專利名稱：一種功率因數(shù)校正電路及其控制電路和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實(shí)施例涉及電源的控制電路，具體涉及功率因數(shù)校正電路及其控制電路和控制方法。
背景技術(shù)：
功率因數(shù)校正(PFC)電路被廣泛應(yīng)用于電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，用于校正電流的相位，提高功率因數(shù)。圖1示出了一種PFC控制的波形示意圖。如圖所示，輸入電壓Vin呈饅頭波形狀，輸入電壓一般為將市電的正弦交流信號經(jīng)過整流后獲得。為了實(shí)現(xiàn)PFC控制，需要控制輸入電流Iin的波形跟隨輸入電壓Vin的波形，使輸入電流Iin的相位與輸入電壓Vin一致。通常，較高的輸入電壓Vin對應(yīng)較低的輸入電流平均值Iin_avg。在開關(guān)模式PFC電路中，輸入電流Iin呈鋸齒波形狀,從而可通過控制輸入電流Iin的平均電流Iin_avg的波形跟隨輸入電壓波形來提高功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正。同時(shí)，國際能源管理機(jī)構(gòu)對PFC電路的轉(zhuǎn)換效率也提出了較高的要求。然而，現(xiàn)有的PFC電路產(chǎn)品在低負(fù)載條件下的效率還不能很好的符合能源管理機(jī)構(gòu)期望的要求。因此，有必要對PFC電路進(jìn)行改進(jìn)，以期提高效率，特別是低載條件下的效率，同時(shí)又不增加太多成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決前面描述的一個(gè)問題或者多個(gè)問題，本發(fā)明提出一種PFC電路及其控制電路和控制方法。一種PFC電路包括:開關(guān)電路，包括主開關(guān)，開關(guān)電路具有輸入端和輸出端，其中輸入端接收輸入電壓并 具有輸入電流，輸出端提供輸出電壓；導(dǎo)通時(shí)間控制電路，產(chǎn)生導(dǎo)通時(shí)間控制信號控制主開關(guān)的關(guān)斷；第一關(guān)斷時(shí)間控制電路，產(chǎn)生第一關(guān)斷時(shí)間控制信號；第二關(guān)斷時(shí)間控制電路，產(chǎn)生第二關(guān)斷時(shí)間控制信號；以及邏輯電路，接收導(dǎo)通時(shí)間控制信號、第一關(guān)斷時(shí)間控制信號和第二關(guān)斷時(shí)間控制信號，輸出控制信號控制主開關(guān)選擇性地工作于連續(xù)電流模式或斷續(xù)電流模式；其中在連續(xù)電流模式下，第一關(guān)斷時(shí)間控制信號控制主開關(guān)的導(dǎo)通；在斷續(xù)電流模式下，第二關(guān)斷時(shí)間控制信號控制主開關(guān)的導(dǎo)通。PFC電路可進(jìn)一步包括第三關(guān)斷時(shí)間控制電路，第三關(guān)斷時(shí)間控制電路產(chǎn)生第三關(guān)斷時(shí)間控制信號，其中邏輯電路進(jìn)一步接收第三關(guān)斷時(shí)間控制信號并控制主開關(guān)選擇性地工作于臨界電流模式，其中在臨界電流模式下第三關(guān)斷時(shí)間控制信號控制主開關(guān)的導(dǎo)通。其中斷續(xù)電流模式下的主開關(guān)頻率低于連續(xù)電流模式下的主開關(guān)頻率。在一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)電路包括升壓變換電路。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)通時(shí)間控制電路具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端稱接表征輸入電壓的輸入電壓檢測信號，第二輸入端稱接表征輸出電壓的輸出電壓反饋信號，輸出端輸出導(dǎo)通時(shí)間控制信號。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)通時(shí)間控制電路包括:第一電流源，產(chǎn)生正比于輸出電壓的電流；第一電容，稱接第一電流源，第一電容具有第一端和第二端，其中第一端耦接參考地，第二端提供第一電容電壓；第一開關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，其中第一開關(guān)的第一端耦接第一電容的第一端，第一開關(guān)的第二端耦接第一電容的第二端，第一開關(guān)在主開關(guān)關(guān)斷時(shí)導(dǎo)通，第一開關(guān)在主開關(guān)導(dǎo)通時(shí)關(guān)斷，在第一開關(guān)關(guān)斷時(shí)，第一電流源對第一電容充電；減法電路，稱接輸入電壓檢測信號和輸出電壓反饋信號，產(chǎn)生第二信號；比較電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中比較電路的第一輸入端接收第一電容電壓，比較電路的第二輸入端接收第二信號，比較電路的輸出端輸出導(dǎo)通時(shí)間控制信號。在一個(gè)實(shí)施例中，第一關(guān)斷時(shí)間控制電路包括比較電路，比較電路具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端稱接第一參考電流信號，第二輸入端耦接表征輸入電流的輸入電流反饋信號，比較電路比較第一參考電流信號和輸入電流反饋信號并在輸出端輸出第一關(guān)斷時(shí)間控制信號。在一個(gè)實(shí)施例中，第二關(guān)斷時(shí)間控制電路包括:第二電流源，產(chǎn)生正比于第一參考電流信號的電流；第二充電開關(guān)，和第二電流源串聯(lián)；第三電流源，產(chǎn)生正比于平均電流二倍參考信號的電流，其中平均電流二倍參考信號表征輸入電流平均期望值的兩倍；放電開關(guān)，和第三電流源串聯(lián)；第二電容，具有第一端和第二端，其中第一端耦接參考地，第二端提供第二電容電壓；其中當(dāng)輸入電流大于零時(shí)，第二充電開關(guān)導(dǎo)通，第二電流源對第二電容充電使第二電容電壓升高；當(dāng)輸入電流為零時(shí)，第三充電開管導(dǎo)通，第三電流源對第二電容放電使第二電容電壓降低；以及比較電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端稱接第二電容電壓，第二輸入端率禹接第二參考信號，比較電路比較第二電容電壓和第二參考信號并在比較電路的輸出端輸出第二關(guān)斷時(shí)間控制信號。邏輯電路可包括:模式判斷電路，基于表征輸入電流平均期望值兩倍的平均電流二倍參考信號和輸入電流峰值信號輸出第一使能信號和第二使能信號，其中第一使能信號耦接第一關(guān)斷時(shí)間控制電路，第二使能信號耦接第二關(guān)斷時(shí)間控制電路，模式判斷電路選擇性地抑制第一關(guān)斷時(shí)間控制電路或第二關(guān)斷時(shí)間控制電路；或門，具有第一端、第二端和輸出端，其中第一端接收第一關(guān)斷時(shí)間控制信號，第二端接收第二關(guān)斷時(shí)間控制信號；以及鎖存電路，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，其中置位端耦接或門的輸出端，復(fù)位端接收導(dǎo)通時(shí)間控制信號，輸出端控制主開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。在一個(gè)實(shí)施例中，上述PFC電路進(jìn)一步包含:參考信號發(fā)生電路，基于輸入電壓檢測信號和輸出電壓反饋信號產(chǎn)生平均電流二倍參考信號；峰值電流采樣電路，耦接輸入電流反饋信號，輸出輸入電流峰值信號；以及減法電路，耦接平均電流二倍參考信號和輸入電流峰值信號，輸出第一參考電流信號。其中參考信號發(fā)生電路可包括:誤差放大電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接輸出電壓反饋信號，第二輸入端耦接參考電壓，輸出端提供輸出電壓補(bǔ)償信號；輸入電壓平均電路，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接輸入電壓檢測信號，輸出端提供輸入電壓平均信號；以及乘法電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接誤差放大電路的輸出端用于接收輸出電壓補(bǔ)償信號，第二輸入端耦接輸入電壓檢測信號，第三輸入端耦接輸入電壓平均電路的輸出端用于接收輸入電壓平均信號，輸出端提供平均電流二倍參考信號。一種PFC控制電路，用于控制開關(guān)電路中的耦接于輸入端和輸出端之間的主開關(guān)，其中輸入端具有輸入電壓和輸入電流，輸出端具有輸出電壓，PFC控制電路包括:導(dǎo)通時(shí)間控制電路，基于輸入電壓和輸出電壓產(chǎn)生導(dǎo)通時(shí)間控制信號，控制主開關(guān)的關(guān)斷；第一關(guān)斷時(shí)間控制電路，產(chǎn)生第一關(guān)斷時(shí)間控制信號；第二關(guān)斷時(shí)間控制電路，產(chǎn)生第二關(guān)斷時(shí)間控制信號；以及邏輯電路，控制主開關(guān)選擇性地工作于連續(xù)電流模式或斷續(xù)電流模式；其中在連續(xù)電流模式下，第一關(guān)斷時(shí)間控制信號控制主開關(guān)的導(dǎo)通；在斷續(xù)電流模式下，第二關(guān)斷時(shí)間控制信號控制主開關(guān)的導(dǎo)通。在一個(gè)實(shí)施例中，斷續(xù)電流模式下的主開關(guān)頻率低于連續(xù)電流模式下的主開關(guān)頻率。導(dǎo)通時(shí)間控制電路可包括:第一電流源，正比于輸出電壓；第一電容，由第一電流源充電，第一電容具有第一端和第二端，其中第一端稱接參考地，第二端提供第一電容電壓；第一開關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，其中第一開關(guān)的第一端耦接第一電容的第一端，第一開關(guān)的第二端耦接第一電容的第二端，第一開關(guān)在主開關(guān)關(guān)斷時(shí)導(dǎo)通；減法電路，耦接輸入電壓檢測信號和輸出電壓反饋信號，產(chǎn)生第二信號；以及比較電路，比較第一電容電壓和第二信號，當(dāng)?shù)谝浑娙蓦妷捍笥诘诙盘枙r(shí)，比較電路的輸出端輸出信號控制主開關(guān)關(guān)斷。