本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種恒流輸出的功率因素校正變換器。

背景技術(shù)：

近年來，隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，作為電力電子領(lǐng)域重要組成部分的電源技術(shù)逐漸成為應(yīng)用和研究的熱點(diǎn)。開關(guān)電源以其效率高、功率密度高而確立了其在電源領(lǐng)域中的主流地位，但其接入電網(wǎng)時(shí)會(huì)存在一個(gè)致命的弱點(diǎn)：功率因素較低(一般僅為0.45～0.75)，且在電網(wǎng)中會(huì)產(chǎn)生大量的電流諧波和無功功率而污染電網(wǎng)。

基于上述缺點(diǎn)，傳統(tǒng)的具有功率因素校正功能的恒定輸出電流的開關(guān)電源為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)功率因素校正和恒定輸出電流功能，通常采用如圖1所示的兩級變換器級聯(lián)方式，請參照圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中提供的一種開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)示意圖，該開關(guān)電源的前級通過一個(gè)獨(dú)立的功率因素校正變換器實(shí)現(xiàn)功率因素校正，后級通過DC-DC(direct current-direct current，直流-直流)變換器實(shí)現(xiàn)輸出電流的調(diào)節(jié)與控制，該方法使用了兩個(gè)獨(dú)立的變換器和兩個(gè)控制電路，還需要使用到光電耦合器和副邊采樣電路，成本高，體積大、損耗大，效率低且控制復(fù)雜。

因此，如何提供一種解決上述技術(shù)問題的方案是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種恒流輸出的功率因素校正變換器，本申請?zhí)峁┑墓β室蛩匦Ｕ儞Q器為單級隔離式功率因素校正變換器，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)功率因素校正和低輸出電流紋波，且其中的主電路支持原邊控制，無需傳統(tǒng)隔離變換器中的光電耦合器和副邊采樣；另外，主電路中僅有一個(gè)功率開關(guān)，通過控制此開關(guān)元件的開通與關(guān)斷可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)功率因素校正和恒定輸出電流，減少了開關(guān)管與控制芯片的數(shù)量，極大地降低了成本，減小了功率因素校正變換器的體積，損耗小，效率高且容易控制。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種恒流輸出的功率因素校正變換器，包括主電路和控制電路；所述主電路包括整流電路、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、功率開關(guān)、電感、中間儲能電容、電流采樣電阻、變壓器及輸出電容；

其中，所述整流電路的輸入端作為所述功率因素校正變換器的輸入端，其輸出端的第一端接第一地，其輸出端的第二端分別與所述第一二極管的陰極及所述功率開關(guān)的第一端連接，所述第一二極管的陽極分別與所述第二二極管的陰極、所述第三二極管的陰極及所述中間儲能電容的正極連接，所述第二二極管的陽極及所述電感的第一端接所述第一地，所述電感的第二端分別與所述中間儲能電容的負(fù)極及所述變壓器的原邊線圈的第一端連接，所述第三二極管的陽極分別與所述功率開關(guān)的第二端及所述電流采樣電阻的第一端連接，所述電流采樣電阻的第二端與所述變壓器的原邊線圈的第二端連接，其公共端接第二地，所述第二地為所述控制電路的參考地，所述變壓器的副邊線圈的第一端與所述第四二極管的陽極連接，所述副邊線圈的第二端與所述輸出電容的負(fù)極連接，其公共端接第三地，所述輸出電容的正極與所述第四二極管的陰極連接，所述輸出電容的正負(fù)極作為所述功率因素校正變換器的輸出端，所述電流采樣電阻的第一端及所述變壓器的輔助線圈的第一端分別與所述控制電路的兩個(gè)輸入端連接，所述輔助線圈的第二端接所述第二地，所述功率開關(guān)的控制端與所述控制電路的輸出端連接；所述原邊線圈的第二端、所述輔助線圈的第二端、所述副邊線圈的第二端為同名端，所述電感工作于電流斷續(xù)模式；

