專利名稱：功率因數(shù)變換器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及電源，并且更具體地是涉及電源中的反饋。
背景技術(shù)：
功率變換器用在各種便攜式電子設(shè)備中，其包括筆記本電腦、蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字 助理、視頻游戲、視頻攝像機(jī)，等等。此外，其也被使用在非便攜式應(yīng)用中，例如發(fā)光二極管 (LED)驅(qū)動(dòng)變換器。功率變換器可將在一個(gè)電壓電平處的dc信號(hào)變換成在不同電壓電平處 的dc信號(hào)(這是dc-dc變換器)，將交流(ac)信號(hào)變換成dc信號(hào)(這是ac-dc變換器)，將 dc信號(hào)變換成ac信號(hào)(這是dc-ac變換器)，或者將ac信號(hào)變換成ac信號(hào)(這是ac-ac 變換器)。典型地，這些類型的變換器包括二極管橋式整流級(jí)和大容量存儲(chǔ)電容器，其從ac 線路提供的ac信號(hào)產(chǎn)生dc電壓。該dc電壓還被變換器處理，這產(chǎn)生橫跨負(fù)載所施加的輸 出信號(hào)。在這種配置中，當(dāng)瞬時(shí)ac電壓大于橫跨大容量存儲(chǔ)電容器兩端的電壓時(shí)，整流電 路僅從ac線路提取電力，這導(dǎo)致具有高諧振頻率的非正弦電流信號(hào)。該配置的缺點(diǎn)在于有 功功率與視在功率的比例或功率因數(shù)通常非常低。因此，變換器提取過量的電流但未能使 用該過量的電流來執(zhí)行或完成任何電路功能。為了解決功率因數(shù)的問題，集成電路制造商將功率因數(shù)校正(PFC)級(jí)耦合到二極 管橋式整流器，這通過使電流的形狀更接近正弦波來改進(jìn)從主ac線路中提取的電流的使 用。一般來說，包括PFC級(jí)的功率變換器是兩級(jí)功率變換器，即兩級(jí)PFC結(jié)構(gòu)，或者單級(jí)功 率變換器，即單級(jí)PFC結(jié)構(gòu)。具有兩級(jí)PFC結(jié)構(gòu)的變換器允許優(yōu)化每個(gè)個(gè)別的功率級(jí)。然 而，這種類型的結(jié)構(gòu)使用大量的組件，并處理兩倍的功率。具有單級(jí)PFC結(jié)構(gòu)的變換器使用 較少組件，處理較小倍數(shù)的功率，這能夠改進(jìn)效率，并且能夠比兩級(jí)結(jié)構(gòu)更加可靠。單級(jí)結(jié) 構(gòu)的缺點(diǎn)在于具有大輸出波動(dòng)，其至少是ac線路頻率的兩倍。該波動(dòng)的幅度能夠過度驅(qū)動(dòng) (overdrive)常規(guī)的反饋網(wǎng)絡(luò)，強(qiáng)迫這些反饋網(wǎng)絡(luò)處于線性響應(yīng)區(qū)域之外，或者降低它們維 持高功率因數(shù)的能力。一種用于平滑或減少波動(dòng)的技術(shù)是將具有大電容值的濾波電容器耦 合到輸出濾波器網(wǎng)絡(luò)。雖然大電容使得被送達(dá)負(fù)載的電流中的波動(dòng)平滑而不干擾控制回 路，但其使用的電解電容器體積大、昂貴，并且降低了電路的可靠性。此外，大電容減慢了控 制回路的響應(yīng)時(shí)間，從而產(chǎn)生出過量的電流，其能夠過度驅(qū)動(dòng)并且有可能損壞LED負(fù)載。當(dāng) 變換器被第一次通電時(shí)或者如果輸入電壓快速變化，過量的電流典型地出現(xiàn)。緩和高輸出波動(dòng)的另一種途徑涉及減慢LED電流反饋信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間。較慢的相 應(yīng)會(huì)在反饋信號(hào)中引入延遲，使反饋信號(hào)不再表示在給定瞬間的真實(shí)電流。