本發(fā)明涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種功率因數(shù)校正方法、功率因數(shù)校正電路和開關(guān)電源。

背景技術(shù)：

目前，為了提高電源的利用效率，在開關(guān)電源產(chǎn)品上大多會(huì)加裝功率因數(shù)校正電路(Power Factor Corrector，PFC)。

現(xiàn)有技術(shù)中常見的功率因數(shù)校正電路包括臨界模式(Critical Mode PFC)和連續(xù)導(dǎo)通模式(Continue Conduction Mode PFC)，其中，臨界模式的功率因數(shù)校正電路在運(yùn)行時(shí)，需要檢測電抗器電流過零的臨界點(diǎn)。

在現(xiàn)有技術(shù)中，過零電流的檢測具有下述方法：使用電抗器的輔助繞組進(jìn)行檢測的方法以及直接檢測電抗器電流的方法。直接檢測電抗器電流的方法具有下述優(yōu)點(diǎn)：電抗器上不需要輔助繞組。

在直接檢測電抗器過零電流的情況下，考慮到檢測偏差以及比較器的偏移量等因素，通常使用具有比電流零值稍大的檢測閾值的比較器進(jìn)行零電流的檢測。

但是，為了使電流過零點(diǎn)的檢測具有更好的精度，在現(xiàn)有技術(shù)1中(JP特開2013-243838A)，通過檢測電抗器電流大小隨時(shí)間的傾斜，來預(yù)測電流的過零點(diǎn)。

應(yīng)該注意，上面對技術(shù)背景的介紹只是為了方便對本申請的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因?yàn)檫@些方案在本申請的背景技術(shù)部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在通過電流傾斜檢測電流過零點(diǎn)的情況下，為了檢測其傾斜需要求出電流的時(shí)間變化率，由于電路中包含時(shí)間常數(shù)，會(huì)受到時(shí)間常數(shù)的偏差的影響，并且，電路也會(huì)復(fù)雜化；并且，在臨界模式PFC中，在通過電抗器電流檢測 電流過零點(diǎn)使其在臨界模式運(yùn)行的情況下，有時(shí)瞬時(shí)輸入電壓比較低，會(huì)導(dǎo)致在開關(guān)元件斷開后電抗器的輸出端電壓沒有達(dá)到輸出電壓或負(fù)載極輕且電抗器電流比較小，因此，在開關(guān)元件的斷開期間電抗器電流停留在零附近，難以檢測電流過零的時(shí)刻。

本申請的實(shí)施例提供一種功率因數(shù)校正方法、功率因數(shù)校正電路和開關(guān)電源。能夠不需要預(yù)測零電流，而是根據(jù)在導(dǎo)通期間電抗器的電流，以及對電抗器的再生電流的結(jié)束時(shí)刻這二者，來決定開關(guān)元件下一次導(dǎo)通開始的時(shí)刻，因此，無論電抗器上流過的電流是否達(dá)到規(guī)定值，都能夠使開關(guān)元件正確地導(dǎo)通。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供一種功率因數(shù)校正(Power Factor Correction)電路，該功率因數(shù)校正電路具有：

整流單元，其用于將輸入的交流電源的交流電壓整流為直流電壓并且輸出；

開關(guān)單元，其具有串聯(lián)連接的電抗器、開關(guān)元件以及電阻，所述開關(guān)元件用于對所述直流電壓進(jìn)行開關(guān)，以對流過所述電抗器的再生電流進(jìn)行整流平滑并得到輸出電壓；

導(dǎo)通時(shí)間控制單元，其用于根據(jù)所述輸出電壓設(shè)定所述開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間；

電抗器電流檢測單元，其用于根據(jù)所述開關(guān)單元的所述電阻的電壓下降，檢測流過所述電抗器的再生電流的結(jié)束時(shí)刻；以及

導(dǎo)通時(shí)間決定單元，其用于根據(jù)在所述開關(guān)元件導(dǎo)通期間所述電阻的電壓下降的大小，以及所述電抗器電流檢測單元的檢測結(jié)果，決定所述開關(guān)元件的下一次的導(dǎo)通開始時(shí)刻。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，提供一種開關(guān)電源，其如上述實(shí)施例的第一方面所述的功率因數(shù)校正電路。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第三方面，提供一種功率因數(shù)校正方法，該功率因數(shù)校正方法包括：