所述控制電路用于依據(jù)所述電流采樣電阻采集的所述變壓器的原邊電流、所述輔助線圈電壓、所述功率開關(guān)的開關(guān)周期T_s及預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓U_Ref控制所述功率開關(guān)的通斷輔助線圈。

優(yōu)選地，所述控制電路包括：

用于輸出鋸齒波及所述功率開關(guān)的開關(guān)周期T_s的鋸齒波產(chǎn)生電路，所述鋸齒波的周期等于所述功率開關(guān)的開關(guān)周期T_s；

第一輸入端與所述電流采樣電阻的第一端連接、第二輸入端與所述輔助線圈的第一端連接、第三輸入端與所述鋸齒波產(chǎn)生電路連接、用于依據(jù)所述原邊電流的電流采樣信號、所述輔助線圈電壓及所述開關(guān)周期T_s得到所述功率因素校正變換器的輸出電流估計(jì)值的輸出電流估計(jì)電路；

反向輸入端與所述輸出電流估計(jì)電路的輸出端連接、正向輸入端與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓U_Ref連接的誤差放大器；

反向輸入端與所述誤差放大器的輸出端連接、正向輸入端與所述鋸齒波產(chǎn)生電路的輸出端連接的比較器；

置位端與所述鋸齒波產(chǎn)生電路連接、復(fù)位端與所述比較器的輸出端連接、輸出端與所述功率開關(guān)連接的RS觸發(fā)器。

優(yōu)選地，當(dāng)所述變壓器工作在電流斷續(xù)模式時(shí)，所述輸出電流估計(jì)電路包括：

輸入端作為所述輸出電流估計(jì)電路的第一輸入端、用于對所述變壓器的原邊電流的電流采樣信號進(jìn)行濾波的濾波電路；

輸入端與所述濾波電路的輸出端連接、用于依據(jù)濾波后的所述原邊電流的電流采樣信號得到當(dāng)前開關(guān)周期中原邊電流采樣信號的峰值電壓u_csp的峰值采樣保持電路；

輸入端作為所述輸出電流估計(jì)電路的第二輸入端、用于檢測所述輔助線圈電壓的上升沿和下降沿的過零檢測電路；

輸入端與所述過零檢測電路的輸出端連接、用于依據(jù)所述輔助線圈電壓的上升沿和下降沿得到當(dāng)前開關(guān)周期中所述第四二極管的導(dǎo)通時(shí)間T_D的時(shí)間采樣電路；

第一輸入端與所述峰值采樣保持電路的輸出端連接、第二輸入端與所述時(shí)間采樣電路的輸出端連接，第三輸入端作為所述輸出電流估計(jì)電路的第三輸入端、用于依據(jù)所述峰值電壓u_csp、所述導(dǎo)通時(shí)間T_D及所述開關(guān)周期T_s及輸出電流計(jì)算公式得到輸出電流估計(jì)值的輸出電流計(jì)算電路；其中，所述輸出電流計(jì)算公式為：

優(yōu)選地，當(dāng)所述變壓器工作在電流臨界連續(xù)模式時(shí)，所述輸出電流估計(jì)電路包括：

輸入端作為所述輸出電流估計(jì)電路的第一輸入端、用于對所述變壓器的原邊電流的電流采樣信號進(jìn)行濾波的濾波電路；

輸入端與所述濾波電路的輸出端連接、用于依據(jù)濾波后的所述原邊電流的電流采樣信號得到當(dāng)前開關(guān)周期中原邊電流采樣信號的峰值電壓u_csp的峰值采樣保持電路；

輸入端作為所述輸出電流估計(jì)電路的第二輸入端、輸出端與所述鋸齒波產(chǎn)生電路連接、用于檢測所述輔助線圈電壓的上升沿和下降沿的過零檢測電路；

輸入端與所述過零檢測電路的輸出端連接、用于依據(jù)所述輔助線圈電壓的上升沿和下降沿得到當(dāng)前開關(guān)周期中所述第四二極管的導(dǎo)通時(shí)間T_D的時(shí)間采樣電路；

