[发明专利]用于PFC转换器的电力供给电路

说明书

本发明公开了一种PFC转换器（100），其包括电压整流器电路（126,127,153）和电压调节器电路（81,90,33,54）。所述PFC转换器（100）还包括电感器（140），其具有耦合到电压整流器电路（126,127,153）和电压调节器电路（81,90,33,54）的多个辅助绕组（141,142）。其中一个辅助绕组（142）被设置成在起动阶段期间利用电压整流器电路（126,127,153）向电压调节器电路（81,90,33,54）提供起动电压（V1）。另一个辅助绕组（141）被设置成在稳态阶段期间利用电压整流器电路（126,127,153）向电压调节器电路（81,90,33,54）提供电压（V1）。

技术领域

本发明涉及PFC转换器，更具体来说涉及用于降压-升压功率因数校正（PFC）转换器的内部电力供给电路。

背景技术

PFC转换器被利用来改进AC电力的功率因数。电力转换器的设计方面的一个重要考虑因素是电力转换器应当提供高功率因数。电力转换器的功率因数通常是指电路中的实际功率与电压和电流的乘积的比值。高功率因数是近似或超出0.9的功率因数，最大功率因数是1.0。例如在被供电的设备中，对于所输送的相同数量的实际功率，具有低功率因数的负载所吸取的电流多于具有高功率因数的负载。

固态PFC控制器也是已知的，并且被设计用于每一种主要的开关模式电力转换器拓扑：降压、升压以及降压-升压。一般来说，包括降压-升压电路的降压衍生电路会中断线路输入电流，而升压衍生电路则不会。

降压-升压电力转换器通常也是本领域内所公知的：降压（步降）转换器后面跟随着升压（步升）转换器。输出电压的极性与输入相同，并且可以低于或高于输入。这样的非反相降压-升压转换器可以使用单个电感器，其可以被既用作降压电感器又用作升压电感器。

这样的传统的降压-升压电力转换器包括内部电力供给电路，其通常由PFC电感器的辅助绕组、电荷泵电路和线性电压调节器构成。降压-升压PFC转换器中的这种内部电力供给电路的一个重要限制在于，电荷泵之后的电压包括高波纹电压，其频率为主输入频率的两倍。这一高波纹电压的后果在于其导致线性电压调节器具有高功率损耗，并从而导致成本效益较低。

需要一种能够避免现有技术电路的限制的功率因数校正电路。具体来说，需要一种用于降压-升压PFC转换器的内部电力供给电路，其能够消除或减少波纹电压，从而允许线性电压整流器之后的电压在稳态下与DC总线电压（降压-升压PFC转换器的输出）成线性。更小的或者被消除的电压波纹将改进线性电压调节器中的功率损耗因数，并且允许降压-升压PFC转换器具有更高的成本效益。

本发明解决了这样的需求。

发明内容

本发明提供了消除或减少存在于传统PFC转换器中的电压波纹的具有功率因数校正电路的电力转换器的各个方面。

本发明的一方面涉及一种降压-升压PFC转换器，其包括：具有绕组以及第一辅助绕组和第二辅助绕组的电感器；连接到第一和第二辅助绕组的峰值电压整流器；以及耦合到峰值电压整流器的电压调节器。

本发明的另一方面涉及包括电压整流器电路和电压调节器电路的PFC转换器。所述PFC转换器还包括电感器，其具有连接到电压整流器电路和电压调节器电路的多个辅助绕组。其中一个辅助绕组被设置成在起动阶段期间利用电压整流器电路向电压调节器电路供给起动电压。另一个辅助绕组被设置成在稳态阶段期间利用电压整流器电路向电压调节器电路供给电压。

本发明的另一方面涉及一种用于在具有降压晶体管、升压晶体管和电压调节器的降压-升压PFC转换器中实现功率因数校正的方法。所述方法包括以下步骤：当降压晶体管和升压晶体管都处于关断状态时，把电压调节器处的电压控制成与降压-升压PFC转换器的输出DC电压相比基本上成线性。所述方法还包括以下步骤：当降压晶体管和升压晶体管都处于接通状态时，控制电压调节器处的电压从而使得在起动阶段期间满足对应于降压-升压PFC转换器的阈值电压。