本發(fā)明涉及電子領域，具體但不限于涉及一種多模式升壓型功率因數(shù)校正電路及其控制電路和自適應切換方法。

背景技術：

1、圖1示出了boost?pfc(升壓型功率因數(shù)校正)電路圖。傳統(tǒng)boost?pfc的工作模式通常會選擇臨界電流模式(crm)或連續(xù)電流模式(ccm)控制的一種，而輕載時則工作在斷續(xù)電流模式(dcm)。

2、臨界電流模式工作時，通常采用固定導通時間控制。當輕載進入dcm時，則采用額外的補償優(yōu)化總諧波失真(thd)。臨界電流模式控制由于電流不連續(xù)，開關損耗小，續(xù)流二極管反向恢復損耗小，但當負載較大時，峰值電流大，功率mos管損耗增加，其適合小功率應用。

3、連續(xù)電流模式工作時，通常采用單周期控制，當輕載進入dcm時，不做額外的thd優(yōu)化處理。連續(xù)電流模式控制由于電流連續(xù)，開關損耗增加，同時對續(xù)流二極管的反向恢復特性要求高，但相對的可以減小峰值電流。

4、無論是選擇crm模式還是ccm模式，均存在缺陷。

5、有鑒于此，需要提供一種新的結構或控制方法，以期解決上述至少部分問題。

技術實現(xiàn)思路

1、至少針對背景技術中的一個或多個問題，本發(fā)明提出了一種可自適應選擇工作模式的多模式boost?pfc控制方法和電路，可自適應在臨界電流模式、連續(xù)電流模式或斷續(xù)電流模式中切換，以優(yōu)化電路效率。

2、根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出了一種用于控制升壓型功率因數(shù)校正電路的控制電路，升壓型功率因數(shù)校正電路包括電感、主功率開關管和整流管，其中電感的第一端耦接升壓型功率因數(shù)校正電路的輸入端，電感的第二端耦接主功率開關管的第一端和整流管的第一端，整流管的第二端耦接升壓型功率因數(shù)校正電路的輸出端，所述控制電路控制主功率開關管的導通和關斷，所述控制電路包括：電流參考信號產生電路，基于輸入電壓反饋信號生成電流參考信號，其中輸入電壓反饋信號表征升壓型功率因數(shù)校正電路的輸入端的輸入電壓；以及驅動控制電路，基于導通控制信號控制主功率開關管導通，基于電流參考信號控制主功率開關管的關斷，使得升壓型功率因數(shù)校正電路的輸入電流隨電流參考信號變化而變化，實現(xiàn)升壓型功率因數(shù)校正電路自適應在連續(xù)電流模式、臨界電流模式和斷續(xù)電流模式間切換。

3、在一個實施例中，驅動控制電路包括：導通控制電路，產生導通控制信號，當電感消磁時或周期信號有效時且不受最高頻率限制的，導通主功率開關管；關斷控制電路，接收電流檢測信號和電流參考信號，輸出關斷控制信號，其中電流檢測信號表征流過電感的電流；以及觸發(fā)電路，觸發(fā)電路的第一輸入端耦接導通控制電路的輸出端，觸發(fā)電路的第二輸入端耦接關斷控制電路的輸出端，觸發(fā)電路的輸出端提供開關控制信號用于控制主功率開關管的導通和關斷。

4、在一個實施例中，導通控制電路包括：或門，或門的第一輸入端接收消磁檢測信號，或門的第二輸入端接收周期信號；以及與門，與門的第一輸入端耦接或門的輸出端，與門的第二輸入端接收最高頻率控制信號，與門的輸出端提供導通控制信號。

5、在一個實施例中，周期信號為時鐘信號，電流參考信號為峰值電流參考信號，關斷控制電路包括電流比較電路，電流比較電路比較電流反饋信號和峰值電流參考信號并輸出關斷控制信號，其中電流反饋信號為電流檢測信號與斜坡信號的疊加信號。