慢控制回路被 用來最小化LED電流反饋信號(hào)中相位延遲效應(yīng)，并維持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。這種慢響應(yīng)限制 了電路對改變電力線路狀態(tài)的響應(yīng)，有可能產(chǎn)生出過量LED電流。由于能夠損傷LED的過 沖，最初的加電也會(huì)產(chǎn)生過量的電流。有慢反饋響應(yīng)的系統(tǒng)也易于發(fā)生在光源中不希望出 現(xiàn)的閃變(flicker)。因此，將會(huì)有利的是，具有為開關(guān)功率控制器提供反饋信號(hào)的方法和電路，其代表 沒有波動(dòng)或時(shí)間延遲的平均負(fù)載電流，由此允許快速響應(yīng)工作狀態(tài)的改變。對所述功率變換器和方法而言將更加有利的是其被有成本效益地實(shí)現(xiàn)。附圖簡述采用結(jié)合附圖的方式閱讀以下詳細(xì)描述，從中將更好地理解本發(fā)明，在附圖中相 同的參考符號(hào)指示相同的元件，并且其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式用于控制反饋的變換器和電路的電路原理圖；圖2是適合以圖1中的變換器使用的、用于控制反饋的電路的一部分的電路原理 圖；以及圖3是可與圖1和2電路相關(guān)的時(shí)序圖。詳細(xì)描述一般來說，本發(fā)明提供的方法和電路用于改進(jìn)或增加功率因數(shù)。根據(jù)實(shí)施方式，所 述方法是反饋方法，其包括將電壓信號(hào)與參考信號(hào)相比較以產(chǎn)生比較信號(hào)，這里電壓信號(hào) 代表了電流信號(hào)。比較信號(hào)被箝位(clamped)或限幅(clipped)以形成被限幅信號(hào)，其被 用來在節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生求和信號(hào)?？刂菩盘?hào)從求和信號(hào)產(chǎn)生，這里控制信號(hào)與固定的斜坡信號(hào) 比較，并且在功率變換器的輸入處提供高功率因數(shù)特性。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種用于改變功率因數(shù)的方法，其包括使用反饋和 單級(jí)功率因數(shù)調(diào)制電路。產(chǎn)生比較信號(hào)，并且將該比較信號(hào)的一部分傳輸至節(jié)點(diǎn)。功率因 數(shù)調(diào)制控制信號(hào)從該比較信號(hào)的所述部分產(chǎn)生。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，反饋電路包括耦合到變換器的電流感測電路。比較器電路 具有連接到電流感測電路的輸入端子，和連接到變換器的輸入端子。定標(biāo)電路具有連接到 比較器輸出端子的輸入端子，以及連接到變換器輸入端子的輸出端子。補(bǔ)償級(jí)連接到定標(biāo) 電路的輸入端子。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電源10的框圖。電源10包括通過單級(jí)功率因數(shù)校 正(PFC)變換器電路14耦合到負(fù)載16的輸入級(jí)12。舉例來說，輸入級(jí)12是整流器和濾波 器電路，其被耦合，用于接收交流(AC)輸入信號(hào)。單級(jí)PFC變換器電路14包括耦合到數(shù)字 反饋電路20的變換器18。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式，變換器18是開關(guān)功率變換器，其具有各 自連接到輸入級(jí)12的輸出22和M的輸入沈和28，以及連接到負(fù)載16的端子32的輸出 30。舉例來說，負(fù)載16是平行連接的發(fā)光二極管(LED)IeiUe2,…、1 的陣列，這里η為 整數(shù)?？