專利名稱：Pfc電路、負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路以及信號(hào)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，尤其涉及ー種PFC電路、負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路及信號(hào)控制方法。
背景技術(shù)：
在照明領(lǐng)域，很多場(chǎng)合需要調(diào)節(jié)光源的亮度或顔色，這就要求照明系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)功能。目前較為常用的是斬波調(diào)光技術(shù)，如圖1所示，虛線部分為現(xiàn)有的斬波調(diào)光器的ー種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，電網(wǎng)電壓Vac經(jīng)斬波調(diào)光器作用后，光源負(fù)載RL上的電壓為如圖2所示的斬波電壓，斬波調(diào)光器內(nèi)晶體管TRIAC觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)間對(duì)應(yīng)的相位角a為斬波電壓的斬波角。斬波調(diào)光器內(nèi)電阻Rll為一可變電阻，調(diào)整可變電阻Rll的阻值可改變斬波角a的大小，具體的:可變電阻Rll阻值越小，晶體管TRIAC的觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)間越短，斬波角a越?。豢勺冸娮鑂ll阻值越大，晶體管TRIAC的觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)間越長，斬波角a越大。當(dāng)可變電阻Rll調(diào)節(jié)到最大阻值時(shí)，對(duì)應(yīng)的斬波角a稱為最大斬波角，當(dāng)可變電阻RU調(diào)節(jié)到最小阻值時(shí)，對(duì)應(yīng)的斬波角a稱為最小斬波角。但當(dāng)光源負(fù)載為非電阻性光源，需要驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)時(shí)，其調(diào)光原理不同于上述原理。如圖3所示為光源負(fù)載為LED時(shí)的可調(diào)光驅(qū)動(dòng)電路，負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路包括:第一整流器和PFC電路，電網(wǎng)電壓Vac經(jīng)斬波調(diào)光器、第一整流器后，得到斬波電壓作為PFC電路的輸入電壓Vin，PFC電路的輸入電流為Iin，PFC電路的輸出電流1用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載。PFC電路還包括:電流控制單元、ton控制單元以及驅(qū)動(dòng)控制單元；其中，電流控制單元對(duì)PFC電路的輸出電流1進(jìn)行采樣，并將采樣信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)比較，經(jīng)閉環(huán)調(diào)節(jié)后輸出控制信號(hào)Vr，該控制信號(hào)Vr的變化與輸出電流1的變化反相關(guān)，即當(dāng)輸出電流1減小吋，該控制信號(hào)Vr増大，反之，當(dāng)輸出電流1増大吋，該控制信號(hào)Vr減小。且，該控制信號(hào)Vr具有最大值Vrmax,即當(dāng)Vr等于Vrmax時(shí)，當(dāng)輸出電流1繼續(xù)減小時(shí)，Vr不再増大。ton控制單元將控制信號(hào)Vr與ー比較信號(hào)Vp比較，決定主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)間ton，驅(qū)動(dòng)控制単元根據(jù)該導(dǎo)通時(shí)間輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vd以對(duì)主開關(guān)管SI進(jìn)行控制。具體的，如圖4所示，比較信號(hào)Vp為三角波或鋸齒波，以比較信號(hào)Vp開始?jí)埓蟮臅r(shí)刻為主開關(guān)管SI導(dǎo)通時(shí)間Ton的起始時(shí)刻，以比較信號(hào)Vp的峰值等于控制信號(hào)Vr的幅值的時(shí)刻為主開關(guān)管SI導(dǎo)通時(shí)間Ton的截止時(shí)刻，即當(dāng)Vr等于Vrmax時(shí),主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)間Ton為最大值 I'on-max。當(dāng)斬波調(diào)光器輸出的斬波電壓的斬波角a為零時(shí)，電流控制單元工作在閉環(huán)狀態(tài)，PFC電路的輸出電流1基本恒定；當(dāng)斬波角a從零增大時(shí)，斬波電壓平均值減小，使PFC電路的輸出電流1減小，電流控制単元接收的輸出電流1的采樣信號(hào)減小，其輸出的控制信號(hào)Vr増大，通過Ton控制單元使主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)間Ton變長，維持PFC電路的輸出電流1基本恒定；當(dāng)斬波角a増大到a X，使電流控制單元輸出的控制信號(hào)Vr増大為Vrmax時(shí)，電流控制單元處于閉環(huán)開環(huán)的臨界狀態(tài)，即:當(dāng)斬波角a從當(dāng)前值a x繼續(xù)增大時(shí)，斬波電壓平均值繼續(xù)減小，PFC電路的輸出電流1降低，由于Vr等于Vrmax，Vr不再増大，主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)間Ton等于最大值Ton-max，也不再増大，電流控制単元處于開環(huán)狀態(tài)，即PFC電路的輸出電流1的降低，不能使電流控制單元輸出的控制信號(hào)Vr變化，因此，也不能通過改變主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)間調(diào)節(jié)PFC電路的輸出電流1。