第一輸入端與所述峰值采樣保持電路的輸出端連接、第二輸入端與所述時(shí)間采樣電路的輸出端連接，第三輸入端作為所述輸出電流估計(jì)電路的第三輸入端、用于依據(jù)所述峰值電壓u_csp、所述導(dǎo)通時(shí)間T_D及所述開關(guān)周期T_s及輸出電流計(jì)算公式得到輸出電流估計(jì)值的輸出電流計(jì)算電路；其中，所述輸出電流計(jì)算公式為：

優(yōu)選地，所述功率因素校正變換器還包括LC濾波電路，所述LC濾波電路包括串聯(lián)的濾波電感和濾波電容，其中：

所述濾波電感的第一端與所述整流電路的輸出端的第二端連接、所述濾波電感的第二端分別與所述第一二極管的陰極、所述功率開關(guān)的第一端及所述濾波電容的正極連接，所述濾波電容的負(fù)極接所述第一地。

優(yōu)選地，所述功率開關(guān)為NMOS，所述NMOS的漏極作為所述功率開關(guān)的第一端，所述NMOS的源極作為所述功率開關(guān)的第二端，所述NMOS的柵極作為所述功率開關(guān)的控制端。

優(yōu)選地，所述功率開關(guān)為NPN型三極管，所述NPN型三極管的集電極作為所述功率開關(guān)的第一端，所述NPN型三極管的發(fā)射極作為所述功率開關(guān)的第二端，所述NPN型三極管的基極作為所述功率開關(guān)的控制端。

優(yōu)選地，所述功率開關(guān)為IGBT，所述IGBT的集電極作為所述功率開關(guān)的第一端，所述IGBT的發(fā)射極作為所述功率開關(guān)的第二端，所述IGBT的柵極作為所述功率開關(guān)的控制端。

本發(fā)明提供了一種恒流輸出的功率因素校正變換器，包括主電路和控制電路；主電路包括整流電路、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、功率開關(guān)、電感、中間儲能電容、電流采樣電阻、變壓器及輸出電容，電感工作于電流斷續(xù)模式，控制電路用于依據(jù)電流采樣電阻采集的原邊電流、輔助線圈電壓、功率開關(guān)的開關(guān)周期T_s及預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓U_Ref控制功率開關(guān)的通斷。相對于傳統(tǒng)兩級式功率因素校正變換器，本申請?zhí)峁┑墓β室蛩匦Ｕ儞Q器為單級隔離式功率因素校正變換器，且其中的主電路支持原邊控制，無需傳統(tǒng)隔離變換器中的光電耦合器和副邊采樣；另外，主電路中僅有一個(gè)功率開關(guān)，通過控制此開關(guān)元件的開通與關(guān)斷可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)功率因素校正和恒定輸出電流，減少了開關(guān)管與控制芯片的數(shù)量，極大地降低了成本，減小了功率因素校正變換器的體積，損耗小，效率高且容易控制。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中提供的一種開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的一種恒流輸出的功率因素校正變換器中的主電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的一種恒流輸出的功率因素校正變換器中的控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的另一種恒流輸出的功率因素校正變換器中的控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖2和圖3所示的功率因素校正變換器的輸入電壓、輸入電流和輸出電流仿真波形圖；

圖6為圖2和圖3所示的功率因素校正變換器的開關(guān)管電流、采樣電阻電壓、變壓器副邊電流全局仿真波形圖；

圖7為圖6所示的仿真波形的局部放大波形圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供一種恒流輸出的功率因素校正變換器，本申請?zhí)峁┑墓β室蛩匦Ｕ儞Q器為單級隔離式功率因素校正變換器，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)功率因素校正和低輸出電流紋波，且其中的主電路支持原邊控制，無需傳統(tǒng)隔離變換器中的光電耦合器和副邊采樣；另外，主電路中僅有一個(gè)功率開關(guān)，通過控制此開關(guān)元件的開通與關(guān)斷可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)功率因素校正和恒定輸出電流，減少了開關(guān)管與控制芯片的數(shù)量，極大地降低了成本，減小了功率因素校正變換器的體積，損耗小，效率高且容易控制。

