出端ロ，提供所述調(diào)節(jié)電壓；整流橋，耦接至第一輸入端口和第二輸入端ロ接收交流輸入電壓，產(chǎn)生整流電壓；儲(chǔ)能元件，具有第一端子和第二端子，其中所述第一端子耦接至整流橋；第ニ開關(guān)，耦接至所述儲(chǔ)能元件的第二端子和輸出端ロ之間；其中所述功率開關(guān)耦接在所述儲(chǔ)能元件的第二端子和參考地之間。為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，本實(shí)用新型還提出了一種功率因數(shù)校正電路，所述功率因數(shù)校正電路包括上述根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的控制電路，所述功率因數(shù)校正電路還包括第一輸入端口和第二輸入端ロ，接收所述交流輸入電壓；輸出端ロ，提供所述調(diào)節(jié)電壓；整流橋，耦接至第一輸入端口和第二輸入端ロ接收交流輸入電壓，產(chǎn)生整流電壓；變壓器，具有原邊繞組和副邊繞組，其中所述原邊繞組和副邊繞組各包括第一端子和第二端子，所述原邊繞組的第一端子和所述副邊繞組的第二端子互為同名端，所述原邊繞組的第一端子耦接至整流橋，所述副邊繞組的第二端子耦接副邊參考地；第二開關(guān)，耦接在所述副邊繞組的第一端子和輸出端ロ之間；其中所述功率開關(guān)耦接在所述原邊繞組的第二端子和原邊參考地之間。根據(jù)本實(shí)用新型各方面的上述功率因數(shù)校正電路及其控制電路，其THD在交流輸入電壓為高電壓減小，其PF在交流輸入電壓為高電壓得到改善。

圖I為現(xiàn)有典型的功率因數(shù)校正電路50的電路示意圖；圖2為圖I所示功率因數(shù)校正電路50的交流輸入電壓Vac和流過儲(chǔ)能元件的電流Il的時(shí)序波形圖；圖3為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的功率因數(shù)校正電路100的電路示意圖；[0019]圖4為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的峰值電壓采樣保持単元109的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的箝位單元110的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為根據(jù)本實(shí)用新型另ー實(shí)施例的箝位單元110的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖5和圖6所示箝位單元110輸出的箝位信號(hào)Vap和峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的 Vclp
比值f與峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的關(guān)系示意圖； VPK圖8為根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的箝位單元110的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的圖8所示箝位單元110輸出的箝位信號(hào)Vap
Vclp
和峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的比值^與峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的關(guān)系示意 VPK圖10為根據(jù)本實(shí)用新型另ー個(gè)實(shí)施例的圖8所示箝位單元110輸出的箝位信號(hào)
Vclp和峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的比值f與峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的關(guān)系示意 \ρκ圖11為根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的箝位信號(hào)Vap和峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的比值f與峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的關(guān)系示意VPK圖12為根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)圖11所示箝位信號(hào)Vap與峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk關(guān)系的箝位單元110的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的功率因數(shù)校正電路200的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說明，并不用于限制本實(shí)用新型。在以下描述中，為了提供對(duì)本實(shí)用新型的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是不必采用這些特定細(xì)節(jié)來實(shí)行本實(shí)用新型。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本實(shí)用新型，未具體描述公知的電路、材料或方法。