可以看出，由于Vrmax對(duì)應(yīng)的電流控制単元的狀態(tài)為閉環(huán)開環(huán)臨界狀態(tài)，所以Vr越大越接近臨界狀態(tài)。當(dāng)電流控制單元處于開環(huán)狀態(tài)時(shí)，主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)間Ton不變且等于最大值Ton-max,即當(dāng)斬波角a從臨界值a x繼續(xù)增大時(shí),PFC電路的輸入電壓Vin的平均值隨之減小，因此，PFC電路的輸出電流1隨之減小，從而實(shí)現(xiàn):在大于臨界值a X的范圍內(nèi)，當(dāng)斬波角a増大吋，PFC電路的輸出電流1減小，當(dāng)斬波角a減小吋，PFC電路的輸出電流1増大，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)光。因此，在斬波角a變化過程中，只有在電流控制單元處于開環(huán)狀態(tài)時(shí)，斬波調(diào)光器才能實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。而斬波調(diào)光器將斬波電壓的斬波角a從零調(diào)節(jié)到臨界值ax的過程，PFC電路輸出電流1保持不變，對(duì)于調(diào)光而言是毫無意義的，對(duì)于用戶來講，此階段的調(diào)節(jié)過程是無效調(diào)節(jié)過程。因此，如何縮短調(diào)光過程中的無效調(diào)節(jié)過程是需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供ー種PFC電路、負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路及信號(hào)控制方法，能夠縮短調(diào)光過程中的無效調(diào)節(jié)過程。為此，本發(fā)明實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:本發(fā)明實(shí)施例提供ー種PFC電路，所述PFC電路的輸入端接收斬波電壓，所述PFC電路包括:主開關(guān)管和Ton控制單元；所述Ton控制單元的控制信號(hào)，在小于或等于最大值范圍內(nèi)，與所述斬波電壓的斬波角正相關(guān)；所述PFC電路還包括:檢測(cè)補(bǔ)償單元，用于檢測(cè)斬波電壓的斬波角，生成幅值與斬波角正相關(guān)的補(bǔ)償信號(hào)；根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)對(duì)Ton控制單元的比較信號(hào)進(jìn)行控制，使在所述控制信號(hào)小于或等于最大值范圍內(nèi)，相等斬波角對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)升高。其中，檢測(cè)補(bǔ)償單元包括:檢測(cè)子単元，用于檢測(cè)斬波電壓的斬波角；生成子單元，用于生成幅值與斬波角正相關(guān)的補(bǔ)償信號(hào)；控制子単元，用于根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)對(duì)Ton控制單元的比較信號(hào)進(jìn)行控制。控制子単元具體用于:將所述補(bǔ)償信號(hào)疊加到Ton控制單元的比較信號(hào)上。所述補(bǔ)償信號(hào)為電流信號(hào)；所述比較信號(hào)為鋸齒波信號(hào)；Ton控制單元包括:恒流源分別通過第一電容和第二開關(guān)管接地，第一電容未接地的第一端連接第一運(yùn)算放大器的反相輸入端；第一運(yùn)算放大器的正相輸入端用于接收控制信號(hào)；控制子単元包括:生成子単元的兩個(gè)輸出端分別連接第一電容的兩端。所述補(bǔ)償信號(hào)為電壓信號(hào)；所述比較信號(hào)為鋸齒波信號(hào)，補(bǔ)償信號(hào)為電平信號(hào)；Ton控制單元包括:第一運(yùn)算放大器的正相輸入端用于接收控制信號(hào)；控制子單元包括:
第一輸入端用于接收比較信號(hào)，第一輸入端還通過第一電阻連接第一運(yùn)算放大器的反相輸入端；生成子単元的補(bǔ)償信號(hào)輸出端通過第二電阻連接第一運(yùn)算放大器的反相輸入端。所述檢測(cè)子単元包括:第一輸入端依次通過第三電阻和第四電阻接地，第二輸入端接地；第三電阻和第四電阻的連接點(diǎn)連接第一三極管的基極，第一三極管的射極接地，集電極連接檢測(cè)子単元的第一輸出端，檢測(cè)子単元的第二輸出端接地；生成子單元包括:生成子単元的第一輸入端連接檢測(cè)子單元的第一輸出端，生成子単元的第二輸入端連接檢測(cè)子單元的第二輸出端；生成子単元的第一輸入端通過第五電阻連接電源電壓，還通過第二電容接地；生成子単元的第一輸入端依次通過第一ニ極管和第三電容接地；第一ニ極管的陰極連接第二三極管的基極，第二三極管的射極通過第六電阻接地，第二三極管的集電極連接電源電壓；第二三極管的射極依次通過第二ニ極管和第七電阻連接生成子単元的補(bǔ)償信號(hào)輸出端。所述檢測(cè)子単元包括:第一輸入端依次通過第三電阻和第四電阻接地，第二輸入端接地；第三電阻和第四電阻的連接點(diǎn)連接第一三極管的基極，第一三極管的射極接地，集電極連接檢測(cè)子単元的第一輸出端，檢測(cè)子単元的第二輸出端接地；生成子單元包括:生成子単元的第一輸入端連接檢測(cè)子單元的第一輸出端，生成子単元的第二輸入端連接檢測(cè)子單元的第二輸出端；生成子単元的第一輸入端通過第五電阻連接電源電壓，還通過第二電容接地；生成子単元的第一輸入端依次通過第一ニ極管和第三電容接地；第一ニ極管的陰極連接第二三極管的基極，第二三極管的射極通過第六電阻接地，第二三極管的集電極連接電源電壓；第二三極管的射極作為生成子単元的補(bǔ)償信號(hào)輸出端。本發(fā)明實(shí)施例還提供ー種信號(hào)控制方法，該方法應(yīng)用于PFC電路，所述PFC電路的輸入端接收斬波電壓；所述PFC電路包括:主開關(guān)管和Ton控制單元；所述Ton控制單元的控制信號(hào)，在小于或等于最大值范圍內(nèi)，與所述斬波電壓的斬波角正相關(guān)；該方法包括:檢測(cè)斬波電壓的斬波角；生成幅值與斬波角正相關(guān)的補(bǔ)償信號(hào)；根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)對(duì)Ton控制單元的比較信號(hào)進(jìn)行控制，使在所述控制信號(hào)小于或等于最大值范圍內(nèi)，相等斬波角對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)升高。根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)對(duì)Ton控制單元的比較信號(hào)進(jìn)行控制包括:將所述補(bǔ)償信號(hào)疊加到Ton控制單元的比較信號(hào)上。本發(fā)明實(shí)施例還提供ー種負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路，包括上述的PFC電路。對(duì)于上述技術(shù)方案的技術(shù)效果分析如下:在PFC電路中增加檢測(cè)補(bǔ)償單元，該檢測(cè)補(bǔ)償單元檢測(cè)斬波電壓的斬波角，生成幅值與斬波角正相關(guān)的補(bǔ)償信號(hào)；根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)對(duì)Ton控制單元的比較信號(hào)進(jìn)行控制；從而將Ton控制單元中的比較信號(hào)變?yōu)樾碌谋容^信號(hào)，使得主開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間Ton暫時(shí)變小，進(jìn)而電流控制單元通過閉環(huán)調(diào)節(jié)維持導(dǎo)通時(shí)間Ton和PFC電路的輸出電流不變，使得相同斬波角對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)升高，實(shí)現(xiàn)了在電流控制単元的閉環(huán)狀態(tài)下升高控制信號(hào)的值，也即縮短了調(diào)光過程中的無效調(diào)節(jié)過程。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)斬波調(diào)光器的ー種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)ー種斬波電壓示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)光源負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)信號(hào)關(guān)系示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例PFC電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例檢測(cè)補(bǔ)償單元的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明第一種PFC電路的具體實(shí)施例示意圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例信號(hào)關(guān)系示意圖；圖9為本發(fā)明第二種PFC電路的具體實(shí)施例示意圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例信號(hào)關(guān)系示意圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施例檢測(cè)子単元和生成子単元的電路實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為本發(fā)明實(shí)施例信號(hào)控制方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式在斬波角a變化過程中，只有在電流控制單元處于開環(huán)狀態(tài)時(shí)，斬波調(diào)光器才能實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。