一种可实现功率因子自动校正的电压转换电路.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106329906A(43)申请公布日2017.01.11(21)申请号201610826245.9(22)申请日2016.09.18(71)申请人浙江芯迈电子科技有限公司地址314300浙江省嘉兴市海盐县武原街道盐北路211号西区2幢101-9室(72)发明人许明伟杨帅刘慧博(74)专利代理机构上海精晟知识产权代理有限公司31253代理人冯子玲(51)Int.Cl.H02M1/42(2007.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称一种可实现功率因子自动校正的电压转换电路(57)摘要本发明主要涉及一种可实现功率因子自动校正的降压型电压转换电路，感应电阻与电感之间的一个互连节点定义为浮置地节点，在主开关管的第二端与该浮置地节点之间撷取该感应电阻两端的采样电压，一个误差放大器将该采样电压和一个参考基准电压比较放大后输出在一个第一电容上，第一电容上的平均电压值和一个振荡器输出的锯齿波通过一个脉冲宽度调制比较器进行比较，产生的脉冲宽度调制信号耦合到主开关管控制端，设置主开关管在每个开关周期内的导通时间保持恒定。采用了更加灵活的不带模拟乘法器的功率因子校正PFC技术，且PFC的实现方式更简单，稳定特性更好。CN106329906ACN106329906A权利要求书1/2页1.一种可实现功率因子自动校正的电压转换电路，其特征在于，交流电通过整流器整流后的脉动电压作为一个输入电压，一个降压电路的主开关管的第一端接收输入电压而第二端与一个参考地节点之间连接有一个续流元件，且降压电路的电压输出节点与主开关管的第二端之间串联有一个感应电阻和一个电感；该感应电阻与该电感之间的一个互连节点定义为浮置地节点，在主开关管的第二端与该浮置地节点之间撷取该感应电阻两端的采样电压，并且一个误差放大器将该采样电压和一个参考基准电压比较放大后输出在一个第一电容上，其中第一电容连接在误差放大器的输出端和该浮置地节点之间；第一电容上的平均电压值和一个振荡器输出的锯齿波通过一个脉冲宽度调制比较器进行比较，产生的脉冲宽度调制信号耦合到主开关管控制端，设置主开关管在每个开关周期内的导通时间保持恒定。2.根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，所述整流器的输出端和所述参考地节点之间连接有一个输入电容，交流电通过整流器整流后先通过输入电容滤波后再得到脉动电压。3.根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，脉冲宽度调制信号和一个保护电路输出的保护信号同时输入至一个逻辑单元，只有在脉冲宽度调制信号和保护信号同时具有第一逻辑状态时，逻辑单元的输出结果才驱动开关管接通。4.根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，脉冲宽度调制信号和一个电流过零检测单元输出的电流检测信号同时输入至一个该逻辑单元，只有在脉冲宽度调制信号和电流检测信号同时具有第一逻辑状态时，逻辑单元的输出结果才驱动开关管接通；电流过零检测单元在监测到电感电流趋于反向时，则电流过零检测单元降低电流检测信号在每个开关周期内的占空比。5.根据权利要求4所述的电压转换电路，其特征在于，电感的第一端与感应电阻相连在该互连节点，电感的相对第二端与浮置地节点之间连接有一个分压器；电流过零检测单元从分压器中撷取一个分压，并通过对比该分压与浮置地节点的电位来监测电感电流是否发生了反向。6.根据权利要求3或4所述的电压转换电路，其特征在于，逻辑单元输出的结果通过一个驱动电路增加驱动能力之后再将驱动电路的输出信号耦合到主开关管的控制端。7.根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，输入电压VIN＝VP×sin(ωt)，其中VP为交流电经过整流后的半波峰值，而ω是半波波形的角速度，t是时间；以及流经电感的电流iLP＝VP×TON×sin(ωt)/L，其中TON是主开关管在每个开关周期内的导通时间，L是电感值。8.根据权利要求7所述的电压转换电路，其特征在于，流经电感的电流iLP＝ILP×sin(ωt)，流经电感的电感峰值电流的最大值ILP＝VP×TON/L，设置导通时间Ton恒定从而将电感电流峰值钳制成为一个正弦函数，ILP随输入电压VIN呈正弦波变化并藉此实现功率因子的自动校正。9.根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，降压电路的输出平均电流大小IOUT_AVG由采样电阻的阻值RCS与参考基准电压的值VREF确定，实现提供给负载的输出平均电流恒定：2CN106329906A权利要求书2/2页IOUT_AVG＝VSENSE_AVG/RCS≈VREF/RCS。10.根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，续流元件是连接在主开关管第二端和参考地节点之间的一个同步开关或二极管；续流元件为同步开关时，同步开关与主开关管在每个开关周