[发明专利]一种PFC输出电压自适应跟随控制器

说明书

本发明公开了一种PFC输出电压自适应跟随控制器，其包括电压跟随模块、调节环路模块、功率信号处理模块和驱动脉冲产生模块；其中电压跟随模块，接收反映PFC输出电压的信号和调节环路模块输出信号，经比例运算、加法器产生电压跟随反馈信号；调节环路模块，接收电压跟随模块的输出信号，与基准Vref进行误差放大，经补偿网络产生补偿信号；功率信号处理模块，接收调节环路模块输出信号和功率调整信号,调节环路模块输出信号经功率处理模块调制后产生新的补偿信号；驱动脉冲产生模块接收新的补偿信号，实现对开关管的脉冲占空比及频率控制。本发明提出的PFC电压跟随控制器，结构简单，无需采样输入电压，动态性能好。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域中的开关电源技术，具体地，涉及一种BOOST功率因数校正电路(PFC)的输出电压自适应输入电压变化进行跟随控制的控制器。

背景技术

目前市场上大多数的电器设备所需电能的形式为直流电，需要将市电转换为直流电能，为了提高电源的功率因数，通常采用功率因数校正电路(Power Factor Correction，PFC)。PFC技术可以在交流转换为直流时提高电源对市电的利用率，即可以提高负载侧的功率因数，也可以降低输入谐波电流。开关电源、LED驱动等电源设计多已采用PFC技术，市电经整流之后，再通过PFC电路，转化为母线电压恒定输出的直流电，再供给后级的Flyback、LLC等DC-DC电路，如图1所示为两级式LED驱动电源，前级采用BOOST升压电路作为功率因数校正，其输出电压采用恒压控制，后级采用Flyback电路调节LED输出电流。

现有技术中，以BOOST电源拓扑设计的PFC电路输出电压均为一个固定值，且需高于最大输入电压峰值。由于电网电压的波动范围大，在输入电压处于较低电压时，输入与输出之间过高的压差对功率器件产生很大的应力，此应力会增加器件的损耗，增加电路的成本，降低电路的可靠性，以及影响电路的使用寿命。

发明内容

针对上述提到的现有技术的不足，本发明提供一种适用于BOOST升压变换器构成的PFC装置的电压跟随控制器，其采用PFC电压跟随模块，对控制电路调节环路模块输出的补偿信号进行实时检测，并根据检测结果调整输出电压，实现PFC输出电压自适应跟随输入电压变化，从而有效地降低了功率器件的应力，提高了电路的可靠性，同时提高电源整体的效率。进一步，当负载功率发生变化时，通过功率信号处理模块对调节环路输出的补偿信号进行处理，使得PFC装置的输出电压不受负载功率影响，较好地实现对输入电压的跟随控制。

一种PFC输出电压自适应跟随控制器，包括电压跟随模块、调节环路模块、功率信号处理模块和驱动脉冲产生模块；其中，

电压跟随模块，接收反映PFC输出电压的信号Vo_FB和调节环路模块输出信号Vcomp1，经比例运算、加法器产生电压跟随反馈信号FB；调节环路模块，接收电压跟随模块的输出信号FB，与基准Vref进行误差放大，经补偿网络产生补偿信号Vcomp1；功率信号处理模块，接收调节环路模块输出信号Vcomp1和功率调整信号Po_Signal,调节环路模块输出信号Vcomp1经功率调整信号Po_Signal调制后产生补偿信号Vcomp2；驱动脉冲产生模块接收补偿信号Vcomp2，产生开关管的驱动脉冲信号。

所述的电压跟随模块接收的环路调节模块输出信号Vcomp1由驱动脉冲产生模块的斜坡信号峰值经采样、保持和运算的方式获得的信号替换。

作为优选，所述PFC输出电压的信号Vo_FB由PFC输出电压经过电阻分压网络获得。

作为优选，所述功率调整信号Po_Signal由反映负载功率的PWM信号、模拟电压信号给定或产生。

作为优选，驱动脉冲产生模块采用现有PFC控制技术的集成控制芯片的类似结构。

作为优选，PFC控制技术的集成控制芯片的类似结构，包括电压模式控制时的恒导通控制、电流模式控制时的输入电流峰值控制。