6、在一個實施例中，周期信號為最長關斷時間信號，電流參考信號為峰值電流參考信號，關斷控制電路包括電流比較電路，電流比較電路比較電流檢測信號和峰值電流參考信號并輸出關斷控制信號，最長關斷時間信號的周期長度正比于升壓型功率因數(shù)校正電路的輸入電壓。

7、在一個實施例中，電流檢測信號正比于電流檢測電阻上的電壓降。

8、在一個實施例中，電流參考信號產生電路進一步基于負載反饋信號產生電流參考信號，負載反饋信號表征升壓型功率因數(shù)校正電路輸出端的負載大小。

9、在一個實施例中，負載反饋信號為輸出電壓反饋信號的積分信號。

10、在一個實施例中，電流參考信號產生電路包括平均電流參考信號產生電路，其輸入端接收輸入電壓反饋信號和負載反饋信號，其輸出端提供平均電流參考信號，平均電流參考信號與輸入電壓反饋信號成正比。

11、在一個實施例中，電流參考信號產生電路進一步包括：峰值電流參考信號產生電路，其輸入端耦接平均電流參考信號產生電路的輸出端用于接收平均電流參考信號vcs_ref，其輸出端提供峰值電流參考信號vcs_pk；其中平均電流參考信號vcs_ref滿足：vcs_ref＝k0*vint*vlfb/vin_pk^2，其中k0為常數(shù)，vint為輸入電壓反饋信號，vlfb為負載反饋信號，vin_pk為輸入電壓峰值反饋信號，峰值電流參考信號滿足：vcs_pk＝2*vcs_ref/dc-vcs_min，其中dc為電感電流大于零在開關周期中的導通占空比，vcs_min表征開關周期中電感電流的最小值，當電流反饋信號到達峰值電流參考信號時，關斷主功率開關管。

12、在一個實施例中，電流參考信號產生電路進一步包括誤差補償電路，其第一輸入端接收平均電流參考信號，其第二輸入端接收電流檢測信號，誤差補償電路將平均電流參考信號和電流檢測信號的誤差值進行補償控制并輸出電流參考信號，當電流反饋信號到達電流參考信號時，關斷主功率開關管，其中平均電流參考信號vcs_ref滿足vcs_ref＝k0*vint*vlfb/vin_pk^2，其中k0為常數(shù)，vint為輸入電壓反饋信號，vlfb為負載反饋信號，vin_pk為輸入電壓峰值反饋信號。

13、在一個實施例中，電流參考信號產生電路包括：分壓電路，用于將主功率開關管第一端的電壓進行分壓采樣；電壓跟隨器，其輸入端耦接分壓電路的輸出端；低通濾波電路，其輸入端耦接電壓跟隨器的輸出端，其輸出端提供輸入電壓反饋信號；以及峰值采樣保持電路，其輸入端耦接低通濾波電路的輸出端，峰值采樣保持電路用于采樣并保持低通濾波電路的輸出端電壓的峰值，作為輸入電壓峰值反饋信號。

14、在一個實施例中，電流參考信號產生電路進一步包括比較電路，用于將電壓跟隨器輸出端的電壓與低通濾波電路輸出端的電壓進行比較，輸出消磁檢測信號。

15、在一個實施例中，電流參考信號產生電路包括最小電流檢測電路，最小電流檢測電流的輸入端接收電流檢測信號，電流檢測信號正比于流過電感的電流，最小電流檢測電路包括采樣保持電路，采樣保持電路用于在主功率開關管由關斷切換為導通時將電流檢測信號進行采樣保持，用于獲取開關周期中電感電流的最小值。