第一關(guān)斷時(shí)間控制電路可包括比較電路，比較電路將輸入電流反饋信號和第一參考電流信號比較，當(dāng)輸入電流反饋信號小于第一參考電流信號時(shí)，比較電路的輸出端控制主開關(guān)導(dǎo)通。第二關(guān)斷時(shí)間控制電路可包括:第二電流源，正比于第一參考電流信號，其中第一參考電流信號為平均電流二倍參考信號和輸入電流峰值信號的差值信號；第三電流源，正比于平均電流二倍參考信號；以及第二電容，具有第一端和第二端，其中第一端耦接參考地，第二端提供第二電容電壓，其中當(dāng)輸入電流大于零時(shí)第二電流源對第二電容充電使第二電容電壓升高，當(dāng)輸入電流為零時(shí)第三電流源對第二電容放電使第二電容電壓降低；以及比較電路，比較第二電容電壓和第二參考信號并輸出第二關(guān)斷時(shí)間控制信號?？刂齐娐房蛇M(jìn)一步包括:誤差放大電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接輸出電壓反饋信號，第二輸入端耦接參考電壓，輸出端提供輸出電壓補(bǔ)償信號；輸入電壓平均電路，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接輸入電壓檢測信號，輸出端提供輸入電壓平均信號；乘法電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接誤差放大電路的輸出端用于接收輸出電壓補(bǔ)償信號，第二輸入端耦接輸入電壓檢測信號，第三輸入端耦接輸入電壓平均電路的輸出端用于接收輸入電壓平均信號，輸出端提供平均電流二倍參考信號；峰值電流采樣電路，耦接輸入電流反饋信號，輸出輸入電流峰值信號；以及減法電路，耦接平均電流二倍參考信號和輸入電流峰值信號，輸出第一參考電流信號。一種用于PFC控制的方法，包括:根據(jù)輸入電流選擇性地工作于連續(xù)電流模式或斷續(xù)電流模式，其中在斷續(xù)電流模式中的頻率小于連續(xù)電流模式中的頻率；以及同時(shí)在連續(xù)電流模式和斷續(xù)電流模式中采用相同的主開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間控制方式。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)輸入電流平均電流參考信號的兩倍大于輸入電流峰值信號時(shí)，采用連續(xù)電流模式，采用第一關(guān)斷時(shí)間控制電路控制關(guān)斷時(shí)間的長度；當(dāng)輸入電流平均電流參考信號的兩倍小于輸入電流峰值信號時(shí)，采用斷續(xù)電流模式，采用第二關(guān)斷時(shí)間控制電路控制關(guān)斷時(shí)間的長度。在一個(gè)實(shí)施例中，在連續(xù)電流模式中，主開關(guān)的關(guān)斷時(shí)間長度為從關(guān)斷開始到輸入電流下降到第一參考電流信號的時(shí)間，其中第一參考電流信號為輸入電流平均電流參考信號的兩倍與輸入電流峰值信號的差值。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所提供的PFC電路及其控制電路和控制方法，既能工作于連續(xù)電流模式也能工作于斷續(xù)電流模式，具有功率因數(shù)高、低載條件下效率高、實(shí)現(xiàn)模擬電路控制和成本低等優(yōu)點(diǎn)。


為了更好的理解本發(fā)明，將根據(jù)以下附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述:圖1示出了一種用于PFC控制的波形圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的PFC電路框圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施例的PFC電路示意圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的PFC電路示意圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的導(dǎo)通時(shí)間控制電路；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的在輸入電壓一個(gè)饅頭波周期內(nèi)的預(yù)定導(dǎo)通時(shí)間波形圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的第一關(guān)斷時(shí)間控制電路；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的對應(yīng)圖7中第一關(guān)斷時(shí)間控制電路的波形示意圖；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的第二關(guān)斷時(shí)間控制電路；圖10示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的對應(yīng)圖9中第二關(guān)斷時(shí)間控制電路的波形示意圖；圖11示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的第三關(guān)斷時(shí)間控制電路；圖12示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的不同負(fù)載下的輸入電流波形圖；圖13示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的不同負(fù)載下的頻率示意圖；圖14示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的對應(yīng)圖4中PFC電路的波形示意圖；以及圖15示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于PFC控制的方法。附圖沒有對實(shí)施例的所有電路或結(jié)構(gòu)進(jìn)行顯示。貫穿所有附圖相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件或特征。
具體實(shí)施例方式下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。在下面對本發(fā)明的詳細(xì)描述中，為了更好地理解本發(fā)明，描述了大量的細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，沒有這些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實(shí)施。為了清晰明了地闡述本發(fā)明，本文簡化了一些具體結(jié)構(gòu)和功能的詳細(xì)描述。此外，在一些實(shí)施例中已經(jīng)詳細(xì)描述過的類似的結(jié)構(gòu)和功能，在其它實(shí)施例中不再贅述。盡管本發(fā)明的各項(xiàng)術(shù)語是結(jié)合具體的示范實(shí)施例來一一描述的，但這些術(shù)語不應(yīng)理解為局限于這里闡述的示范實(shí)施方式。本發(fā)明的說明書中提到的“耦接”可指直接的連接或通過間接物的連接，如通過導(dǎo)體的連接，該導(dǎo)體具有阻值，也可有寄生參數(shù)，如具有電感值和電容值，以及如通過半導(dǎo)體器件如二極管的連接等。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的PFC電路框圖200。PFC電路200包括開關(guān)電路21和PFC控制電路20。開關(guān)電路21包括主開關(guān)M，開關(guān)電路21具有輸入端211和輸出端212，其中輸入端211接收輸入電壓Vin，并在PFC電路200的控制下輸入端211進(jìn)一步具有被調(diào)制的輸入電流Iin。PFC控制電路20控制主開關(guān)M的開關(guān)動作，在主開關(guān)M的開關(guān)動作下PFC電路200將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成輸出電壓Vout并在開關(guān)電路21的輸出端212輸出?？刂齐娐?0包括導(dǎo)通時(shí)間控制電路24 (ON)、第一關(guān)斷時(shí)間控制電路22 (OFFl)、第二關(guān)斷時(shí)間控制電路23(0FF2)和邏輯電路25。導(dǎo)通時(shí)間控制電路24產(chǎn)生導(dǎo)通時(shí)間控制信號Rl控制主開關(guān)M的導(dǎo)通時(shí)間，并在導(dǎo)通時(shí)間的終點(diǎn)控制主開關(guān)M的關(guān)斷。在圖示的實(shí)施例中，導(dǎo)通時(shí)間控制信號Rl基于輸入電壓Vin和輸出電壓Vout產(chǎn)生導(dǎo)通時(shí)間控制信號Rl。輸入電壓Vin經(jīng)輸入電壓檢測電路檢測獲得輸入電壓檢測信號Vi，其中輸入電壓檢測電路可為任意的電壓檢測電路，如電阻分壓電路等，為簡潔起見，輸入電壓檢測電路沒有具體示出。輸入電流Iin經(jīng)輸入電流反饋電路檢測獲得輸入電流反饋信號Ii。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入電流檢測信號Ii為一電壓值，輸入電流反饋信號Ii正比于輸入電流Iin的值。為簡潔起見，輸入電流反饋電路沒有具體示出。輸出電壓Vout經(jīng)輸出電壓反饋電路檢測獲得輸出電壓反饋信號Vfb。在一個(gè)實(shí)施例中，輸出電壓反饋電路為電阻分壓電路。因此，導(dǎo)通時(shí)間控制信號Rl可基于輸入電壓檢測信號Vi和輸出電壓反饋信號Vfb產(chǎn)生。在另一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)通時(shí)間控制信號Rl只基于輸入電壓檢測信號Vi產(chǎn)生。第一關(guān)斷時(shí)間控制電路22產(chǎn)生第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI，用于在連續(xù)電流模式下控制主開關(guān)M的導(dǎo)通，以控制主開關(guān)關(guān)斷時(shí)間的長度。在一個(gè)實(shí)施例中，第一關(guān)斷時(shí)間控制電路22基于輸入電流反饋信號Ii和輸出電壓反饋信號Vfb產(chǎn)生第一關(guān)斷時(shí)間控制信號
