專利名稱：降壓開(kāi)關(guān)電源及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及電子電路，特別地，涉及一種降壓開(kāi)關(guān)電源及其控制方法。
背景技術(shù)：
如今，開(kāi)關(guān)電源被廣泛用來(lái)為電子設(shè)備供電。一般地，開(kāi)關(guān)電源從電網(wǎng)獲得交流電壓，通過(guò)整流橋?qū)⒃摻涣麟妷恨D(zhuǎn)換為不控直流電壓，再通過(guò)開(kāi)關(guān)電路將該不控直流電壓轉(zhuǎn)換為所需信號(hào)以驅(qū)動(dòng)負(fù)載。然而，隨著開(kāi)關(guān)電源的廣泛應(yīng)用，愈來(lái)愈多的諧波電流被注入電網(wǎng)。高次諧波的產(chǎn)生，增加了電能諧波損耗，降低了系統(tǒng)功率因數(shù)，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生很大的危害。它不僅影響電網(wǎng) 的質(zhì)量，而且還對(duì)電網(wǎng)的可靠性有很大的影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成繼電保護(hù)誤動(dòng)，燒毀保護(hù)電路板、數(shù)字電表及其它裝置。因此，開(kāi)關(guān)電源必須減小諧波分量，提高功率因數(shù)。一種常用的功率因數(shù)校正方法為使整流橋輸出電流的峰值，即開(kāi)關(guān)電路輸入電流的峰值跟隨開(kāi)關(guān)電路的輸入電壓。為了降低電磁干擾(electromagnetic interference,EMI)，在電網(wǎng)和整流橋之間通常電耦接一 EMI濾波器。由于該EMI濾波器的存在，開(kāi)關(guān)電路輸入電流的平均值即等于開(kāi)關(guān)電源從電網(wǎng)獲取的電流，即開(kāi)關(guān)電源的輸入電流。對(duì)輸入電流連續(xù)的開(kāi)關(guān)電路(例如升壓電路)而言，若開(kāi)關(guān)電路輸入電流的峰值跟隨開(kāi)關(guān)電路的輸入電壓，則開(kāi)關(guān)電源輸入電流的波形為正弦波，且與電網(wǎng)電壓同相。因而開(kāi)關(guān)電源的功率因數(shù)高且諧波分量小。但是，對(duì)于輸入電流不連續(xù)的降壓電路而言，情況卻并非如此。圖I和圖2為現(xiàn)有的輸入電流不連續(xù)的降壓電路的波形圖，其中Iin為降壓電路的輸入電流，Ipk為降壓電路輸入電流的峰值，CTRL為降壓電路中開(kāi)關(guān)管的控制信號(hào)，Iave為降壓電路的輸入平均電流。由圖可知，當(dāng)降壓電路輸入電流峰值Ipk的波形為正弦波時(shí)，其輸入電流的平均值Iave，即降壓開(kāi)關(guān)電源輸入電流的波形并非為正弦。因而降壓開(kāi)關(guān)電源輸入電流的諧波分量大、諧波畸變率(total harmonic distortion, THD)高,開(kāi)關(guān)電源的功率因數(shù)受到不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低電流諧波畸變率、高功率因數(shù)的降壓開(kāi)關(guān)電源及其控制方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種降壓開(kāi)關(guān)電源，包括降壓電路，包括開(kāi)關(guān)管和儲(chǔ)能元件，隨著所述開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，所述儲(chǔ)能元件存儲(chǔ)和輸出能量；輸入電壓采樣電路，電耦接至所述降壓電路的輸入端，采樣所述降壓電路的輸入電壓，并產(chǎn)生輸入電壓采樣信號(hào)；電流采樣電路，電耦接至開(kāi)關(guān)管，采樣流過(guò)所述開(kāi)關(guān)管的電流，并產(chǎn)生電流采樣信號(hào)；平方電路，電耦接至所述輸入電壓采樣電路以接收輸入電壓采樣信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行平方運(yùn)算產(chǎn)生第一乘法輸入信號(hào)；乘法電路，電耦接至所述平方電路，將第一乘法輸入信號(hào)與第二乘法輸入信號(hào)相乘，并產(chǎn)生乘積信號(hào)；第一比較電路，電耦接至所述電流采樣電路和所述乘法電路，將電流采樣信號(hào)與乘積信號(hào)進(jìn)行比較；以及邏輯電路，電耦接至所述開(kāi)關(guān)管的柵極和所述第一比較電路，在電流采樣信號(hào)大于或大于等于乘積信號(hào)時(shí)，將所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，一種降壓開(kāi)關(guān)電源的控制方法，該降壓開(kāi)關(guān)電源包括降壓電路，降壓電路包括開(kāi)關(guān)管和電耦接至所述開(kāi)關(guān)管的儲