在整個(gè)說明書中，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本實(shí)用新型至少ー個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說明書的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“ー個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和/或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱元件“耦接到”或“耦接到”另一元件時(shí)，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接耦接到”或“直接耦接到”另一元件時(shí)，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語“和/或”包括ー個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出的項(xiàng)目的任何和所有組合。圖3為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的功率因數(shù)校正電路100的電路示意圖。在圖3所示實(shí)施例中，功率因數(shù)校正電路100包括第一輸入端ロ 101和第二輸入端ロ 102，接收交流輸入電壓Vac ;輸出端ロ 103，提供調(diào)節(jié)電壓V。；整流橋104，耦接至第一輸入端ロ 101和第二輸入端ロ 102接收交流輸入電壓\c,并基于交流輸入電壓\c,產(chǎn)生整流電壓Vin ;儲(chǔ)能元件105，具有第一端子和第二端子，其中所述第一端子耦接至整流橋104 ;功率開關(guān)106，耦接在所述儲(chǔ)能元件105的第二端子和參考地之間；第ニ開關(guān)107，耦接至所述儲(chǔ)能元件105的第二端子和輸出端ロ 103之間，所述第二開關(guān)107和所述功率開關(guān)106互補(bǔ)導(dǎo)通；提供門極控制信號(hào)以控制功率開關(guān)106的控制電路120，其中所述控制電路120包括峰值電壓采樣保持単元109，具有輸入端子和輸出端子，其輸入端子接收表征交流輸入電壓\c的線電壓采樣信號(hào)Vlim，其輸出端子產(chǎn)生峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk(即所述線電壓采樣信號(hào)Vlim的峰值電壓)；箝位單元110，具有輸入端子和輸出端子，其輸入端子耦接至峰值電壓采樣保持単元109接收峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk，其輸出端子產(chǎn)生箝位信號(hào)Vap ;較小值選擇單元111，具有第ー輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其中所述第一輸入端子耦接至箝位單元110接收箝位信號(hào)VaP，第二輸入端子接收所述線電壓采樣信號(hào)Vlim，所述較小值選擇単元111將箝位信號(hào)Vap和所述線電壓采樣信號(hào)Vlim中電壓值較小的信號(hào)輸出為峰值電流參考信號(hào)Ipk ；電流比較器112，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其中第一輸入端子耦接至 較小值選擇單元111的輸出端子接收峰值電流參考信號(hào)Ipk，其第二輸入端子接收電流采樣信號(hào)Isen，其中所述電流采樣信號(hào)Ism表征流過功率開關(guān)106的電流，所述電流比較器112基于所述峰值電流參考信號(hào)Ipk和電流采樣信號(hào)Ism，在其輸出端子產(chǎn)生電流比較信號(hào)Sot ；控制器113，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其中第一輸入端子耦接至電流比較器112的輸出端子接收電流比較信號(hào)Sot，第二輸入端子接收反饋信號(hào)Vfb，所述反饋信號(hào)Vfb表征所述調(diào)節(jié)電壓所述控制器113基于所述比較信號(hào)和反饋信號(hào)VFB，提供門極控制信號(hào)給所述功率開關(guān)106，以控制所述功率開關(guān)106的導(dǎo)通和斷開。在圖3所示實(shí)施例中，所述儲(chǔ)能元件105包括電感，所述電感具有第一端子和第二端子，其中所述第一端子耦接至整流橋104，第二端子耦接功率開關(guān)106和第二開關(guān)107。在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二開關(guān)107包括ニ極管。在一個(gè)實(shí)施例中，所述反饋信號(hào)Vfb由一反饋電路114產(chǎn)生，所述反饋電路具有輸入端子和輸出端子，其輸入端子耦接至所述輸出端ロ 103接收調(diào)節(jié)電壓并基于調(diào)節(jié)電壓V0在其輸出端子產(chǎn)生所述反饋信號(hào)VFB。圖4為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的峰值電壓采樣保持単元109的電路結(jié)構(gòu)示意圖。在圖4所示實(shí)施例中，所述峰值電壓采樣保持単元109包括運(yùn)算放大器91，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收所述線電壓采樣信號(hào)Vlim，其第ニ輸入端子耦接至其輸出端子；采樣保持電阻92，耦接在所述運(yùn)算放大器91的輸出端子和參考地之間；采樣保持電容93，耦接在所述運(yùn)算放大器91的輸出端子和參考地之間；其中所述運(yùn)算放大器91在其輸出端子產(chǎn)生所述峰值檢測(cè)信號(hào)VPK。
Vclp在一個(gè)實(shí)施例中，所述箝位信號(hào)Vap和峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的比值ナ根據(jù)峰值檢
VPK
