開關(guān)電源控制器及包含該開關(guān)電源控制器的開關(guān)電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及開關(guān)電源技術(shù)，尤其設(shè)及一種具有功率因數(shù)調(diào)整功能、臨界導(dǎo)通模式 控制的開關(guān)電源控制器，W及包含該開關(guān)電源控制器的開關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的交流供電的、帶功率因數(shù)調(diào)整（PFC)功能、臨界導(dǎo)通模式的隔離L邸恒流驅(qū) 動(dòng)電路如圖1所示，主要包括;AC輸入整流電路101、交流輸入源102、輸入電容Cin、電阻 104、電容105、二極管106、隔離變壓器T1、功率開關(guān)112、義樣電阻Rs、電阻113、輸出整流 二極管D1，輸出電容Cbu化、恒流開關(guān)電源控制器100。其中，控制器100用于接收來自隔 離變壓器T1的輔組繞組L3的反饋信號(hào)FB，采樣電阻Rs采樣隔離變壓器T1的原邊繞組L1 的原邊電流，并驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)112,通過隔離變壓器T1把輸入能量傳遞至輸出。
[0003] 恒流開關(guān)電源控制器100包括；過零檢測(cè)電路125,用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)GD結(jié)束后 的反饋信號(hào)FB過零，在反饋信號(hào)FB過零時(shí)給出功率開關(guān)112的開通信號(hào)，導(dǎo)通功率開關(guān) 112,過零檢測(cè)電路125還得到變壓器T1的去磁時(shí)間Tdemag，并將其傳輸至恒流控制電路 120 ;恒流計(jì)算電路120,通過對(duì)采樣電阻Rs上的電壓進(jìn)行采樣得到原邊峰值電流，由過零 檢測(cè)電路125得到變壓器T1的去磁時(shí)間Tdemag，該去磁時(shí)間Tdemag就是輸出整流二極管 D1的電流導(dǎo)通時(shí)間，由原邊峰值電流、變壓器去磁時(shí)間Tdemag計(jì)算出輸出電流的大小；誤 差放大器121，恒流計(jì)算電路120計(jì)算出的輸出電流與基準(zhǔn)電流做誤差放大，輸出誤差電壓 COMP，誤差電壓COMP連接補(bǔ)償電容114,使得環(huán)路穩(wěn)定后，誤差電壓COMP基本固定；導(dǎo)通時(shí) 間長(zhǎng)度控制電路122,控制功率開關(guān)112的導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度，當(dāng)功率開關(guān)112開始導(dǎo)通時(shí)開始 定時(shí)，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的導(dǎo)通時(shí)間時(shí)，輸出關(guān)斷信號(hào)給觸發(fā)器123,去關(guān)斷功率開關(guān)112,在環(huán)路 穩(wěn)定后，誤差電壓COMP固定時(shí)，功率開關(guān)112的導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度恒定，由此實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)調(diào) 整；觸發(fā)器123,接收過零檢測(cè)電路125輸出的過零信號(hào)ZCD和導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度控制電路122 輸出的關(guān)斷信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電路124,連接觸發(fā)器123和功率開關(guān)112的驅(qū)動(dòng)端，實(shí)現(xiàn)對(duì)功率開 關(guān)112的開通和關(guān)斷驅(qū)動(dòng)。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)較好的功率因數(shù)調(diào)整效果，要求每個(gè)開關(guān)周期的AC輸入電流都能很好的 跟隨輸入電壓的變化。在臨界導(dǎo)通模式下，忽略輸出整流二極管壓降、輸入整流管壓降、功 率開關(guān)導(dǎo)通時(shí)的壓降，每個(gè)開關(guān)周期的平均輸入電流為：
[0005]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種開關(guān)電源控制器，其特征在于，包括： 過零檢測(cè)電路，對(duì)輸入的反饋信號(hào)進(jìn)行過零檢測(cè)并產(chǎn)生過零信號(hào)； 導(dǎo)通時(shí)間檢測(cè)電路，對(duì)開關(guān)電源內(nèi)的開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)，以得到導(dǎo)通時(shí)間定 時(shí)電壓； 開關(guān)周期時(shí)間檢測(cè)電路，對(duì)所述開關(guān)管的開關(guān)周期時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)，以得到開關(guān)周期時(shí) 間定時(shí)電壓； 導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度控制電路，與所述導(dǎo)通時(shí)間檢測(cè)電路的輸出端、開關(guān)周期時(shí)間檢測(cè)電路 的輸出端相連，并接收補(bǔ)償電壓，根據(jù)所述導(dǎo)通時(shí)間定時(shí)電壓、開關(guān)周期時(shí)間定時(shí)電壓以及 補(bǔ)償電壓產(chǎn)生關(guān)斷信號(hào)，以使所述開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間與所述導(dǎo)通時(shí)間定時(shí)電壓、開關(guān)周期 時(shí)間定時(shí)電壓相關(guān)聯(lián)； 驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路，根據(jù)所述過零信號(hào)和關(guān)斷信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸 至所述開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)端，響應(yīng)于所述過零信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制所述開關(guān)管導(dǎo)通；響應(yīng)于 所述關(guān)斷信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制所述開關(guān)管關(guān)斷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源控制器，其特征在于，所述導(dǎo)通時(shí)間定時(shí)電壓的電 