[发明专利]谐波调制的不连续电流模式功率因数校正变换器控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及利用谐波调制的不连续电流模式功率因数校正变换器控制电路，更具体地，涉及对于不连续电流模式功率因数校正变换器，利用谐波调制，从而在不连续电流模式功率因数校正变换器中对功率因数和电感器电流进行改善的利用谐波调制的不连续电流模式功率因数校正变换器控制电路。

背景技术

功率因数校正电路(PowerFactorCorrection，PFC)用于降低功率线上的谐波，特别用于通过包括附属负载来使电路能够实质地视为纯电阻性负载。功率因数校正电路的目的是使得AC电压及电流实质地成为同相(inphase)。其在改善效率(efficiency)的同时去除有害谐波的产生。

例如，功率因数校正电路在几十至几百kHz频域中进行动作，可对于输入电源供给及负载，实现相当范围的变化，能够抑制大部分的谐波失真，具备单位(unity)的功率因数。

DC/DC变换器的基本电路结构根据电感器及能动开关的相对位置而分为六个基本类型即降压变换器、升压变换器、反转式变换器、古卡(Cuk)变换器、SEPIC变换器以及Zeta变换器。升压以及反转式电路构件适合执行PFC。

电感器在连续电流模式(CCM:continuous conduction mode)或者不连续电流模式(DCM:discontinuous conduction mode)下进行动作也无妨，因此能够实现高功率因数校正。在相同的输出功率下，在DCM下进行动作的电感器与在CCM下进行动作的电感器相比具有更高的峰值(peak)电流。随着功率更高，峰值电流更高，由此电路的开关损失也增加。

因此，CCM适于高功率输出。但是，在电感器在CCM下进行动作时，控制电路需要实时检测输入电压、电感器电流及输出电压之间的关系，因此电路复杂。另外，开关频率及开关的占空比(dutyratio)需要在每个输入电压周期发生一定的变化。

在PFC电路及两级变换器需要集成化为单级结构的情况下，PFC电路的开关元件及两级变换器应该具备相同的开关频率及占空比。

因此，PFC电路在CCM下动作时，PFC电路不适合集成化为两级变换器。与此不同地，在反转式PFC变换器中，在开关频率及开关元件的占空比在每个输入电源供给周期维持为一定的情况下，电感器在DCM下进行动作时，容易实现PFC功能。

发明内容

本发明要解决的课题是，具体为，提供对于不连续电流模式功率因数校正变换器利用谐波调制，从而在不连续电流模式功率因数校正变换器中改善了功率因数和电感器电流的利用谐波调制的不连续电流模式功率因数校正变换器控制电路。

根据本发明的一侧面，提供一种利用谐波调制的不连续电流模式功率因数校正变换器控制电路，其特征在于包括：第一差值电路，其求出不连续电流模式功率因数校正变换器的输出电压与基准电压之差而进行输出；PI控制器，其对所述第一差值电路的输出信号进行比例积分控制，从而输出具有任意占空比的信号；第二差值电路，其输出输入到所述不连续电流模式功率因数校正变换器的经整流的输入电压与谐波调制因数直流电压之差；以及乘法电路，其对所述PI控制器的输出和所述第二差值电路的输出进行乘法处理而向所述不连续电流模式功率因数校正变换器的开关输出PFC控制信号。

所述谐波调制因数直流电压的大小可以为1+K/2(K为经整流的输入电压大小的最大值)。

所述第二差值电路的输出可具备1-K/2至1+K/2的值。

所述PFC控制信号为反映了所述PI控制器的输出所具有的占空比和所述第二差值电路的输出的谐波调制因数的结果值。

根据本发明，在不连续电流模式功率因数校正变换器中显著减少电感器的峰值电流，能够确保电感器电流调制的功率因数。由此，能够提供缩小电感器尺寸的效果。

附图说明

图1是用于说明根据本发明的一实施例的利用谐波调制的不连续电流模式功率因数校正变换器控制电路的图。

图2是用于说明根据本发明的一实施例的利用谐波调制的不连续电流模式功率因数校正变换器控制电路的动作的图。

图3是用于说明根据本发明的一实施例的利用谐波调制的不连续电流模式功率因数校正变换器控制电路，PFC变换器内的电感器电流和AC输入电流得到改善的情况的图。

图4是用于说明根据本发明的一实施例的利用谐波调制的不连续电流模式功率因数校正变换器的控制电路，PFC变换器内的电感器电流得到改善的情况的图。

符号说明

10:AC电源20:滤波部

30:整流部40:PFC变换器