[发明专利]一种图腾柱PFC电路及其控制电路和控制方法

说明书

公开了一种图腾柱PFC电路的控制电路和控制方法。所述图腾柱PFC电路的控制电路，通过设置主控管的导通时长，来达到电感电流上升阶段时对主控管的控制，从而可以在电流检测电阻放置于低端，即接地端时，使图腾柱PFC电路工作在连续电流模式下。本发明提供的图腾柱PFC电路，无需采用高压器件，有效降低了电路成本，并且图腾柱PFC电路可以工作在连续电流模式、断续电流模式和临界电流模式下，极大地提高了电路效率。

技术领域

本发明的实施例涉及一种开关电源，更具体地说，尤其涉及一种图腾柱PFC电路。

背景技术

在电源研发领域，为提高电路效率，PFC(Power Factor Correction)，即功率因数校正拓扑的设计变得越来越重要。功率因数指的是电路有效功率与视在功率的比值，用于衡量电力被有效利用的程度，功率因数值越大，代表其电力利用率越高。为了提高用电设备功率因数的技术就被称为功率因数校正。现有的PFC拓扑包括传统桥式PFC、半无桥式PFC和无桥式PFC。在无桥式PFC中，图腾柱PFC具有低传导损耗，高电路效率的优点。

图1示出了现有的图腾柱PFC电路10的拓扑结构示意图。如图1所示，图腾柱PFC电路10包括：耦接至输入交流电源Vsource的电感L1、包含开关管P1和P2的第一桥臂、包含开关管P3和P4的第二桥臂以及输出电容Cout。在常用的峰值电流控制或平均电流控制方式中，为了控制开关管P1-P4的开关，图腾柱PFC电路10需要对流过电感L1的电流IL进行采样以形成反馈机制。在图1中，检测电阻Rcs与电感L1串联耦接，电流检测电路101耦接至检测电阻Rcs的两端，基于检测电阻Rcs两端的电压来输出表征交流输入电流的电流检测信号Vcs。在图1的应用中，电阻Rcs的一端通过电感L1耦接至输入交流电源Vsource，另一端通过开关管P1耦接至输出电压Vout。由于输入交流电源Vsource和输出电压Vout的电压都较高，电流检测电路101需要用到高压隔离器件或霍尔器件，导致电路的成本较高。

图2示出了现有的图腾柱PFC电路20的拓扑结构示意图。与图1相比，图2中的检测电阻Rcs被放置在接地端，不涉及高压。因此，电流检测电路201不需要用到高压器件。然而图2中检测电阻Rcs的位置，仅能检测到同步开关管导通时的电流，即在输入交流电源Vsource的电压正半段仅能检测到流过开关管P1的电流，在输入交流电源Vsource的电压负半段仅能检测到流过开关管P2的电流。无论在哪种情况下，检测电阻Rcs都只能检测到电感电流IL下降时的电流。由于缺乏电感电流IL上升阶段的电流信息，无法实现峰值电流控制或平均电流控制，也就意味着图腾柱PFC电路20无法工作在连续电流模式下，导致电路效率较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种图腾柱PFC电路的控制电路，可以在检测电阻放置于低端，即接地端时，使图腾柱PFC电路工作在连续电流模式下。

根据本发明的实施例，提出了一种图腾柱PFC(功率因数校正)电路的控制电路，包括：误差放大电路，接收表征图腾柱PFC电路的输出电压的反馈信号和反馈基准信号，并且基于所述反馈信号和所述反馈基准信号，输出反馈调节信号；电流谷底基准产生电路，接收所述反馈调节信号，并且基于所述反馈调节信号输出电流谷底基准信号；延时电路，接收所述反馈调节信号，并且基于所述反馈调节信号，输出延时信号；谷底检测电路，接收开关电压，基于所述开关电压，输出谷底检测信号；以及控制信号产生电路，接收表征流过图腾柱PFC电路的检测电阻的电流的电流检测信号、所述电流谷底基准信号、所述延时信号、所述谷底检测信号、模式判断信号和输入至图腾柱PFC电路的交流电压，基于所述电流检测信号、电流谷底基准信号、延时信号、谷底检测信号、模式判断信号和交流电压，输出控制信号用于控制图腾柱PFC电路的各开关管。