晒┻x擇地，負(fù)載16可包括按串聯(lián)-并聯(lián)配置、串聯(lián)配置、串聯(lián)交叉連接配置、或者 類似配置來布置的多個(gè)LED。當(dāng)負(fù)載16包括一個(gè)或多個(gè)LED時(shí)，其可被稱為LED負(fù)載。因 此，負(fù)載16可包括一個(gè)或多個(gè)LED。數(shù)字反饋電路20包括電流感測電路36，其與負(fù)載16 串聯(lián)連接并且連接到比較電路38。因此，輸出30耦合到比較電路38的輸入。比較電路38 也被稱為設(shè)定點(diǎn)的比較電路或比較器。數(shù)字反饋電路20還包括反饋定標(biāo)級(jí)40，其耦合在比較器38與開關(guān)功率變換器18 之間。輸入級(jí)12通過補(bǔ)償電路42耦合到反饋定標(biāo)級(jí)40。開關(guān)功率變換器18、電流感測電 路36、設(shè)定點(diǎn)比較器38、反饋定標(biāo)級(jí)40和補(bǔ)償電路42形成控制回路44。開關(guān)功率變換器 18包括通過電感器耦合到輸出級(jí)的控制級(jí)?？晒┻x擇地，開關(guān)功率變換器18可包括通過變 壓器級(jí)耦合到輸出級(jí)的控制級(jí)，變壓器級(jí)具有主級(jí)線圈和次級(jí)線圈，其提供了電氣絕緣。典 型地，具有主級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)的主變壓器級(jí)被配置為單級(jí)變換器。用于開關(guān)功率變換器18的 電路結(jié)構(gòu)對本領(lǐng)域中的技術(shù)人員是已知的。例如，開關(guān)功率變換器18能夠是使用固定的接通時(shí)間控制的反激變換器，比如可按零件序號(hào)NCL30000找到并由ON Semiconductor, LLC 出售的反激變壓器。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的數(shù)字反饋電路20的原理圖。圖2中所示為比較器 60，其具有反相輸入端子、非反相輸入端子、和輸出端子61。反相輸入端子被耦合用于接 收參考電壓或信號(hào)Vset，并且非反相輸入端子耦合到電流感測電阻器62的端子。參考電壓 Vset也被稱為設(shè)定點(diǎn)電壓VSET。電流感測電阻器62的另一端子被耦合用于接收工作電勢的 源，例如Vss。舉例來說，工作電勢Vss的源為接地。此外，非反相輸入端子連接到負(fù)載16的 端子34(圖1中所示)。比較器60的輸出端子61被耦合，用于接收通過電阻器64的偏壓 Vbias,并且通過電阻器68連接到節(jié)點(diǎn)66。參考電壓Vkef通過一對二極管70和72耦合到節(jié) 點(diǎn)66，所述二極管以反平行的配置耦合，即，二極管70的陰極與二極管72的陽極連接到一 起且連接到節(jié)點(diǎn)66，并且二極管70的陽極和二極管72的陰極連接到一起且用于接收參考
Jlk. Vggp ο數(shù)字反饋電路20還包括運(yùn)算放大器74，其具有反相輸入端子、非反相輸入端子、 和輸出端子。運(yùn)算放大器74也被稱為誤差放大器。誤差放大器74與電容器76和電阻器 78組合形成積分器75，這里電容器76耦合在誤差放大器74的輸出端子與反相輸入端子之 間，并且誤差放大器74的非反相輸入端子被耦合用于接收參考電壓VKEF。電阻器78的端子 連接到誤差放大器74的反相輸入端子，并且電阻器78的其他端子連接到電阻器80和82的 端子以形成節(jié)點(diǎn)84。此外，電阻器80和82各自具有連接到節(jié)點(diǎn)66和被耦合以用于接收參 考電壓Vkef的端子。雖然補(bǔ)償電路42和誤差放大器74的非反相輸入端子被耦合以用于接 收參考電壓Vkef，但應(yīng)當(dāng)注意的是，其可被耦合以用于接收具有不同電壓值的參考電壓。根 據(jù)一個(gè)例子，電阻器80的電阻值為大約47，000歐姆，并且電流I8tl為大約10微安。