[发明专利]交流-直流转换器及其控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种交流-直流转换器的控制电路，尤其涉及一种不需要一输入电压检测电路与一专门用来来消除输入电流的谐波噪声的频率调制控制电路的交流-直流转换器的控制电路。

背景技术

交流-直流转换器(AC-DC converter)一般用来将一输入交流电压转换成一输出电压来驱动需要直流电压运行的负载元件，例如用于微波炉的磁控管(magnetron)或气体放电灯管。图1显示公知交流-直流转换器的电路方框图。如图1所示，一输入交流电压Vin提供至交流-直流转换器的输入侧。一桥式整流器104，该桥式整流器104的输入侧连接至交流-直流转换器的输入侧以将输入交流电压Vin整流成一全波整流的直流电压。一滤波电感106及一滤波电容112，连接至桥式整流器104，以消除输入交流电压Vin的电磁干扰。此外，图1的交流-直流转换器还包含一变压器T100及一开关电路108，其中开关电路108连接至变压器T100的初级侧绕组且由一高压侧开关(high-side switch)1081与一低压侧开关(low-side switch)1082所组成，用以控制变压器T100的初级侧与次级侧之间的能量传送。图1的交流-直流转换器还包含一减振电容Cb1以及一共振电容Cb2，其中共振电容Cb2和变压器T100的初级侧激磁电感(未图示)组成共振电路。高压侧开关1081和低压侧开关1082是以交错的方式来进行切换，即切换式的导通或截止。通过高压侧开关1081和低压侧开关1082轮流导通，变压器T100的初级侧所储存的能量根据开关电路108的切换传送至变压器T100的次级侧，借此在变压器T100的次级侧感应生成一交流电压。变压器T100所传送的能量大小，根据高压侧开关1081和低压侧开关1082的导通时间比例(责任周期)去控制变压器T100所传送的能量大小，换言之，传统交流-直流转换器的控制方式是通过调整高压侧开关1081和低压侧开关1082导通或关闭时的责任周期(dutycycle)而达成。此外，图1的交流-直流转换器还包含一次级侧电路110，其由输出整流电路(D102，D104)以及输出电容(C102，C104)所组成，其中输出整流电路(D102，D102)将变压器T100的次级侧所感应生成的交流电压整流成一直流电压，而输出电容(C102，C104)将该直流电压输出给负载装置120。

此外，图1的交流-直流转换器还包含一输入电流感测器130，其可为一电流感测电阻或一电流变压器所组成，以感测输入电流Iin并产生对应的输入电流感测信号V1；以及一输入电压感测器140，以感测输入交流电压Vin的正弦波形并产生对应的输入交流电压波形信号V2至振荡电路1062，其中输入交流电压波形信号V2的波形相似于输入交流电压Vin全波整流或半波整流后的波形。图1的交流-直流转换器还包含功率控制电路150，其比较输入电流感测器130所输出的输入电流感测信号V1以及一外部输入功率控制信号，并且根据比较的结果产生用以调整交流-直流转换器的输出功率的一控制信号。此控制信号为单纯的直流信号，不包含输入交流电压Vin的全或半弦波取样信号(输入交流电压波形信号V2)，因此，该控制信号只能提供功率信息，无法实现调整或消除输入电流Iin的谐波的目的。图1的交流-直流转换器还包含一开关控制电路160，其由频率调制控制电路(frequencymodulation control circuit)1061，一振荡电路1062、一空载时间控制电路(dead-time control circuit)1063以及一开关装置驱动电路1064所组成。频率调制控制电路1061接收相似于输入交流电压Vin全波整流或半波整流后的输入交流电压波形信号V2以及功率控制电路150所输出的控制信号，以消除输入电流Iin中的谐波(harmonics)而改善输入交流电压Vin的功率因子(powerfactor)。振荡电路1062用以根据频率调制控制电路1061的输出对应产生波形为锯齿波的时钟脉冲信号(timing pulse signal)。开关装置驱动电路1064根据振荡电路1062所输出的锯齿波脉冲信号产生用来调整开关电路108的切换频率或是责任周期(duty cycle)的方波信号。空载时间控制电路(dead-timecontrol circuit)1063用来控制开关电路108的空载时间避免开关1081，1082同时导通或关闭，即控制开关电路108导通或关闭时的责任周期。