專利名稱：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：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)，尤其涉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，以及包含該開關(guān)電源控制器的開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
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LED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Tl、功率開關(guān)112、采樣電阻Rs、電阻113、輸出整流二極管D1，輸出電容Cbulk、恒流開關(guān)電源控制器100。其中，控制器100用于接收來(lái)自隔離變壓器Tl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Tl的原邊繞組LI的原邊電流，并驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)112，通過(guò)隔離變壓器Tl把輸入能量傳遞至輸出。 恒流開關(guān)電源控制器100包括過(guò)零檢測(cè)電路125，用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)⑶結(jié)束后的反饋信號(hào)FB過(guò)零，在反饋信號(hào)FB過(guò)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(guò)零檢測(cè)電路125還得到變壓器Tl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(guò)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(guò)零檢測(cè)電路125得到變壓器Tl的去磁時(shí)間Tdemag，該去磁時(shí)間Tdemag就是輸出整流二極管Dl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?。徽`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C0MP，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(guò)零檢測(cè)電路125輸出的過(guò)零信號(hào)Z⑶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)。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
權(quán)利要求
1.一種臨界導(dǎo)通模式控制的開關(guān)電源控制器，其特征在于，包括 過(guò)零檢測(cè)電路，對(duì)輸入的反饋信號(hào)進(jìn)行過(guò)零檢測(cè)并產(chǎn)生過(guò)零信號(hào)； 輸入電壓檢測(cè)電路，對(duì)開關(guān)電源的輸入電壓進(jìn)行檢測(cè)； 輸出電壓檢測(cè)電路，對(duì)所述開關(guān)電源的輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)； 導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度控制模塊，與所述輸入電壓檢測(cè)電路的輸出端、輸出電壓檢測(cè)電路的輸出端相連，并接收環(huán)路補(bǔ)償電容上的補(bǔ)償電壓，根據(jù)所述開關(guān)電源的輸入電壓、輸出電壓以及補(bǔ)償電壓產(chǎn)生關(guān)斷信號(hào)，以使所述開關(guān)電源的開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間與所述開關(guān)電源的輸入電壓、輸出電壓相關(guān)聯(lián)，所述導(dǎo)通時(shí)間在所述輸入電壓升高時(shí)增大且在所述輸出電壓升高時(shí)減?。? RS觸發(fā)器，其置位輸入端接收所述過(guò)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)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)以控制所述開關(guān)電源的開關(guān)管的導(dǎo)通和關(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)間長(zhǎng)度控制模塊I] _ V產(chǎn)生的關(guān)斷信號(hào)使所述開關(guān)電源的開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間滿足如下關(guān)系:v +n°':v 保持固 Wout定，其中，n為所述開關(guān)電源的變壓器的原邊繞組和副邊繞組的匝數(shù)比，Vrat為所述開關(guān)電源的輸出電壓，Vin為所述開關(guān)電源的輸入電壓，Ton為所述開關(guān)電源的開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間。
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)度控制模塊包括 導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度控制電路，連接所述輸入電壓檢測(cè)電路的輸出端、輸出電壓檢測(cè)電路的輸出端，并接收所述環(huán)路補(bǔ)償電容上的補(bǔ)償電壓，由所述開關(guān)電源的開關(guān)管開始導(dǎo)通觸發(fā)開始定時(shí)，達(dá)到設(shè)定的導(dǎo)通時(shí)間則產(chǎn)生所述關(guān)斷信號(hào)，所述設(shè)定的導(dǎo)通時(shí)間與所述補(bǔ)償電壓、輸入電壓和輸出電壓相關(guān)聯(lián)，在所述輸入電壓升高時(shí)增大且在所述輸出電壓升高時(shí)減小。
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)間長(zhǎng)度控制模塊包括 乘法器，連接所述輸入電壓檢測(cè)電路的輸出端、輸出電壓檢測(cè)電路的輸出端，并接收所述環(huán)路補(bǔ)償電容上的補(bǔ)償電壓，所述乘法器的輸出信號(hào)是所述輸入電壓的二次函數(shù)且隨所述輸出電壓的升聞減??； 峰值電流比較器，連接所述乘法器的輸出端以及所述開關(guān)電源的采樣電阻的第一端，所述采樣電阻的第一端連接所述開關(guān)管的輸出端，所述采樣電阻的第二端接地，所述開關(guān)管導(dǎo)通后，所述采樣電阻兩端的電壓升高，在所述采樣電阻兩端的電壓超過(guò)所述乘法器的輸出信號(hào)時(shí)產(chǎn)生所述關(guān)斷信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4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(guò)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所述環(huán)路補(bǔ)償電容上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4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)電源的開關(guān)管輸出端的電壓進(jìn)行采樣，得到峰值采樣電壓； 誤差放大器，對(duì)所述電壓采樣電路輸出的峰值采樣電壓與預(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所述環(huán)路補(bǔ)償電容上。
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，所述輸入電壓檢測(cè)電路的輸入端與所述輸入電壓的管腳相連，直接對(duì)所述輸入電壓進(jìn)行采樣。
8.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，所述輸入電壓檢測(cè)電路的輸入端與所述輔助繞組相連，用于檢測(cè)所述開關(guān)電源的開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)所述輔助繞組上的負(fù)壓，該負(fù)壓與所述輸入電壓相關(guān)。
9.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，所述輸出電壓檢測(cè)電路的輸入端與所述輔助繞組相連，用于檢測(cè)所述開關(guān)電源的開關(guān)管關(guān)斷預(yù)設(shè)時(shí)間段后所述輔助繞組上的正電壓，該正電壓與所述輸出電壓相關(guān)。
10.一種反激式拓?fù)溟_關(guān)電源，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的開關(guān)電源控制器。
11.一種升降壓開關(guān)電源，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的開關(guān)電源控制器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種開關(guān)電源控制器及包含該開關(guān)電源控制器的開關(guān)電源，該控制器包括過(guò)零檢測(cè)電路，對(duì)輸入的反饋信號(hào)進(jìn)行過(guò)零檢測(cè)并產(chǎn)生過(guò)零信號(hào)；輸入電壓檢測(cè)電路，對(duì)輸入電壓進(jìn)行檢測(cè)；輸出電壓檢測(cè)電路，對(duì)輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)；導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度控制模塊，根據(jù)輸入電壓、輸出電壓以及補(bǔ)償電壓產(chǎn)生關(guān)斷信號(hào)，以使開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間與輸入電壓、輸出電壓相關(guān)聯(lián)，所述導(dǎo)通時(shí)間在所述輸入電壓升高時(shí)增大且在所述輸出電壓升高時(shí)減小；RS觸發(fā)器，其置位輸入端接收所述過(guò)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)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)以控制所述開關(guān)電源的開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷。本發(fā)明能夠優(yōu)化臨界導(dǎo)通模式控制的開關(guān)電源的功率因數(shù)，減小總諧波失真。
文檔編號(hào)H02M1/08GK103001463SQ20121057187
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者姚云龍, 吳建興 申請(qǐng)人:杭州士蘭微電子股份有限公司