51。在一個(gè)實(shí)施例中，第一關(guān)斷時(shí)間控制電路22基于輸入電流反饋信號I1、輸入電壓檢測信號Vi和輸出電壓反饋信號Vfb產(chǎn)生第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI。第二關(guān)斷時(shí)間控制電路23產(chǎn)生第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2，用于在斷續(xù)電流模式下控制主開關(guān)M的導(dǎo)通，以控制主開關(guān)關(guān)斷時(shí)間的長度。在一個(gè)實(shí)施例中，第二關(guān)斷時(shí)間控制電路23基于輸入電流反饋信號Ii和輸出電壓反饋信號Vfb產(chǎn)生第二關(guān)斷時(shí)間控制信號
52。在另一個(gè)實(shí)施例中，第二關(guān)斷時(shí)間控制電路23基于輸入電流反饋信號I1、輸出電壓反饋信號Vfb和輸入電壓檢測信號Vi產(chǎn)生第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2。邏輯電路25具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端,其中第一輸入端耦接導(dǎo)通時(shí)間控制電路24用于接收導(dǎo)通時(shí)間控制信號R1，第二輸入端耦接第一關(guān)斷時(shí)間控制電路22用于接收第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI，第三輸入端耦接第二關(guān)斷時(shí)間控制電路23用于接收第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2，輸出端耦接主開關(guān)21輸出開關(guān)控制信號Vg控制主開關(guān)M選擇性地工作于連續(xù)電流模式或斷續(xù)電流模式。在連續(xù)電流模式下，第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI控制主開關(guān)M的導(dǎo)通。在斷續(xù)電流模式下，第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2控制主開關(guān)M的導(dǎo)通。在一個(gè)實(shí)施例中，邏輯電路25包括或門，當(dāng)?shù)谝魂P(guān)斷時(shí)間控制信號SI電平為高時(shí)，第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI控制主開關(guān)M導(dǎo)通；當(dāng)?shù)诙P(guān)斷時(shí)間控制信號S2為高電平時(shí)，第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2控制主開關(guān)M導(dǎo)通。在其他實(shí)施例中，邏輯電路25可進(jìn)一步包括模式判斷電路，基于輸入電流反饋信號Ii判斷開關(guān)電路21工作于連續(xù)電流模式或斷續(xù)電流模式并選擇性地抑制第一關(guān)斷時(shí)間控制電路22或第二關(guān)斷時(shí)間控制電路23使第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI或第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2呈低電平。模塊26基于輸入電流反饋信號H、輸入電壓檢測信號Vi和輸出電壓反饋信號Vfb產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)中間信號，并將中間信號提供給第一關(guān)斷時(shí)間控制電路22和第二關(guān)斷時(shí)間控制電路23。在一個(gè)實(shí)施例中，模塊26進(jìn)一步將一個(gè)或多個(gè)中間信號提供給邏輯電路25。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施例的PFC電路300示意圖。PFC電路300包括整流電路37，開關(guān)電路31和控制電路30。在另一個(gè)實(shí)施例中，PFC電路300不包括整流電路37。在圖示的實(shí)施例中，整流電路37將正弦交流電壓Vac進(jìn)行整流，輸出饅頭波Vin，即位于開關(guān)電路31輸入端的輸入電壓Vin。在描述中，標(biāo)記Vin和Vout，除了代表輸入電壓Vin和輸出電壓Vout，也可代表開關(guān)電路31的輸入端和輸出端。標(biāo)記V1、I1、Vfb、GND和Vg除了代表輸入電壓檢測信號V1、輸入電流反饋信號I1、輸出電壓反饋信號Vfb、參考地GND和開關(guān)控制信號Vg，也可表示控制電路31的各端點(diǎn)。在圖不的實(shí)施例中，開關(guān)電路31包括升壓變換電路。開關(guān)電路31具有輸入端Vin和輸出端Vout。開關(guān)電路31內(nèi)部包括主開關(guān)M，電感LI，二極管D和輸出電容Co。電感LI第一端接收輸入電壓Vin，電感LI第二端耦接主開關(guān)M的第一端，主開關(guān)M的第二端耦接參考地GND，二極管D的陽極耦接電感LI的第二端，二極管D的陰極耦接輸出電容Co的第一端，輸出電容Co的第二端耦接參考地GND。二極管D的陰極和輸出電容Co的第一端提供輸出電壓Vout。在另一個(gè)實(shí)施例中，二極管D由開關(guān)管代替。雖然圖示的實(shí)施例中示出了輸入電容Ci，但是在另一個(gè)實(shí)施例中，PFC電路不包含輸入電容Ci。在主開關(guān)M的開關(guān)作用下，開關(guān)電路31對輸出電壓Vout和輸入電流Iin的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得輸入電流Iin的波形跟隨輸入電壓Vin的波形。在另一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)電路31包括升壓-降壓變換電路。控制電路30耦接輸入電壓Vin、輸入電流Iin和輸出電壓Vout，輸出開關(guān)控制信號Vg控制主開關(guān)M的開關(guān)動作使輸入電流Iin跟隨輸入電壓Vin的波形。在不同的負(fù)載狀態(tài)下，控制電路30選擇開關(guān)電路31工作于連續(xù)電流模式或斷續(xù)電流模式，其中在連續(xù)電流模式下，第一關(guān)斷時(shí)間控制電路32輸出的第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI控制主開關(guān)M的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間長度，在斷續(xù)電流模式下，第二關(guān)斷時(shí)間控制電路33輸出的第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2控制主開關(guān)M的導(dǎo)通或關(guān)斷時(shí)間長度。導(dǎo)通時(shí)間控制電路34在所有的負(fù)載條件下，即無論是連續(xù)電流模式還是斷續(xù)電流模式，都保持相同的主開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間控制方式，即基于輸入電壓Vin和輸出電壓Vout輸出導(dǎo)通時(shí)間控制信號Rl?？刂齐娐?0具有輸入電壓端Vi，輸入電流端H，輸出電壓端Vfb和開關(guān)控制端Vg,其中輸入電壓端Vi稱接輸入電壓Vin用于接收輸入電壓Vin或輸入電壓反饋信號Vi，輸入電流端I i耦接輸入電流I in用于接收輸入電流I in或輸入電流反饋信號I i，輸出電壓端Vfb耦接輸出電壓Vout用于接收輸出電壓反饋信號Vfb，開關(guān)控制端Vg耦接主開關(guān)M的控制端用于控制主開關(guān)M的導(dǎo)通和關(guān)斷。在圖中，產(chǎn)生輸入電壓檢測信號Vi的輸入電壓檢測電路和產(chǎn)生輸入電流反饋信號Ii的輸入電流反饋電路未示出。在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路30包括輸入電壓檢測電路和輸入電流反饋電路。在另一個(gè)實(shí)施例中，輸入電壓檢測電路和輸入電流反饋電路位于控制電路30之外?？刂齐娐?0包括第一關(guān)斷時(shí)間控制電路32、第二關(guān)斷時(shí)間控制電路33、導(dǎo)通時(shí)間控制電路34和邏輯電路35。第一關(guān)斷時(shí)間控制電路32基于輸入電流反饋信號Ii，平均電流參考信號Ith和輸入電流峰值信號Ipk產(chǎn)生第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI。在圖示的實(shí)施例中，第一關(guān)斷時(shí)間控制電路32基于輸入電流反饋信號Ii和第一參考電流信號Iref產(chǎn)生第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI，其中第一參考電流信號Iref為平均電流參考信號Ith的二倍值減去輸入電流峰值信號Ipk, Iref = Id-1pk = 2Ith_Ipk。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的第一關(guān)斷時(shí)間控制電路700。第二關(guān)斷時(shí)間控制電路33基于平均電流參考信號Ith，輸入電流峰值信號Ipk和電流狀態(tài)檢測信號Vpd產(chǎn)生第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2。