[发明专利]一种具有高功率因数的开关电源及其控制器

说明书

技术领域

本发明属于开关电源领域，尤其涉及一种具有高功率因数的开关电源及其控制器。

背景技术

目前，随着开关电源技术的不断发展，开关电源已经具备了效率高、体积小及成本低的优点，因此，开关电源越来越广泛地被应用于各种电子设备中。特别是在许多LED驱动电源中，开关电源还需要具备恒定电流输出功能；此外，在许多国家和组织所制定的相关标准中，为了降低对电网的污染，还要求LED驱动电源中的开关电源具备高功率因数，这就需要开关电源同时具备功率因数校正功能。

为了同时具备高功率因数和恒定电流输出两项功能，现有技术提供了两种开关电源结构，第一种是在开关电源的前级采用功率因数校正电路，后级采用恒流电路，第二种则是在开关电源中采用光耦进行副边反馈的单级功率因数校正与恒流电路。对于上述两种开关电源结构，虽然均能实现高功率因数与恒定电流输出，但第一种开关电源的电路结构复杂、集成度低及成本高，第二种开关电源中所采用的光耦存在老化过快的问题，进而影响开关电源的寿命。

综上所述，现有技术存在电路结构复杂、成本高且寿命短的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高功率因数的开关电源控制器，旨在解决现有技术所存在的电路结构复杂、成本高且寿命短的问题。

本发明是这样实现的，一种具有高功率因数的开关电源控制器，所述开关电源控制器内置于包含有反激型变压器的开关电源，所述开关电源控制器具有电流采样端、电压采样端及控制信号输出端；所述电流采样端用于接入所采样到的开关电源的原边电流的缩放信号，所述电压采样端用于接入所采样到的反激型变压器的辅助线圈的电压信号，所述控制信号输出端用于输出控制信号至开关电源的功率开关管的控制端；

所述开关电源控制器包括：

时钟电路，用于为所述开关电源控制器内部提供具有固定频率的时钟信号；

乘法器，输入端接所述电流采样端，用于对所述原边电流的缩放信号进行平方运算处理后输出相应的平方缩放信号；

基准信号生成模块，输入端接所述电压采样端，用于对所述反激型变压器的辅助线圈的电压进行采样以获得开关电源的输出电压的缩放信号和与开关电源的输入电压同频同相的正弦半波缩放信号，并对所述开关电源的输出电压的缩放信号和所述与开关电源的输入电压同频同相的正弦半波缩放信号作运算处理后输出基准信号；

比较器，第一输入端和第二输入端分别接所述乘法器的输出端和所述基准信号生成模块的输出端，用于将所述平方缩放信号与所述基准信号进行比较并输出相应的控制电平信号；

数字逻辑处理电路，第一输入端和第二输入端分别接所述时钟电路的输出端和所述比较器的输出端，输出端接所述控制信号输出端，用于根据所述时钟信号对所述控制电平信号进行逻辑处理后输出控制信号控制所述功率开关管的通断；

由所述数字逻辑处理电路对所述功率开关管的通断进行多次循环控制以使所述乘法器输出的平方缩放信号与所述基准信号生成模块输出的基准信号呈线性变化关系。

本发明的另一目的在于提供一种包括所述开关电源控制器的具有高功率因数的开关电源。

在本发明中，通过采用包括所述时钟电路、所述乘法器、所述基准信号生成模块、所述比较器以及所述数字逻辑处理电路的开关电源控制器，在无需光耦进行副边反馈的情况下控制所述功率开关管的通断以调整开关电源的输出电流和功率因数，进而达到控制所述开关电源恒流输出并实现高功率因数的目的，整个开关电源控制器的结构简单且工作寿命长，从而解决了现有技术所存在的电路结构复杂、成本高且寿命短的问题。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的开关电源的电路示意图；

图2是本发明实施例所提供的具有高功率因数的开关电源控制器的结构图；

图3是本发明实施例所提供的具有高功率因数的开关电源控制器中正弦半波产生电路的示例电路结构图；

图4是本发明实施例所提供的具有高功率因数的开关电源控制器中各参数所对应的波形图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。