將輸入的交流電源的交流電壓整流為直流電壓；

利用開關(guān)元件對直流電壓進(jìn)行開關(guān)，以對流過電抗器的再生電流進(jìn)行整流平滑并得到輸出電壓，所述開關(guān)元件、所述電抗器與電阻串聯(lián)；

根據(jù)所述輸出電壓設(shè)定所述開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間；

根據(jù)所述電阻的電壓下降，檢測流過所述電抗器的再生電流的結(jié)束時(shí)刻；以及

根據(jù)在所述開關(guān)元件導(dǎo)通期間所述電阻的電壓下降的大小，以及再生電流的結(jié)束 時(shí)刻的檢測結(jié)果，決定所述開關(guān)元件的下一次的導(dǎo)通開始時(shí)刻。

本發(fā)明的有益效果在于：不需要預(yù)測零電流，而是根據(jù)在導(dǎo)通期間電抗器的電流，以及對電抗器的再生電流的結(jié)束時(shí)刻這二者，來決定開關(guān)元件下一次導(dǎo)通開始的時(shí)刻，因此，無論電抗器上流過的電流是否達(dá)到規(guī)定值，都能夠使開關(guān)元件正確地導(dǎo)通。

參照后文的說明和附圖，詳細(xì)公開了本發(fā)明的特定實(shí)施方式，指明了本發(fā)明的原理可以被采用的方式。應(yīng)該理解，本發(fā)明的實(shí)施方式在范圍上并不因而受到限制。在所附權(quán)利要求的精神和條款的范圍內(nèi)，本發(fā)明的實(shí)施方式包括許多改變、修改和等同。

針對一種實(shí)施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施方式中使用，與其它實(shí)施方式中的特征相組合，或替代其它實(shí)施方式中的特征。

應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，術(shù)語“包括/包含”在本文使用時(shí)指特征、整件、步驟或組件的存在，但并不排除一個(gè)或更多個(gè)其它特征、整件、步驟或組件的存在或附加。

附圖說明

所包括的附圖用來提供對本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步的理解，其構(gòu)成了說明書的一部分，用于例示本發(fā)明的實(shí)施方式，并與文字描述一起來闡釋本發(fā)明的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：

圖1是本實(shí)施例1的功率因數(shù)校正電路的一個(gè)電路結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本實(shí)施例1的功率因數(shù)校正電路的一個(gè)工作時(shí)序圖；

圖3是本實(shí)施例2的功率因數(shù)校正電路的一個(gè)電路結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本實(shí)施例2的功率因數(shù)校正電路的一個(gè)工作時(shí)序圖；

圖5是本實(shí)施例3的功率因數(shù)校正方法的一個(gè)流程示意圖。

具體實(shí)施方式

參照附圖，通過下面的說明書，本發(fā)明的前述以及其它特征將變得明顯。在說明書和附圖中，具體公開了本發(fā)明的特定實(shí)施方式，其表明了其中可以采用本發(fā)明的原則的部分實(shí)施方式，應(yīng)了解的是，本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施方式，相反，本發(fā)明包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的全部修改、變型以及等同物。

實(shí)施例1

本申請實(shí)施例1提供一種功率因數(shù)校正電路，圖1是本實(shí)施例1的功率因數(shù)校正電路的一個(gè)電路結(jié)構(gòu)圖，圖2是該功率因數(shù)校正電路的一個(gè)工作時(shí)序圖。如圖1所示，該功率因數(shù)校正電路包括整流單元101，開關(guān)單元，導(dǎo)通時(shí)間控制單元103，電抗器電流檢測單元104，以及導(dǎo)通時(shí)間決定單元105。