在圖示的實(shí)施例中，第二關(guān)斷時(shí)間控制電路33基于第一參考電流信號Iref，平均電流二倍參考信號Id和電流狀態(tài)檢測信號Vpd產(chǎn)生第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2。其中平均電流二倍參考信號Id為平均電流參考信號Ith的二倍值。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的第二關(guān)斷時(shí)間控制電路，將在下面章節(jié)進(jìn)行詳細(xì)描述。 導(dǎo)通時(shí)間控制電路34具有第一輸入端341、第二輸入端342和輸出端343,其中第一輸入端3411禹接輸入電壓檢測信號Vi,第二輸入端342 I禹接輸出電壓反饋信號Vfb,輸出端343輸出導(dǎo)通時(shí)間控制信號R1。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的導(dǎo)通時(shí)間控制電路，將在下面的章節(jié)詳細(xì)描述。 邏輯電路35包括或門351、鎖存電路352和模式判斷電路353?；蜷T351具有第一端、第二端和輸出端，其中第一端耦接第一關(guān)斷時(shí)間控制電路32用于接收第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI，第二端耦接第二關(guān)斷時(shí)間控制電路33用于接收第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2。鎖存電路352具有置位端S、復(fù)位端R和輸出端Q，其中置位端S耦接或門351的輸出端，復(fù)位端R耦接導(dǎo)通時(shí)間控制電路34用于接收導(dǎo)通時(shí)間控制信號R1，輸出端Q耦接主開關(guān)M的控制端用于控制主開關(guān)M的導(dǎo)通和關(guān)斷。當(dāng)?shù)谝魂P(guān)斷時(shí)間控制信號SI或第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2任一信號為有效電平時(shí)(在該實(shí)施例中，高電平為有效電平)，或門351觸發(fā)鎖存電路352置位，開關(guān)控制信號Vg升高使得主開關(guān)M導(dǎo)通。當(dāng)導(dǎo)通時(shí)間控制信號Rl為高電平時(shí)，鎖存電路352復(fù)位，開關(guān)控制信號Vg降低將主開關(guān)M關(guān)斷，關(guān)斷至鎖存電路352被再次置位。模式判斷電路353具有第一輸入端、第二輸入端、第一使能輸出端和第二使能輸出端，其中第一輸入端耦接平均電流二倍參考信號Id，第二輸入端耦接輸入電流峰值信號Ipk，第一使能輸出端Dl耦接第一關(guān)斷時(shí)間控制電路32，第二使能輸出端D2耦接第二關(guān)斷時(shí)間控制電路33。模式判斷電路353基于平均電流二倍參考信號Id和輸入電流峰值信號Ipk輸出第一使能信號Dl和第二使能信號D2，其中第一使能信號Dl耦接第一關(guān)斷時(shí)間控制電路32，第二使能信號D2耦接第二關(guān)斷時(shí)間控制電路33，模式判斷電路353選擇性地抑制第一關(guān)斷時(shí)間控制電路32或第二關(guān)斷時(shí)間控制電路33使開關(guān)電路31選擇性地工作于斷續(xù)電流模式或連續(xù)電流模式。模式判斷電路353包括比較器C，比較平均電流二倍參考信號Id和輸入電流峰值信號Ipk，其中Id = 21th。當(dāng)平均電流二倍參考信號Id大于輸入電流峰值信號Ipk，即21th > Ipk時(shí)，模式判斷電路353控制PFC電路300工作于連續(xù)電流模式，第一使能信號Dl為高電平、第二使能信號D2為低電平，第一關(guān)斷時(shí)間控制電路32被使能，第二關(guān)斷時(shí)間控制電路33被抑制，第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2保持低電平；當(dāng)平均電流二倍參考信號Id小于輸入電流峰值信號Ipk，即21th < Ipk時(shí)，模式判斷電路353控制PFC電路300工作于斷續(xù)電流模式，第二使能信號D2為高電平、第一使能信號Dl為低電平，第二關(guān)斷時(shí)間控制電路33被使能，第一關(guān)斷時(shí)間控制電路32被抑制，第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI保持低電平?？刂齐娐?0可進(jìn)一步包含參考信號發(fā)生電路38，峰值電流采樣電路364 (P)，減法電路366和電流狀態(tài)檢測電路367 (T)。其中參考信號發(fā)生電路38基于輸入電壓檢測信號V1、輸出電壓反饋信號Vfb產(chǎn)生平均電流二倍參考信號Id。平均電流二倍參考信號Id為期望的平均電流參考信號Ith的兩倍，即輸入電流檢測信號Ii的平均值參考信號的兩倍。在圖示的實(shí)施例中，參考信號發(fā)生電路38包括誤差放大電路361，輸入電壓平均電路362，第一乘法電路363和第二乘法電路365。誤差放大電路361輸出輸出電壓反饋信號Vfb與參考電壓Vref的差值積分信號或稱輸出電壓補(bǔ)償信號Vcomp,經(jīng)控制電路30控制使得輸出電壓反饋信號Vfb最終穩(wěn)定在參考電壓Vref值。其中誤差放大電路361具有耦接輸出電壓反饋信號Vfb的第一輸入端、I禹接參考電壓Vref的第二輸入端和提供輸出電壓補(bǔ)償信號Vcomp的輸出端。輸入電壓平均電路362獲取輸入電壓檢測信號Vi在一定周期內(nèi)的平均值，如一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的平均值，該平均值反映輸入電壓Vin的平均值。輸入電壓平均電路362的輸入端耦接輸入電壓檢測信號Vi，輸入電壓平均電路362的輸出端提供輸入電壓平均信號Viav至第一乘法電路363。其中第一乘法電路363的第一輸入端A耦接誤差放大電路361的輸出端用于接收輸出電壓補(bǔ)償信號Vcomp,第一乘法電路363的第二輸入端B耦接輸入電壓檢測信號Vi，第一乘法電路363的第三輸入端C耦接輸入電壓平均電路362的輸出端用于接收輸入電壓平均信號Viav,第一乘法電路363的輸出端提供平均電流參考信號 Ith，使得 Ith = (Vi*Vcomp)/Viav20平均電流參考信號Ith為反映期望的輸入電流平均值的參考信號。第二乘法電路365耦接第一乘法電路363的輸出端，產(chǎn)生二倍于平均電流參考信號Ith的平均電流二倍參考信號Id，即Id = 2*Ith。在一個(gè)實(shí)施例中，參考信號發(fā)生電路38只包含一個(gè)乘法電路，該乘法電路執(zhí)行圖3中第一乘法電路363和第二乘法電路365的功能，即該乘法電路的第一輸入端I禹接誤差放大電路361的輸出端用于接收輸出電壓補(bǔ)償信號Vcomp,第二輸入端耦接輸入電壓檢測信號Vi，第三輸入端耦接輸入電壓平均電路362的輸出端用于接收輸入電壓平均信號，輸出端直接提供平均電流二倍參考信號Id。在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路30不包括減法電路366，參考信號發(fā)生電路38進(jìn)一步耦接輸入電流峰值信號Ipk，同時(shí)輸出平均電流二倍參考信號Id和第一參考電流信號Iref。峰值電流采樣電路364耦接輸入電流反饋信號Ii，輸出輸入電流峰值信號Ipk，其中輸入電流峰值信號Ipk正比于輸入電流Iin在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的峰值電流。減法電路366耦接峰值電流采樣電路364和參考信號發(fā)生電路38將平均電流二倍參考信號Id和輸入電流峰值信號Ipk相減，輸出第一參考電流信號Iref，其中Iref =Id-1pk = 2th-1pk。在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路30進(jìn)一步包括第二減法電路，執(zhí)行Ipk-2Ith的算法。電流狀態(tài)檢測電路367的輸入端耦接輸入電流反饋信號Ii，輸出端輸出電流狀態(tài)檢測信號Vpd。當(dāng)輸入電流Iin大于零時(shí)，電流狀態(tài)檢測信號Vpd為高電平，當(dāng)輸入電流Iin等于零時(shí)電流狀態(tài)檢測信號Vpd為低電平。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，圖3中的導(dǎo)通時(shí)間控制電路34包括如圖5所示的導(dǎo)通時(shí)間控制電路500，第一關(guān)斷時(shí)間控制電路32包括如圖7所示的第一關(guān)斷時(shí)間控制電路700，第二關(guān)斷時(shí)間控制電路33包括如圖9所示的第二關(guān)斷時(shí)間控制電路900。為便于顯示清楚，導(dǎo)通時(shí)間控制電路500、第一關(guān)斷時(shí)間控制電路700和第二關(guān)斷時(shí)間控制電路900在圖
5、7和9中單獨(dú)顯示并將在下面段落中具體描述。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的PFC電路400示意圖。相比PFC電路300，PFC電路400中的控制電路40進(jìn)一步包括第三關(guān)斷時(shí)間控制電路43和零電流檢測電路47，第三關(guān)斷時(shí)間控制電路43產(chǎn)生第三關(guān)斷時(shí)間控制信號S3用于在臨界電流模式下控制主開關(guān)M的導(dǎo)通時(shí)機(jī)和關(guān)斷時(shí)間長度。邏輯電路45中的或門451進(jìn)一步含第三輸入端耦接第三關(guān)斷時(shí)間控制信號S3?；蜷T451產(chǎn)生關(guān)斷時(shí)間控制信號S控制主開關(guān)M選擇性地工作于連續(xù)電流模式、斷續(xù)電流模式和臨界電流模式。
