[发明专利]具有零电流检测电路的无桥功率因数校正转换器

说明书

本公开涉及具有零电流检测电路的无桥功率因数校正转换器。临界导通模式(CRM)无桥PFC系统包括连接到交流(AC)源的PFC转换器、用于检测PFC转换器的零电流状态的零电流检测(ZCD)电路、零电压切换(ZVS)检测电路和处理器。分压器电路从PFC转换器和AC源接收第一电压和电源电压。ZCD电路接收由分压器电路生成的分压并生成ZCD信号。ZVS检测电路使用ZCD信号生成ZVS标志，该ZVS标志由处理器用来控制PFC转换器的第一至第四晶体管的切换。

技术领域

本发明一般涉及电子电路，并且更具体地说，涉及无桥功率因数校正转换器。

背景技术

使用实际功率与视在功率的比率来确定电路的功率因数，其中实际功率与电路的负载相关联，并且视在功率是供应给电路的功率。功率因数指示电路的效率。高效电路的功率因数在0.8-1范围内，其中1是理想的。

今天的电源通常包括功率因数校正(PFC)转换器，以改善电源效率。PFC电路的一个示例是临界导通模式(CRM)图腾柱(totem-pole)无桥PFC电路。该电路包括零电流检测(ZCD)电路和无桥PFC转换器。无桥PFC转换器包括图腾柱布置的晶体管和电感器。通过仔细控制晶体管的切换来实现接近于1的功率因数。基于ZCD电路检测的电感器上的零电流状态来切换晶体管。

ZCD电路使用辅助绕组来基于辅助绕组中感应的电压来检测零电流状态。然而，感应电压是双极性的，因此需要整流电路来检测感应双极性电压。还需要采样电路来采样用于检测零电流状态的电压。采样电路和整流电路增加了ZCD电路所需的面积，从而增加了无桥PFC系统所需的面积。

ZCD电路的其它实现包括检测零电流状态的电流变换器(CT)传感器。但是，使用多个CT传感器会增加面积和功耗。此外，其它无桥PFC系统可以包括附加硬件电路系统或使用基于软件的方法来控制无桥PFC转换器。但是，准确性问题很普遍。因此，CRM无桥PFC系统仍有改善的空间。

附图说明

当结合附图阅读时，将更好地理解本发明的优选实施例的以下详细描述。通过示例的方式说明了本发明，并且本发明不受附图的限制，在附图中相同的附图标记指示相似的元件。

图1是根据本发明的实施例的临界导通模式(CRM)无桥功率因数校正(PFC)系统的示意框图；

图2是根据本发明的实施例的图1的CRM无桥PFC系统的无桥PFC转换器的示意电路图；

图3A是根据本发明的实施例的图1的CRM无桥PFC系统的零电流检测(ZCD)电路的示意电路图；

图3B是说明根据本发明的实施例的图3A的ZCD电路在电源电压的正半周期和负半周期中的操作的时序图；

图4是根据本发明的实施例的图1的CRM无桥PFC系统的零电压切换(ZVS)检测电路的示意电路图；

图5是说明根据本发明的实施例的图1的CRM无桥PFC系统的处理器的操作的流程图；和

图6是说明根据本发明的实施例的CRM无桥PFC系统在正半周期中的操作的时序图。

具体实施方式

附图的详细描述旨在作为对本发明的当前优选实施例的描述，而不是要表示可以实践本发明的唯一形式。应当理解，相同或等同的功能可以通过旨在包含在本发明的精神和范围内的不同实施例来实现。

出于本说明书的目的，术语“耦接”、“耦接到”、“被耦接”、“连接”、“连接到”或“被连接”是指允许能量在两个或更多个元件之间转移的领域中已知的或以后开发的任何方式，并且考虑插入一个或多个附加元件，尽管不是必需的。术语“直接耦接”、“直接连接”等意味着连接的元件是连续的或经由导体连接以传输电信号。