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參照圖2和圖3，其中，圖2為本發(fā)明提供的一種恒流輸出的功率因素校正變換器中的主電路的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本發(fā)明提供的一種恒流輸出的功率因素校正變換器中的控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

該功率因素校正變換器包括主電路和控制電路；主電路包括整流電路D_Rec、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、功率開關(guān)Q1、電感L1、中間儲能電容C1、電流采樣電阻Rs、變壓器T1及輸出電容C2；

其中，整流電路D_Rec的輸入端作為功率因素校正變換器的輸入端，其輸出端的第一端接第一地，其輸出端的第二端分別與第一二極管D1的陰極及功率開關(guān)Q1的第一端連接，第一二極管D1的陽極分別與第二二極管D2的陰極、第三二極管D3的陰極及中間儲能電容C1的正極連接，第二二極管D2的陽極及電感L1的第一端接第一地，電感L1的第二端分別與中間儲能電容C1的負(fù)極及變壓器T1的原邊線圈的第一端連接，第三二極管D3的陽極分別與功率開關(guān)Q1的第二端及電流采樣電阻Rs的第一端連接，電流采樣電阻Rs的第二端與變壓器T1的原邊線圈的第二端連接，其公共端接第二地，第二地為控制電路的參考地，變壓器T1的副邊線圈的第一端與第四二極管D4的陽極連接，副邊線圈的第二端與輸出電容C2的負(fù)極連接，其公共端接第三地，輸出電容C2的正極與第四二極管D4的陰極連接，輸出電容C2的正負(fù)極作為功率因素校正變換器的輸出端，電流采樣電阻Rs的第一端及變壓器T1的輔助線圈的第一端分別與控制電路的兩個(gè)輸入端連接，輔助線圈的第二端接第二地，功率開關(guān)Q1的控制端與控制電路的輸出端連接；原邊線圈的第二端、輔助線圈的第二端、副邊線圈的第二端為同名端，電感L1工作于電流斷續(xù)模式；

控制電路用于依據(jù)電流采樣電阻Rs采集的變壓器T1的原邊電流、輔助線圈電壓、功率開關(guān)Q1的開關(guān)周期T_s及預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓U_Ref控制功率開關(guān)Q1的通斷輔助線圈。

具體地，本發(fā)明提供的功率因素校正變換器是一種基于原邊控制的單級的恒流輸出的功率因素校正變換器。

該基于原邊控制的恒流輸出單級功率因素校正變換器中的電感L1工作在電感L1電流斷續(xù)模式，工作在電感L1電流斷續(xù)模式的電感L1能夠?qū)崿F(xiàn)功率因素校正，電感L1的具體取值可以根據(jù)需要校正的功率來設(shè)定。

變壓器T1工作在電流斷續(xù)模式或者電流臨界連續(xù)模式。在該基于原邊控制的恒流輸出單級功率因素校正變換器的主電路參數(shù)和控制電路參數(shù)的合理設(shè)計(jì)和協(xié)調(diào)工作下，響應(yīng)時(shí)間快，變換器輸出恒定的電流，電流的大小由基準(zhǔn)電壓U_Ref、電流采樣電阻Rs、變壓器T1的原邊線圈匝數(shù)與副邊線圈匝數(shù)比值N1/N2決定。

變換器的負(fù)載可以是電阻或者發(fā)光二極管等。

輸出電流的具體設(shè)定公式為

需要說明的是，現(xiàn)有技術(shù)中有的開關(guān)電源通常采用一級隔離式功率因素校正變換器，同時(shí)實(shí)現(xiàn)功率因素校正和恒定輸出電流，從變壓器副邊電路采集輸出電流反饋到原邊進(jìn)行閉環(huán)控制，從而需要副邊反饋電路和光耦等元器件，并且由于脈動(dòng)的瞬態(tài)輸入功率與恒定的輸出功率之間的不平衡而導(dǎo)致輸出電流有很大的二倍工頻紋波，采用本申請的方案能夠無需光耦和副邊反饋電路而同時(shí)實(shí)現(xiàn)功率因素校正和低輸出電流紋波。