邏輯電路45進(jìn)一步具有第四輸入端，第四輸入端耦接第三關(guān)斷時(shí)間控制電路43用于接收第三關(guān)斷時(shí)間控制信號S3。邏輯電路45包括或門451、鎖存器452和模式判斷電路453。模式判斷電路453(JD)基于輸入電流峰值信號Ipk和平均電流二倍參考信號Id，產(chǎn)生第一使能信號D1、第二使能信號D2和第三使能信號D3。第一使能信號Dl耦接第一關(guān)斷時(shí)間控制電路41，第二使能信號D2耦接第二關(guān)斷時(shí)間控制電路42，第三使能信號D3耦接第三關(guān)斷時(shí)間控制電路43。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)21 th-1pk> Iz時(shí)，模式判斷電路453判斷開關(guān)工作于連續(xù)電流模式，第一使能信號Dl為高電平，第二使能信號D2和第三使能信號D3為低電平，其中Iz為略大于零的正數(shù)，因此第一關(guān)斷時(shí)間控制電路41被使能，第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI控制開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷，第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2和第三關(guān)斷時(shí)間控制信號S3為低電平；當(dāng)Ipk-2Ith > Iz時(shí)，模式判斷電路453判斷開關(guān)工作于斷續(xù)電流模式，第二使能信號D2為高電平，第一使能信號Dl和第三使能信號D3為低電平，第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2控制開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷，第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI和第三關(guān)斷時(shí)間控制信號S3為低電平；當(dāng)-1z < 2Ith-1pk < Iz時(shí)，模式判斷電路453判斷開關(guān)工作于臨界電流模式，第三使能信號D3為高電平，第一使能信號Dl和第二使能信號D2為低電平，第三關(guān)斷時(shí)間控制信號S3控制主開關(guān)M的導(dǎo)通，或者說第三關(guān)斷時(shí)間控制信號S3控制主開關(guān)M的關(guān)斷時(shí)間長度。零電流檢測電路47產(chǎn)生零電流檢測信號Vzcd，零電流檢測信號Vzcd在輸入電流Iin等于零的下降沿產(chǎn)生高電平脈沖。第三關(guān)斷時(shí)間控制電路43接收零電流檢測信號Vzcd和第三使能信號D3，產(chǎn)生第三關(guān)斷時(shí)間控制信號S3。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，圖4中的第一關(guān)斷時(shí)間控制電路41包括圖7中的第一關(guān)斷時(shí)間控制電路700，第二關(guān)斷時(shí)間控制電路42包括圖9中的第二關(guān)斷時(shí)間控制電路900，第三關(guān)斷時(shí)間控制電路43包括圖11中的第三關(guān)斷時(shí)間控制電路1100，導(dǎo)通時(shí)間控制電路44包括圖5中的導(dǎo)通時(shí)間控制電路500。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的導(dǎo)通時(shí)間控制電路500。導(dǎo)通時(shí)間控制電路500包括第一電流源11、第一電容Cl、第一開關(guān)K1、減法電路54以及比較電路55。第一電流源Il稱接輸出電壓并產(chǎn)生正比于輸出電壓的電流，即正比于輸出電壓反饋信號Vfb。第一電容Cl耦接第一電流源II，在第一開關(guān)Kl關(guān)斷的情況下第一電流源Il對第一電容Cl充電。第一電容Cl具有第一端53和第二端52，其中第一端53耦接參考地GND，第二端52提供第一電容電壓Vcl。第一開關(guān)Kl具有第一端、第二端和控制端,其中第一開關(guān)Kl的第一端率禹接第一電容的第一端53,第一開關(guān)Kl的第二端稱接第一電容的第二端52,第一開關(guān)Kl率禹接邏輯電路的輸出端使得第一開關(guān)Kl在主開關(guān)M關(guān)斷時(shí)導(dǎo)通，在主開關(guān)M導(dǎo)通時(shí)關(guān)斷。在圖示的實(shí)施例中，導(dǎo)通時(shí)間控制電路500進(jìn)一步包括驅(qū)動電路56，驅(qū)動電路56的輸入端耦接開關(guān)控制信號Vg，驅(qū)動電路56的輸出端耦接第一開關(guān)Kl的控制端，當(dāng)開關(guān)控制信號Vg為低電平時(shí)，驅(qū)動電路56控制第一開關(guān)Kl導(dǎo)通，當(dāng)開關(guān)控制信號Vg為高電平時(shí)，驅(qū)動電路56控制第一開關(guān)Kl關(guān)斷。減法電路54具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接輸入電壓檢測信號Vi，第二輸入端耦接輸出電壓反饋信號Vfb，產(chǎn)生第二信號X2，其中第二信號X2 = Vfb-Vi。比較電路55的第一輸入端耦接第一電容Cl的第二端52用于接收第一電容電壓VcI，比較電路55的第二輸入端耦接減法電路54的輸出端用于接收第二信號X2，比較電路55的輸出端輸出導(dǎo)通時(shí)間控制信號R1，耦接邏輯電路的第一輸入端。當(dāng)主開關(guān)M關(guān)斷時(shí)，開關(guān)控制信號Vg為低電平，第一開關(guān)Kl導(dǎo)通，第一電容電壓Vcl為零值，導(dǎo)通時(shí)間控制信號Rl為低電平。當(dāng)主開關(guān)M導(dǎo)通時(shí)，第一開關(guān)Kl關(guān)斷，第一電流源Il開始對第一電容Cl充電,第一電容電壓Vcl上升，當(dāng)?shù)谝浑娙蓦妷篤cl大于第二信號X2時(shí)，比較電路55輸出高電平的導(dǎo)通時(shí)間控制信號Rl控制主開關(guān)M關(guān)斷，由此決定導(dǎo)通時(shí)間長度 Ton = ((Vout-Vin)/Vout) *Tcst,其中,Test = al*Cl,其中 al 為一個(gè)常數(shù)。因此導(dǎo)通時(shí)間控制信號Rl的預(yù)定導(dǎo)通時(shí)間Ton與輸入電壓Vin成負(fù)相關(guān)。Ton隨輸入電壓Vin減小而增大，隨輸入電壓Vin增大而減小。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的在輸入電壓一個(gè)饅頭波周期內(nèi)的預(yù)定導(dǎo)通時(shí)間Ton波形圖600。其中在輸入電壓Vin最小時(shí)(0，T/2)，導(dǎo)通時(shí)間Ton最大，其中T為輸入電壓Vin的周期。在輸入電壓Vin最大時(shí)(T/4),導(dǎo)通時(shí)間Ton最小。較小的輸入電壓對應(yīng)較大的導(dǎo)通時(shí)間，圖中上面的曲線對應(yīng)輸入電壓峰值為Vinl的饅頭波的導(dǎo)通時(shí)間，下面的曲線對應(yīng)輸入電壓峰值為Vin2的饅頭波的導(dǎo)通時(shí)間，其中電壓Vin2 > Vinl。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的第一關(guān)斷時(shí)間控制電路700。第一關(guān)斷時(shí)間控制電路700包括比較電路70,比較電路70具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端。第一輸入端(+)耦接第一參考電流信號Iref，第二輸入端(-)耦接輸入電流反饋信號Ii，輸出端耦接至邏輯電路的第二輸入端并輸出第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI。當(dāng)輸入電流反饋信號Ii小于第一參考電流信號Iref時(shí)，第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI為高電平的有效信號。在圖示的實(shí)施例中，第一輸入端為同相端(+)，第二輸入端為反相端(-)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一關(guān)斷時(shí)間控制電路700進(jìn)一步耦接第一使能信號D1，當(dāng)?shù)谝皇鼓苄盘朌l為高電平時(shí)，第一關(guān)斷時(shí)間控制電路700工作。當(dāng)?shù)谝皇鼓苄盘朌l為低電平時(shí)，第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI保持低電平。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一關(guān)斷時(shí)間控制電路700可不受第一使能信號Dl控制。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的對應(yīng)圖7中第一關(guān)斷時(shí)間控制電路的波形示意圖800。當(dāng)Iref = 2Ith_Ipk大于零時(shí),主開關(guān)M工作于連續(xù)電流模式,第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI控制主開關(guān)M的導(dǎo)通。如圖所示，輸入電流峰值信號Ipk在每個(gè)開關(guān)周期更新一次，呈階梯狀。平均電流參考信號It h參考值跟隨輸入電壓Vin波形變化，平均電流參考信號Ith也跟隨輸入電壓Vin呈慢頭波(半周期的正弦波)。在一個(gè)實(shí)施例中，Ith= (Vi^Vcomp)/Viav20在該實(shí)施例中，由輸入電流峰值信號Ipk和平均電流參考信號Ith可獲得第一參考電流信號Iref，使Iref = 2Ith_Ipk。在時(shí)間tl，導(dǎo)通時(shí)間控制電路將開關(guān)控制信號Vg置低，主開關(guān)M關(guān)斷，輸入電流反饋信號Ii下降。在時(shí)間t2，輸入電流反饋信號Ii下降到低于第一參考電流信號Iref時(shí)，比較電路70輸出高電平的第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI,將開關(guān)控制信號Vg置高控制主開關(guān)M導(dǎo)通，由此控制關(guān)斷時(shí)間長度Toff。