[发明专利]具有功率因数校正的自振荡高频转换器

说明书

一种自振荡转换器，包括功率晶体管和导通电路，所述功率晶体管耦合到初级绕组并且用于控制所述初级绕组中的电流，所述导通电路被配置成导通功率晶体管以维持自振荡转换器中的振荡。该自振荡转换器还包括关断电路，该关断电路被配置成关断功率晶体管以将功率晶体管的导通时间维持在用于功率因数校正的预设值，并且调制功率晶体管的导通时间以调节负载装置中的输出电流。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年10月14日提交的美国临时申请第63/091,457号的权益，该美国临时申请的全部内容通过引用并入本文，以用于所有目的。

背景技术

传统的具有基于集成电路(IC)控制器的开关功率转换器将具有有限的开关频率范围，并且当通过AC(交流)双向可控硅切相调光器供电时，需要逐个线路周期的开启序列。排除基于IC控制器可以显著缩短转换器的开启时间，并且扩展AC双向可控硅切相调光范围。可以使用不具有基于IC控制器的自振荡转换器(也称为振铃扼流圈(ringing choke))来避免上述限制。

尽管在开关功率转换器领域取得了一定进展，但本领域仍需要改进与开关功率转换器相关的方法和系统。

发明内容

本发明总体上涉及电子器件领域，更具体地，本发明涉及用于控制开关功率转换器的装置和方法。本发明的实施例提供具有功率因数校正的自振荡电流调节转换器。

本发明的实施例提供用于驱动具有自振荡转换器的负载装置的电路和方法。该方法使得自振荡转换器能够提供功率因数校正，同时精确地调节负载电流，而无需增加IC控制器。

根据本发明的一些实施例，一种自振荡转换器，包括功率晶体管和导通电路，所述功率晶体管耦合到初级绕组并且用于控制所述初级绕组中的电流，所述导通电路被配置成导通功率晶体管以维持自振荡转换器中的振荡。该自振荡转换器还包括关断电路，该关断电路被配置成关断功率晶体管以将功率晶体管的导通时间维持在用于功率因数校正的预设值，并且调制功率晶体管的导通时间以调节负载装置中的输出电流。

根据本发明的一些实施例，一种自振荡转换器包括初级绕组和功率晶体管，该初级绕组用于耦合到输入电压并向负载装置提供经调节的输出电压，该功率晶体管耦合到初级绕组并且用于控制初级绕组中的电流。该自振荡转换器还包括耦合到初级绕组的第一辅助绕组，用于向功率晶体管提供导通信号以维持自振荡转换器中的振荡，以及耦合到初级绕组的第二辅助绕组，用于向功率晶体管提供关断信号以将功率晶体管的导通时间维持在用于功率因数校正的预设值。该自振荡转换器还包括感测电路，该感测电路用于感测负载器件中的输出电流并提供调制信号以调制功率晶体管的导通时间，以调节负载器件中的输出电流。

在一些实施例中，上述转换器还包括关断电路，该关断电路耦合在第二辅助绕组和功率晶体管之间并且配置成提供关断信号。关断电路包括耦合到第二辅助绕组的斜坡电路，该斜坡电路用于向功率晶体管提供关断信号以将功率晶体管的导通时间维持在预设值。

在一些实施例中，关断电路中的斜坡电路包括串联耦合到第二辅助绕组以提供第一充电电流以将功率晶体管的导通时间维持在预设值的第一电阻器和充电电容器。

在一些实施例中，来自感测电路的调制信号激活到斜坡电路的第二充电电流，以调制功率晶体管的导通时间，从而调节负载装置中的输出电流。

在一些实施例中，所述转换器还包括导通电路，所述导通电路耦合在所述第一辅助绕组和所述功率晶体管之间并且配置成提供所述导通信号，其中所述导通电路包括串联连接的第一支路和第二支路，所述第一支路包括串联连接的第一电阻器和电容器，所述第二支路包括串联连接的二极管和第二电阻器。

在一些实施例中，自振荡转换器是非隔离式降压转换器。

在一些实施例中，自振荡转换器是非隔离式降压-升压转换器。

在一些实施例中，自振荡转换器是隔离式开关模式功率转换器。