根據(jù)該 示例性實(shí)施方式，設(shè)定點(diǎn)比較電路38包括比較器60以及電阻器64和68，電流感測電路36 包括電阻器62，補(bǔ)償電路42包括二極管70和72，以及反饋定標(biāo)級(jí)40包括誤差放大器74、 電容器76、和電阻器78、80、和82。設(shè)定點(diǎn)比較電路38、電流感測電路36、補(bǔ)償電路42、和 反饋定標(biāo)級(jí)40顯示在圖1中。在工作時(shí)，輸入線路電壓被應(yīng)用到輸入級(jí)12的ac輸入，這導(dǎo)致電流L從輸出端 子30流入負(fù)載的端子32。舉例來說，電流Il是通過二極管陣列16ρ162、…、1 的電流。 當(dāng)負(fù)載電流l·流過LED負(fù)載時(shí)，其可被稱為LED負(fù)載電流Ip電流I廠流過電流感測電阻器 62，產(chǎn)生電流感測信號(hào)Visense，其代表通過負(fù)載16的電流，并且其包括具有兩倍于ac線路頻 率的頻率的波動(dòng)分量和平均分量。比較器60比較電流感測信號(hào)Visense和設(shè)定點(diǎn)電壓Vset， 并且在輸出端子61生成比較信號(hào)VOTP。如果電流感測信號(hào)Vis■大于設(shè)定點(diǎn)電壓Vset，則比 較信號(hào)Votp是邏輯高電壓，并且如果電流感測信號(hào)Visense小于設(shè)定點(diǎn)電壓Vset，則比較信號(hào) Votp是邏輯低電壓。因此，基于瞬時(shí)LED電流IL在所需平均電流以上或以下，在比較器60 的輸出端子上生成電壓狀態(tài)的數(shù)字表示。應(yīng)當(dāng)注意的是，設(shè)定點(diǎn)電壓Vset是參考信號(hào)，其被 定標(biāo)至所需的平均LED電流水平。在節(jié)點(diǎn)66上，電路42箝位或限幅數(shù)字比較信號(hào)VOTP，以形成被限幅或受控制的幅 度信號(hào)VaiP。出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)66上的被限幅信號(hào)Vaip具有的值是實(shí)質(zhì)上在參考電壓Vkef以上 一個(gè)二極管壓降，或者實(shí)質(zhì)上在參考電壓Vkef以下一個(gè)二極管壓降。因此，被限幅信號(hào)Vaip 具有在參考電壓Vkef以上或以下受控制的對稱水平，其與LED電流L相對于所需平均LED電流的瞬時(shí)狀態(tài)相關(guān)。應(yīng)當(dāng)注意的是，用于二極管70和72的二極管類型不是本發(fā)明的限 制。二極管70和72能夠?yàn)镻N 二極管、肖特基二極管、齊納二極管、被連接作為二極管的晶 體管，等等?？晒┻x擇地，由電阻器80引入的校正信號(hào)能夠使用電流源實(shí)現(xiàn)。圖3是LED電流信號(hào)II、出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)61上的電壓VOTP、以及出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)84上的電 壓Vsra的時(shí)序圖。更加具體地，圖3示出包括平均分量90和波動(dòng)分量92的負(fù)載電流I。根 據(jù)LED電流信號(hào)Iy比較器電壓Vtomp是周期性信號(hào)，其具有從電壓電平Vh到電壓電平\的 幅度范圍。此外，圖3示出電壓Vsum，其在參考電壓Vkef周圍振蕩。負(fù)載電流Il流過負(fù)載16，通過端子34(圖1和2中所示)，并通過電阻器62 (圖 2中所示)，由此產(chǎn)生橫跨電阻器62兩端的電流感測電壓VISENSE。負(fù)載電流L流動(dòng)通過電 阻器62可被稱為將電流注入電阻器62。電壓Vum出現(xiàn)在端子34上，這里電壓Vum是電壓 Visense和工作電勢Vss之和。