其中，整流單元101用于將輸入的交流電源的交流電壓整流為直流電壓并且輸出；開關(guān)單元具有串聯(lián)連接的電抗器L1、開關(guān)元件Q1以及電阻R3，該開關(guān)元件Q1用于對直流電壓進(jìn)行開關(guān)，以對流過電抗器L1的再生電流進(jìn)行整流平滑并得到輸出電壓；導(dǎo)通時(shí)間控制單元103用于根據(jù)該輸出電壓，設(shè)定開關(guān)元件Q1的導(dǎo)通時(shí)間；電抗器電流檢測單元104用于根據(jù)開關(guān)單元102中的電阻R3的電壓下降，檢測流過電抗器L1的再生電流的結(jié)束時(shí)刻；導(dǎo)通時(shí)間決定單元105用于根據(jù)在開關(guān)元件Q1導(dǎo)通期間電阻R3的電壓下降的大小，以及電抗器電流檢測單元104的檢測結(jié)果，決定開關(guān)元件Q1的下一次的導(dǎo)通開始時(shí)刻。

在本實(shí)施例中，流過電感器L1的再生電流的結(jié)束時(shí)刻，是指該再生電流等于零或接近零的時(shí)刻，對應(yīng)于圖2中“R3輸入端電壓”到達(dá)零或者零附近的時(shí)刻。

根據(jù)本實(shí)施例的功率因數(shù)校正電路，不需要預(yù)測零電流，而是根據(jù)在導(dǎo)通期間電抗器的電流，以及對電抗器的再生電流的結(jié)束時(shí)刻這二者，來決定開關(guān)元件Q1下一次導(dǎo)通開始的時(shí)刻，因此，無論電抗器上流過的電流是否達(dá)到規(guī)定值，都能夠使開關(guān)元件正確地導(dǎo)通。

如圖1所示，在本實(shí)施例中，整流單元101例如可以是有多個(gè)整流二極管構(gòu)成的橋式整流器D1。本實(shí)施并不限于此，整流單元101還可以具有其他結(jié)構(gòu)。關(guān)于整流單元101的結(jié)構(gòu)和原理可以參考現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例不再贅述。

如圖1所示，導(dǎo)通時(shí)間控制單元103例如可以包括導(dǎo)通時(shí)間控制電路1031和誤差放大電路1032，其中，該誤差放大電路1032中的放大器A1可以根據(jù)由電阻R1和R2分壓所得到的電壓與Vref的關(guān)系來輸出誤差放大值，并且，導(dǎo)通時(shí)間控制電路1031可以根據(jù)放大器A1輸出的誤差放大值，輸出控制信號(hào)，該控制信號(hào)被輸入到觸發(fā)器FF1的復(fù)位輸入端R，以控制Q1的導(dǎo)通時(shí)間，因此，Q1的導(dǎo)通時(shí)間可以是由R1、R2和Vref決定的目標(biāo)值。關(guān)于導(dǎo)通時(shí)間控制單元103的工作原理，可以參考現(xiàn) 有技術(shù)，本實(shí)施例不再贅述。

如圖1所示，電抗器電流檢測單元104可以包括CP3和CP4，能夠根據(jù)開關(guān)單元102中的電阻R3的電壓下降，檢測流過電抗器L1的再生電流的結(jié)束時(shí)刻。并且，該電抗器電流檢測單元104還可以具有CP5，其用于將電阻R3的電壓下降與第一閾值Vsc2進(jìn)行比較，以確定在開關(guān)元件Q1導(dǎo)通期間電阻R3的電壓下降的大小，電抗器電流檢測單元104中各部件的連接關(guān)系以及工作原理，參見下述的描述。

如圖1所示，導(dǎo)通時(shí)間決定單元105例如可以包括或門U2、與門U3、與門U4以及觸發(fā)器FF2，關(guān)于導(dǎo)通時(shí)間決定單元105中各部件的連接關(guān)系以及工作原理，參見下述的描述。

在本實(shí)施例中，如圖1所示，該功率因數(shù)校正電路還可以包括觸發(fā)器FF1，其中，觸發(fā)器FF1的設(shè)置輸入端S連接或門U2的輸出端，觸發(fā)器FF1的復(fù)位輸入端R可以連接導(dǎo)通時(shí)間控制電路1031中的比較器CP1的輸出端，觸發(fā)器FF1的輸出端Q可以經(jīng)由開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件Q1的柵極，觸發(fā)器FF1的輸出端可以連接導(dǎo)通時(shí)間控制電路1031中的開關(guān)元件Q2的柵極。

