[发明专利]一种开关变换电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力电子领域，更具体地说，本发明涉及一种开关变换电路及其控制方法。

背景技术

开关变换电路由于其高效率、易控制等优点，在电源转换领域得到了广泛应用。在交流-直流(AC-DC)变换中，为了防止变换器的输入电流对电网造成污染，通常要求变换器达到行业或者各个国家/地区规定的功率因数和谐波要求。

开关变换电路的多种控制方式中，恒定导通时间(constant on time，COT)控制由于瞬态响应速度快、结构简单等优点，被广泛采用。

Buck变换器是降压型拓扑，在线电压小于输出电压时，变换器不工作，因此输入电流存在死区时间。如图1所示，在时刻0至时刻t1以及时刻t2至时刻t3之间，由于线电压Vac小于输出电压V_O，变换器不工作，电感电流i_L为零。该死区时间使得谐波不能满足class-C的要求。

发明内容

因此本发明的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种改进的开关变换电路及其控制方法。

为实现上述目的，根据本发明的实施例，提出了一种开关变换电路，包括：整流单元，接收交流输入电压，产生整流电压；功率开关电路，包括主功率管和电感，其中在主功率管被导通期间，流过电感的电流增大、电感存储能量；在主功率管被断开期间，电感上存储的能量被释放，以传递给输出；误差放大器，对表征输出信号的反馈信号和参考信号的差值进行放大，产生误差放大信号；比较器，比较误差放大信号和斜坡信号大小，产生比较信号，其中所述斜坡信号在主功率管断开期间被复位为零、在主功率管导通期间增大，其增长的斜率与主功率管导通时电感两端的电压成负相关；逻辑驱动电路，根据比较信号产生逻辑驱动信号，用以控制功率开关电路的运行。

为实现上述目的，根据本发明的实施例，还提出了一种用于开关变换电路的方法，所述开关变换电路包括功率开关电路，所述功率开关电路包括主功率管和电感，其中在主功率管被导通期间，电感存储能量，在主功率管被断开期间，电感上存储的能量被释放，以产生输出信号，所述方法包括：提供表征输出信号的反馈信号、表征电感两端电压的采样电压；将所述反馈信号和参考信号的差值进行放大，得到误差放大信号；在主功率管导通期间，通过恒定电流源给电容充电，同时通过与电感两端电压相关的受控电流源给所述电容放电，以产生斜坡信号；在主功率管断开期间，对所述斜坡信号进行复位；将斜坡信号和误差放大信号进行比较，产生比较信号；响应比较信号，断开所述主功率管。

根据本发明各方面的开关变换电路和方法，改善了电路的谐波特性，使电路能满足class C的要求。

附图说明

图1示意性地示出了采用传统COT控制的buck变换器的线电压Vac、电感电流i_L和输入平均电流的时序波形图；

图2示意性地示出了根据本发明实施例的开关变换电路100；

图3示意性地示出了根据本发明实施例的图2所示开关变换电路100的控制电路105和斜坡产生电路106的电路结构示意图；

图4示意性地示出了根据本发明一实施例的开关变换电路200；

图5示意性地示出了根据本发明一实施例的开关变换电路300；

图6示意性地示出了交流输入电压的有效值为230伏(Vin＝230V)时，前述根据本发明实施例的开关变换电路的输入电流i_ac(实线)和传统cot控制下的开关变换电路的输入电流i_pr(虚线)的时序波形图；

图7示意性地示出了交流输入电压的有效值为115伏(Vin＝115V)时，前述根据本发明实施例的开关变换电路的输入电流i_ac(实线)和传统cot控制下的开关变换电路的输入电流i_pr(虚线)的时序波形图；

图8示出前述根据本发明实施例的开关变换电路的交流输入电流的各次谐波；

图9示出了根据本发明实施例的斜坡信号产生电路106中受控电流源62的电路结构示意图；

图10为根据本发明实施例的用于开关变换电路的方法的流程示意图400。

具体实施方式