而斬波調(diào)光器將斬波電壓的斬波角a從零調(diào)節(jié)到臨界值ax的過程，PFC電路輸出電流1保持不變，對(duì)于調(diào)光而言是毫無意義的，對(duì)于用戶來講，此階段的調(diào)節(jié)過程是無效調(diào)節(jié)過程。發(fā)明人經(jīng)過大量研究發(fā)現(xiàn)，減小臨界值a x,即減小閉環(huán)狀態(tài)的最大斬波角即可以縮短電流控制單元處于閉環(huán)狀態(tài)的時(shí)間，進(jìn)而縮短無效調(diào)節(jié)過程。而減小臨界值ax，即減小閉環(huán)狀態(tài)的最大斬波角，需要在相等的斬波角條件下，升高控制信號(hào)Vr的值(因?yàn)閂r越高越接近臨界狀態(tài))，但是，由于電流控制單元工作在閉環(huán)狀態(tài)，因此，直接升高控制信號(hào)Vr的值，會(huì)使主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)間Ton也暫時(shí)升高，PFC電路的輸出電流1升高，電流控制單元的輸出電流采樣值升高，使其輸出的控制信號(hào)Vr降低，因此，直接升高控制信號(hào)Vr不能使在較小的斬波角ax下進(jìn)入臨界狀態(tài)。因此，本發(fā)明實(shí)施例提供ー種PFC電路、負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路及信號(hào)控制方法，能夠使得在閉環(huán)過程中，也即所述控制信號(hào)小于或等于最大值范圍內(nèi)，相等斬波角對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)升高，從而減小臨界值a X，實(shí)現(xiàn)縮短調(diào)光過程中的無效調(diào)節(jié)過程的發(fā)明目的。以下，結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施例PFC電路、負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路及電流控制方法的實(shí)現(xiàn)。參見圖5，為本發(fā)明實(shí)施例ー種PFC電路結(jié)構(gòu)示意圖，其中:所述PFC電路的輸入端接收斬波電壓，也即所述輸入電壓Vin ;所述PFC電路包括:主開關(guān)管SI (圖5中未示出)和Ton控制單元510 ;所述Ton控制單元510輸出的控制信號(hào)Vr，在小于或等于最大值范圍內(nèi)，與所述斬波電壓的斬波角正相關(guān)；(其中，所述正相關(guān)是指:斬波角a越大,所述控制信號(hào)Vr也越大，斬波角a越小，所述控制信號(hào)Vr也越小。)所述PFC電路還包括:檢測(cè)補(bǔ)償單元520，用于檢測(cè)斬波電壓的斬波角，生成幅值與斬波角正相關(guān)的補(bǔ)償信號(hào)；根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)對(duì)Ton控制單元的比較信號(hào)進(jìn)行控制，使在所述控制信號(hào)小于或等于最大值范圍內(nèi)，相等斬波角對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)升高。也即，使得在斬波角不變下，電流控制電路輸出的控制信號(hào)升高。進(jìn)而，通過檢測(cè)補(bǔ)償單元520對(duì)比較信號(hào)的控制，將得到新的比較信號(hào)，而Ton控制単元將根據(jù)新的比較信號(hào)，對(duì)新的比較信號(hào)與控制信號(hào)進(jìn)行比較，確定主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)間Ton。這里，所述正相關(guān)是指:斬波角越大，補(bǔ)償信號(hào)的幅值越大，斬波角越小，則補(bǔ)償信號(hào)的幅值越小。優(yōu)選的，如圖5所示，PFC電路和第一整流器可以構(gòu)成負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路，該第一整流器用于對(duì)斬波調(diào)光器輸出的斬波電壓進(jìn)行整流，從而得到PFC電路的輸入電壓Vin。其中，如圖5所示，檢測(cè)補(bǔ)償單元520的兩個(gè)輸入端可以連接第一整流器的兩個(gè)輸出端，對(duì)第一整流器輸出的斬波電壓進(jìn)行斬波角的檢測(cè)；或者，也可以另外設(shè)置第二整流器，第二整流器對(duì)斬波調(diào)光器輸出的斬波電壓進(jìn)行整流；而檢測(cè)補(bǔ)償單元520的兩個(gè)輸入端連接第二整流器的兩個(gè)輸出端，對(duì)第二整流器輸出的斬波電壓進(jìn)行斬波角的檢測(cè)。本發(fā)明實(shí)施例中，斬波調(diào)光器輸出的斬波電壓可以為前沿?cái)夭妷?、后沿?cái)夭妷夯蛘咔昂笱財(cái)夭妷旱龋@里不限制。如圖6所示，所述檢測(cè)補(bǔ)償單元520可以通過以下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn):檢測(cè)子單元610，用于檢測(cè)斬波電壓的斬波角；生成子單元620，用于生成幅值與斬波角正相關(guān)的補(bǔ)償信號(hào)；控制子単元630，用于根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)對(duì)Ton控制單元的比較信號(hào)進(jìn)行控制。優(yōu)選地，控制子単元630具體可以用于:將所述補(bǔ)償信號(hào)疊加到Ton控制單元的比較信號(hào)上。