[发明专利]信号峰值检测器及方法及PFC转换器的控制IC及控制方法

说明书

技术领域

本发明是有关一种信号峰值检测器及方法，特别是关于一种应用在功率因数校正(Power Factor Correction；PFC)转换器以减少脚位(Pin)数量的信号峰值检测器及方法。

背景技术

目前的PFC转换器通常需要取得输入信号的交流信息以及直流信息以达成各种应用，例如利用该交流信息取得与输入信号波形具有比例关系的电流、检测输入信号的谷值、判断总谐波失真(Total Harmonic Distortion；THD)改善失误(trip)点等，而该直流信息可以用来判断输入信号的大小、达成电压过低关断(brown in/brown out)保护等。传统检测直流信息的方法通常是通过检测输入信号的峰值或方均根值来取得。

图1显示传统PFC转换器的控制集成电路(IC)2，供给PFC转换器的交流电压Vac经由桥式整流器4整流后得到输入信号Vin，分压电路6分压输入信号Vin产生输入信号Vd至控制IC2的脚位MULT，控制IC2可以通过脚位MULT上的输入信号Vd取得输入信号Vin的交流信息。此PFC转换器使用信号峰值检测器8来检测输入信号Vd的峰值以取得输入信号Vin的直流信息，在信号峰值检测器8中，由二极管及运算放大器组成的理想二极管10将输入信号Vd提供给电容C1，因而产生峰值信号Vpeak，转换电路12再根据峰值信号Vpeak取得输入信号Vin的直流信息，与电容C1并联的电阻Rff作为放电路径供电容C1缓慢放电。然而，传统的检测直流信息方法需要大电容C1来稳定峰值信号Vpeak，而大电容C1无法制作在控制IC2中，因此需要另一支脚位VFF来外挂大电容C1，也就是说，传统的PFC转换器需要二支脚位MULT及VFF来取得输入信号Vin的交流信息及直流信息。

此外，这种使用电容C1来取得峰值信号Vpeak的方法，在输入信号Vin的峰值由高转低时，峰值信号Vpeak具有较慢的暂态响应。具体而言，参照图2，在时间t1至t2时，输入信号Vin由低峰值转为高峰值，电容C1上的峰值信号Vpeak很快由第一准位VL1上升至第二准位VL2，但是当输入信号Vin由高峰值变回低峰值时，如时间t3至t4所示，由于电容C1无法快速放电，因此峰值信号Vpeak需要经过数个周期TP后才能由第二准位VL2下降至第一准位VL，其中周期TP为输入信号Vin的周期，故图1的信号峰值检测器8在输入信号Vin的峰值由高转低时，其峰值信号Vpeak具有较慢的暂态响应。

为了减少脚位数量，在某些应用中，PFC转换器可能放弃交流信息的取得而仅取得直流信息。图3、图4及图5显示在不取得交流信息时用以检测直流信息的检测器。图3显示现有的方均根检测器14，其包括由电阻R3及R4及电容C1组成滤波器用以取得输入信号Vin的方均根值Vrms给控制IC2，方均根值Vrms具有输入信号Vin的直流信息，故控制IC2可以据以取得输入信号Vin的直流信息。图4显示另一种信号峰值检测器8，其包括电容C1、电阻R3、R4及Rff以及二极管D1，电阻R3及R4分压输入信号Vin产生输入信号Vd经二极管D1对电容C1充电产生峰值信号Vpeak给控制IC2，使控制IC2据以取得输入信号Vin的直流信息，与电容C1并联的电阻Rff作为放电路径供电容C1缓慢放电。在图4的信号峰值检测器8中，二极管D1的顺向偏压将使峰值信号Vpeak与输入信号Vd的峰值之间产生误差，为了消除此误差，可以在二极管D1的阳极及电阻R4之间增加二极管D2，如图5所示。然而，图3、图4及图5所示的检测器在输入信号Vin的峰值由高转低时，也同样会出现较慢暂态响应的问题。

美国专利第6731230号教示一种信号峰值的检测方法，其检测输入信号产生输出峰值信号，其中在输入信号上升期间，若输出峰值信号小于输入信号，则以较快速度调升输出峰值信号，在输入信号下降期间，为了让输出峰值信号维持在输入信号的峰值电压准位，使用参考电压来检测输入信号，当输入信号低于参考电压超过数个预设的工作时脉时，阻止输出峰值信号随着输入信号的下降而下降。然而，此检测方法在输入信号的峰值由高转低时，同样具有较慢暂态响应的问题。

发明内容

本发明的目的之一，在于提出一种PFC转换器的控制集成电路及控制方法，利用单一脚位取得输入信号的交流信息及直流信息。

本发明的目的之一，在于提出一种应用在PFC转换器的信号峰值检测器及方法。

本发明的目的之一，在于提出一种具有快速暂态响应的信号峰值检测器及方法。