[发明专利]一种限制谷底频率的方法、电路以及开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源领域，更具体的说，是涉及一种限制谷底频率的方法、电路以及开关电源。 

背景技术

随着电子信息产业的飞速发展，开关电源被广泛的应用在计算机、电力设备、仪器仪表、LED照明、医疗器械、军工设备等领域。通常，开关电源是将外接交流电（如市电220V、380V等）转换成一稳定的直流电以供给负载。 

请参阅图1，为现有技术中开关电源的电路图，其中，该开关电源包括整流桥401、变压器402、控制电路403、电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R5、电容Cout以及开关管404。其中，控制电路403具有CS引脚、GND引脚、OUT引脚、FB引脚以及Vcc引脚，连接关系如图1所示。具体的，采用PWM的控制方式，根据对输出电压Vout的负反馈调节开关管404的导通时间，进而实现对输出负载的供电以及调光。 

但由于电容C1的存在，整流桥401的输出电压在经过电容C1时，会使得输入的电流波形在过零点的时候突变为零，即此时，输入电流Vin不能跟随整流桥401的输出电流，导致总谐波失真THD较大，进而影响功率因数PF。 

现有技术中，为了减小THD，通常采用在过零点附近通过控制开关管的频率来改变来增加开关管的导通时间Tonp。但，这样容易导致开关管的频率超出额定范围，烧毁开关管。 

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种限制谷底频率的方法、电路以及开关电源，在不改变开关管频率的前提下，有效的增加了开关管的导通时间，减小了总谐波失真。 

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： 

一种限制谷底频率的电路，应用于开关电源，包括：导通时间计算电路，所述导通时间计算电路包括第一电容； 

所述导通时间计算电路用于采集表征所述开关电源的输入电压的第一信号以及表征所述开关电源的输出电压的第二信号，并根据第一控制信号以及第二控制信号对所述第一电容进行充放电，将所述第一电容上的电压与预设电压进行比较，输出一表征功率开关的导通时间的关断信号； 

其中，所述第一控制信号为功率管的开关周期Tsw，所述第二控制信号为控制器OUT端的PWM信号。 

优选的，还包括：导通时间逻辑电路，所述导通时间逻辑电路根据第三控制信号，将接收到的所述关断信号处理生成一PWM控制信号，其中，所述第三控制信号为反映副边绕组的整流管导通情况的时间信号。 

优选的，还包括：工作周期采样电路，所述工作周期采样电路用于根据所述第二控制信号以及过零检测信号，采样得到所述第一控制信号。 

优选的，还包括输入电压采样电路以及输出电压采样保持电路， 

所述输入电压采样电路的输入端以及所述输出电压采样保持电路的输入端均与控制器的FB端相连，所述输入电压采样电路输出所述第一信号，所述输出电压采样保持电路输出所述第二信号。 

优选的，所述预设电压为根据所述第二控制信号对第二电容充电产生。 

优选的，所述第二电容的容值与所述第一电容的容值相同。 

优选的，所述导通时间计算电路包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一电容、第二电容、比较器以及第一或门； 

所述第一开关管的输出端分别与所述第二开关管的输出端、所述第一电容的第一端、所述比较器的同相输入端以及所述第四开关管的输入端相连，所述第二开关管的输入端通过所述第三开关管分别与所述第二电容的第一端以及所述比较器的反相输入端相连，所述第四开关管的控制端与所述第一或门的输出端相连，所述第一或门的两个输入端分别接所述第一控制信号以及 所述第二控制信号的反信号，所述第三开关管的控制端接所述第一控制信号，所述第一开关管的控制端以及所述第二开关管的控制端均接所述第二控制信号，所述第一开关管的输入端接控制器FB端正电压转化的第一电流信号，所述第二开关管的输入端接控制器FB端负电压转化的第二电流信号。 

优选的，所述导通时间逻辑电路包括：第一触发器以及第二或门； 

所述第一触发器的时钟信号输入端接所述第三控制信号、置位端接所述表征功率开关的导通时间的关断信号，所述第一触发器的输出端接所述第二或门的第一输入端，所述第二或门的第二输入端接收第一预设PWM信号，所述第二或门的输出端为所述限制谷底频率的电路的输出端，产生所述PWM信号。 

优选的，所述工作周期采样电路包括：第二触发器、第三触发器、反相器、或非门以及第四触发器；