[发明专利]定频恒导通时间电流断续模式的功率因数校正控制装置

说明书

技术领域

本发明属于开关电源技术领域，涉及一种工作在电流断续模式（Discontinuous conduction mode,以下简称DCM）下的恒定频率、恒定导通时间的功率因数校正电路的控制装置。

背景技术

电力电子装置的广泛应用，给公用电网造成严重污染，谐波和无功问题日益受到重视。为了减轻电力污染的危害程度，许多国家纷纷制定了相应的标准，如国际电工委员会的谐波标准IEEE555-2和IEC1000-3-2等。开关电源中通常采用功率因数校正（Power Factor Correction，简称PFC）技术，如有源功率因数校正（Active Power Factor Correction，简称APFC）技术来有效地抑制谐波。

反激变换器由于结构简单，广泛应用于中小功率变换器中。目前一种应用趋势是在反激变换器结合一些常应用于非隔离型拓扑的电流临界断续模式的功率因数校正芯片构成单级PFC电路，如利用乘法器采样输入电压波形、工作在电流临界断续模式的L6562和无需乘法器、工作在恒导通时间控制的NCP1607等。这两种不同的控制方式的共同点是都是控制主电路工作在电流临界导通模式，优点是电路的效率较高；缺点是对于反激电路或buck-boost电路而言，电路的功率因数较低，尤其是在高输入电压情况下。

对于反激变换器而言，直流输入电流平均值表达式如（1）所示，输入电流平均值表达式越接近正弦半波，则电路的功率因数越高。

                                                     （1）

对于L6562或NCP1607这两种工作在电流临界断续模式单级反激PFC电路而言：

                                                    （2）

                                     （3）

                            （4）

其中为输出电压折算到变压器原边之后的电压，k为电流电压对应系数，D为占空比，为导通时间与开关周期的比值；半个工频周期内的归一化的输出电流波形如图1所示，其中s=V_o^’/V_ac，可以看到随着s变小，即输入电压幅值增大，输入电流的波形失真越厉害，功率因数越低。

因此，克服现有技术缺陷，提高单级反激PFC电路的功率因数是非常具有实际意义和挑战性的一项工作。

发明内容

本发明提出了一种定频恒导通时间电流断续模式单级反激PFC控制装置，该控制装置无需乘法器，结构非常简单，可以获得较高的功率因数。

本发明解决技术问题所采取的技术方案为：

本发明包括电压环模块、锯齿波产生模块、比较器Uc、定时触发器、驱动脉冲产生模块和驱动模块，电压环模块的输入接输出电压反馈端（FB），电压环模块的输出接到比较器Uc的一个输入端，比较器Uc的另一个输入端接锯齿波产生模块的输出端，比较器Uc的输出端接驱动脉冲产生模块的一个输入端，驱动脉冲产生模块的另一个输入端接定时触发器的输出端，驱动脉冲产生模块的一个输出端接驱动模块的输入端，驱动脉冲产生模块的另一个输出端接锯齿波产生模块的输入端，驱动模块的输出接驱动端（DRV）。

电压环模块由输入电阻Rf、误差放大器Uf、补偿网络和电压基准Vref组成；其中输入电阻Rf的一端接输出电压反馈端（FB），输入电阻Rf的另一端接误差放大器的负输入端，误差放大器Uf的正输入端接电压基准Vref，对于电压型的误差放大器，补偿网络跨接在误差放大器Uf的负输入端和输出端之间。

锯齿波产生模块由正电源VDD、直流电流源IDC、电容Cs和开关Sc组成；其中恒流源IDC的一端接正电源VDD,直流电流源IDC的另一端接电容Cs的一端和开关Sc的一端后作为锯齿波产生模块的输出端，电容Cs的另一端和开关Sc的另一端接地，开关Sc的控制端接驱动脉冲产生模块的反相输出，锯齿波产生模块在主电路开关管导通期间产生锯齿波；在主电路开关管关断期间，锯齿波产生模块输出低电平，