下面，結(jié)合圖2的工作時(shí)序圖對本實(shí)施例中的功率因數(shù)校正電路的電路結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行詳細(xì)說明。在以下的說明中，電阻R3兩端的電壓值是以R3右側(cè)的基準(zhǔn)電壓為基準(zhǔn)，進(jìn)行檢測得出的，該基準(zhǔn)電壓例如可以是0V，由此，電阻R3兩端的電壓可以是負(fù)值，相應(yīng)地，第一閾值Vcs2和第二閾值Vcs1也是負(fù)值，并且，|Vcs2|>|Vcs1|>0。但是，本實(shí)施例并不限于此，也可以以R3的左側(cè)電壓作為基準(zhǔn)，來檢測R3兩端的電壓值，由此，電阻R3兩端的電壓可以是正值，相應(yīng)地，第一閾值Vcs2和第二閾值Vcs1也可以是正值，并且，|Vcs2|>|Vcs1|>0。

另外，圖1中的開關(guān)元件Q1、Q2以N型晶體管為例，并且，圖1中的控制邏輯與晶體管的該導(dǎo)電類型相對應(yīng)，但本申請實(shí)施例并不限于此，當(dāng)開關(guān)元件Q1、Q2為P型晶體管或其他類型的晶體管時(shí)，圖1中電路元件的種類和連接方式可以做出適應(yīng)性調(diào)整，以形成與之對應(yīng)的控制邏輯。

如圖2所示，從T0時(shí)刻開始，如果在開關(guān)元件Q1的導(dǎo)通期間電抗器L1的電流增加，則電抗器電流檢測電阻R3的輸入端電壓，即D1側(cè)電壓朝向與接地方向相反的方向增加。

在T1時(shí)刻，當(dāng)R3的輸入端電壓VR3低于閾值Vcs2，即，|VR3|>|Vcs2|，則在 比較器CP5產(chǎn)生高電平輸出，并輸入到與門U4柵極的一側(cè)的輸入端子；與門U4柵極的另一側(cè)的輸入端子與觸發(fā)器FF1的輸出端Q連接，由此，通過輸出端Q向與門U4輸入了開關(guān)元件Q1導(dǎo)通時(shí)的Q端的高電平信號(hào)。其結(jié)果，在Q1的導(dǎo)通期間流過使R3的輸入端電壓低于閾值Vcs2的電流時(shí)，與門U4輸出高電平，該高電平輸入到寄存器FF2的設(shè)置輸入端S(Set端)，用于設(shè)置FF2。

在本實(shí)施例中，觸發(fā)器FF2的復(fù)位輸入端R可以輸入或門U2的輸出信號(hào)，由此，可以向觸發(fā)器FF2的復(fù)位輸入端R輸入使下一次導(dǎo)通期間開始時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)。由此，在各開關(guān)周期內(nèi)，在流過了使R3的輸入端電壓低于閾值Vcs2的電流的情況下，從U4輸出高電平，并將該高電平輸入到觸發(fā)器FF2的S端，從而對觸發(fā)器FF2進(jìn)行設(shè)置。

在觸發(fā)器FF2的設(shè)置期間，該觸發(fā)器FF2的輸出為低電平，該低電平被輸入到與門U3的柵極的一側(cè)。

在本實(shí)施例中，與門U3的柵極的另一側(cè)的輸入端子與比較器CP4的輸出連接，但是FF2的端子輸出為低電平時(shí)，無論比較器CP4的輸出是高電平或低電平，U3的輸出始終為低電平。其中，比較器CP4是用于檢測R3輸入端電壓是否高于閾值Vsc1的比較器。

在T2時(shí)刻，當(dāng)觸發(fā)器FF1輸出端Q輸出低電平，使得Q1的柵電壓為低電平，由此，開關(guān)元件Q1關(guān)閉，并且，U4的柵極的該另一側(cè)輸入端子被輸入了觸發(fā)器FF1輸出端Q所輸出的低電平，使得U4輸出低電平。