(chǔ)能元件，隨著所述開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，所述儲(chǔ)能元件存儲(chǔ)和輸出能量，該控制方法包括采樣所述降壓電路的輸入電壓，并產(chǎn)生輸入電壓采樣信號(hào)；采樣流過(guò)所述開(kāi)關(guān)管的電流，并產(chǎn)生電流采樣信號(hào)；通過(guò)將輸入電壓米樣信號(hào)平方來(lái)產(chǎn)生第一乘法輸入信號(hào)；將第一乘法輸入信號(hào)與第二乘法輸入信號(hào)相乘，產(chǎn)生乘積信號(hào)；將電流采樣信號(hào)與乘積信號(hào)進(jìn)行比較；以及在電流采樣信號(hào)大于或大于等于乘積信號(hào)時(shí)，將所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷。
通過(guò)對(duì)輸入電壓采樣信號(hào)進(jìn)行平方，使降壓電路輸入平均電流的波形跟隨輸入電壓，減小了降壓開(kāi)關(guān)電源輸入電流的諧波分量，降低了 THD，并提高了降壓開(kāi)關(guān)電源的功率因數(shù)。


圖I和圖2為現(xiàn)有的輸入電流不連續(xù)的降壓電路的波形圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的降壓開(kāi)關(guān)電源300的框圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的降壓開(kāi)關(guān)電源400的電路圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的峰值采樣電路409的電路圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的降壓開(kāi)關(guān)電源控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說(shuō)明，并不用于限制本發(fā)明。在以下描述中，為了提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是不必采用這些特定細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)行本發(fā)明。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本發(fā)明，未具體描述公知的電路、材料或方法。在整個(gè)說(shuō)明書中，對(duì)“ 一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“ 一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說(shuō)明書的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和/或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說(shuō)明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱元件“連接到”或“耦接到”另一元件時(shí)，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時(shí)，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出的項(xiàng)目的任何和所有組合。圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的降壓開(kāi)關(guān)電源300的框圖，包括降壓電路(BUCK) 301、輸入電壓采樣電路302、電流采樣電路303和控制電路。降壓電路301包括開(kāi)關(guān)管和儲(chǔ)能元件，通過(guò)整流橋(未示出)從電網(wǎng)獲取電能。儲(chǔ)能元件電耦接至開(kāi)關(guān)管，隨著開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，儲(chǔ)能元件存儲(chǔ)和輸出能量。降壓電路301的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，在此不再贅述。降壓電路301中的開(kāi)關(guān)管可以是任何可控半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件，例如金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)或絕緣柵雙極晶體管(IGBT)