作為一種優(yōu)選地實(shí)施例，控制電路包括：

用于輸出鋸齒波及功率開關(guān)Q1的開關(guān)周期T_s的鋸齒波產(chǎn)生電路，鋸齒波的周期等于功率開關(guān)Q1的開關(guān)周期T_s；

第一輸入端與電流采樣電阻Rs的第一端連接、第二輸入端與輔助線圈的第一端連接、第三輸入端與鋸齒波產(chǎn)生電路連接、用于依據(jù)原邊電流的電流采樣信號、輔助線圈電壓及開關(guān)周期T_s得到功率因素校正變換器的輸出電流估計(jì)值的輸出電流估計(jì)電路；

反向輸入端與輸出電流估計(jì)電路的輸出端連接、正向輸入端與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓U_Ref連接的誤差放大器；

反向輸入端與誤差放大器的輸出端連接、正向輸入端與鋸齒波產(chǎn)生電路的輸出端連接的比較器；

置位端與鋸齒波產(chǎn)生電路連接、復(fù)位端與比較器的輸出端連接、輸出端與功率開關(guān)Q1連接的RS觸發(fā)器。

可以理解的是，這里的功率開關(guān)Q1的開關(guān)周期T_s可以人為設(shè)定，也可以變化的，比如變壓器T1副邊電流工作在斷續(xù)模式時(shí)，功率開關(guān)Q1的開關(guān)周期T_s可以是固定的，人為設(shè)定的，變壓器T1副邊電流工作在臨界連續(xù)模式時(shí)，周期就不是固定、人為設(shè)定的，而是變化的。

作為一種優(yōu)選地實(shí)施例，當(dāng)變壓器T1工作在電流斷續(xù)模式時(shí)，輸出電流估計(jì)電路包括：

輸入端作為輸出電流估計(jì)電路的第一輸入端、用于對變壓器T1的原邊電流的電流采樣信號進(jìn)行濾波的濾波電路；

輸入端與濾波電路的輸出端連接、用于依據(jù)濾波后的原邊電流的電流采樣信號得到當(dāng)前開關(guān)周期中原邊電流采樣信號的峰值電壓u_csp的峰值采樣保持電路；

輸入端作為輸出電流估計(jì)電路的第二輸入端、用于檢測輔助線圈電壓的上升沿和下降沿的過零檢測電路；

輸入端與過零檢測電路的輸出端連接、用于依據(jù)輔助線圈電壓的上升沿和下降沿得到當(dāng)前開關(guān)周期中第四二極管D4的導(dǎo)通時(shí)間T_D的時(shí)間采樣電路；

第一輸入端與峰值采樣保持電路的輸出端連接、第二輸入端與時(shí)間采樣電路的輸出端連接，第三輸入端作為輸出電流估計(jì)電路的第三輸入端、用于依據(jù)峰值電壓u_csp、導(dǎo)通時(shí)間T_D及開關(guān)周期T_s及輸出電流計(jì)算公式得到輸出電流估計(jì)值的輸出電流計(jì)算電路；其中，輸出電流計(jì)算公式為：

