[发明专利]功率因数校正（PFC）控制器及使用有限状态机调节PWM控制信号工作周期的方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及信号处理领域，特别涉及一种功率因数校正(powerfactor correction，PFC)控制器以及一种使用有限状态机调节脉宽调制(pulse width modulation，PWM)开关控制信号工作周期的方法。 

背景技术

功率因数校正器经常利用开关模式升压级，将交流电(alternatingcurrent，AC)电压(例如线路/电源电压)转换为直流电(direct current，DC)电压或DC-至-DC，其中输入电流与输入电压成比例。功率因数校正器向许多利用调整输出电压的设备提供功率因数校正(，PFC)和调整后的输出电压。 

图1为功率因数校正器100的一典型实施例，包括开关模式升压级102。电压源101向全波二极管桥式整流器103提供交流电(AC)输入电压V_in(t)。电压源101(例如电压V_in(t))例如可以是公用事业用电，诸如在美国为60Hz/120V线路(电源)电压，或在欧洲为50Hz/230V线路(电源)电压。与输入电压V_in(t)相关的输入速率是电压源101的频率(例如在美国为60Hz，在欧洲为50Hz)。整流器103对输入电压V_in(t)进行整流，并向开关模式升压级102提供整流时变线路输入电压V_x(t)。在任何时刻t时的实际电压被称为瞬时输入电压。除非另有说 明，术语“线路速率”在下文中是指且被定义为与整流线路电压V_x(t)相关的整流输入频率。线路速率也等于与输入电压V_in(t)相关的输入频率的两倍。可根据诸如V_rms的均方根(Root Mean Square，RMS)电压，测量和提供整流线路输入电压。 

开关模式升压级102包括对其控制的开关108(例如场效应晶体管(Field Effect Transistor，FET))，并根据开关108的受控方式提供功率因数校正(PFC)。开关模式升压级102也由开关108控制，且通过二极管111调整能量从整流线路输入电压V_x(t)经过感应器110向电容器106的传输。当开关108接通时，即处于“ON”状态，感应器电流i_L斜升。当开关108未接通时，即处于“OFF”状态，感应器电流i_L斜降，并向再充电电容器106提供电流i_L。感应器电流i_L发生斜降的时间段通常被称为“感应器回描时间”。可将感应电阻109与感应器110有效地串联起来使用。 

功率因数校正器100的功率因数校正(PFC)控制器114控制开关108，并由此控制功率因数校正，且调节开关模式升压级102的输出功率。功率因数校正技术的目的是使开关模式升压级102对电压源101显示出电阻性。因此，功率因数校正(PFC)控制器114试图控制感应器电流i_L，以使平均感应器电流i_L与整流线路输入电压V_x(t)成比例。在以下两文献中描述了功率因数校正(PFC)控制器114的实施例：1.Unitrode产品数据表“UCC2817，UCC2818，UCC3817，UCC3818BiCMOS Power Factor Preregulator”(SLUS3951)，由Texas InstrumentsIncorporated于2000年2月发表，并于2006年2月修订，版权 2006-2007(在下文中被称为“Unitrode数据表”)；以及2.国际整流器数据表“Datasheet No.PD60230rev CIR1150(S)(PbF)andIR11501(S)(PbF)”，由International Rectifier于2007年2月5日发表。功率因数校正(PFC)114提供脉宽调制(PWM)控制信号CS₀，以控制开关108的导电率。