正如本領(lǐng)域中的技術(shù)人員所知，當(dāng)工作電勢Vss是接地電勢時(shí)， 電壓Vum等于電壓VISENSE。應(yīng)當(dāng)注意的是，電壓Vum是大于或小于設(shè)定點(diǎn)電壓Vset的。當(dāng)開 關(guān)功率變換器18將所需能量送達(dá)負(fù)載16時(shí)，以相當(dāng)于兩倍的ac線路頻率，負(fù)載電流^位 于設(shè)定點(diǎn)電壓Vset以上或以下使得平均電流產(chǎn)生等于設(shè)定點(diǎn)電壓Vset的電壓比較器 60在端子61上產(chǎn)生比較電壓νωΜΡ。補(bǔ)償電路42使用比較電壓Votp以在節(jié)點(diǎn)66上產(chǎn)生信 號(hào)Vcup。在這種狀態(tài)下，電壓Veup不影響在節(jié)點(diǎn)84上的電壓。因此，節(jié)點(diǎn)84上的平均電壓 實(shí)質(zhì)上等于耦合到電阻器82的電壓VKEF?；诔霈F(xiàn)在誤差放大器74的非反相輸入端子上 的參考電壓Vkef與出現(xiàn)在其反相輸入端子上的電壓之間的差，誤差放大器74產(chǎn)生誤差或校 正信號(hào)Vro,因?yàn)?，在?jié)點(diǎn)84上的平均電壓實(shí)質(zhì)上等于耦合到電阻器82的電壓Vkef，則出 現(xiàn)在運(yùn)算放大器74反相和非反相的輸入端子上的電壓實(shí)質(zhì)上相等。運(yùn)算放大器74積分在 節(jié)點(diǎn)84上的電壓，由此在其輸出端子上產(chǎn)生校正或控制信號(hào)νωκκ，用于調(diào)節(jié)開關(guān)功率變換 器18，使得其將所需能量送達(dá)負(fù)載16，例如，LED陣列IB1Ue2,…、16n。在電壓Vaip會(huì)影響運(yùn)算放大器74反相輸入端子上的電壓的狀態(tài)中，出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn) 84上的電壓包括電壓Vkef和對稱信號(hào)Vaip的組合，所述電壓Vkef耦合到電阻器82，所述對 稱信號(hào)Vaip在節(jié)點(diǎn)66上通過比較器60和二極管70和72產(chǎn)生，同時(shí)受電阻器80修正。出 現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)84上的電壓被稱為求和信號(hào)。在這種情況下，電阻器80與節(jié)點(diǎn)66上的電壓的組 合產(chǎn)生小的受控制電流I8tl，其具有通過限幅二極管70和72確立的幅度。電流能夠受電阻 器80的值控制，并且依賴于流過負(fù)載16的瞬時(shí)電流是否相應(yīng)地在設(shè)定點(diǎn)平均電流以上或 以下，而將電流添加到節(jié)點(diǎn)84或者從其減去電流。電流I8tl實(shí)質(zhì)上等于橫跨二極管70和 72兩端的電壓除以電阻器80的電阻值。因此，在節(jié)點(diǎn)66上的被限幅信號(hào)Vaip反映出瞬時(shí) 負(fù)載電流込的狀態(tài)，并且將會(huì)大于或小于參考電壓Vkef的值。因?yàn)楸幌薹盘?hào)Vaip反映出 瞬時(shí)負(fù)載電流l·的狀態(tài)，則被添加即注入節(jié)點(diǎn)84或者從其減去的電流是響應(yīng)了比較信號(hào) Vcompo電流I8tl跟隨負(fù)載16中的波動(dòng)，其具有兩倍于輸入頻率的頻率。因此，電流I8tl通 過電阻器80傳輸，并且產(chǎn)生修正了在誤差放大器74反相輸入端子上的信號(hào)的電流感測信 號(hào)，這導(dǎo)致積分器75積分求和信號(hào)以產(chǎn)生輸出信號(hào)V?！?，其充當(dāng)了用于開關(guān)功率變換器18 的線性控制信號(hào)。