坐寸O輸入電壓采樣電路302電耦接至降壓電路301的輸入端，采樣降壓電路的輸入電壓Vin，并產(chǎn)生輸入電壓采樣信號(hào)VINsense。電流采樣電路303電耦接至降壓電路301中的開(kāi)關(guān)管，采樣流過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流，并產(chǎn)生電流采樣信號(hào)Isense?？刂齐娐冯婑罱又两祲弘娐?01中開(kāi)關(guān)管的柵極，產(chǎn)生控制信號(hào)CTRL以控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷?？刂齐娐钒ㄆ椒诫娐?05、乘法電路306、比較電路307和邏輯電路304。平方電路305電耦接至輸入電壓采樣電路302，對(duì)輸入電壓采樣信號(hào)VINsense進(jìn)行平方來(lái)產(chǎn)生第一乘法輸入信號(hào)MULT。乘法電路306電耦接至平方電路305，將第一乘法輸入信號(hào)MULT與第二乘法輸入信號(hào)相乘，并產(chǎn)生乘積信號(hào)MUL0。比較電路307電耦接至電流采樣電路303和乘法電路306，將電流采樣信號(hào)Isense與乘積信號(hào)MULO進(jìn)行比較。邏輯電路304電耦接至開(kāi)關(guān)管的柵極和比較電路307，在電流采樣信號(hào)Isense大于或大于等于乘積信號(hào)MULO 時(shí)，將開(kāi)關(guān)管關(guān)斷。在一個(gè)實(shí)施例中，第二乘法輸入信號(hào)為與降壓電路301的輸出電壓、輸出電流或輸出功率相關(guān)的補(bǔ)償信號(hào)C0MP。降壓電路301可工作在電流連續(xù)模式、電流斷續(xù)模式或電流臨界連續(xù)模式。在一個(gè)實(shí)施例中，邏輯電路304在流過(guò)儲(chǔ)能元件的電流減小至零時(shí)，將開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，從而使降壓電路301工作在電流臨界連續(xù)模式。該電流的過(guò)零檢測(cè)可通過(guò)監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)管兩端的電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以其他合適的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。 在本發(fā)明的實(shí)施例中，對(duì)輸入電壓采樣信號(hào)VINsmse進(jìn)行平方來(lái)產(chǎn)生第一乘法輸入信號(hào)MULT，并通過(guò)該第一乘法輸入信號(hào)MULT調(diào)節(jié)流過(guò)開(kāi)關(guān)管電流的峰值，使降壓電路的輸入平均電流跟隨輸入電壓。即降壓電路輸入平均電流的波形與輸入電壓Vin的波形一樣，均為整流后的正弦波(饅頭波)，且二者同相。因而減小了降壓開(kāi)關(guān)電源輸入電流的諧波分量，降低了 THD，并提高了功率因數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，降壓開(kāi)關(guān)電源300還包括峰值采樣電路309和誤差放大器308。峰值采樣電路309耦接到電流采樣電路303，對(duì)電流采樣信號(hào)Isense的峰值進(jìn)行采樣，輸出代表流過(guò)開(kāi)關(guān)管峰值電流的峰值采樣信號(hào)Ipk。誤差放大器308將該峰值采樣信號(hào)Ipk與一參考電壓進(jìn)行比較來(lái)產(chǎn)生COMP信號(hào)。在另一實(shí)施例中，COMP信號(hào)還可以被疊加其他的信號(hào)，例如斜坡信號(hào)、直流信號(hào)等。圖4為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的降壓開(kāi)關(guān)電源400的示意性電路圖，該降壓開(kāi)關(guān)電源用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管串，包括EMI濾波器、整流橋、降壓電路、輸入電壓采樣電路402、電流采樣電路403、平方電路405、乘法電路406、第一比較電路407、誤差放大器408、峰值采樣電路409、過(guò)零檢測(cè)電路410、第二比較電路411和邏輯電路404。降壓電路包括輸入電容器Cin、變壓器Tl、開(kāi)關(guān)管SI、二極管Dl和輸出電容器Cwt。整流橋通過(guò)EMI濾波器從電網(wǎng)接收交流電壓Va。，并將其轉(zhuǎn)換為不控直流電壓Vin。輸入電容器Cin并聯(lián)至整流橋的輸出端。輸入電容器Cin的第一端電耦接至二極管Dl的陰極和輸出電容器Crat的第一端，輸入電容器Cin的第二端接地。變壓器Tl具有初級(jí)繞組和次級(jí)繞組，其中初級(jí)繞組的第一端電耦接至輸出電容器Crat的第二端。開(kāi)關(guān)管SI為NM0S(n型M0SFET)，其漏極電耦接至變壓器Tl初級(jí)繞組的第二端和二極管Dl的陽(yáng)極，源極耦接至地。發(fā)光二極管串并聯(lián)連接在輸出電容Cwt兩端。在一個(gè)實(shí)施例中，二極管Dl由同步整流管代替。輸入電壓采樣電路402包括由電阻器Rl和R2組成的電阻分壓器，電耦接至降壓電路的輸入端，米樣降壓電路的輸入電壓Vin,并產(chǎn)生輸入電壓米樣信號(hào)VINsense。電流米樣電路403包括電阻器R4，電耦接在開(kāi)關(guān)管SI的源極和地之間，采樣流過(guò)開(kāi)關(guān)管SI的電流，