在一個(gè)實(shí)施例中，采用圖5所示的導(dǎo)通時(shí)間控制電路，則主開關(guān)M的開關(guān)周期為恒定值Test。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的第二關(guān)斷時(shí)間控制電路900。第二關(guān)斷時(shí)間控制電路900耦接第二使能信號D2，當(dāng)?shù)诙鼓苄盘朌2為高電平時(shí)，第二關(guān)斷時(shí)間控制電路900在斷續(xù)電流模式下控制主開關(guān)M的導(dǎo)通，即控制關(guān)斷時(shí)間長度，當(dāng)?shù)诙鼓苄盘朌2為低電平時(shí)，第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2為低電平。第二關(guān)斷時(shí)間控制電路900包括第二電流源12，第二充電開關(guān)K2，第三電流源13，放電開關(guān)K3，第二電容C2和比較電路93。其中第二電流源12耦接并產(chǎn)生正比于第一參考電流信號Iref的電流，其中第二電流源的電流12 = k*(_Iref) = k* (Ipk_2Ith)，其中k為正數(shù)。輸入電流峰值信號Ipk和平均電流參考信號Ith參見圖3所示。在一個(gè)實(shí)施例中，第二關(guān)斷時(shí)間控制電路900進(jìn)一步包括減法電路，將輸入電流峰值/[目號Ipk減去平均電流二倍參考信號Id得到第二參考電流信號Iref2 = Ipk_2Ith，使第二電流源的電流12 =k*Iref2 = k*(Ipk_2Ith)。在另一個(gè)實(shí)施例中，第二關(guān)斷時(shí)間控制電路900和第一關(guān)斷時(shí)間控制電路共用一個(gè)減法電路，用于生成第一參考電流信號Iref = 2Ith-1pk，而第二電流源的電流12正比于第一參考電流信號的相反值-1ref。第二充電開關(guān)K2具有耦接邏輯電路輸出端的控制端，第二充電開關(guān)K2和第二電流源12串聯(lián)耦接。第三電流源13耦接并產(chǎn)生正比于平均電流二倍參考信號Id的電流，即電流13 = k*Id = k*2Ith，放電開關(guān)K3和第三電流源13串聯(lián)耦接。放電開關(guān)K3具有耦接至邏輯電路輸出端的控制端。第二電容C2具有第一端91和第二端92，其中第二電容C2的第一端91耦接參考地GND，第二電容C2的第二端92提供第二電容電壓Vc2。其中當(dāng)輸入電流Iin大于零時(shí)，即電流狀態(tài)檢測信號Vpd為高電平時(shí)，第二充電開關(guān)K2導(dǎo)通，第二電流源12對第二電容C2充電，使第二電容電壓Vc2升高。當(dāng)輸入電流Iin為零時(shí)，即電流狀態(tài)檢測信號Vpd為低電平時(shí)，放電開關(guān)K3導(dǎo)通，第三電流源13對第二電容C2放電使第二電容電壓Vc2下降。比較電路93的第一輸入端耦接第二電容C2的第二端92用于接收第二電容電壓Vc2，比較電路93的第二輸入端耦接第二參考信號Vth，比較電路93比較第二電容電壓Vc2和第二參考信號Vth并在比較電路93的輸出端輸出第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2，并耦接至邏輯電路的第三輸入端。圖10示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的對應(yīng)圖9中第二關(guān)斷時(shí)間控制電路的波形示意圖1000。當(dāng)Iref = 2Ith_Ipk小于零時(shí),主開關(guān)工作于斷續(xù)電流模式,第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2控制主開關(guān)的導(dǎo)通。如圖所示，在一個(gè)周期T內(nèi)，在時(shí)間t3至?xí)r間t5期間，即時(shí)間Tl內(nèi)，輸入電流Iin被檢測到大于零，電流狀態(tài)檢測信號Vpd為高電平，此時(shí)第二電流源12對第二電容C2充電，第二電容電壓Vc2上升；在時(shí)間t5至t6期間，輸入電流Iin等于零，電流狀態(tài)檢測信號Vpd為低電平，此時(shí)第三電流源13對第二電容C2放電，第二電容電壓Vc2下降。在時(shí)間t6，當(dāng)?shù)诙娙蓦妷篤C2小于第二參考信號Vth時(shí)，比較電路93輸出高電平的第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2，將開關(guān)控制信號Vg置高，控制主開關(guān)M導(dǎo)通。此時(shí)輸入電流反饋信號Ii上升，電流狀態(tài)檢測信號Vpd轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖剑诙娏髟?2再次對第二電容C2進(jìn)行充電。因?yàn)槌潆婋娏髡扔?1ref = Ipk_2Ith，放電電流正比于平均電流二倍參考信號Id = 21th，因此T = Ipk*Tl/2Ith，其中T為一個(gè)周期的時(shí)間，Tl為周期T中輸入電流大于零的時(shí)間，則Ith*T = Ipk*Tl/2,即圖10中的面積A2等于Al,很好地實(shí)現(xiàn)了斷續(xù)電流模式控制。圖11示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的第三關(guān)斷時(shí)間控制電路1100。第三關(guān)斷時(shí)間控制電路1100包括與門1101。與門1101包括第一端、第二端和輸出端，其中第一端耦接零電流檢測信號Vzcd，第二端耦接第三使能信號D3，輸出端提供第三關(guān)斷時(shí)間控制信號S3。當(dāng)D3為高電平時(shí)，PFC電路400工作于臨界電流模式，第三關(guān)斷時(shí)間控制信號S3的邏輯值與零電流檢測信號Vzcd—致。因此，在臨界電流模式下，若零電流檢測信號Vzcd為高電平，主開關(guān)M被導(dǎo)通。圖12示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的不同負(fù)載下的輸入電流波形圖。圖1201-1203示出了一個(gè)饅頭波周期內(nèi)(對應(yīng)半個(gè)正弦波)的輸入電流Iin和平均電流Iav的波形圖。平均電流Iav跟隨輸入電壓，為饅頭波形狀。波形圖1201示出了重載情況下的輸入電流Iin波形，其中主開關(guān)在整個(gè)饅頭波周期內(nèi)(如圖所示O至T/2之間，對應(yīng)半個(gè)正弦波周期)都工作于連續(xù)電流模式(CCM)下。圖1202示出了中度負(fù)載情況下的輸入電流波形，其中主開關(guān)在一個(gè)饅頭波周期內(nèi)，在輸入電流Iin較大時(shí)工作于連續(xù)電流模式(CCM)，如圖所示周期T/4附近，在輸入電流Iin較小時(shí)工作于斷續(xù)電流模式(DCM)，如圖所示周期O和T/2附近。圖1203示出了輕載情況下的輸入電流波形，其中主開關(guān)在整個(gè)饅頭波周期內(nèi)都工作于斷續(xù)電流模式(DCM)。其中輕載、重載水平可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定。在一個(gè)實(shí)施例中，輕載、重載水平的設(shè)定可通過調(diào)節(jié)導(dǎo)通時(shí)間控制電路中的電流源和電容進(jìn)行調(diào)整。圖13示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的不同負(fù)載下的頻率示意圖1300。圖中示出了一個(gè)饅頭波周期內(nèi)的頻率示意圖。在重載情況下，主開關(guān)工作于連續(xù)電流模式(CCM)，頻率為恒定值。在中度負(fù)載下，當(dāng)輸入電流較大時(shí)，工作于連續(xù)電流模式(CCM)，頻率為恒定值；當(dāng)輸入電流較小時(shí)，工作于斷續(xù)電流模式(DCM)，頻率可變。其中斷續(xù)電流模式下的頻率小于連續(xù)電流模式下的頻率，輸入電流越小，頻率越低。在輕載條件下主開關(guān)工作于斷續(xù)電流模式(DCM)，其頻率小于連續(xù)電流模式下的頻率。圖14示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的對應(yīng)圖4中PFC電路的波形示意圖1400。圖中示出了在中度負(fù)載下，主開關(guān)在輸入電流比較低時(shí)工作于斷續(xù)電流模式(DCM)，在輸入電流比較高時(shí)工作于連續(xù)電流模式(CCM)。主開關(guān)還部分地工作于臨界電流模式(BCM)。圖中示出了輸入電流反饋信號H、輸入電流峰值信號Ipk、平均電流參考信號Ith、第一參考電流信號Iref、第一關(guān)斷時(shí)間控制信號S1、第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2、第二電容電壓Vc2、第三關(guān)斷時(shí)間控制信號S3和開關(guān)控制信號Vg。其中在連續(xù)電流模式(CCM)下，開關(guān)控制信號Vg在第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI呈高電平時(shí)導(dǎo)通，在預(yù)定導(dǎo)通時(shí)間后關(guān)斷。在斷續(xù)電流模式(DCM)下，開關(guān)控制信號Vg在第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2呈高電平時(shí)導(dǎo)通，在預(yù)定導(dǎo)通時(shí)間后關(guān)斷。根據(jù)圖5所示的導(dǎo)通時(shí)間控制電路500，導(dǎo)通時(shí)間控制信號Rl的預(yù)定導(dǎo)通時(shí)間在連續(xù)電流模式下較短，在斷續(xù)電流模式下較長，很好地對應(yīng)了斷續(xù)電流模式下的頻率比連續(xù)電流模式下的頻率低的特性，提高了斷續(xù)電流模式下的開關(guān)效率。在臨界電流模式下，開關(guān)控制信號Vg在第三關(guān)斷時(shí)間控制信號S3呈高電平時(shí)導(dǎo)通，在預(yù)定導(dǎo)通時(shí)間后關(guān)斷。