在本實(shí)施例中，U3的輸出連接到或門U2的一側(cè)的輸入端子，比較器CP3的輸出與U2另一側(cè)的輸入端子連接，其中，比較器CP3是用于將R3輸入端電壓與閾值0進(jìn)行比較的比較器。

在電抗器電流流過且在R3兩端產(chǎn)生電壓降的期間，比較器CP3的輸出維持在低電平，在電抗器電流為零且R3兩端電壓過零時(shí)，比較器CP3輸出高電平。

由于比較器CP3的輸出端與U2的一側(cè)輸入端連接，所以在圖2的T3時(shí)刻所對應(yīng)的電抗器電流過零時(shí)，通過來自U2的輸出為高電平，該高電平被輸入到觸發(fā)器FF1的設(shè)置輸入端S，用于設(shè)置觸發(fā)器FF1。

當(dāng)觸發(fā)器FF1被設(shè)置，F(xiàn)F1的輸出端Q輸出高電平，該高電平通過開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)電路向開關(guān)元件Q1的柵極輸出高電平，由此，使得開關(guān)元件Q1導(dǎo)通。

由此，當(dāng)在開關(guān)元件Q1導(dǎo)通期間，流過了使R3的兩端電壓的絕對值高于|Vcs2|的電流的情況下，從電抗器電流過零點(diǎn)開始下一次開關(guān)元件Q1的導(dǎo)通。

在本實(shí)施例中，當(dāng)在開關(guān)元件Q1的導(dǎo)通期間，流過電阻R3的電流在使R3兩端電壓的絕對值沒有超過|Vcs2|而結(jié)束導(dǎo)通期間的情況下，比較器CP5不會(huì)輸出高電平。由此，不設(shè)置FF2，F(xiàn)F2的輸出為高電平，如圖2的時(shí)刻T4所示。

在本實(shí)施例中，與門U3柵極的一側(cè)的輸入端子與觸發(fā)器FF2的輸出端連接，U3的柵極的另一側(cè)的輸入端子與比較器CP4的輸出端連接。比較器CP4用來比較閾值和電流檢測電阻R3的輸入端的電壓。

在Q1斷開期間，電抗器電流減少，如果R3兩端電壓的絕對值減小到小于|Vcs1|，例如圖2的T5時(shí)刻，則從比較器CP4輸出高電平，此時(shí)，從FF2輸出端向與門U3的柵極的一側(cè)的輸入端子輸入高電平，并且U3的柵極的另一側(cè)的輸入端子輸入比較器CP4輸出的高電平，該高電平輸入到或門U2的柵極的一側(cè)輸入端子，并且由或門U2輸出的高電平被輸入到觸發(fā)器FF1的設(shè)置輸入端，以設(shè)置FF1。

通過該動(dòng)作，當(dāng)開關(guān)元件Q1導(dǎo)通期間沒有流過足夠的電抗器電流，且R3兩端電壓的絕對值沒有達(dá)到閾值|Vcs2|的情況下，在開關(guān)元件Q1斷開期間，當(dāng)電抗器電流減小直至R3兩端電壓的絕對值達(dá)到閾值|Vcs1|的時(shí)刻，開始導(dǎo)通開關(guān)元件Q1。

在本實(shí)施例中，在開關(guān)元件導(dǎo)通期間，電阻的電壓下降超過第一閾值的絕對值的情況下，導(dǎo)通時(shí)間決定單元決定為在開關(guān)元件斷開期間，在所述電阻的電壓下降達(dá)到零伏的時(shí)刻，使所述開關(guān)元件導(dǎo)通；并且，在所述開關(guān)元件導(dǎo)通期間，所述電阻的電壓下降不超過第一閾值的絕對值的情況下，所述導(dǎo)通時(shí)間決定單元決定為在所述開關(guān)元件斷開期間，在所述電阻的電壓下降到低于第二閾值的絕對值的時(shí)刻，使所述開關(guān)元件導(dǎo)通，其中，所述第一閾值的絕對值|Vsc2|大于所述第二閾值的絕對值|Vsc1|。