以圖3所示的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路為例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的PFC電路和負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行更為具體的說明。在ー種具體實(shí)施例中，所述補(bǔ)償信號(hào)可以為電流信號(hào)；比較信號(hào)可以為鋸齒波信號(hào)；此時(shí)，如圖7所示:Ton控制單元包括:恒流源Id的輸出端分別通過第一電容Cl和第二開關(guān)管S2接地，第一電容Cl未接地的一端作為比較信號(hào)輸出端,輸出比較信號(hào)Vp,第一電容Cl未接地的一端連接第一運(yùn)算放大器Al的反相輸入端；第一運(yùn)算放大器Al的正相輸入端用于接收控制信號(hào)Vr，也即連接電流控制単元的輸出端；其中，在不包含控制子單元時(shí)，Ton控制單元的工作原理為:當(dāng)?shù)诙_關(guān)管S2導(dǎo)通時(shí)，第一電容Cl上的電壓為零，也即比較信號(hào)Vp為零，當(dāng)?shù)诙_關(guān)管S2關(guān)斷時(shí)，恒流源Id為第一電容Cl充電，第一電容Cl上的電壓從零開始?jí)埓?，也即比較信號(hào)Vp從零開始?jí)埓?，?dāng)比較信號(hào)Vp増大到與控制信號(hào)Vr相等吋，第二開關(guān)管S2導(dǎo)通，因此，第一電容Cl未接地的一端輸出的比較信號(hào)Vp為鋸齒波。如圖7所示，控制子単元630包括:生成子単元620的兩個(gè)輸出端分別連接第一電容Cl的兩端。從而，生成子単元620生成的補(bǔ)償信號(hào)在Ton控制單元中轉(zhuǎn)換為鋸齒波信號(hào)，且與所述比較信號(hào)同相位，具體的:通過將生成子単元620的兩個(gè)輸出端并聯(lián)在第一電容Cl的兩端，使得生成子単元620輸出的補(bǔ)償信號(hào)在第一電容Cl的兩端產(chǎn)生的電壓與比較信號(hào)Vp的產(chǎn)生原理相同，即都由第二開關(guān)管S2控制，使得補(bǔ)償信號(hào)在第一電容Cl上產(chǎn)生的電壓信號(hào)與比較信號(hào)Vp同相位，并且在第一電容Cl上的電壓為二者的疊加，且疊加后的電壓Vp’的斜率大于比較信號(hào)Vp的斜率，參照?qǐng)D8。在圖7所示的電路結(jié)構(gòu)下，如圖8所示，補(bǔ)償信號(hào)Ia (圖中未示出)在Ton控制単元的第一電容Cl上轉(zhuǎn)換為一個(gè)電壓信號(hào)為鋸齒波信號(hào)Va，虛線為比較信號(hào)Vp，補(bǔ)償信號(hào)Ia產(chǎn)生的鋸齒波信號(hào)Va與比較信號(hào)Vp疊加后，得到新的比較信號(hào)Vp’ =Vp+Va，波形如圖中實(shí)線所示，而新的比較信號(hào)Vp’將代替原來的比較信號(hào)Vp輸入到第一運(yùn)算放大器的反相輸入端。新的比較信號(hào)Vp’，與當(dāng)前的控制信號(hào)Vr比較后，得到導(dǎo)通時(shí)間Ton’，該導(dǎo)通時(shí)間Ton’小于比較信號(hào)Vp對(duì)應(yīng)的導(dǎo)通時(shí)間Ton，此時(shí)，由于當(dāng)前的Ton’變小，因此，PFC電路(也即負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路)的輸出電流1會(huì)變小，電流控制単元對(duì)輸出電流1采樣得到的采樣信號(hào)變小，電流控制單元輸出的控制信號(hào)Vr升高，進(jìn)而使主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)間Ton’增大，維持主開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間不變，維持PFC電路(也即負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路)的輸出電流1不變。因此，在斬波角a不變的情況下，當(dāng)比較信號(hào)從Vp變?yōu)樾碌谋容^信號(hào)Vp’，輸入Ton控制單元后，電流控制單元的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)最終使主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)間Ton不變，PFC電路的輸出電流1不變,而使控制信號(hào)Vr升高。隨著斬波角a的增大，控制信號(hào)Vr也會(huì)隨之増大，當(dāng)Vr增大至Vr-max時(shí)(對(duì)應(yīng)的斬波角為a x),電流控制單元即將進(jìn)入開環(huán)狀態(tài)。也即，使在所述控制信號(hào)Vr小于或等于最大值Vr-max的范圍內(nèi)，相等斬波角a對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)Vr升高，使得在斬波角不變下，更接近閉環(huán)開環(huán)臨界狀態(tài)，從而減小臨界值a X，縮短了調(diào)光過程中的無效調(diào)節(jié)過程。在另ー種實(shí)施例中，所述補(bǔ)償信號(hào)Va可以為電壓信號(hào)；所述比較信號(hào)Vp可以為鋸齒波信號(hào)，補(bǔ)償信號(hào)Va可以為電平信號(hào)；此時(shí)，如圖9所示:Ton控制單兀包括:第一運(yùn)算放大器Al的正相輸入端用于接收控制信號(hào)；控制子單元630包括:第一輸入端用于接收比較信號(hào)Vp，第一輸入端還通過第一電阻Rl連接第一運(yùn)算放大器Al的反相輸入端；生成子単元620的補(bǔ)償信號(hào)輸出端通過第二電阻R2連接第一運(yùn)算放大器Al的反相輸入端。