并產(chǎn)生電流采樣信號(hào)Ismse。平方 電路405電耦接至輸入電壓采樣電路402以接收輸入電壓采樣信號(hào)VINsense,并對(duì)輸入電壓米樣信號(hào)VINsense進(jìn)行平方來(lái)產(chǎn)生第一乘法輸入信號(hào)MULT。乘法電路406電耦接至平方電路405，將第一乘法輸入信號(hào)MULT與第二乘法輸入信號(hào)相乘，并產(chǎn)生乘積信號(hào)MUL0。峰值采樣電路409電耦接至電流采樣電路403，接收電流采樣信號(hào)Isense，對(duì)電流采樣信號(hào)Lense的峰值進(jìn)行采樣，輸出代表流過(guò)開(kāi)關(guān)管峰值電流的峰值采樣信號(hào)Ipk。誤差放大器408的同相輸入端接收參考信號(hào)Vief，反相輸入端電耦接至峰值采樣電路409以接收峰值采樣信號(hào)Ipk輸出端提供用作第二乘法輸入信號(hào)的補(bǔ)償信號(hào)C0MP。乘法電路406電耦接誤差放大器408的輸出端和平方電路405，將補(bǔ)償信號(hào)COMP與第一乘法輸入信號(hào)MULT的平方相乘，產(chǎn)生乘積信號(hào)MULO。第一比較電路407電耦接至電流采樣電路403和乘法電路406，將電流采樣信號(hào)Isense與乘積信號(hào)MULO進(jìn)行比較。過(guò)零檢測(cè)電路410包括由電阻器R5和R6組成的電阻分壓器，電耦接至變壓器Tl的次級(jí)繞組，產(chǎn)生過(guò)零檢測(cè)信號(hào)Z⑶。第二比較電路411電耦接至過(guò)零檢測(cè)電路410，將過(guò)零檢測(cè)信號(hào)Z⑶與閾值Vth進(jìn)行比較。邏輯電路404電耦接至第一比較電路407和第二比較電路411，在電流采樣信號(hào)Isense大于或大于等于乘積信號(hào)MULO時(shí)，將開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷，在過(guò)零檢測(cè)信號(hào)ZCD小于或小于等于閾值Vth時(shí)，將開(kāi)關(guān)管SI導(dǎo)通。在一個(gè)實(shí)施例中，第一比較電路407包括比較器C0M1，其同相輸入端電耦接至電流采樣電路403以接收電流采樣信號(hào)Isense,反相輸入端電耦接至乘法電路406以接收乘積信號(hào)MUL0。第二比較電路411包括比較器COM2，其同相輸入端接收閾值Vth，反相輸入端電耦接至過(guò)零檢測(cè)電路410以接收過(guò)零檢測(cè)信號(hào)Z⑶。邏輯電路404包括RS觸發(fā)器FF。觸發(fā)器FF的復(fù)位端電耦接至比較器COMl的輸出端，置位端電耦接至比較器COM2的輸出端，輸出端電耦接至開(kāi)關(guān)管SI的柵極。當(dāng)開(kāi)關(guān)管SI導(dǎo)通時(shí)，變壓器Tl存儲(chǔ)能量，流過(guò)開(kāi)關(guān)管SI的電流逐漸增大，電流采樣信號(hào)Ismse也逐漸增大。此時(shí)過(guò)零檢測(cè)信號(hào)ZCD小于零，比較器COM2輸出高電平。當(dāng)電流采樣信號(hào)Isense增大至大于乘積信號(hào)MULO時(shí)，比較器COMl輸出高電平，將觸發(fā)器FF復(fù)位，從而使開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷。當(dāng)開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷，流過(guò)開(kāi)關(guān)管SI的電流等于零，電流采樣信號(hào)Is·也等于零，比較器COMl輸出低電平。在開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷時(shí)，變壓器Tl中存儲(chǔ)的能量通過(guò)二極管Dl被傳送至負(fù)載——發(fā)光二極管。此時(shí)過(guò)零檢測(cè)信號(hào)Z⑶大于零且大于閾值Vth，比較器COM2輸出低電平。在變壓器Tl中存儲(chǔ)的能量被全部傳送至負(fù)載后，變壓器Tl的勵(lì)磁電感和開(kāi)關(guān)管SI的寄生電容產(chǎn)生諧振。當(dāng)開(kāi)關(guān)管SI的端電壓諧振至谷底，即過(guò)零檢測(cè)信號(hào)Z⑶減小至小于閾值Vth時(shí)，比較器COM2輸出高電平，將觸發(fā)器FF置位，從而使開(kāi)關(guān)管SI導(dǎo)通。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的峰值采樣電路409的示意電路圖。