應(yīng)當(dāng)注意的是，電流I8tl可被稱為校正電流。電阻器80將受控信號(hào)添加 到節(jié)點(diǎn)84或從其減去，所述受控信號(hào)被積分器75積分以提供校正信號(hào)V?！?。如果平均負(fù) 載電流l·在所需設(shè)定點(diǎn)以下時(shí)，則節(jié)點(diǎn)66將更長久地位于低狀態(tài)，確立了節(jié)點(diǎn)84上的較低電壓，其增加校正信號(hào)V。·，導(dǎo)致由開關(guān)功率變換器18送達(dá)的能量的數(shù)量增加。如果平 均負(fù)載電流l·大于所需設(shè)定點(diǎn)，則節(jié)點(diǎn)66將更長久地位于高狀態(tài)，確立了節(jié)點(diǎn)84上的高 電壓，其減少校正信號(hào)V?！ぃ瑢?dǎo)致由開關(guān)功率變換器18送達(dá)的能量的數(shù)量減少。應(yīng)當(dāng)注意的是，來自電阻器80的信號(hào)獨(dú)立于在真實(shí)LED電流込與設(shè)定點(diǎn)電流之 間的差的幅度。這與校正信號(hào)與誤差幅度成比例的常規(guī)反饋方法形成對比。根據(jù)本發(fā)明的 實(shí)施方式的優(yōu)勢在于限制了校正信號(hào)，這預(yù)防了在存在著高波動(dòng)或誤差含量的常規(guī)反饋系 統(tǒng)工作中會(huì)出現(xiàn)的過度驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。被選擇的積分器75的時(shí)間常數(shù)要足夠慢，使得誤差放大器74不瞬時(shí)地響應(yīng)被注 入電流I8tl，而是在經(jīng)過若干周期后做出小的校正以調(diào)節(jié)狀態(tài)的改變。通過這種方法，控制 回路維持高輸入功率因數(shù)而不改變在線路頻率的周期上的占空比。當(dāng)平均LED電流在所需 水平處時(shí)，瞬時(shí)功率將位于平均設(shè)定點(diǎn)以上和以下相等的時(shí)間量。對稱的電流信號(hào)I8tl處于 高狀態(tài)和低狀態(tài)中相等的時(shí)間量。積分器75產(chǎn)生零平均狀態(tài)，其在誤差放大器74的輸出 端子上維持固定的電壓，并由此維持在開關(guān)變換器中的恒定脈寬。通過負(fù)載16的電流込保 持在設(shè)定點(diǎn)水平處，并因此輸入功率因數(shù)將為高。如果負(fù)載電流L落于所需平均設(shè)定點(diǎn)以下時(shí)，則被提供給積分器75的電壓降稍 稍變低。作為響應(yīng)，誤差放大器74升高其輸出信號(hào)，這導(dǎo)致開關(guān)變換器增加被送達(dá)負(fù)載16 的電流。如果負(fù)載電流L上升到平均設(shè)定點(diǎn)以上，且由此使電流I8tl上升到平均設(shè)定點(diǎn)以 上時(shí)，誤差放大器74減少其輸出電壓，這導(dǎo)致功率開關(guān)變換器18減少被送達(dá)負(fù)載16的電 流。因此，在誤差放大器74輸出上的信號(hào)改變被送達(dá)負(fù)載16的電流，并維持在設(shè)定點(diǎn)上的 穩(wěn)定。當(dāng)做出充分調(diào)節(jié)并且平均LED電流達(dá)到設(shè)定點(diǎn)水平時(shí)，比較器信號(hào)Votp消耗在邏 輯高水平上的時(shí)間量實(shí)質(zhì)上等于其消耗在邏輯低水平上的時(shí)間量，并且積分器75達(dá)到平 衡，以信號(hào)通知變換器18維持其現(xiàn)有設(shè)定。因?yàn)楸容^器信號(hào)Votp表示負(fù)載電流Iy并且其 具有實(shí)質(zhì)上為零的延遲，控制回路44迅速地響應(yīng)負(fù)載電流L中的改變。應(yīng)當(dāng)注意的是，校 正電流I8tl的幅度獨(dú)立于負(fù)載電流l·與設(shè)定點(diǎn)水平的偏差。