其中，所述比較信號(hào)Vp可以通過如圖7中所示的比較信號(hào)生成子單元獲得，具體的，該比較信號(hào)生成子単元包括:恒流源Id的輸出端分別通過第一電容Cl和第二開關(guān)管S2接地，第一電容Cl未接地的一端作為比較信號(hào)生成子単元的比較信號(hào)輸出端，輸出比較信號(hào)Vp。在圖9中，將電壓信號(hào)形式的補(bǔ)償信號(hào)Va與比較信號(hào)Vp，通過第一電阻Rl和第ニ電阻R2疊加，得到疊加后的新的比較信號(hào)Vp’，輸入到Ton控制單元中第一運(yùn)算放大器的反相輸入端。且，新的比較信號(hào)Vp’的直流偏置電壓高于原來的比較信號(hào)Vp的直流偏置電壓，參照?qǐng)D10。在圖10中，補(bǔ)償信號(hào)Va為電平信號(hào)，虛線為比較信號(hào)Vp，補(bǔ)償信號(hào)V a與比較信號(hào)Vp疊加后，得到新的比較信號(hào)Vp’ = Vp+Va，波形如圖中實(shí)線所示，其直流偏置電壓升聞。第一運(yùn)算放大器將新的比較信號(hào)Vp’與當(dāng)前的控制信號(hào)Vr比較，得出的主開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間Ton’小于原來的比較信號(hào)Vp對(duì)應(yīng)的導(dǎo)通時(shí)間Ton，此時(shí)，由于當(dāng)前的主開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間Ton’變小，因此，PFC電路的輸出電流1會(huì)變小，電流控制單元對(duì)輸出電流1采樣得到的采樣信號(hào)變小，其輸出的控制信號(hào)Vr升高，使導(dǎo)通時(shí)間Ton’増大，從而維持PFC電路的輸出電流1不變。因此，在斬波角a不變的情況下，當(dāng)比較信號(hào)從Vp變?yōu)閂p’后，電流控制単元的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)最終使主開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間Ton不變，PFC電路的輸出電流1不變，而使控制信號(hào)Vr升高。隨著斬波角a的增大，控制信號(hào)Vr也會(huì)隨之増大，當(dāng)Vr増大至Vr_max時(shí)，電流控制單元即將進(jìn)入開環(huán)狀態(tài)。也即，使在所述控制信號(hào)Vr小于或等于最大值Vr-max的范圍內(nèi)，相等斬波角a對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)Vr升高，使得在斬波角不變下，更接近閉環(huán)開環(huán)臨界狀態(tài)，從而減小臨界值a X，縮短了調(diào)光過程中的無效調(diào)節(jié)過程。其中，本發(fā)明實(shí)施例中的補(bǔ)償信號(hào)可以通過如圖11所示的電路結(jié)構(gòu)獲得，也即檢測(cè)補(bǔ)償單元520中的檢測(cè)子單元610和生成子單元620可以通過如圖11所示的電路結(jié)構(gòu)獲得。參照?qǐng)D11:檢測(cè)子單元610包括:檢測(cè)子単元610的第一輸入端依次通過第三電阻R3和第四電阻R4接地，檢測(cè)子単元的第二輸入端接地(這里所指的“地”為PFC電路中整流橋的輸出負(fù)端)；第三電阻R3和第四電阻R4的連接點(diǎn)連接第一三極管Ql的基極，第一三極管Ql的射極接地，集電極連接檢測(cè)子単元的第一輸出端，檢測(cè)子単元的第二輸出端接地；生成子單元620包括:生成子単元620的第一輸入端連接檢測(cè)子單元610的第一輸出端，生成子単元620的第二輸入端連接檢測(cè)子單元610的第二輸出端；生成子単元620的第一輸入端通過第五電阻R5連接電源電壓Vcc，還通過第二電容C2接地；生成子単元620的第一輸入端依次通過第一ニ極管Dl和第三電容C3接地；第一二極管Dl的陰極連接第二三極管Q2的基極，第二三極管Q2的射極通過第六電阻R6接地，第二三極管Q2的集電極連接電源電壓Vcc ；此時(shí)，生成子単元中第六電阻R6兩端作為生成子単元的兩個(gè)輸出端，輸出的補(bǔ)償信號(hào)為電壓信號(hào)；或者，如圖11所示，第二三極管Q2的射極可以連接串聯(lián)支路的一端，該串聯(lián)支路為第二ニ極管D2和第七電阻R7，此時(shí)，串聯(lián)支路的另一端以及第六電阻R6的接地端也可以作為生成子単元的兩個(gè)輸出端，此時(shí)輸出的補(bǔ)償信號(hào)為電流信號(hào)。圖11所示的電路中，第三電阻R3和第四電阻R4為分壓電阻，對(duì)輸入的、整流后的斬波電壓進(jìn)行采樣，通過第一三極管Ql將斬波電壓中的低電平信號(hào)檢測(cè)出來，輸出鋸齒波電壓，即第二電容C2上的電壓，該鋸齒波電壓的峰值隨著斬波角的增大而増大，通過第一二極管Dl和第三電容C3的峰值保持，在第三電容C3上得到ー個(gè)電平信號(hào)，該電平信號(hào)的值隨著斬波角的增大而増大，通過第二三極管Q2的跟隨電路，在第六電阻R6上的電壓信號(hào)，也隨著斬波角的增大而増大。通過第二ニ極管D2和第七電阻R7輸出的電流信號(hào)的值也隨著斬波角的增大而増大。