測(cè)信號(hào)Vpk的變化具有3段電平，當(dāng)峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk小于第一參考電壓VMfl時(shí)，所述箝位信
Vclp
號(hào)Vap和峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的比值^具有第一數(shù)值Ic1 ;當(dāng)峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk處于第一參考
VPKVclp
電壓VMfl和第二參考電壓Vm2之間時(shí)，所述箝位信號(hào)Vap和峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的比值f
VPK
具有第二數(shù)值k2 ;當(dāng)峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk大于第二參考電壓Vref2時(shí)，所述箝位信號(hào)Vap和峰值
V
檢測(cè)信號(hào)Vpk的比值^1具有第三數(shù)值、；其中第一參考電壓VMfl小于第二參考電壓V⑷；
vPK
第一數(shù)值Ii1小于第二數(shù)值k2，第二數(shù)值k2小于第三數(shù)值k3，第三數(shù)值k3小于等于I。即
[k, (VPK< Vrefl)_7] -^ = Jk2 (Vrefl < Vpk < Vref2)PK [k3 (VPK> Vref2)圖5為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的箝位單元110的電路結(jié)構(gòu)示意圖。在圖5所示實(shí)施例中，所述箝位単元110包括第一比較器11，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk，其第二輸入端子接收第一參考電壓VMfl，所述第一比較器11基于所述峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk和第一參考電壓VMfl,在其輸出端子產(chǎn)生第一比較信號(hào)Cmpi ;第二比較器12,具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子,其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk，其第二輸入端子接收第二參考電壓VMf2，其中所述第二參考電壓VMf2大于第二參考電壓Vrefl，所述第二比較器12基于所述峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk和第二參考電壓Vmf2,在其輸出端子產(chǎn)生第二比較信號(hào)Cmp2 ;第一運(yùn)算器M1,具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk，其第二輸入端子接收第一數(shù)值h，所述第一運(yùn)算器M1將所述峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk和第一數(shù)值Ic1相乘，在其輸出端子產(chǎn)生第一箝位電平Ic1XVpk;第二運(yùn)算器M2，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)VPK，其第二輸入端子接收第二數(shù)值k2，所述第二運(yùn)算器M2將所述峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk和第二數(shù)值k2相乗，在其輸出端子產(chǎn)生第二箝位電平k2XVpk ;第三運(yùn)算器M3,具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk,其第二輸入端子接收第三數(shù)值k3，所述第三運(yùn)算器M3將所述峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk和第三數(shù)值k3相乘，在其輸出端子產(chǎn)生第三箝位電平k3X Vpk ;控制選擇單元13，具有第一輸入端子、第ニ輸入端子、第三輸入端子、第一控制端子、第二控制端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至第一運(yùn)算器M1的輸出端子接收第一箝位電平Ic1 X Vpk,其第二輸入端子耦接至第二運(yùn)算器M2的輸出端子接收第二箝位電平k2XVPK，其第三輸入端子耦接至第三運(yùn)算器M3的輸出端子接收第三箝位電平k3XVPK，其第一控制端子耦接至第一比較器11的輸出端子接收第一比較信號(hào)Cmpi，其第二控制端子耦接至第二比較器12的輸出端子接收第二比較信號(hào)Qmp2,所述控制選擇單元13基于所述第一比較信號(hào)Cmipi和第二比較信號(hào)C0MP2，在其輸出端子將第一箝位電平Ic1XVpk、第二箝位電平k2XVPK或第三箝位電平k3XVPK其中之一選擇為箝位信號(hào) Vclp。在一個(gè)實(shí)施例中，第一至第三運(yùn)算器均包括乘法器。在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一箝位電平Ic1 X Vpk、第二箝位電平k2 X Vpk和第三箝位電平k3XVpk可從峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk分壓得到。如圖6所示的箝位單元110。