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，因?yàn)槭?控制的幅度校正獨(dú)立于誤差信號(hào)幅度，避免了過度驅(qū)動(dòng)反饋回路和過度校正負(fù)載電流込。 根據(jù)本發(fā)明，實(shí)施方式的響應(yīng)時(shí)間受積分器75的時(shí)間常數(shù)控制。雖然此處公開了具體的實(shí)施方式，但不意味著將本發(fā)明限制在被公開的實(shí)施方式 中。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，能夠做出修改和變化而不偏離本發(fā)明的精神。這意 味著本發(fā)明涵蓋落于所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有的這類修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生反饋信號(hào)的方法，包括比較電流感測信號(hào)(Visense)和第一參考信號(hào)(Vset)以產(chǎn)生比較信號(hào)(Votp)； 響應(yīng)于具有第一值的所述比較信號(hào)，將第一電流注入第一節(jié)點(diǎn)(84)； 響應(yīng)于具有第二值的所述比較信號(hào)，從所述第一節(jié)點(diǎn)(84)減去第二電流；以及 在所述第一節(jié)點(diǎn)(84)上積分電信號(hào)以在第二節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生所述反饋信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述第一電流注入所述第一節(jié)點(diǎn)(84)包括當(dāng)所述電流感測信號(hào)(Visense)大于所述 第一參考信號(hào)(Vset)時(shí)將所述第一電流注入所述第一節(jié)點(diǎn)(84)；以及比較所述電流感測信號(hào)(Visense)與所述第一參考信號(hào)(Vset)包括將電流注入電阻器 (62)以產(chǎn)生所述電流感測信號(hào)(Visense),其中被注入所述電阻器(6 的所述電流是流過發(fā) 光二極管的電流。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中從所述第一節(jié)點(diǎn)(84)減去所述第二電流包括當(dāng)所述 電流感測信號(hào)(Visense)小于所述第一參考信號(hào)(Vset)時(shí)從所述第一節(jié)點(diǎn)(84)減去所述第二 電流，并且其中比較所述電流感測信號(hào)(Visense)和所述第一參考信號(hào)(Vset)包括將第三電流 注入電阻器以產(chǎn)生所述電流感測信號(hào)(Visense)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述負(fù)載包括發(fā)光二極管陣列，并且其中按照從包 括了串聯(lián)并聯(lián)配置、串聯(lián)配置、和串聯(lián)交叉連接配置的一組配置中選擇出的配置來配置所 述發(fā)光二極管陣列。
5.一種用于使用單級(jí)功率因數(shù)調(diào)制電路產(chǎn)生校正信號(hào)的方法，包括 產(chǎn)生比較信號(hào)(Vcqmp)；使用所述比較信號(hào)(Votp)以進(jìn)行將電流添加到第一節(jié)點(diǎn)(84)或者從所述第一節(jié)點(diǎn) (84)減去電流這兩者之一；以及在所述第一節(jié)點(diǎn)(84)上積分電信號(hào)以產(chǎn)生所述校正信號(hào)(VraJ。