[发明专利]功率因数校正恒流控制器及控制方法

摘要

本发明涉及一种功率因数校正(PFC)恒流控制器及其控制方法。与传统上在PWM控制器之外另外增加一级PFC电路的方式不同，该功率因数校正恒流控制器整合了单级PFC电路和PWM控制器。功率因数校正恒流控制器包括峰值采样器、反馈信号检测器、∑Δ调制器、数字信号处理器、数/模转换器、比较器、PWM发生器以及功率开关驱动器。功率因数校正恒流控制器能够获得反激式开关电源系统输出电流的采样信号，作为反馈信号来产生一个恒流控制信号用来控制平均输出电流的大小。这样，将平均输出电流限制在一个预先设定的参考值，从而实现恒流控制的目标。

主权项

一种功率因数校正恒流控制器，用于反激式开关电源系统，该反激式开关电源系统包括桥式整流器、反激式功率转换器、反馈电阻和初级侧变压器电流侦测电阻，该反激式功率转换器具有变压器和功率开关，该变压器包含初级侧绕组，次级侧绕组和辅助绕组；该桥式整流器的输入端连接交流输入电压，输出端连接该变压器的初级侧绕组一端，以提供输入整流电压；该功率开关连接该初级侧绕组的另一端和一电流采样节点，该初级侧变压器电流侦测电阻连接该电流采样节点和接地点，以取得一电流采样信号作为第一输入信号，该反馈电阻从该变压器的辅助绕组上的电压信号转换出一电流信号作为第二输入信号，该功率因数校正恒流控制器包括：峰值采样器，在功率开关导通期间对该第一输入信号的峰值进行采样，在功率开关截止期间保持被采样的信号而得到峰值电流采样信号；并且利用一退磁脉宽信号控制该峰值电流采样信号以形成反激式开关电源系统输出电流的采样信号，该输出电流的采样信号与输出电流在一个输入整流电压周期内的平均值成正比；反馈信号检测器，在功率开关导通期间从该第二输入信号中提取出输入整流电压的采样信号及输入整流电压的周期信号；并且在功率开关截止期间，从第二输入信号中提取出脉冲宽度等于退磁时间的退磁脉宽信号和反映退磁结束后的电压谐振到谷底时刻的谷底指示信号；其中该输入整流电压的采样信号与该输入整流电压的波形和相位相同，且幅度成正比；∑Δ调制器，将该输出电流的采样信号调制成数字调制信号，该数字调制信号的低频分量包含该反激式开关电源系统输出电流的平均值信息；数字信号处理器，根据该数字调制信号以及一恒定输出电流的参考值产生多比特的恒流控制信号，用来控制平均输出电流的大小；数/模转换器，输入该恒流控制信号并且以该输入整流电压的采样信号为参考电流源，该数/模转换器输出变压器初级侧电流的阈值电压信号，该阈值电压信号的波形及相位与该输入整流电压相同；比较器，比较该D/A转换器的输出电压与该第一输入信号以得到PWM关 断信号，当该第一输入信号大于该阈值电压信号时，该比较器输出的PWM关断信号触发PWM信号关断；PWM发生器，接收该PWM关断信号以触发PWM信号关断，且接收该谷底指示信号以触发PWM信号导通；以及功率开关驱动器，输入该PWM发生器的输出信号以得到同步的功率开关控制信号，用于控制该功率开关的导通或关断，其中由该功率开关所控制的变压器初级侧电流的峰值包络和平均值与输入整流电压的波形和相位相同。