如圖5所示，峰值采樣電路409包括二極管D2、電阻器R7、電阻器R8和電容器C。二極管D2的陽(yáng)極耦接至電流采樣電路以接收電流采樣信號(hào)Ismse。電阻器R7的一端耦接到二極管D2的陰極。電阻器R8的一端耦接到電阻器R7的另一端，電阻器R8的另一端接地。電容器C的一端耦接到電阻器R7和電阻器R8之間的節(jié)點(diǎn)，電容器C的另一端接地。這樣，電流采樣信號(hào)Isense的峰值被采樣，從而產(chǎn)生代表流過(guò)開(kāi)關(guān)管峰值電流的峰值采樣信號(hào)Ipk，用來(lái)控制開(kāi)關(guān)管Si，以將流過(guò)發(fā)光二極管的電流調(diào)節(jié)至期望值。圖6為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的降壓開(kāi)關(guān)電源控制方法的流程圖，該開(kāi)關(guān)電源包括整流橋和降壓電路。降壓電路包括開(kāi)關(guān)管和電耦接至開(kāi)關(guān)管的儲(chǔ)能元件，隨著開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，儲(chǔ)能元件存儲(chǔ)和輸出能量。該控制方法包括步驟601 606。在步驟601，采樣降壓電路的輸入電壓，并產(chǎn)生輸入電壓采樣信號(hào)。在步驟602，采樣流過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流，并產(chǎn)生電流采樣信號(hào)。

在步驟604,將第一乘法輸入信號(hào)與第二乘法輸入信號(hào)相乘,產(chǎn)生乘積信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，第二乘法輸入信號(hào)為與降壓電路的輸出電壓、輸出電流或輸出功率相關(guān)的補(bǔ)償信號(hào)。在步驟605，將電流采樣信號(hào)與乘積信號(hào)進(jìn)行比較。在步驟606，在電流采樣信號(hào)大于或大于等于乘積信號(hào)時(shí)，將開(kāi)關(guān)管關(guān)斷。在一個(gè)實(shí)施例中，該控制方法還包括在流過(guò)儲(chǔ)能元件的電流減小至零時(shí)，將開(kāi)關(guān)
管導(dǎo)通。雖然已參照幾個(gè)典型實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語(yǔ)是說(shuō)明和示例性、而非限制性的術(shù)語(yǔ)。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種降壓開(kāi)關(guān)電源，包括 降壓電路，包括開(kāi)關(guān)管和儲(chǔ)能元件，隨著所述開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，所述儲(chǔ)能元件存儲(chǔ)和輸出能量； 輸入電壓采樣電路，電耦接至所述降壓電路的輸入端，采樣所述降壓電路的輸入電壓，并產(chǎn)生輸入電壓米樣信號(hào)； 電流采樣電路，電耦接至所述開(kāi)關(guān)管，采樣流過(guò)所述開(kāi)關(guān)管的電流，并產(chǎn)生電流采樣信號(hào); 平方電路，電耦接至所述輸入電壓采樣電路以接收輸入電壓采樣信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行平方運(yùn)算產(chǎn)生第一乘法輸入信號(hào)； 乘法電路，電耦接至所述平方電路，將第一乘法輸入信號(hào)與第二乘法輸入信號(hào)相乘，并產(chǎn)生乘積信號(hào)； 第一比較電路，電耦接至所述電流采樣電路和所述乘法電路，將電流采樣信號(hào)與乘積信號(hào)進(jìn)行比較；以及 邏輯電路，電耦接至所述開(kāi)關(guān)管的柵極和第一比較電路，在電流采樣信號(hào)大于或大于等于乘積信號(hào)時(shí)，將所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷。
2.如權(quán)利要求I所述的降壓開(kāi)關(guān)電源，其中所述邏輯電路在流過(guò)所述儲(chǔ)能元件的電流減小至零時(shí)，將所述開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通。
