[发明专利]具有功率因数校正功能的谐振变换器及其控制器

说明书

公开了具有功率因数校正功能的谐振变换器及其控制电路和控制方法。该谐振变换器包括：整流桥，接收交流输入电压；第一电容器，耦接在整流桥的输出端与地之间；二极管，其阳极耦接至整流桥的输出端；第二电容器，耦接在二极管的阴极与地之间；第一晶体管，其第一端耦接至二极管的阴极；第二晶体管，其第一端耦接至第一晶体管的第二端，第二端接地；谐振网络，其第一输入端耦接至整流桥的输出端，第二输入端耦接至第一晶体管的第二端和第二晶体管的第一端；以及整流滤波电路，其第一和第二输入端分部耦接至谐振网络的第一和第二输出端，第一输出端和第二输出端提供输出信号至负载。

技术领域

本发明涉及电子电路，尤其涉及具有功率因数校正功能的谐振变换器及其控制器和控制方法。

背景技术

谐振变换器以谐振电路为基本变换单元，利用电路发生谐振时，电流或电压周期性地过零点，使得晶体管在零电压或零电流条件下开通或者关断，从而达到降低开关损耗的目的。

对于谐振变换器而言，为了实现高功率因数，如图1所示，通常采用两级式架构。这种架构中，位于前级的专用功率因数校正(PFC)电路不仅会增加系统成本，而且会降低功率密度并对整体效率造成不利影响。

发明内容

针对背景技术部分提出的问题，本发明提出了具有功率因素校正功能的谐振变换器，无需额外的功率因数校正电路，就能实现高功率因数与低总谐波失真(THD)。

根据本发明实施例的一种具有功率因数校正功能的谐振变换器，包括：整流桥，具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，其中第一输入端和第二输入端用于接收交流输入电压，第二输出端耦接至参考地；第一电容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至整流桥的第一输出端，第二端耦接至参考地；二极管，具有阳极和阴极，其中阳极耦接至第一电容器的第一端；第二电容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至二极管的阴极，第二端耦接至参考地；第一晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第二电容器的第一端；第二晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第一晶体管的第二端，第二端耦接至参考地；谐振网络，具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，其中第一输入端耦接至第一电容器的第一端和二极管的阳极，第二输入端耦接至第一晶体管的第二端和第二晶体管的第一端；以及整流滤波电路，具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，其中第一输入端耦接至谐振网络的第一输出端，第二输入端耦接至谐振网络的第二输出端，第一输出端和第二输出端用于提供输出信号至负载。

根据本发明实施例的一种用于谐振变换器的控制器，包括：误差放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收参考信号，第二输入端接收代表谐振变换器输出信号的反馈信号，误差放大器基于参考信号与反馈信号，在输出端产生补偿信号；压控振荡器，具有输入端和输出端，其中输入端耦接至误差放大器的输出端，压控振荡器基于补偿信号，在输出端产生控制谐振变换器中晶体管的控制信号；以及二次谐波注入电路，基于谐振变换器的交流输入电压产生二次谐波注入信号，并将其叠加至误差放大器的第一或第二输入端。

根据本发明实施例的一种用于谐振变换器的控制器，包括：误差放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收参考信号，第二输入端接收代表谐振变换器输出信号的反馈信号，误差放大器基于参考信号与反馈信号，在输出端产生补偿信号；压控振荡器，具有输入端和输出端，其中输入端耦接至误差放大器的输出端，压控振荡器基于补偿信号，在输出端产生控制谐振变换器中晶体管的控制信号；以及容性电流补偿电路，基于流过电磁干扰滤波器中滤波电容器的电流产生容性电流补偿信号，并将其叠加至至误差放大器的第一或第二输入端。

根据本发明实施例的一种用于谐振变换器的控制方法，包括：基于谐振变换器的交流输入电压产生二次谐波注入信号；基于二次谐波注入信号、参考信号与代表谐振变换器输出信号的反馈信号，产生补偿信号；以及基于补偿信号，产生控制谐振变换器中晶体管的控制信号。