由此，能夠在由于基準(zhǔn)電壓的偏差以及比較器的偏移量等不能正確檢測零電流，或者流過電抗器的電流較小且R3兩端電壓停留在零附近的情況下，通過設(shè)置比上述因數(shù)大的閾值Vcs1，能夠可靠地使開關(guān)元件導(dǎo)通。

在本實(shí)施例中，在直接檢測電抗器電流過零的情況下，為了防止產(chǎn)生導(dǎo)通的失誤，考慮到比較器的偏移量以及偏差等，在流過比電流過零點(diǎn)值稍多的電流的點(diǎn)設(shè)置一個(gè)閾值，在電抗器電流減少的時(shí)刻進(jìn)行下一次的導(dǎo)通。

在臨界模式PFC中，在開關(guān)元件導(dǎo)通期間流過某種程度以上的電抗器電流，在 電抗器輸出側(cè)電壓達(dá)到輸出電壓的情況下，在電抗器電流過零的瞬間也向具有開關(guān)元件的雜散電容以及電抗器的雜散電容充入輸出電壓。

因此，在本實(shí)施例中，由于將PFC的輸出電壓設(shè)定為輸入電壓瞬間值的峰值以上，在電抗器輸出端電壓高于輸出電壓且升壓二極管導(dǎo)通時(shí)，在其后的電抗器電流過零的瞬間，由于電抗器的輸出端電壓比輸入端電壓高，所以電抗器電流反向流過，達(dá)到零以下。

由此，如果流過某種程度以上的電抗器電流，則利用在開關(guān)元件斷開期間電抗器電流達(dá)到零以下，在開關(guān)元件的導(dǎo)通期間流過規(guī)定值以上的電流時(shí)，通過電流檢測閾值零決定開關(guān)元件的下一次導(dǎo)通時(shí)間；在電流沒有達(dá)到規(guī)定值時(shí)，通過比電流過零值稍大的閾值決定開關(guān)元件的導(dǎo)通。因此，在本實(shí)施例中，幾乎在所有的情況下都能通過零電流點(diǎn)決定導(dǎo)通時(shí)間。

實(shí)施例2

本申請實(shí)施例2提供一種功率因數(shù)校正電路，基于實(shí)施例1的功率因數(shù)校正電路。實(shí)施例2的該功率因數(shù)校正電路與實(shí)施例1的功率因數(shù)校正電路的結(jié)構(gòu)相似，二者的相同之處可以參考實(shí)施例1的說明。

圖3是本實(shí)施例2的功率因數(shù)校正電路的一個(gè)電路結(jié)構(gòu)圖，圖4是該功率校正電路的一個(gè)工作時(shí)序圖。下面結(jié)合圖3和圖4，對實(shí)施例2與實(shí)施例1的功率校正器的區(qū)別之處進(jìn)行說明。

如圖3所示，實(shí)施例2的功率校正電路還具有振動(dòng)頻率限制電路106，該振動(dòng)頻率限制電路限制所述輸出電壓的振動(dòng)頻率的上限。

在圖3的電路中，導(dǎo)通時(shí)間控制電路1031a中的開關(guān)元件Q2的柵極不與觸發(fā)器FF1輸出端子連接，而是與振動(dòng)頻率限制電路106中的比較器CP6的輸出連接，由此，比較器CP6的輸出來控制開關(guān)元件Q2是否導(dǎo)通。

此外，在圖3的電路中，導(dǎo)通時(shí)間控制單元103a還可以具有與門U5和反向器U6。

在臨界模式的功率校正器中，如果是輕負(fù)載，則信號(hào)頻率的上升會(huì)使開關(guān)的損耗增大，因此，需要設(shè)置信號(hào)頻率的上限。

在圖3的電路中，在導(dǎo)通期間，比較器CP1的輸出通過反向器U6輸入到與門 U5的柵極的一側(cè)的輸入端子，在U5的柵極的另一側(cè)的輸入端子輸入來自U2的輸出端的信號(hào)。

