[发明专利]用于开关转换器的准谐振模式电压控制的设备和方法

说明书

本申请涉及用于开关转换器的准谐振模式电压控制的设备和方法。一种用于控制开关转换器的控制设备包括开关控制器，开关控制器生成具有开关周期的控制信号，以用于控制开关转换器的开关元件的开关，并且用于设定电流在该开关中流动的第一间隔、能量被传送到开关转换器的存储元件上的第二间隔以及在第二间隔结束时的第三间隔即等待间隔。基于指示输出电压的控制电压确定第一间隔的持续时间。预失真级接收控制电压并根据该控制电压以及第一时间间隔和第三时间间隔之一与开关周期的关系生成预失真控制电压，其中开关控制器被配置成基于该预失真控制电压来控制第一间隔的持续时间。

技术领域

本公开内容涉及一种用于开关转换器的准谐振模式电压控制的设备和方法，开关转换器特别地(但不意味着通用性的任何损失)是一种功率因数校正转换器(以下称为PFC转换器)。

背景技术

众所周知，在开关模式电源(SMPS)或固态照明(SSL)系统中使用的电压转换器通常被用来满足关于相应的电气性能的严格规范。特别地，转换器被用来保证在没有负载的状况下(例如，耗散功率小于300mW)的高质量因数(用基本单位功率因数——PF，例如大于0.9)和高效率/低功耗。

通常，这些功率转换器被设计成将在输入处接收的量，例如来自电网电源的AC电压，转换成经调节的输出量，例如DC电压，以为例如LED群组的电负载供电。

例如，高功率因数满足由标准(例如，由欧洲的IEC 61000-3-2标准和日本的JEITA-MITI标准)所设想的谐波电流发射的限制；而高效率/低功耗满足能量效率规范，例如用于外部电源的ENERGY STAR 2.0或用于计算机的ENERGY STAR 5.0等。

特别地，当期望高输出功率(例如，高于50W-75W)时，已知使用具有两级架构的功率转换器，其中第一级典型地定义PFC转换器，例如升压型。在这种情况下，PFC转换器执行AC电网电压的升压操作，在输出处生成例如值为400V的经调节的DC电压。PFC转换器由适当的控制设备控制，用于调节在从电力电网的吸收中的功率因数。

作为示例，图1示出了功率转换器的电路图，例如整体由1指示的升压型PFC转换器，其由2指示的相应的控制设备控制(然而应当强调，后面的内容可应用于不同的转换器拓扑，例如反激式或降压-升压型)。

控制设备2被制成集成电路，并且具有封装和相应的输入管脚和输出管脚。该集成电路可以与定义功率转换器1的电路组件一起安装在同一印刷电路板(PCB)上。

特别地，在该配置中，功率转换器1具有：其上存在输入电压V_in(经整流的正弦波)的输入端子IN，从例如由电网电源提供的AC电网电压V_AC开始由整流器级3(示意性地被示出)生成输入电压V_in；以及其上存在输出电压V_out的输出端子OUT，输出电压V_out例如是DC电压，输出电压V_out的值高于以期望值(例如，400V)调节的输入电压V_IN的值。

具有高频滤波功能的滤波电容器4a被连接到输入端子IN，而具有电荷存储功能的存储电容器4b被连接到输出端子OUT。滤波电容器4a和存储电容器4b都被进一步连接到参考端子或接地端子(GND)。

功率转换器1包括：电感器5，其被连接在输入端子IN和第一内部节点N₁之间；开关元件6，特别地是功率MOSFET，其被连接在第一内部节点N₁和参考端子之间；以及二极管元件7，其阳极被连接到第一内部节点N₁，其阴极被连接到输出端子OUT。

开关元件6具有：被连接到第一内部节点N₁的第一电流传导端子，特别地是相应的MOSFET的漏极端子；被连接到参考端子和控制端子的第二电流传导端子，特别地是相应的MOSFET的源极端子；和与相应的MOSFET的栅极端子一致的控制端子。