16、在一個實施例中，電流參考信號產生電路包括占空比檢測電路，占空比檢測電路包括：第一觸發(fā)器，第一觸發(fā)器的置位輸入端接收開關控制信號，第一觸發(fā)器的復位輸入端接收消磁檢測信號，第一觸發(fā)器的輸出端提供電感電流大于零的時間信號；以及計算電路，接收電感電流大于零的時間信號ton+tdem和開關周期信號t，獲得導通占空比dc＝(ton+tdem)/t。

17、根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提出了一種用于控制升壓型功率因數(shù)校正電路的控制電路，升壓型功率因數(shù)校正電路包括電感、主功率開關管和整流管，其中電感的第一端耦接升壓型功率因數(shù)校正電路的輸入端，電感的第二端耦接主功率開關管的第一端和整流管的第一端，整流管的第二端耦接升壓型功率因數(shù)校正電路的輸出端，所述控制電路控制主功率開關管的導通和關斷，所述控制電路包括：電流參考信號產生電路，基于輸入電壓反饋信號和負載反饋信號生成電流參考信號，其中輸入電壓反饋信號表征升壓型功率因數(shù)校正電路的輸入端的輸入電壓，負載反饋信號表征升壓型功率因數(shù)校正電路輸出端的負載大?。灰约膀寗涌刂齐娐?，基于消磁檢測信號和周期信號控制主功率開關管的導通，基于電流參考信號控制主功率開關管的關斷，其中當消磁檢測信號或周期信號有效且不受最高頻率限制時，導通主功率開關管。

18、根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提出了一種升壓型功率因數(shù)校正電路，包括如上任一實施例中的主功率開關管和控制電路。

19、根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，提出了一種用于多模式升壓型功率因數(shù)校正電路的自適應切換方法，所述自適應切換方法包括：基于輸入電壓反饋信號和負載反饋信號生成電流參考信號，其中輸入電壓反饋信號表征升壓型功率因數(shù)校正電路輸入端的電壓，負載反饋信號表征升壓型功率因數(shù)校正電路輸出端的負載大小；以及基于電流參考信號產生開關控制信號用于控制主功率開關管，使得升壓型功率因數(shù)校正電路的輸入電流隨電流參考信號變化而變化，并使升壓型功率因數(shù)校正電路自適應在連續(xù)電流模式、臨界電流模式和斷續(xù)電流模式間切換。

20、在一個實施例中，所述方法進一步包括當消磁檢測信號或周期信號之任一種有效時，且不受最大頻率限制時導通功率開關管，當電流反饋信號到達電流參考信號時，關斷功率開關管。

21、在一個實施例中，所述方法進一步包括通過以下計算獲得電流參考信號vcs_pk：vcs_pk＝2*vcs_ref/dc-vcs_min，其中vcs_ref＝k0*vint*vlfb/vin_pk^2，dc為電感電流大于零在開關周期中的導通占空比，vcs_min為開關周期中電感電流的最小值，k0為常數(shù)，vint為輸入電壓反饋信號，vlfb為負載反饋信號，vin_pk為輸入電壓峰值反饋信號，并當電流反饋信號到達電流參考信號時，關斷主功率開關管。

22、在一個實施例中，所述方法進一步包括將平均電流參考信號和電流檢測信號的誤差值進行補償控制以產生電流參考信號，其中平均電流參考信號vcs_ref＝k0*vint*vlfb/vin_pk^2，k0為常數(shù)，vint為輸入電壓反饋信號，vlfb為負載反饋信號，vin_pk為輸入電壓峰值反饋信號，當電流反饋信號到達電流參考信號時，關斷主功率開關管。

23、本發(fā)明提出的多模式升壓型功率因數(shù)校正電路及其控制電路和自適應切換方法，無需先判斷工作模式再根據(jù)工作模式分別控制，而是根據(jù)輸入電壓和負載狀態(tài)實現(xiàn)了工作模式的自適應切換，能在不同條件下自動優(yōu)化各工作模式的選擇進而提高效率，降低對續(xù)流二極管的特性要求，且實現(xiàn)不同模式的平滑過渡，優(yōu)化thd性能。