[发明专利]辅助转换器电路及其操作方法

说明书

一种辅助转换器电路，其用于调节到主开关转换器电路的输入电流。辅助转换器电路具有用于确定辅助转换器电路两端的电压变化的电压感测器，以及用于感测到主开关转换器电路的输入电流的电流传感器。辅助转换器电路还具有电流补偿电路，其包括比较器电路以及受控电流电路。比较器电路被配置为将感测到的输入电流与参考电流进行比较。受控电流电路被配置为基于所确定的电压变化和比较来选择性地向输入电流提供正补偿电流和负补偿电流，以抑制输入电流中的谐波失真和电磁干扰。

技术领域

本发明涉及用于调节到主开关转换器电路的输入电流的辅助转换器电路，以及用于调节到主开关转换器电路的输入电流的方法。

背景技术

图1A示出了配置在电源和负载之间的典型的AC/DC开关升压转换器电路100。如图1A所示，该电路包括由二极管桥(具有二极管D1至D4)形成的整流电路，配置在二极管桥与负载之间的升压转换器电路102，跨接在升压转换器的输入的输入电容器C_in，跨接在升压转换器电路102的输出的输出电容器C_o。在该示例中，升压转换器电路102由电感器L，开关设备SW1和齐纳二极管D5形成。二极管桥被配置为对AC输入电压和AC输入电流进行整流，以将整流后的输入电流提供给升压转换器电路102。

图1B示出了图1A的电路中的电源AC电压v_ac，电源AC电流i_ac，整流后的转换器输入电压v_in和整流后的输入电流i_in的波形。如图1B所示，当存在电容器C_in时，整流后的输入电流i_in没有与整流后的转换器输入电压v_in线性地变化(例如，大体同相以使得两者同时增加或同时减小)。结果，功率因数降低，并且产生了谐波电流(这会增加总谐波失真并产生大量的电磁干扰)。

在理想情况下，整流后的输入电流i_in应该与整流后的转换器输入电压v_in线性地变化，以实现为1的功率因数，零总谐波失真和零电磁干扰产生。

在这方面，一种改进图1A中的电路的方案是移除开关升压转换器电路的输入处的电容器C_in，并将连续模式开关控制应用于开关升压转换器电路。通过这样做，可以控制输入电流i_in，使其具有接近理想的电流包络和具有由开关升压转换器电路的操作产生的高频电流分量(接近理想的电流包络和高频电流分量是叠加的)。

图2示出了在这种修改的电路(移除了电容器C_in并施加了连续模式开关控制)中的电源AC电压v_ac，整流后的转换器输入电压v_in和整流后的输入电流i_in的波形。可以看出，功率因数得到了改善，并且总谐波失真和电磁干扰得到了降低。

尽管通过这种修改实现了改进，但是对于某些应用，特别是对于具有高输出功率的开关转换器来说，总谐波失真和电磁干扰可能仍然较高。因此，仍然需要进一步抑制开关转换器中的电磁干扰的产生和总谐波失真。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于调节到主开关转换器电路的输入电流的辅助转换器电路，包括：电压感测器，用于确定辅助转换器电路两端的电压变化；电流传感器，用于感测到主开关转换器电路的输入电流；以及电流补偿电路。电流补偿电路包括：比较器电路，其被配置为将感测到的输入电流与参考电流进行比较；以及受控电流电路，其被配置为基于所确定的电压变化和该比较来选择性地向输入电流提供正补偿电流和负补偿电流，以抑制输入电流中的谐波失真和电磁干扰。术语“正补偿电流”和“负补偿电流”是指沿相反方向流动的电流。“正”和“负”取决于电路中采用的限定或参考。

在第一方面的一个优选实施例中，输入电流是从电源到主开关转换器电路和辅助转换器电路的电流；以及电流传感器被配置为感测到主开关转换器电路和辅助转换器电路的该输入电流。