當(dāng)比較器CP1檢測到放大器A1輸出的誤差信號(hào)與由恒流電源l1的電流進(jìn)行充電的電容器C3的電壓VC3一致時(shí)，使比較器CP1輸出高電平，該高電平輸入到觸發(fā)器FF1的復(fù)位輸入端R，從而決定開關(guān)元件Q1的導(dǎo)通時(shí)間的結(jié)束。

在本實(shí)施例中，如果電容器C3的電壓VC3沒有達(dá)到振動(dòng)頻率限制部106的閾值Vth1，比較器CP6輸出為低電平，開關(guān)元件Q2關(guān)斷，電容器C3不進(jìn)行放電，如圖4的VC3波形所示。

由此，比較器CP1的輸出維持在高電平，該高電平繼續(xù)輸入到FF1的R端，同時(shí)，由反向器U6輸出的信號(hào)為低電平，使得從U2輸出到與門U5的柵極另一側(cè)的決定導(dǎo)通時(shí)間的信號(hào)不參與FF1的設(shè)置，所以在此期間不會(huì)產(chǎn)生下一次的導(dǎo)通。

在本實(shí)施例中，如果電容器C3的電壓VC3超過閾值Vth1，則通過比較器CP6的輸出使開關(guān)元件Q2導(dǎo)通，由此，電容器C3經(jīng)由該開關(guān)元件Q2放電。于是，比較器CP1的輸出變?yōu)榈碗娖?，由反向器U6輸出的信號(hào)為高電平，使得從U2輸出到與門U5柵極另一側(cè)的決定導(dǎo)通時(shí)間的信號(hào)來設(shè)置FF1。

如上所述，在斷開開關(guān)元件Q1的期間，通過限制到下一次導(dǎo)通時(shí)刻的最小時(shí)間，從而防止信號(hào)頻率的增大。這是因?yàn)?，在開關(guān)元件Q1的斷開期間，如果通過二極管D2的電抗器電流為零，那么開關(guān)元件Q1和電抗器L1的雜散電容，以及電抗器L1會(huì)在隨后發(fā)生諧振，使得開關(guān)元件Q1的兩端電壓開始阻尼振蕩，與此同時(shí)，流過電抗器L1以及開關(guān)元件Q1的電流也開始阻尼振蕩，使得開關(guān)損耗增大。因此，為了減少開關(guān)損耗，在開關(guān)元件Q1的兩端產(chǎn)生的阻尼振蕩電壓的最低點(diǎn)，即電壓到達(dá)底部時(shí)，使開關(guān)元件Q1進(jìn)行導(dǎo)通。

在本實(shí)施例中，如圖3所示，該功率校正電路還可以具有處理單元107，該處理單元107在從電抗器L1的再生電流的結(jié)束時(shí)刻起經(jīng)過規(guī)定的延遲時(shí)間之后輸出信號(hào)，并且，圖3的導(dǎo)通時(shí)間決定單元103a根據(jù)在開關(guān)元件導(dǎo)通期間電阻的電壓下降的大小，以及處理單元107的輸出信號(hào)，決定開關(guān)元件Q1的下一次的導(dǎo)通開始時(shí)刻。

如圖3所示，該處理單元107可以包括上升沿檢測電路和信號(hào)延遲電路。其中，與比較器CP3的輸出連接的上升沿檢測電路可以檢測R3的輸入端電壓從負(fù)到正的瞬間，該瞬間為在電抗器L1的電流放出后產(chǎn)生的阻尼振蕩的電壓峰值部分所對應(yīng)的時(shí) 刻，并且，通過信號(hào)延遲電路，能夠?qū)⒃摃r(shí)刻延遲阻尼振蕩周期的半個(gè)周期并輸入到U2的柵極的一側(cè)，以用來設(shè)置FF1。由此，能夠在開關(guān)元件Q1的漏電壓的阻尼振蕩電壓的最低點(diǎn)使該開關(guān)元件Q1導(dǎo)通，能夠減小開關(guān)損耗。