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝粎⒖茧娏餍盘柤s等于零，即-1z < 2Ith-1pk < Iz時(shí)，PFC電路工作于臨界電流模式，當(dāng)?shù)谝粎⒖茧娏餍盘柎笥诹悖?Ith-1pk > Iz時(shí)，PFC電路工作于連續(xù)電流模式，當(dāng)?shù)谝粎⒖茧娏餍盘栃∮诹悖碔pk-2Ith > Iz時(shí)，PFC電路工作于斷續(xù)電流模式，其中參考值Iz為約等于零的較小的正數(shù)。具體地，當(dāng)?shù)谝粎⒖茧娏餍盘柎笥诹?，即?dāng)輸入電流平均電流參考信號的兩倍大于輸入電流峰值信號時(shí)，Iref = 2Ith-1pk >Iz時(shí)，主開關(guān)M工作于連續(xù)電流模式(CCM)，此時(shí)第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2和第三關(guān)斷時(shí)間控制信號S3為低電平。當(dāng)輸入電流反饋信號Ii下降到第一參考電流信號Iref時(shí)，第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI為高電平，開關(guān)控制信號Vg升高，主開關(guān)M導(dǎo)通，輸入電流反饋信號Ii升高。在導(dǎo)通時(shí)間控制信號Rl的預(yù)定導(dǎo)通時(shí)間后，開關(guān)控制信號Vg下降，主開關(guān)M關(guān)斷，輸入電流反饋信號Ii下降，開始下一個(gè)周期。當(dāng)?shù)谝粎⒖茧娏餍盘栃∮诹悖摧斎腚娏髌骄娏鲄⒖夹盘柕膬杀缎∮谳斎腚娏鞣逯敌盘枙r(shí)，即Iref = 2Ith-1pk < -1z時(shí)，主開關(guān)M工作在斷續(xù)電流模式(DCM)，此時(shí)第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI和第三關(guān)斷時(shí)間控制信號S3為低電平。第二電容電壓Vc2在輸入電流反饋信號Ii大于零時(shí)充電，在輸入電流反饋信號Ii等于零時(shí)放電，當(dāng)?shù)诙娙蓦妷篤c2下降到一參考電壓時(shí)，第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2呈現(xiàn)高電平脈沖，開關(guān)控制信號Vg升高，主開關(guān)M導(dǎo)通，同時(shí)輸入電流反饋信號Ii升高。在導(dǎo)通時(shí)間控制信號Rl的預(yù)定導(dǎo)通時(shí)間后，開關(guān)控制信號Vg下降，主開關(guān)M關(guān)斷，同時(shí)輸入電流反饋信號Ii下降，開始下一個(gè)周期。當(dāng)?shù)谝粎⒖茧娏餍盘柤s等于零，即-1z < 2Ith-1pk< Iz時(shí)，主開關(guān)M工作在臨界電流模式(BCM)，此時(shí)第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI和第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2為低電平。在另一個(gè)實(shí)施例中，此時(shí)第一關(guān)斷時(shí)間控制信號SI和第二關(guān)斷時(shí)間控制信號S2被屏蔽。當(dāng)電流等于零時(shí)，第三關(guān)斷時(shí)間控制信號S3為高電平，開關(guān)控制信號Vg升高，主開關(guān)M導(dǎo)通。在導(dǎo)通時(shí)間控制信號Rl的預(yù)定導(dǎo)通時(shí)間后，開關(guān)控制信號Vg下降，主開關(guān)M關(guān)斷，開始下一個(gè)周期。從圖14的波形圖中可以看到，輸入電流的平均值信號Ith呈饅頭波形狀，實(shí)現(xiàn)了PFC控制，同時(shí)在斷續(xù)電流模式(DCM)下的頻率低于連續(xù)電流模式(CCM)下的頻率，優(yōu)化了低載條件下的開關(guān)效率。同時(shí)，上述多個(gè)實(shí)施例中的電路采用模擬電路，系統(tǒng)成本較低。圖15示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于PFC控制的方法1500。該方法1500包括根據(jù)輸入電流選擇性的工作于連續(xù)電流模式或斷續(xù)電流模式，其中在斷續(xù)電流模式中的頻率小于連續(xù)電流模式中的頻率，以及在連續(xù)電流模式和斷續(xù)電流模式中采用相同的主開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間控制方式，使得導(dǎo)通時(shí)間Ton = ((Vout-Vin)/Vout)*Tcst,其中，Test = al*Cl,其中al為一個(gè)常數(shù)。方法1500采用模擬電路的方法實(shí)現(xiàn)PFC控制，并使得斷續(xù)電流模式下的頻率低于連續(xù)電流模式下的頻率，提高了低載條件下的效率。方法1500包括在步驟1501檢測輸入電壓Vin和輸出電壓Vout ;在步驟1502檢測輸入電流的峰值信號Ipk，同時(shí)在步驟1503基于輸入電壓Vin和輸出電壓Vout計(jì)算輸入電流的平均電流參考信號Ith，使得輸入電流平均值隨輸入電壓和輸出電壓的變化而變化；在步驟1504判斷第一參考電流信號Iref水平，其中第一參考電流信號Iref為平均電流參考信號Ith的二倍值與輸入電流峰值信號Ipk之差，即Iref = 2Ith_Ipk。當(dāng)?shù)谝粎⒖茧娏餍盘柎笥诹悖?Ith_Ipk > O時(shí)，方法1500包括在步驟1505，選擇工作于連續(xù)電流模式，第一關(guān)斷時(shí)間控制電路控制主開關(guān)關(guān)斷時(shí)間的長度。在連續(xù)電流模式下，主開關(guān)頻率為連續(xù)電流模式頻率fsl。在一個(gè)實(shí)施例中，第一關(guān)斷時(shí)間控制電路控制主開關(guān)的關(guān)斷時(shí)間長度為從關(guān)斷開始到輸入電流下降到第一參考電流信號的時(shí)間，參看圖7、圖8所示。當(dāng)?shù)谝粎⒖茧娏餍盘栃∮诹悖?Ith_Ipk < O時(shí)，方法1500包括在步驟1507，選擇工作于斷續(xù)電流模式，此時(shí)，第二關(guān)斷時(shí)間控制電路控制主開關(guān)關(guān)斷時(shí)間的長度。此時(shí)，主開關(guān)頻率為斷續(xù)電流模式頻率fs2，其中fs2 < fsl。在一個(gè)實(shí)施例中，斷續(xù)電流模式頻率f s2為可變頻率。在一個(gè)實(shí)施例中，主開關(guān)在關(guān)斷時(shí)對一第二電容充電，在輸入電流降到零時(shí)對第二電容放電，當(dāng)?shù)诙娙蓦妷航档揭粎⒖贾禃r(shí)，控制主開關(guān)導(dǎo)通，以此決定斷續(xù)電流模式下的關(guān)斷時(shí)間長度。在步驟1509，將主開關(guān)導(dǎo)通，并使主開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間長度Ton控制為Ton =((Vout-Vin)/Vout)*Tcst,其中，Test = al*Cl,其中al為一個(gè)常數(shù)。重復(fù)上述步驟。應(yīng)當(dāng)知道，說明書中的邏輯值可以采用相反的邏輯電平。例如，開關(guān)控制信號Vg信號可以在高電平時(shí)促使主開關(guān)M導(dǎo)通，也可以在低電平時(shí)促使主開關(guān)M導(dǎo)通。上述的一些特定實(shí)施例僅僅以示例性的方式對本發(fā)明進(jìn)行說明，這些實(shí)施例不是完全詳盡的，并不用于限定本發(fā)明的范圍。對于公開的實(shí)施例進(jìn)行變化和修改都是可能的，其他可行的選擇性實(shí)施例和對實(shí)施例中元件的等同變化可以被本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所了解。本發(fā)明所公開的實(shí)施例的其他變化和修改并不超出本發(fā)明的精神和權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種功率因數(shù)校正(PFC)電路，包括: 開關(guān)電路，包括主開關(guān)，開關(guān)電路具有輸入端和輸出端，其中輸入端接收輸入電壓，輸出端提供輸出電壓； 導(dǎo)通時(shí)間控制電路，產(chǎn)生導(dǎo)通時(shí)間控制信號控制主開關(guān)的關(guān)斷； 第一關(guān)斷時(shí)間控制電路，產(chǎn)生第一關(guān)斷時(shí)間控制信號； 第二關(guān)斷時(shí)間控制電路，產(chǎn)生第二關(guān)斷時(shí)間控制信號；以及 邏輯電路，接收導(dǎo)通時(shí)間控制信號、第一關(guān)斷時(shí)間控制信號和第二關(guān)斷時(shí)間控制信號，輸出控制信號控制主開關(guān)選擇性地工作于連續(xù)電流模式或斷續(xù)電流模式；其中在連續(xù)電流模式下，第一關(guān)斷時(shí)間控制信號控制主開關(guān)的導(dǎo)通； 在斷續(xù)電流模式下，第二關(guān)斷時(shí)間控制信號控制主開關(guān)的導(dǎo)通。
2.如權(quán)利要求1所述的PFC電路，進(jìn)一步包括第三關(guān)斷時(shí)間控制電路，第三關(guān)斷時(shí)間控制電路產(chǎn)生第三關(guān)斷時(shí)間控制信號，其中邏輯電路進(jìn)一步接收第三關(guān)斷時(shí)間控制信號并控制主開關(guān)選擇性地工作于臨界電流模式，其中在臨界電流模式下第三關(guān)斷時(shí)間控制信號控制主開關(guān)的導(dǎo)通。
3.如權(quán)利要求1所述的PFC電路，其中斷續(xù)電流模式下的主開關(guān)頻率低于連續(xù)電流模式下的主開關(guān)頻率。
4.如權(quán)利要求1所述的PFC電路，其中開關(guān)電路包括升壓變換電路。
5.如權(quán)利要求1所述的PFC電路，其中所述導(dǎo)通時(shí)間控制電路具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端稱接表征輸入電壓的輸入電壓檢測信號，第二輸入端I禹接表征輸出電壓的輸出電壓反饋信號，輸出端輸出導(dǎo)通時(shí)間控制信號。