在圖6所示實(shí)施例中，所述箝位単元110包括第一比較器11，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk，其第二輸入端子接收第一參考電壓Vrefl，所述第一比較器11基于所述峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk和第一參考電壓Vrafl,在其輸出端子產(chǎn)生第一比較信號(hào)Cmpi ;第二比較器12,具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子,其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk，其第二輸入端子接收第二參考電壓VMf2，其中所述第二參考電壓Vref2大于第二參考電壓VMfl，所述第二比較器12基于所述峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk和第二參考電壓Vraf2,在其輸出端子產(chǎn)生第二比較信號(hào)Cmp2 ;具有第一分壓系數(shù)Ic1的第一分壓單兀14,接收峰值檢測(cè)信號(hào)VPK，并基于峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk，產(chǎn)生第一箝位電平Ic1XVpk ;具有第二分壓系數(shù)k2的第二分壓單元15，接收峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk，并基于峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk，產(chǎn)生第二箝位電平k2XVPK ;具有第三分壓系數(shù)k3的第三分壓單元16，接收峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk，并基于峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk，產(chǎn)生第三箝位電平k3XVPK ;控制選擇單元13，具有第一輸入端子、第二輸入端子、第三輸入端子、第一控制端子、第二控制端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至第一分壓単元14接收第一箝位電平Ic1 X Vpk,其第二輸入端子耦接至第二分壓單元15接收第二箝位電平k2XVpk，其第三輸入端子耦接至第三分壓單元16接收第三箝位電平k3XVpk，其第一控制端子耦接至第一比較器11的輸出端子接收第一比較信號(hào)Cmpi，其第二控制端子耦接至第ニ比較器12的輸出端子接收第二比較信號(hào)Cmp2，所述控制選擇單元13基于所述第一比較信號(hào)Qmpi和第二比較信號(hào)Qmp2,在其輸出端子將第一箝位電平Ic1 X Vpk、第二箝位電平k2 X Vpk 或第三箝位電平k3X Vpk其中之ー選擇為箝位信號(hào)VaP。在圖5和圖6所不實(shí)施例中，當(dāng)峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk小于第一參考電壓VMfl時(shí),所述控制選擇單元13將第一箝位電平Ic1XVpk選擇為箝位信號(hào)Vap ;當(dāng)峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk處于第ー參考電壓VMfl和第二參考電壓VMf2之間時(shí)，所述控制選擇單元13將第二箝位電平k2 X Vpk選擇為箝位信號(hào)Vap ;當(dāng)峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk大于第二參考電壓VMf2時(shí)，所述控制選擇單元13將第三箝位電平k3X Vpk選擇為箝位信號(hào)VaP。圖5和圖6所示的箝位單元110輸出的箝位信號(hào)Vap與峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的關(guān)系
Vclp
滿足函數(shù)關(guān)系(I)，即箝位信號(hào)Vap和峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的比值ナ根據(jù)峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk
VPK
Vclp
的變化具有3段電平，如圖7所示的峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk和峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的比值f與箝
VPK
位信號(hào)Vap的關(guān)系示意圖。在功率因數(shù)校正電路100運(yùn)行時(shí)，峰值電壓采樣保持単元109檢測(cè)表征交流輸入電壓的線電壓采樣信號(hào)Vlim的峰值電壓，當(dāng)該峰值電壓增大時(shí)，所述箝位
単元110輸出的箝位信號(hào)Vap也増大，但所述箝位信號(hào)Vap和峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的比值f
vPK
Vclp
小于等于I (如圖5和圖6所示實(shí)施例中，所述比值f隨著峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的増大依次
VPK
具有3段小于等于I的數(shù)值)，即箝位信號(hào)Vap的值小于等于峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的值。因此，功率因數(shù)校正電路的THD在交流輸入電壓為高電壓減小，且功率因數(shù)校正電路的PF在交流輸入電壓為高電壓得到改善。圖8為根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的箝位單元110的電路結(jié)構(gòu)示意圖。在圖8所示實(shí)施例中，所述箝位単元Iio包括運(yùn)算模塊17，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其中第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk，第二輸入端子接收閾值系數(shù)1/VPK(I，所述運(yùn)算模塊17將所述峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的平方與閾值系數(shù)1/VPK(I相乘，在其輸出端子輸出箝
