[发明专利]具有功率因数校正的开关电源及其控制装置和方法

权利要求书

1.具有功率因数校正的开关电源，包括：

一开关电源转换器，将交流输入电压转换成直流输出信号，所述开关电源转换器包括整流桥、续流二极管、旁路电容、高频滤波电容，一个电感和一个功率管；和一开关电源控制装置，其特征在于：

所述开关电源控制装置包括一功率因数校正器和一总谐波失真优化器，所述功率因数校正器的输出端连接所述功率管，决定所述功率管的导通时间和关断时间，所述总谐波失真优化器的输入端输入交流输入电压，输出端连接功率因数校正器，能够动态跟踪交流输入信号，在交流输入电压增大的时候，减小所述电感的峰值电流，补偿交流电网对所述滤波电容充电的电流；在交流输入电压减小的时候，增大所述电感的峰值电流，补偿交流电网对所述滤波电容放电的电流。

2.如权利要求1所述具有功率因数校正的开关电源，其特征在于所述功率因数校正器包括：

一误差放大器，所述误差放大器的反相输入端是开关电源的直流输出电压的分压，所述误差放大器的正相输入端是参考电压，放大所述直流输出电压的分压和参考电压之间的误差；

一乘法器，所述乘法器的一个输入端是交流输入电压的整流分压信号；所述乘法器的另一个输入来自所述误差放大器的输出信号，乘法器将其两个输入端的信号相乘；

一电流感应比较器，比较所述乘法器的输出信号和电流采样信号，所述电流感应比较器的输出连接触发器，电流感应比较器的输出信号决定了所述功率管的关断时间；

一零电流检测器，用来检测开关电源转换器中的电感中的零电流状态，所述零电流比较器的输出连接所述触发器，零电流比较器的输出信号决定了所述功率管的导通时间；

一触发器，所述触发器的输出连接驱动电路；

一驱动电路，所述驱动电路的输出连接所述功率管。

3.如权利要求2所述具有功率因数校正的开关电源，其特征在于所述电流采样信号是所述功率管的电流在采样电阻上产生的电压。

4.如权利要求2所述具有功率因数校正的开关电源，其特征在于所述总谐波失真优化器，能够动态跟踪交流输入信号，在交流输入电压增大的时候，减小所述乘法器的输出信号的值，或者增大所述电流采样信号的值；在交流输入电压减小的时候，增大所述乘法器的输出信号的值，或者减小所述电流采样信号的值。

5.如权利要求2、3或4所述具有功率因数校正的开关电源，其特征在于所述总谐波失真优化器包括：

一减法器，从一个常量信号(A1)，减去整流分压信号(Vi)之后，经过一个加权器，产生一个失调补偿信号(Vi1)；

一电压上升或下降检测器，所述电压上升或下降检测器根据整流分压信号(Vi)，判断所述整流分压信号(Vi)是处于增大状态，还是减小状态：在所述整流分压信号Vi增大的时候，所述电压上升或下降检测器的输出总谐波失真(THD)优化信号(Ctrl)，等于负的失调补偿信号(Vi1)；在所述整流分压信号(Vi)减小的时候，所述电压上升或下降检测器的输出总谐波失真(THD)优化信号(Ctrl)，等于正的失调补偿信号(Vi1)；

一加法器，从乘法器的输出信号Sm里面加上所述总谐波失真(THD)优化信号(Ctrl)，提供给电流感应比较器的反相输入端。

6.如权利要求2、3或4所述具有功率因数校正的开关电源，其特征在于所述总谐波失真优化器包括：

一减法器，从一个常量信号(A1)，减去整流分压信号(Vi)之后，经过一个加权器，产生一个失调补偿信号(Vi1)；

一电压上升或下降检测器，所述电压上升或下降检测器根据整流分压信号(Vi)，判断所述整流分压信号(Vi)是处于增大状态，还是减小状态，在所述整流分压信号(Vi)增大的时候，所述电压上升或下降检测器的输出总谐波失真(THD)优化信号(Ctrl)，等于负的失调补偿信号(Vi1)；在所述整流分压信号Vi减小的时候，所述电压上升或下降检测器的输出总谐波失真(THD)优化信号(Ctrl)，等于正的失调补偿信号(Vi1)；

一个减法器，从电流采样信号(Srs)里面减去总谐波失真(THD)优化信号(Ctrl)，提供给电流感应比较器的正相输入端。