上述的本發(fā)明實(shí)施例PFC電路可以直接作為負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路，或者，也可以與第一整流器等電路組合，共同構(gòu)成負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路。與上述的PFC電路和負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路相對(duì)應(yīng)的,本發(fā)明實(shí)施例提供ー種信號(hào)控制方法，該方法可以應(yīng)用于PFC電路中，所述PFC電路的輸入端接收斬波電壓；所述PFC電路包括:主開關(guān)管和ton控制單元；所述Ton控制單元的控制信號(hào)，在小于或等于最大值范圍內(nèi)，與所述斬波電壓的斬波角正相關(guān)；(其中，所述正相關(guān)是指:斬波角越大，所述控制信號(hào)Vr也越大,斬波角越小,所述控制信號(hào)Vr也越小。)如圖12所示，該方法包括:步驟1201:檢測(cè)斬波電壓的斬波角；步驟1202:生成幅值與斬波角正相關(guān)的補(bǔ)償信號(hào)；步驟1203:根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)對(duì)Ton控制單元的比較信號(hào)進(jìn)行控制，使在所述控制信號(hào)小于或等于最大值范圍內(nèi)，相等斬波角對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)升高。優(yōu)選地，所述根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)對(duì)Ton控制單元的比較信號(hào)進(jìn)行控制可以包括:將所述補(bǔ)償信號(hào)疊加到Ton控制單元的比較信號(hào)上。進(jìn)而，步驟1203中，通過所述控制將得到新的比較信號(hào)；之后，Ton控制單元將根據(jù)新的比較信號(hào)，將新的比較信號(hào)與控制信號(hào)進(jìn)行比較，確定主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)間Ton。基于以上實(shí)施例，檢測(cè)斬波電壓的斬波角，生成幅值與斬波角正相關(guān)的補(bǔ)償信號(hào)；根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)對(duì)Ton控制單元的比較信號(hào)進(jìn)行控制。從而將Ton控制單元中的比較信號(hào)變?yōu)樾碌谋容^信號(hào)，Ton控制單元使用新的比較信號(hào)與控制信號(hào)比較，確定主開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間Ton，由于比較信號(hào)的升高使得主開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間Ton暫時(shí)變小，進(jìn)而電流控制単元通過閉環(huán)調(diào)節(jié)維持導(dǎo)通時(shí)間Ton和PFC電路的輸出電流不變，使得相同斬波角對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)升高，實(shí)現(xiàn)了在電流控制単元的閉環(huán)狀態(tài)下升高控制信號(hào)的值，從而減小臨界值a x,實(shí)現(xiàn)縮短調(diào)光過程中的無效調(diào)節(jié)過程的發(fā)明目的。。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的方法的過程可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)執(zhí)行上述方法中的對(duì)應(yīng)步驟。所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可以如:R0M/RAM、磁碟、光盤等。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種PFC電路，其特征在于，所述PFC電路的輸入端接收斬波電壓，所述PFC電路包括:主開關(guān)管和Ton控制單元；所述Ton控制單元的控制信號(hào)，在小于或等于最大值范圍內(nèi)，與所述斬波電壓的斬波角正相關(guān)； 所述PFC電路還包括: 檢測(cè)補(bǔ)償單元，用于檢測(cè)斬波電壓的斬波角，生成幅值與斬波角正相關(guān)的補(bǔ)償信號(hào)；根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)對(duì)Ton控制單元的比較信號(hào)進(jìn)行控制，使在所述控制信號(hào)小于或等于最大值范圍內(nèi)，相等斬波角對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)升高。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，檢測(cè)補(bǔ)償單元包括: 檢測(cè)子単元，用于檢測(cè)斬波電壓的斬波角； 生成子単元，用于生成幅值與斬波角正相關(guān)的補(bǔ)償信號(hào)； 控制子単元，用于根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)對(duì)Ton控制單元的比較信號(hào)進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，控制子単元具體用于:將所述補(bǔ)償信號(hào)疊加到Ton控制單元的比較信號(hào)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述補(bǔ)償信號(hào)為電流信號(hào)；所述比較信號(hào)為鋸齒波信號(hào)； Ton控制單元包括:恒流源分別通過第一電容和第二開關(guān)管接地，第一電容未接地的第一端連接第一運(yùn)算放大器的反相輸入端；第一運(yùn)算放大器的正相輸入端用于接收控制信號(hào);` 控制子単元包括:生成子単元的兩個(gè)輸出端分別連接第一電容的兩端。