位信號(hào)VaP，參見圖9所示的箝位信號(hào)Vap和峰值檢測(cè)信號(hào)Vpk的比值^與峰值檢測(cè)信號(hào)
Vpk的關(guān)系不意圖。即
權(quán)利要求1.一種用于功率因數(shù)校正電路的控制電路，所述功率因數(shù)校正電路包括功率開關(guān)，所述功率因數(shù)校正電路接收交流輸入電壓，提供調(diào)節(jié)電壓，其特征在于，所述控制電路包括 峰值電壓采樣保持単元，具有輸入端子和輸出端子，其輸入端子耦接表征交流輸入電壓的線電壓采樣信號(hào)，其輸出端子產(chǎn)生峰值檢測(cè)信號(hào)； 箝位單元，具有輸入端子和輸出端子，其輸入端子耦接至峰值電壓采樣保持単元的輸出端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其輸出端子產(chǎn)生箝位信號(hào)； 較小值選擇單元，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其中所述第一輸入端子耦接至箝位單元的輸出端子接收箝位信號(hào)，第二輸入端子接收所述線電壓采樣信號(hào)，所述較小值選擇單元將所述箝位信號(hào)和線電壓采樣信號(hào)中電壓值較小的信號(hào)輸出為峰值電流參考信號(hào)； 電流比較器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至較小值選擇単元的輸出端子接收峰值電流參考信號(hào)，其第二輸入端子接收電流采樣信號(hào)，其輸出端子產(chǎn)生電流比較信號(hào)，其中所述電流采樣信號(hào)表征流過所述功率開關(guān)的電流； 控制器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至電流比較器的輸出端子接收電流比較信號(hào)，其第二輸入端子接收反饋信號(hào)，其輸出端子提供門極控制信號(hào)給所述功率開關(guān)，其中所述反饋信號(hào)表征所述調(diào)節(jié)電壓。
2.如權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征在于，所述峰值電壓采樣保持単元包括 運(yùn)算放大器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收所述線電壓采樣信號(hào)，其第二輸入端子和其輸出端子耦接； 采樣保持電阻，耦接在所述運(yùn)算放大器的輸出端子和參考地之間； 采樣保持電容，耦接在所述運(yùn)算放大器的輸出端子和參考地之間；其中 所述運(yùn)算放大器在其輸出端子產(chǎn)生所述峰值檢測(cè)信號(hào)。
3.如權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征在于，所述箝位単元包括 第一比較器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其第二輸入端子接收第一參考電壓，其輸出端子產(chǎn)生第一比較信號(hào)； 第二比較器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其第二輸入端子接收第二參考電壓，其輸出端子產(chǎn)生第二比較信號(hào)； 第一運(yùn)算器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其第二輸入端子接收第一數(shù)值，其輸出端子產(chǎn)生第一箝位電平； 第二運(yùn)算器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其第二輸入端子接收第二數(shù)值，其輸出端子產(chǎn)生第二箝位電平； 第三運(yùn)算器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其第二輸入端子接收第三數(shù)值，其輸出端子產(chǎn)生第三箝位電平； 控制選擇單元，具有第一輸入端子、第二輸入端子、第三輸入端子、第一控制端子、第二控制端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至第一運(yùn)算器的輸出端子接收第一箝位電平，其第二輸入端子耦接至第二運(yùn)算器的輸出端子接收第二箝位電平，其第三輸入端子耦接至第三運(yùn)算器的輸出端子接收第三箝位電平，其第一控制端子耦接至第一比較器的輸出端子接收第一比較信號(hào)，其第二控制端子耦接至第二比較器的輸出端子接收第二比較信號(hào)，所述控制選擇單元基于所述第一比較信號(hào)和第二比較信號(hào)，在其輸出端子將第一箝位電平、第二箝位電平或第三箝位電平其中之ー選擇為箝位信號(hào)；其中 第一參考電壓小于第二參考電壓； 第一數(shù)值小于第二數(shù)值，第二數(shù)值小于第三數(shù)值，第三數(shù)值小于等于I。