當(dāng)變壓器T1工作在電流斷續(xù)模式時(shí)，原邊電流采樣信號經(jīng)過濾波電路和峰值采樣保持電路的處理，消除功率開關(guān)Q1開關(guān)時(shí)的噪聲，獲得每一個(gè)開關(guān)周期原邊電流采樣信號CS的峰值電壓u_csp，峰值電壓u_csp作為輸出電流計(jì)算電路的第一個(gè)輸入信號；輔助線圈電壓信號AUX經(jīng)過過零檢測電路和時(shí)間采樣電路的處理，獲得每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)第四二極管D4的導(dǎo)通時(shí)間T_D，T_D作為輸出電流計(jì)算電路的第二個(gè)輸入信號；鋸齒波產(chǎn)生電路產(chǎn)生開關(guān)周期T_s，T_s作為輸出電流計(jì)算電路的第三個(gè)輸入信號；輸出電流計(jì)算公式使用計(jì)算得到輸出電流估計(jì)值，進(jìn)而依據(jù)輸出電流估計(jì)值進(jìn)行后續(xù)的控制。

作為一種優(yōu)選地實(shí)施例，當(dāng)變壓器T1工作在電流臨界連續(xù)模式時(shí)，輸出電流估計(jì)電路包括：

輸入端作為輸出電流估計(jì)電路的第一輸入端、用于對變壓器T1的原邊電流的電流采樣信號進(jìn)行濾波的濾波電路；

輸入端與濾波電路的輸出端連接、用于依據(jù)濾波后的原邊電流的電流采樣信號得到當(dāng)前開關(guān)周期中原邊電流采樣信號的峰值電壓u_csp的峰值采樣保持電路；

輸入端作為輸出電流估計(jì)電路的第二輸入端、輸出端與鋸齒波產(chǎn)生電路連接、用于檢測輔助線圈電壓的上升沿和下降沿的過零檢測電路；

輸入端與過零檢測電路的輸出端連接、用于依據(jù)輔助線圈電壓的上升沿和下降沿得到當(dāng)前開關(guān)周期中第四二極管D4的導(dǎo)通時(shí)間T_D的時(shí)間采樣電路；

第一輸入端與峰值采樣保持電路的輸出端連接、第二輸入端與時(shí)間采樣電路的輸出端連接，第三輸入端作為輸出電流估計(jì)電路的第三輸入端、用于依據(jù)峰值電壓u_csp、導(dǎo)通時(shí)間T_D及開關(guān)周期T_s及輸出電流計(jì)算公式得到輸出電流估計(jì)值的輸出電流計(jì)算電路；其中，輸出電流計(jì)算公式為：

具體地，請參照圖4，圖4為本發(fā)明提供的另一種恒流輸出的功率因素校正變換器中的控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

當(dāng)變壓器T1工作在電流臨界連續(xù)模式時(shí)，過零檢測電路的輸出信號ZCD還作為鋸齒波產(chǎn)生電路的輸入信號，鋸齒波產(chǎn)生電路產(chǎn)生功率開關(guān)Q1的時(shí)間周期。

該變換器中的電感L1工作在電感L1電流斷續(xù)模式，變壓器T1工作在電流臨界連續(xù)模式，開關(guān)頻率為變化的值。當(dāng)鋸齒波大于補(bǔ)償電壓U_COMP時(shí)，功率開關(guān)Q1關(guān)斷；當(dāng)變壓器T1副邊電流過零時(shí)，過零檢測電路的輸出信號由高電平變?yōu)榈碗娖?，功率開關(guān)Q1導(dǎo)通。當(dāng)變壓器T1工作在電流臨界連續(xù)模式時(shí)，過零檢測電路的輸出與鋸齒波產(chǎn)生電路相連，當(dāng)過零檢測電路檢測到變壓器T1副邊電流過零時(shí)，鋸齒波復(fù)位并開始線性上升，開關(guān)管開始導(dǎo)通。

作為一種優(yōu)選地實(shí)施例，功率因素校正變換器還包括LC濾波電路，LC濾波電路包括串聯(lián)的濾波電感和濾波電容，其中：

濾波電感的第一端與整流電路D_Rec的輸出端的第二端連接、濾波電感的第二端分別與第一二極管D1的陰極、功率開關(guān)Q1的第一端及濾波電容的正極連接，濾波電容的負(fù)極接第一地。