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述補(bǔ)償信號(hào)為電壓信號(hào)；所述比較信號(hào)為鋸齒波信號(hào)，補(bǔ)償信號(hào)為電平信號(hào)； Ton控制單元包括:第一運(yùn)算放大器的正相輸入端用于接收控制信號(hào)； 控制子單元包括: 第一輸入端用于接收比較信號(hào)，第一輸入端還通過第一電阻連接第一運(yùn)算放大器的反相輸入端；生成子単元的補(bǔ)償信號(hào)輸出端通過第二電阻連接第一運(yùn)算放大器的反相輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，所述檢測(cè)子単元包括: 第一輸入端依次通過第三電阻和第四電阻接地，第二輸入端接地；第三電阻和第四電阻的連接點(diǎn)連接第一三極管的基極，第一三極管的射極接地，集電極連接檢測(cè)子単元的第ー輸出端，檢測(cè)子単元的第二輸出端接地； 生成子單元包括: 生成子単元的第一輸入端連接檢測(cè)子單元的第一輸出端，生成子単元的第二輸入端連接檢測(cè)子単元的第二輸出端； 生成子単元的第一輸入端通過第五電阻連接電源電壓，還通過第二電容接地；生成子単元的第一輸入端依次通過第一ニ極管和第三電容接地；第一ニ極管的陰極連接第二三極管的基極，第二三極管的射極通過第六電阻接地，第二三極管的集電極連接電源電壓；第二三極管的射極依次通過第二ニ極管和第七電阻連接生成子単元的補(bǔ)償信號(hào)輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路，其特征在于，所述檢測(cè)子単元包括:第一輸入端依次通過第三電阻和第四電阻接地，第二輸入端接地；第三電阻和第四電阻的連接點(diǎn)連接第一三極管的基極，第一三極管的射極接地，集電極連接檢測(cè)子単元的第一輸出端，檢測(cè)子単元的第二輸出端接地； 生成子單元包括: 生成子単元的第一輸入端連接檢測(cè)子單元的第一輸出端，生成子単元的第二輸入端連接檢測(cè)子単元的第二輸出端； 生成子単元的第一輸入端通過第五電阻連接電源電壓，還通過第二電容接地；生成子単元的第一輸入端依次通過第一ニ極管和第三電容接地；第一ニ極管的陰極連接第二三極管的基極，第二三極管的射極通過第六電阻接地，第二三極管的集電極連接電源電壓；第二三極管的射極作為生成子単元的補(bǔ)償信號(hào)輸出端。
8.ー種信號(hào)控制方法，其特征在于，該方法應(yīng)用于PFC電路，所述PFC電路的輸入端接收斬波電壓；所述PFC電路包括:主開關(guān)管和Ton控制單元；所述Ton控制單元的控制信號(hào)，在小于或等于最大值范圍內(nèi)，與所述斬波電壓的斬波角正相關(guān)； 該方法包括: 檢測(cè)斬波電壓的斬波角； 生成幅值與斬波角正相關(guān)的補(bǔ)償信號(hào)； 根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)對(duì)Ton控制單元的比較信號(hào)進(jìn)行控制，使在所述控制信號(hào)小于或等于最大值范圍內(nèi)，相等斬波角對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)升高。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)對(duì)Ton控制單元的比較信號(hào)進(jìn)行控制包括: 將所述補(bǔ)償信號(hào)疊 加到Ton控制單元的比較信號(hào)上。
10.ー種負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的PFC電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種PFC電路、負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路及信號(hào)控制方法，所述PFC電路的輸入端接收斬波電壓，所述PFC電路包括主開關(guān)管和Ton控制單元；所述Ton控制單元的控制信號(hào)，在小于或等于最大值范圍內(nèi)，與所述斬波電壓的斬波角正相關(guān)；所述PFC電路還包括檢測(cè)補(bǔ)償單元，用于檢測(cè)斬波電壓的斬波角，生成幅值與斬波角正相關(guān)的補(bǔ)償信號(hào)；根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)對(duì)Ton控制單元的比較信號(hào)進(jìn)行控制，使在所述控制信號(hào)小于或等于最大值范圍內(nèi)，相等斬波角對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)升高。本發(fā)明能夠縮短調(diào)光過程中的無效調(diào)節(jié)過程。
文檔編號(hào)H02M3/335GK103138556SQ20111037659
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者葛良安, 姚曉莉, 任麗君 申請(qǐng)人:英飛特電子(杭州)股份有限公司