壓值正比于所述開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，所述開關(guān)周期時(shí)間定時(shí)電壓正比于所述開關(guān)管的開關(guān) 周期時(shí)間，所述導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度控制模塊產(chǎn)生的關(guān)斷信號(hào)使得所述導(dǎo)通時(shí)間隨所述導(dǎo)通時(shí)間 定時(shí)電壓的增大而減小，并隨所述開關(guān)周期時(shí)間定時(shí)電壓的增大而增大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源控制器，其特征在于，所述導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度控制模塊 產(chǎn)生的關(guān)斷信號(hào)使所述開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間Ton滿足如下關(guān)系持固定，其中， VTm為所述導(dǎo)通時(shí)間定時(shí)電壓，Vt為所述開關(guān)周期時(shí)間定時(shí)電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源控制器，其特征在于，所述導(dǎo)通時(shí)間檢測(cè)電路得到 的導(dǎo)通時(shí)間定時(shí)電壓表示所述開關(guān)管在前一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)間，或者表示所述開關(guān) 管在前多個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)間的平均值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源控制器，其特征在于，所述開關(guān)周期時(shí)間檢測(cè)電路 得到的開關(guān)周期時(shí)間定時(shí)電壓表示所述開關(guān)管在前一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的開關(guān)周期時(shí)間，或者 表示所述開關(guān)管在前多個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的開關(guān)周期時(shí)間的平均值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源控制器，其特征在于，所述導(dǎo)通時(shí)間檢測(cè)電路的輸 入端與所述開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)端直接連接，以對(duì)所述開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源控制器，其特征在于，所述開關(guān)周期時(shí)間檢測(cè)電路 的輸入端與所述開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)端直接連接，以對(duì)所述開關(guān)管的開關(guān)周期時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的開關(guān)電源控制器，其特征在于，還包括： 恒流計(jì)算電路，對(duì)流經(jīng)所述開關(guān)電源的開關(guān)管的原邊電流進(jìn)行采樣，得到原邊峰值電 流，并由所述原邊峰值電流和所述過零檢測(cè)電路輸出的變壓器去磁時(shí)間計(jì)算輸出電流； 誤差放大器，對(duì)所述恒流計(jì)算電路輸出的輸出電流與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電流進(jìn)行誤差放大， 輸出誤差電壓，所述誤差電壓施加在環(huán)路補(bǔ)償電容上以得到所述補(bǔ)償電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的開關(guān)電源控制器，其特征在于，還包括： 電壓采樣電路，對(duì)所述開關(guān)電源的輸出端的電壓進(jìn)行采樣，得到輸出采樣電壓； 誤差放大器，對(duì)所述電壓采樣電路輸出的采樣電壓與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行誤差放大， 輸出誤差電壓，所述誤差電壓施加在環(huán)路補(bǔ)償電容上以得到所述補(bǔ)償電壓。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的開關(guān)電源控制器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào) 產(chǎn)生電路包括：RS觸發(fā)器，其置位輸入端接收所述過零信號(hào)，其復(fù)位輸入端接收所述關(guān)斷 信號(hào)，其輸出端產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的開關(guān)電源控制器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路還 包括：驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)由所述驅(qū)動(dòng)器傳輸至所述開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)端。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的開關(guān)電源控制器，其特征在于，所述導(dǎo)通時(shí)間 檢測(cè)電路包括： 第一電流源； 第一開關(guān)，其第一端連接所述第一電流源的輸出端； 第二開關(guān)，其第一端連接所述第一開關(guān)的第二端，其第二端接地； 第一電容，其第一端連接所述第一開關(guān)的第二端和所述第二開關(guān)的第一端，其第二端 接地； 電壓跟隨器，其輸入端連接所述第一電容的第一端； 第三開關(guān)，其第一端連接所述電壓跟隨器的輸出端； 第二電容，其第一端連接所述第三開關(guān)的第二端，其第二端接地，所述第二電容的第二 端輸出所述導(dǎo)通時(shí)間定時(shí)電壓。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的開關(guān)電源控制器，其特征在于，響應(yīng)于所述開關(guān)管導(dǎo)通，所 述第一開關(guān)導(dǎo)通，所述第二開關(guān)和第三開關(guān)關(guān)斷，所述第一電流源對(duì)所述第一電容充電，使 得所述第一電容兩端的電壓與所述開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間成正比；響應(yīng)于所述開關(guān)管關(guān)斷，所 述第一開關(guān)和第二開關(guān)關(guān)斷，所述第三開關(guān)導(dǎo)通，所述第一電容兩端的電壓被維持且經(jīng)由 所述電壓跟隨器和