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中產(chǎn)生所述比較信號(hào)(Vtomp)包括 比較第一電壓信號(hào)(Visense)和第二電壓信號(hào)(Vset)；以及使用發(fā)光二極管負(fù)載電流以產(chǎn)生所述第一電壓(Visense)。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中使用所述比較信號(hào)(Votp)以實(shí)現(xiàn)將電流添加到第一 節(jié)點(diǎn)(84)或者從所述第一節(jié)點(diǎn)(84)減去電流這兩者之一包括響應(yīng)于所述比較信號(hào)(Votp)處于第一狀態(tài)中，將所述電流添加到所述第一節(jié)點(diǎn)(84)； 響應(yīng)于所述比較信號(hào)(Votp)處于第二狀態(tài)中，從所述第一節(jié)點(diǎn)(84)減去所述電流；并 且還包括使用負(fù)載電流產(chǎn)生電壓信號(hào)，其中當(dāng)所述電壓信號(hào)大于參考信號(hào)時(shí)，所述比較信號(hào) (Vcomp)處于所述第一狀態(tài)中，并且當(dāng)所述電壓信號(hào)小于所述參考信號(hào)時(shí)，所述比較信號(hào) (Vcomp)處于所述第二狀態(tài)中。
8.一種反饋電路，包括變換器(18)，其具有反饋端子和輸出端子；電流感測電路(36)，其具有第一端子和第二端子，所述第一端子耦合到所述變換器 (18)的輸出端子；比較器電路(38)，其具有輸入端子和輸出端子，所述輸入端子耦合到所述電流感測電路(36)的輸出端子；定標(biāo)電路(40)，其具有第一輸入端子和第二輸入端子以及輸出端子，所述第一輸入端 子耦合到所述比較器電路(38)的輸出端子，并且所述輸出端子耦合到所述變換器(18)的 反饋端子；以及補(bǔ)償級(jí)(42)，其具有耦合到所述定標(biāo)電路00)的第二輸入端子的輸出端子。
9.如權(quán)利要求8所述的反饋電路，其中所述電流感測電路(36)包括具有第一端子和第二端子的電阻器(62)； 所述定標(biāo)電路GO)包括運(yùn)算放大器(74)，其具有反相輸入端子、非反相輸入端子、和輸出端子；以及 電容器(76)，其耦合在所述運(yùn)算放大器(74)的反相輸入端子和輸出端子之間；并且其中所述補(bǔ)償級(jí)0 包括第一二極管(70)，其具有陽極和陰極；以及第二二極管(72)，其具有陽極和陰極，所述第一二極管(70)的陽極耦合到所述第二二 極管(7 的陰極，并且所述第二二極管(7 的陽極耦合到所述第一二極管(70)的陽極。
10.如權(quán)利要求9所述的反饋電路，其中所述定標(biāo)電路00)還包括第一電阻器(78)，其具有第一端子和第二端子，所述第一端子耦合到所述運(yùn)算放大器 (74)的反相輸入端子；第二電阻器(80)，其具有第一端子和第二端子，所述第一端子耦合到所述第一電阻器 (78)的第二端子；以及第三電阻器(82)，其具有第一端子和第二端子，所述第一端子耦合到所述第二電阻器 的第一端子。
全文摘要
一種用于控制在例如功率因數(shù)變換器電路中的反饋的方法和電路。電流感測信號(hào)與參考信號(hào)相比較以產(chǎn)生比較信號(hào)。被限幅信號(hào)從比較信號(hào)產(chǎn)生，這里信號(hào)是在對稱地位于參考信號(hào)附近的兩個(gè)水平之間轉(zhuǎn)換的周期性波形。被限幅信號(hào)用于在積分器的輸入上產(chǎn)生求和信號(hào)。積分器產(chǎn)生適用于例如功率因數(shù)變換器電路的反饋信號(hào)。
文檔編號(hào)H02M1/42GK102104325SQ20101054747
公開日2011年6月22日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者J·R·楊 申請人:半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司