[发明专利]控制电路、功率变换器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种控制电路、功率变换器及其控制方法，该功率变换器包括该控制电路，该控制电路包括：比较电路，根据功率变换器的原边电路的采样信号提供调控信号；斜坡信号生成电路，根据PWM信号和调控信号输出斜坡信号；PWM信号生成电路，根据斜坡信号生成PWM信号至主开关管的控制端，进行功率变换器的THD优化。其中，本发明的控制电路和功率变换器在采样信号低于预设参考信号时，斜坡信号生成电路锁定斜坡信号的斜率，进而锁定PWM信号的占空比，锁定主开关管的导通时间，避免功率变换器在低输入电压情况下出现输入电流死区时间段，提升整体THD优化效果。

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种控制电路、功率变换器及其控制方法。

背景技术

在交直流变换(AC/DC)电路中，为了减少电路对电网的污染，需要其输入电流波形为正弦，并且和接入电网电压同相位，以达到低总谐波失真(Total Harmonic Distortion，THD)和高功率因数(PF)的要求。这种高PF的电路可称为带功率因数校正(PFC)的电路。

以反激式变换电路为例，高功率因数临界导通模式的反激式变换电路一般采用峰值电流控制，或者恒定导通时间(Constant on time，COT)控制。

参照图1，现有技术的功率变换器100包括功率级电路和控制电路101，功率级电路包括由变压器T1连接的原边电路和副边电路，原边电路接收交流电压Vac，通过整流电路102提供母线(整流电路102的正输出端为母线电流路径的首端，依次经过电感器L、变压器T1的原边绕组、主开关管M0和采样电阻Rcs耦接地)的输入电压，控制电路101连接采样电阻Rcs的第一端(采样电阻Rcs的第二端耦接地)和主开关管M0的控制端(栅极)根据母线的输入电压提供PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号至主开关管M0，调节主开关管M0的导通时间，调节母线电流Iin波形，进行THD优化。副边电路通过变压器T1接收原边电路电能，通过电容器Co稳压输出电压至负载load。

其中，对于恒定导通时间控制方式，有其中，D(t)为占空比，Ton为主开关管M0的导通时间，L为电感器L的电感值，Iin为母线电流，根据占空比调节控制电路101内部的电容器的充电电流大小，进而调节该电容器的充电极板提供的斜坡电压的斜率，根据该斜坡电压提升至阈值的时间调节Ton，让Ton与占空比D(t)成反比，将Iin调节为标准正弦波形。

其中，在母线输入电压谷底的时候，由于输入电压减小，占空比变大，导致充电电流增大，Ton变小，造成整流电路后的电容器(电容器Ci1和电容器Ci2，一端分别连接至电感器L的两端，另一端耦接地)放电不充分，电容器上的电压比输入电压高，出现输入电流的死区时间段，影响了THD，特别是低压输入的时候。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种控制电路、功率变换器及其控制方法，从而优化功率变换器的THD优化效果。

根据本发明的一方面，提供一种控制电路，用于功率变换器，所述功率变换器包括由变压器连接的原边电路和副边电路，所述变压器的原边绕组通过主开关管和采样电阻耦接地，所述控制电路包括：

比较电路，包括预设参考信号输入端、调控信号输出端以及与所述采样电阻耦接的采样信号输入端；

斜坡信号生成电路，包括PWM信号输入端、斜坡信号输出端以及与所述比较电路的调控信号输出端连接的调控信号输入端，用于根据PWM信号和调控信号控制斜坡信号的斜率；所述PWM信号用于控制主开关管的开关状态；以及

PWM信号生成电路，包括与所述斜坡信号生成电路的斜坡信号输出端耦接的输入端和耦接至所述主开关管的PWM信号输出端，其中，

在采样信号大于或等于预设参考信号时，斜坡信号生成电路根据PWM信号调节斜坡信号的斜率，

在采样信号低于预设参考信号时，斜坡信号的斜率锁定。