3.如權(quán)利要求I所述的降壓開(kāi)關(guān)電源，其中所述第二乘法輸入信號(hào)為與所述降壓電路的輸出電壓、輸出電流或輸出功率相關(guān)的補(bǔ)償信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的降壓開(kāi)關(guān)電源，還包括 峰值采樣電路，電耦接至所述電流采樣電路，對(duì)電流采樣信號(hào)的峰值進(jìn)行采樣，輸出代表流過(guò)所述開(kāi)關(guān)管峰值電流的峰值采樣信號(hào)； 誤差放大器，電耦接至所述峰值采樣電路，接收所述峰值采樣信號(hào)和一參考電壓，并基于所述峰值采樣信號(hào)與所述參考電壓產(chǎn)生所述補(bǔ)償信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的降壓開(kāi)關(guān)電源，其中所述峰值采樣電路包括 第一二極管，陽(yáng)極電耦接至所述電流采樣電路以接收電流采樣信號(hào)； 第一電阻器，所述第一電阻器的一端電耦接到所述第一二極管的陰極； 第二電阻器，所述第二電阻器的一端電耦接到所述第一電阻器的另一端，所述第二電阻器的另一端接地； 電容器，所述電容器的一端電耦接到所述第一電阻器和所述第二電阻器之間的節(jié)點(diǎn)，所述電容器的另一端接地。
6.如權(quán)利要求I所述的降壓開(kāi)關(guān)電源，還包括 過(guò)零檢測(cè)電路，具有輸入端和輸出端，其中輸入端電耦接到所述儲(chǔ)能元件，在輸出端產(chǎn)生過(guò)零檢測(cè)信號(hào)； 第二比較電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端電稱接到所述過(guò)零檢測(cè)電路的輸出端，第二輸入端接收閾值信號(hào)，輸出端耦接到所述邏輯電路，對(duì)過(guò)零檢測(cè)信號(hào)和閾值信號(hào)進(jìn)行比較，在輸出端輸出比較結(jié)果。
7.如權(quán)利要求6所述的降壓開(kāi)關(guān)電源，其中，所述過(guò)零檢測(cè)電路具體為分壓電路，輸入端從所述儲(chǔ)能元件接收一電壓，在輸出端輸出分壓后的電壓作為過(guò)零檢測(cè)信號(hào)。
8.如權(quán)利要求I所述的降壓開(kāi)關(guān)電源，其中所述儲(chǔ)能元件具體為變壓器，所述降壓電路還包括輸入電容器、第二二極管和輸出電容器，其中輸入電容器的第一端電耦接至第二二極管的陰極和輸出電容器的第一端，輸入電容器的第二端接地；變壓器具有初級(jí)繞組和次級(jí)繞組，其中初級(jí)繞組的第一端電耦接至輸出電容器的第二端，所述開(kāi)關(guān)管的柵極接收控制信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)管的一端電耦接至變壓器的初級(jí)繞組的第二端和二極管的陽(yáng)極，所述開(kāi)關(guān)管的另一端耦接至地。
9.一種降壓開(kāi)關(guān)電源的控制方法，該降壓開(kāi)關(guān)電源包括降壓電路，降壓電路包括開(kāi)關(guān)管和電耦接至所述開(kāi)關(guān)管的儲(chǔ)能元件，隨著所述開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，所述儲(chǔ)能元件存儲(chǔ)和輸出能量，該控制方法包括 米樣所述降壓電路的輸入電壓，并產(chǎn)生輸入電壓米樣信號(hào)； 采樣流過(guò)所述開(kāi)關(guān)管的電流，并產(chǎn)生電流采樣信號(hào)； 通過(guò)將輸入電壓米樣信號(hào)平方來(lái)產(chǎn)生第一乘法輸入信號(hào)； 將第一乘法輸入信號(hào)與第二乘法輸入信號(hào)相乘，產(chǎn)生乘積信號(hào)； 將電流采樣信號(hào)與乘積信號(hào)進(jìn)行比較；以及 在電流采樣信號(hào)大于或大于等于乘積信號(hào)時(shí)，將所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷。
10.如權(quán)利要求9所述的控制方法，還包括在流過(guò)所述儲(chǔ)能元件的電流減小至零時(shí)，將所述開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通。
11.如權(quán)利要求9所述的控制方法，其中所述第二乘法輸入信號(hào)為與降壓電路的輸出電壓、輸出電流或輸出功率相關(guān)的補(bǔ)償信號(hào)。
12.如權(quán)利要求11所述的控制方法，還包括 對(duì)電流采樣信號(hào)的峰值進(jìn)行采樣，產(chǎn)生代表流過(guò)所述開(kāi)關(guān)管峰值電流的峰值采樣信號(hào); 基于所述峰值采樣信號(hào)與一參考電壓產(chǎn)生所述補(bǔ)償信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種降壓開(kāi)關(guān)電源及其控制方法。通過(guò)對(duì)輸入電壓采樣信號(hào)進(jìn)行平方，使降壓電路輸入平均電流的波形跟隨輸入電壓，從而減小降壓開(kāi)關(guān)電源輸入電流的諧波分量，降低THD，并提高降壓開(kāi)關(guān)電源的功率因數(shù)。
文檔編號(hào)H02M7/537GK102969927SQ20121052890
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者鄺乃興, 余波, 俞佳琦, 左巧安 申請(qǐng)人:成都芯源系統(tǒng)有限公司