在圖3的電路中，即使在導(dǎo)通期間的電抗器電流沒有達(dá)到規(guī)定的Vcs2的情況下，也能夠通過閾值Vcs1和比較器CP4，在電抗器電流接近零值的情況下，使Q1開始導(dǎo)通；并且，在功率校正器的輸入電壓瞬時(shí)值在零值附近以及負(fù)載非常輕的情況下，即使電抗器電流停留在零附近時(shí)，也能夠可靠進(jìn)行下一次導(dǎo)通。

實(shí)施例3

本申請實(shí)施例3提供一種開關(guān)電源，該開關(guān)電源具有實(shí)施例1或?qū)嵤├?所述的功率因數(shù)校正電路。

根據(jù)本實(shí)施例，開關(guān)電源中功率因數(shù)校正的開關(guān)元件能夠正確地導(dǎo)通，由此，提高了開關(guān)電源的可靠性。

實(shí)施例4

本申請實(shí)施例4提供一種功率因數(shù)校正方法，與實(shí)施例1和實(shí)施例2的功率因數(shù)校正電路對應(yīng)。

圖5是本實(shí)施例4的功率因數(shù)校正方法的一個(gè)流程示意圖，如圖5所示，該方法包括：

S501、將輸入的交流電源的交流電壓整流為直流電壓；

S502、利用開關(guān)元件對直流電壓進(jìn)行開關(guān)，以對流過電抗器的再生電流進(jìn)行整流平滑并得到輸出電壓，所述開關(guān)元件、所述電抗器與電阻串聯(lián)；

S503、根據(jù)所述輸出電壓設(shè)定所述開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間；

S504、根據(jù)所述電阻的電壓下降，檢測流過所述電抗器的再生電流的結(jié)束時(shí)刻；

S505、根據(jù)在所述開關(guān)元件導(dǎo)通期間所述電阻的電壓下降的大小，以及再生電流的結(jié)束時(shí)刻的檢測結(jié)果，決定所述開關(guān)元件的下一次的導(dǎo)通開始時(shí)刻。

在本實(shí)施例中，S505可以包括：在所述開關(guān)元件導(dǎo)通期間，所述電阻的電壓下降超過第一閾值的絕對值的情況下，決定為在所述開關(guān)元件斷開期間，在所述電阻的電壓下降達(dá)到零伏的時(shí)刻，使所述開關(guān)元件導(dǎo)通；并且，在所述開關(guān)元件導(dǎo)通期間， 所述電阻的電壓下降不超過第一閾值的絕對值的情況下，決定為在所述開關(guān)元件斷開期間，在所述電阻的電壓下降到低于第二閾值的絕對值的時(shí)刻，使所述開關(guān)元件導(dǎo)通，其中，所述第一閾值的絕對值大于所述第二閾值的絕對值。

在本實(shí)施例中，該功率因數(shù)校正方法還可以包括：限制所述輸出電壓的振動(dòng)頻率的上限。

在本實(shí)施例中，該功率因數(shù)校正方法還可以包括：在從所述電抗器的再生電流的結(jié)束時(shí)刻起經(jīng)過規(guī)定的延遲時(shí)間之后輸出信號(hào)；其中，步驟S505可以包括，根據(jù)在所述開關(guān)元件導(dǎo)通期間所述電阻的電壓下降的大小，以及所述經(jīng)過規(guī)定的延遲時(shí)間之后輸出的信號(hào)，決定所述開關(guān)元件的下一次的導(dǎo)通開始時(shí)刻。

對本實(shí)施例中各步驟的說明，可以參考實(shí)施例1和實(shí)施例2中對相關(guān)電路元件和電路工作原理的說明，本實(shí)施例不再贅述。

在本實(shí)施例中，能夠在由于基準(zhǔn)電壓的偏差以及比較器的偏移量等不能正確檢測零電流，或者流過電抗器的電流較小且R3兩端電壓停留在零附近的情況下，可靠地使開關(guān)元件導(dǎo)通。

以上結(jié)合具體的實(shí)施方式對本申請進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，這些描述都是示例性的，并不是對本申請保護(hù)范圍的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本申請的精神和原理對本申請做出各種變型和修改，這些變型和修改也在本申請的范圍內(nèi)。