[发明专利]一种升压型PFC控制器

说明书

技术领域

本发明涉及功率因数校正领域，更具体的说，涉及一种升压型PFC控制器。

背景技术

为了减少电力电子装置对电网造成的谐波污染，通常在其输入侧加入功率因数校正(PFC)电路。目前常采用有源功率因数校正电路来将电力电子装置的输入电流变换为与输入电压同相位的正弦波，以提高电力电子装置的功率因数，从而减少谐波污染，目前有源PFC电路常采用升压型PFC电路拓扑结构。在大功率应用场合，连续导电模式(CCM)的升压型PFC电路更具有吸引力，下面参考图1对典型的CCM升压型PFC电路的进行阐述。

参考图1，所示为典型的CCM升压型PFC电路图，其包括一功率级电路和控制电路。所述功率级电路包括电感L、功率开关管S_M、二极管D、输入电容C_in和输出电容C_out，其构成一升压型电路拓扑结构。所述控制电路采用电流环和电压环的平均电流控制模式。电感电流采样电路检测到电感电流，并进以平均化处理，得到表征电感电流平均值的采样电压信号V_sen，该采样电压信号V_sen被传输到误差放大器W1的反相输入端，误差放大器W1的同相输入端接收乘法器输出的参考信号V_r，乘法器的两个输入端分别接收输出电压反馈变量V_c和经整流后的输入电压V_g。误差放大器W1对接收到的采样电压信号V_sen和参考信号V_r进行比较和放大处理后，产生一误差信号V_e。PWM控制电路将所述误差信号V_e与一锯齿波信号进行比较，产生控制功率开关管S_M的导通和关断的信号，以调整输入电流的波形跟随输入电压波形变化，进而达到功率因数校正的目的。

在这种传统的CCM升压型PFC电路的PWM控制电路中，需内置一振荡器，以产生固定时钟频率的锯齿波信号，因此功率开关管S_M恒定的开关频率由内置的时钟信号决定的；为了方便EMI测试，一般时钟信号发生电路需要采用抖频设计以隔离更宽频率范围内的噪声。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型的升压型PFC控制器，所述PFC控制器无需内部时钟信号即可控制所述功率开关管的开关频率，可根据实际需要实现恒频工作或变频工作。

依据本发明一实施例的一种升压型PFC控制器，应用于一交/直流变换器，包括：关断信号发生电路、导通信号发生电路和逻辑控制电路；其中，

所述导通信号发生电路接收一表征电感电流的第一采样信号，并将所述第一采样信号与一第一基准电压进行比较，在所述交/直流变换器中功率开关管的关断时间内，所述第一采样信号持续下降，当所述第一采样信号下降到所述第一基准电压时，产生导通信号；

所述关断信号发生电路将所述第一采样信号与第二基准电压进行比较，在所述功率开关管的导通时间内，所述第一采样信号持续上升，当所述第一采样信号上升到所述第二基准电压时，产生关断信号；

其中所述第一基准电压为第一控制信号与第二控制信号的差值，所述第二基准信号为所述第一控制信号与第二控制信号的和值；所述第一控制信号由所述交/直流变换器经整流后的直流输入电压以及输出电压反馈变量控制；所述第二控制信号与所述功率开关管的占空比和所述直流输入电压的乘积呈正比例关系，比例系数为第一比例系数；

所述逻辑控制电路分别与所述导通信号发生电路和所述关断信号发生电路连接，当所述导通信号有效时，控制所述功率开关管导通；当所述关断信号有效时，控制所述功率开关管关断。

优选的，所述第一比例系数恒定，以保证所述功率开关管的开关周期恒定。

优选的，所述第一比例系数是可调节的，以使所述功率开关管的开关周期是变化的。

进一步的，包括输出电压反馈回路，其接收所述交/直流变换器的输出电压，以获得所述输出电压反馈变量，所述输出电压反馈变量控制所述第一控制信号，从而保证所述输出电压维持恒定。

进一步的，包括电感电流采样电路，用以采样流过所述交/直流变换器中电感的电流，并产生所述第一采样信号。

进一步的，包括功率前馈电路，其接收经整流后的直流输入电压，并进行峰值检测，以产生峰值电压信号；所述直流输入电压与所述输出电压反馈变量相乘后，其与所述峰值电压信号平方的比值作为所述第一控制信号，以保证所述输出电压反馈变量与所述交/直流变换器的输入功率呈正比例关系。