6.如權(quán)利要求5所述的PFC電路，其中所述導(dǎo)通時(shí)間控制電路包括: 第一電流源，產(chǎn)生正比于輸出電壓的電流； 第一電容，稱接第一電流源，第一電容具有第一端和第二端，其中第一端稱接參考地，第二端提供第一電容電壓； 第一開關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，其中第一開關(guān)的第一端耦接第一電容的第一端，第一開關(guān)的第二端耦接第一電容的第二端，第一開關(guān)在主開關(guān)關(guān)斷時(shí)導(dǎo)通，第一開關(guān)在主開關(guān)導(dǎo)通時(shí)關(guān)斷，在第一開關(guān)關(guān)斷時(shí)，第一電流源對第一電容充電； 減法電路，耦接輸入電壓檢測信號和輸出電壓反饋信號，產(chǎn)生第二信號； 比較電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中比較電路的第一輸入端接收第一電容電壓，比較電路的第二輸入端接收第二信號，比較電路的輸出端輸出導(dǎo)通時(shí)間控制信號。
7.如權(quán)利要求1所述的PFC電路，其中第一關(guān)斷時(shí)間控制電路包括比較電路，比較電路具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端稱接第一參考電流信號，第二輸入端耦接表征與輸入電壓相關(guān)聯(lián)的輸入電流的輸入電流反饋信號，比較電路比較第一參考電流信號和輸入電流反饋信號并在輸出端輸出第一關(guān)斷時(shí)間控制信號。
8.如權(quán)利要求7所述的PFC電路，其中第二關(guān)斷時(shí)間控制電路包括: 第二電流源，產(chǎn)生正比于第一參考電流信號的電流； 第二充電開關(guān)，和第二電流源串聯(lián)； 第三電流源，產(chǎn)生正比于平均電流二倍參考信號的電流，其中平均電流二倍參考信號表征輸入電流平均期望值的兩倍； 放電開關(guān)，和第三電流源串聯(lián)； 第二電容，具有第一端和第二端，其中第一端耦接參考地，第二端提供第二電容電壓；其中 當(dāng)輸入電流大于零時(shí)，第二充電開關(guān)導(dǎo)通，第二電流源對第二電容充電使第二電容電壓升聞; 當(dāng)輸入電流為零時(shí)，第三充電開管導(dǎo)通，第三電流源對第二電容放電使第二電容電壓降低；以及 比較電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端稱接第二電容電壓，第二輸入端耦接第二參考信號，比較電路比較第二電容電壓和第二參考信號并在比較電路的輸出端輸出第二關(guān)斷時(shí)間控制信號。
9.如權(quán)利要求1所述的PFC電路，其中邏輯電路包括: 模式判斷電路，基于表征輸入電流平均期望值兩倍的平均電流二倍參考信號和輸入電流峰值信號輸出第一使能信號和第二使能信號，其中第一使能信號耦接第一關(guān)斷時(shí)間控制電路，第二使能信號耦接第二關(guān)斷時(shí)間控制電路，模式判斷電路選擇性地抑制第一關(guān)斷時(shí)間控制電路或第二關(guān)斷時(shí)間控制電路； 或門，具有第一端、第二端和輸出端，其中第一端接收第一關(guān)斷時(shí)間控制信號，第二端接收第二關(guān)斷時(shí)間控制信號；以及 鎖存電路，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，其中置位端耦接或門的輸出端，復(fù)位端接收導(dǎo)通時(shí)間控制信號，輸出端 控制主開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。
10.如權(quán)利要求1所述的PFC電路，進(jìn)一步包含: 參考信號發(fā)生電路，基于輸入電壓檢測信號和輸出電壓反饋信號產(chǎn)生平均電流二倍參考信號; 峰值電流采樣電路，耦接輸入電流反饋信號，輸出輸入電流峰值信號；以及 減法電路，耦接平均電流二倍參考信號和輸入電流峰值信號，輸出第一參考電流信號。
11.如權(quán)利要求10所述的PFC電路，其中參考信號發(fā)生電路包括: 誤差放大電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端I禹接輸出電壓反饋信號，第二輸入端耦接參考電壓，輸出端提供輸出電壓補(bǔ)償信號； 輸入電壓平均電路，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接輸入電壓檢測信號，輸出端提供輸入電壓平均信號；以及 乘法電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端，其中第一輸入端I禹接誤差放大電路的輸出端用于接收輸出電壓補(bǔ)償信號，第二輸入端耦接輸入電壓檢測信號，第三輸入端耦接輸入電壓平均電路的輸出端用于接收輸入電壓平均信號，輸出端提供平均電流二倍參考信號。
12.—種PFC控制電路，用于控制開關(guān)電路中的耦接于輸入端和輸出端之間的主開關(guān)，其中輸入端具有輸入電壓和輸入電流，輸出端具有輸出電壓，PFC控制電路包括: 導(dǎo)通時(shí)間控制電路，基于輸入電壓和輸出電壓產(chǎn)生導(dǎo)通時(shí)間控制信號，控制主開關(guān)的關(guān)斷； 第一關(guān)斷時(shí)間控制電路，產(chǎn)生第一關(guān)斷時(shí)間控制信號；第二關(guān)斷時(shí)間控制電路，產(chǎn)生第二關(guān)斷時(shí)間控制信號；以及 邏輯電路，控制主開關(guān)選擇性地工作于連續(xù)電流模式或斷續(xù)電流模式；其中 在連續(xù)電流模式下，第一關(guān)斷時(shí)間控制信號控制主開關(guān)的導(dǎo)通； 在斷續(xù)電流模式下，第二關(guān)斷時(shí)間控制信號控制主開關(guān)的導(dǎo)通。
13.如權(quán)利要求12所述的控制電路，其中第一關(guān)斷時(shí)間控制電路包括比較電路，比較電路將輸入電流反饋信號和第一參考電流信號比較，當(dāng)輸入電流反饋信號小于第一參考電流信號時(shí)，比較電路的輸出端控制主開關(guān)導(dǎo)通。
14.如權(quán)利要求12所述的控制電路，其中第二關(guān)斷時(shí)間控制電路包括: 第二電流源，正比于第一參考電流信號，其中第一參考電流信號為平均電流二倍參考信號和輸入電流峰值信號的差值信號； 第三電流源，正比于平均電流二倍參考信號；以及 第二電容，具有第一端和第二端，其中第一端耦接參考地，第二端提供第二電容電壓，其中當(dāng)輸入電流大于零時(shí)第二電流源對第二電容充電使第二電容電壓升高，當(dāng)輸入電流為零時(shí)第三電流源對第二電容放電使第二電容電壓降低；以及 比較電路，比較第二電容電壓和第二參考信號并輸出第二關(guān)斷時(shí)間控制信號。
15.如權(quán)利要求12所述的控制電路，進(jìn)一步包括: 誤差放大電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端I禹接輸出電壓反饋信號，第二輸入端耦接參考電壓，輸出端提供輸出電壓補(bǔ)償信號； 輸入電壓平均電路，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接輸入電壓檢測信號，輸出端提供輸入電壓平均信號； 乘法電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端，其中第一輸入端I禹接誤差放大電路的輸出端用于接收輸出電壓補(bǔ)償信號，第二輸入端耦接輸入電壓檢測信號，第三輸入端耦接輸入電壓平均電路的輸出端用于接收輸入電壓平均信號，輸出端提供平均電流二倍參考信號； 峰值電流采樣電路，耦接輸入電流反饋信號，輸出輸入電流峰值信號；以及 減法電路，耦接平均電流二倍參考信號和輸入電流峰值信號，輸出第一參考電流信號。
16.一種用于PFC控制的方法，包括: 根據(jù)輸入電流選擇性地工作于連續(xù)電流模式或斷續(xù)電流模式，其中在斷續(xù)電流模式中的頻率小于連續(xù)電流模式中的頻率；以及 同時(shí)在連續(xù)電流模式和斷續(xù)電流模式中采用相同的主開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間控制方式。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中: 當(dāng)輸入電流平均電流參考信號的兩倍大于輸入電流峰值信號時(shí)，采用連續(xù)電流模式，采用第一關(guān)斷時(shí)間控制電路控制關(guān)斷時(shí)間的長度；以及 當(dāng)輸入電流平均電流參考信號的兩倍小于輸入電流峰值信號時(shí)，采用斷續(xù)電流模式，采用第二關(guān)斷時(shí)間控制電路控制關(guān)斷時(shí)間的長度。
全文摘要
公開了一種PFC電路及其控制電路和控制方法。PFC電路包括開關(guān)電路，包括主開關(guān)；導(dǎo)通時(shí)間控制電路，產(chǎn)生導(dǎo)通時(shí)間控制信號；第一關(guān)斷時(shí)間控制電路，產(chǎn)生第一關(guān)斷時(shí)間控制信號；第二關(guān)斷時(shí)間控制電路，產(chǎn)生第二關(guān)斷時(shí)間控制信號；以及邏輯電路，接收導(dǎo)通時(shí)間控制信號、第一關(guān)斷時(shí)間控制信號和第二關(guān)斷時(shí)間控制信號，其中在連續(xù)電流模式下，第一關(guān)斷時(shí)間控制信號控制主開關(guān)的導(dǎo)通，在斷續(xù)電流模式下，第二關(guān)斷時(shí)間控制信號控制主開關(guān)的導(dǎo)通。該電路既能工作于連續(xù)電流模式也能工作于斷續(xù)電流模式，比傳統(tǒng)的連續(xù)電流模式控制方法在輕載時(shí)具有更高的效率和功率因數(shù)。
文檔編號H02M1/42GK103151912SQ20131009152
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者林思聰, 金亦青, 任遠(yuǎn)程, 張軍明 申請人:成都芯源系統(tǒng)有限公司