為了進(jìn)一步降低輸入電流諧波、提高整流電路D_Rec輸出的直流的質(zhì)量，本發(fā)明還在整流電路D_Rec的輸出端設(shè)置了LC濾波電路，當(dāng)然，這里還可以選用其他類型的濾波電路，例如CLC濾波電路，本發(fā)明在此不做特別的限定。

作為優(yōu)選地，整流電路D_Rec為整流橋。

當(dāng)然，這里的整流電路D_Rec還可以為其他類型的整流電路，能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的即可。

作為一種優(yōu)選地實(shí)施例，功率開關(guān)Q1為NMOS，NMOS的漏極作為功率開關(guān)Q1的第一端，NMOS的源極作為功率開關(guān)Q1的第二端，NMOS的柵極作為功率開關(guān)Q1的控制端。

作為一種優(yōu)選地實(shí)施例，功率開關(guān)Q1為NPN型三極管，NPN型三極管的集電極作為功率開關(guān)Q1的第一端，NPN型三極管的發(fā)射極作為功率開關(guān)Q1的第二端，NPN型三極管的基極作為功率開關(guān)Q1的控制端。

作為一種優(yōu)選地實(shí)施例，功率開關(guān)Q1為IGBT，IGBT的集電極作為功率開關(guān)Q1的第一端，IGBT的發(fā)射極作為功率開關(guān)Q1的第二端，IGBT的柵極作為功率開關(guān)Q1的控制端。

請參照圖5、圖6和圖7，其中，圖5為圖2和圖3所示的功率因素校正變換器的輸入電壓、輸入電流和輸出電流仿真波形圖，圖6為圖2和圖3所示的功率因素校正變換器的開關(guān)管電流、采樣電阻電壓、變壓器T1副邊電流全局仿真波形圖，圖7為圖6所示的仿真波形的局部放大波形圖。

由輸入電流和輸入電壓波形可以看出，該電源具有功率因素校正功能；由輸出電流波形可以看出，該電源能夠?qū)崿F(xiàn)極低的輸出電流紋波(電流紋波峰峰值小于1％)，仿真電路的關(guān)鍵參數(shù)為：V_Ref＝0.2V，Rs＝0.25Ω，N1＝30，N2＝12，因此恒流源輸出的理論輸出電流應(yīng)為1A，而仿真結(jié)果為1.004A，與理論計(jì)算結(jié)果非常接近。由圖6和圖7可知，流過采樣電阻的電流僅僅為流過變壓器T1原邊的電流，電感L1工作在電感L1電流斷續(xù)模式，變壓器T1工作在電流斷續(xù)模式，穩(wěn)態(tài)工作下，CS的峰值電壓u_csp為0.639V，二極管的導(dǎo)通時(shí)間T_D為6.3μS，開關(guān)周期T_s為20μS，的計(jì)算值為0.201V，也與基準(zhǔn)電壓U_Ref非常接近。

本發(fā)明提供了一種恒流輸出的功率因素校正變換器，包括主電路和控制電路；主電路包括整流電路、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、功率開關(guān)、電感、中間儲能電容、電流采樣電阻、變壓器及輸出電容，電感工作于電流斷續(xù)模式，控制電路用于依據(jù)電流采樣電阻采集的原邊電流、輔助線圈電壓、功率開關(guān)的開關(guān)周期T_s及預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓V_Ref控制功率開關(guān)的通斷。相對于傳統(tǒng)兩級式功率因素校正變換器，本申請?zhí)峁┑墓β室蛩匦Ｕ儞Q器為單級隔離式功率因素校正變換器，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)功率因素校正和低輸出電流紋波，且其中的主電路支持原邊控制，無需傳統(tǒng)隔離變換器中的光電耦合器和副邊采樣；另外，主電路中僅有一個(gè)功率開關(guān)，通過控制此開關(guān)元件的開通與關(guān)斷可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)功率因素校正和恒定輸出電流，減少了開關(guān)管與控制芯片的數(shù)量，極大地降低了成本，減小了功率因素校正變換器的體積，損耗小，效率高且容易控制。

需要說明的是，在本說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。