4.如權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征在于，所述箝位單元還包括 第一比較器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其中第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其第二輸入端子接收第一參考電壓，其輸出端子產(chǎn)生第一比較信號(hào)； 第二比較器，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其第二輸入端子接收第二參考電壓，其輸出端子產(chǎn)生第二比較信號(hào)； 具有第一分壓系數(shù)的第一分壓單元，具有輸入端子和輸出端子，其輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其輸出端子產(chǎn)生第一箝位電平； 具有第二分壓系數(shù)的第二分壓單元，具有輸入端子和輸出端子，其輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其輸出端子產(chǎn)生第二箝位電平； 具有第三分壓系數(shù)的第三分壓單元，具有輸入端子和輸出端子，其輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，其輸出端子產(chǎn)生第三箝位電平； 控制選擇單元，具有第一輸入端子、第二輸入端子、第三輸入端子、第一控制端子、第ニ控制端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至第一分壓單元的輸出端子接收第一箝位電平，其第二輸入端子耦接至第二分壓單元的輸出端子接收第二箝位電平，其第三輸入端子耦接至第三分壓單元的輸出端子接收第三箝位電平，其第一控制端子耦接至第一比較器的輸出端子接收第一比較信號(hào)，其第二控制端子耦接至第二比較器的輸出端子接收第二比較信號(hào)，所述控制選擇單元基于所述第一比較信號(hào)和第二比較信號(hào)，在其輸出端子將第一箝位電平、第二箝位電平或第三箝位電平其中之ー選擇為箝位信號(hào)；其中第一參考電壓小于第二參考電壓； 第一分壓系數(shù)小于第二分壓系數(shù)，第二分壓系數(shù)小于第三分壓系數(shù)，第三分壓系數(shù)小于等于I。
5.如權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征在于，所述箝位単元包括運(yùn)算模塊，具有第ー輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其中第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，第二輸入端子接收閾值系數(shù)，所述運(yùn)算模塊將所述峰值檢測(cè)信號(hào)的平方與所述閾值系數(shù)相乘，在其輸出端子輸出箝位信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的控制電路，其特征在于，所述運(yùn)算模塊包括乘法器。
7.如權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征在于，所述箝位単元包括 運(yùn)算模塊，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其中第一輸入端子接收峰值檢測(cè)信號(hào)，第二輸入端子接收閾值系數(shù)，所述運(yùn)算模塊將所述峰值檢測(cè)信號(hào)的平方與所述閾值系數(shù)相乘，在其輸出端子輸出運(yùn)算信號(hào)； 較大值選擇單元，具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其中所述第一輸入端子耦接至運(yùn)算模塊的輸出端子接收運(yùn)算信號(hào)，第二輸入端子接收電壓設(shè)定值，所述較大值選擇單元將運(yùn)算信號(hào)和所述電壓設(shè)定值中電壓值較大的信號(hào)輸出為箝位信號(hào)。
8.如權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征在于，還包括反饋電路，具有輸入端子和輸出端子，其輸入端子耦接所述調(diào)節(jié)電壓，其輸出端子產(chǎn)生所述反饋信號(hào)。
9.一種功率因數(shù)校正電路，包括如權(quán)利要求1-8之一所述的控制電路，其特征在于，所述功率因數(shù)校正電路還包括 第一輸入端口和第二輸入端ロ，接收所述交流輸入電壓； 輸出端ロ，提供所述調(diào)節(jié)電壓； 整流橋，耦接至第一輸入端口和第二輸入端ロ接收交流輸入電壓，產(chǎn)生整流電壓； 儲(chǔ)能元件，具有第一端子和第二端子，其中所述第一端子耦接至整流橋； 第二開關(guān)，耦接至所述儲(chǔ)能元件的第二端子和輸出端ロ之間；其中 所述功率開關(guān)耦接在所述儲(chǔ)能元件的第二端子和參考地之間。
10.一種功率因數(shù)校正電路，包括如權(quán)利要求1-8之一所述的控制電路，其特征在干，所述功率因數(shù)校正電路還包括 第一輸入端口和第二輸入端ロ，接收所述交流輸入電壓； 輸出端ロ，提供所述調(diào)節(jié)電壓； 整流橋，耦接至第一輸入端口和第二輸入端ロ接收交流輸入電壓，產(chǎn)生整流電壓； 變壓器，具有原邊繞組和副邊繞組，其中所述原邊繞組和副邊繞組各包括第一端子和第二端子，所述原邊繞組的第一端子和所述副邊繞組的第二端子互為同名端，所述原邊繞組的第一端子耦接至整流橋，所述副邊繞組的第二端子耦接副邊參考地； 第二開關(guān)，耦接在所述副邊繞組的第一端子和輸出端ロ之間；其中 所述功率開關(guān)耦接在所述原邊繞組的第二端子和原邊參考地之間。
專利摘要本申請(qǐng)公開了一種功率因數(shù)校正電路及其控制電路。所述功率因數(shù)校正電路包括功率開關(guān)和控制電路，所述功率因數(shù)校正電路接收交流輸入電壓，提供調(diào)節(jié)電壓，所述控制電路包括峰值電壓采樣保持單元、箝位單元、較小值選擇單元、電流比較器和控制器。所述功率因數(shù)校正電路的總諧波失真在交流輸入電壓為高電壓減小，且其功率因數(shù)在交流輸入電壓為高電壓得到改善。
文檔編號(hào)H02M1/42GK202652060SQ20122030720
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者林思聰, 丁連鋒, 李正興 申請(qǐng)人:成都芯源系統(tǒng)有限公司