開關(guān)電源控制器以及包含該開關(guān)電源控制器的開關(guān)電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)，尤其涉及一種降壓結(jié)構(gòu)中具有功率因數(shù)調(diào)整功能、臨 界導(dǎo)通模式控制的開關(guān)電源控制器，以及包含該開關(guān)電源控制器的開關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的交流供電的、帶功率因數(shù)調(diào)整（PFC)功能、臨界導(dǎo)通模式的降壓結(jié)構(gòu)LED恒 流驅(qū)動器如圖1所示，主要包括:AC輸入整流電路101、交流輸入源102、輸入電容Cin、電感 LU開關(guān)管M1、采樣電阻Rs、續(xù)流二極管D1，輸出電容Cbulk、恒流開關(guān)電源控制器100。其 中，恒流開關(guān)電源控制器100用于接收反饋信號FB，采樣電阻Rs采樣輸出電流，以此驅(qū)動開 關(guān)管Ml。
[0003] 其中，恒流開關(guān)電源控制器100包括：過零檢測電路125,用于檢測表示驅(qū)動信號 GD結(jié)束后的電感Ll電流過零的反饋信號FB，在電感Ll電流過零時給出開關(guān)管Ml的導(dǎo)通 信號，導(dǎo)通開關(guān)管Ml ;恒流計算電路120,通過對采樣電阻Rs上的電壓Vcs進(jìn)行采樣計算 得到輸出電流；誤差放大器121，將恒流計算電路120計算出的輸出電流與基準(zhǔn)電流做誤 差放大，輸出補償電壓Vcomp，補償電壓Vcomp連接補償電容103,使得環(huán)路穩(wěn)定后，補償電 壓Vcomp基本固定；固定導(dǎo)通時間控制電路122,控制開關(guān)管Ml的導(dǎo)通時間，當(dāng)開關(guān)管Ml 開始導(dǎo)通時開始定時，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的導(dǎo)通時間時，輸出關(guān)斷信號給觸發(fā)器123,去關(guān)斷開關(guān) 管M1，在環(huán)路穩(wěn)定后，補償電壓Vcomp固定時，開關(guān)管Ml的導(dǎo)通時間恒定，由此實現(xiàn)功率因 數(shù)調(diào)整；觸發(fā)器123,接收過零檢測電路125輸出的過零信號ZCD和固定導(dǎo)通時間控制電路 122輸出的關(guān)斷信號；驅(qū)動器124,連接觸發(fā)器123和開關(guān)管Ml的柵端，實現(xiàn)對開關(guān)管Ml的 導(dǎo)通和關(guān)斷驅(qū)動。
[0004] 開關(guān)管Ml導(dǎo)通時，輸入電流流經(jīng)采樣電阻Rs、電感LU輸出電容Cbulk、輸出端 Vout，流經(jīng)電感Ll的電流增加，電感Ll存儲能量。開關(guān)管Ml關(guān)斷后，流經(jīng)電感Ll的電流 經(jīng)續(xù)流二極管Dl續(xù)流，流經(jīng)電感Ll的電流逐漸減小，電感Ll釋放能量到輸出電容Cbulk 和輸出端Vout。當(dāng)流經(jīng)電感Ll的電流降為零時，過零檢測電路125檢測出電感Ll電流過 零的反饋信號FB，產(chǎn)生過零信號Z⑶并傳輸至觸發(fā)器123,經(jīng)驅(qū)動器124導(dǎo)通開關(guān)管Ml。開 關(guān)管Ml重復(fù)上面的開關(guān)動作，電路持續(xù)工作，始終處于電感電流臨界導(dǎo)通模式。
[0005] 為實現(xiàn)較好的功率因數(shù)調(diào)整效果，要求每個開關(guān)周期的AC輸入電流都能很好的 跟隨輸入電壓的變化。在臨界導(dǎo)通模式的降壓結(jié)構(gòu)中，忽略輸入整流管壓降、開關(guān)管導(dǎo)通時 的壓降，每個開關(guān)周期的平均輸入電流為：
[0006]
( 1 )
[0007] 其中，Vciut為輸出電壓，V ιη為輸入電壓，I ιη為輸入電流，T m為導(dǎo)通時間，L為電感 Ll的電感值。然而，采用固定導(dǎo)通時間（Tj亙定）、臨界導(dǎo)通模式控制時，輸入電流Iin不能 完全跟隨輸入電壓V in變化，功率因數(shù)變差，總諧波失真加大，所以目前傳統(tǒng)的電路的功率 因數(shù)并不是特別理想，總諧波失真也較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種運用于降壓結(jié)構(gòu)的開關(guān)電源控制器及包含 該開關(guān)電源控制器的開關(guān)電源，能夠優(yōu)化臨界導(dǎo)通模式控制的開關(guān)電源的功率因數(shù)，減小 總諧波失真。
[0009] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種開關(guān)電源控制器，包括：
[0010] 過零檢測電路，對輸入的反饋信號進(jìn)行過零檢測并產(chǎn)生過零信號；
[0011] 可變導(dǎo)通時間長度控制電路，接收補償電壓以及開關(guān)管的驅(qū)動信號，使開關(guān)電源 的開關(guān)管的導(dǎo)通時間的平方與開關(guān)管的關(guān)斷時間成反比、與開關(guān)管的開關(guān)周期的平方成正 比，并產(chǎn)生關(guān)斷信號；以及
[0012] 驅(qū)動信號產(chǎn)生電路，根據(jù)所述過零信號和關(guān)斷信號產(chǎn)生驅(qū)動信號，所述驅(qū)動信號 傳輸至所述開關(guān)管的柵端，以控制所述開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述可變導(dǎo)通時間長度控制電路包括：
[0014] 導(dǎo)通時間檢測電路，對所述開關(guān)電源內(nèi)的開關(guān)管的導(dǎo)通時間進(jìn)行檢測，以得到導(dǎo) 通時間定時電壓；
[0015] 關(guān)斷時間檢測電路，對所述開關(guān)電源內(nèi)的開關(guān)管的導(dǎo)通時間進(jìn)行檢測，以得到關(guān) 斷時間定時電壓；
[0016] 開關(guān)周期時間檢測電路，對所述開關(guān)管的開關(guān)周期時間進(jìn)行檢測，以得到開關(guān)周 期時間定時電壓；
[0017] 定時電流產(chǎn)生電路，根據(jù)所述導(dǎo)通時間定時電壓、關(guān)斷時間定時電壓、開關(guān)周期時 間定時電壓，產(chǎn)生定時電流，所述的定時電流與導(dǎo)通時間定時電壓成正比、與關(guān)斷時間定時 電壓成正比、與開關(guān)周期時間定時電壓的平方成反比；
[0018] 定時電容和比較器，在開關(guān)管導(dǎo)通期間，所述的定時電流對定時電容充電，并與補 償電壓比較，得到關(guān)斷信號。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述可變導(dǎo)通時間長度控制電路包括：
[0020] 關(guān)斷時間檢測電路，對所述開關(guān)電源內(nèi)的開關(guān)管的導(dǎo)通時間進(jìn)行檢測，以得到關(guān) 斷時間定時電壓；
[0021] 開關(guān)周期時間檢測電路，對所述開關(guān)管的開關(guān)周期時間進(jìn)行檢測，以得到開關(guān)周 期時間定時電壓；
[0022] 定時電流產(chǎn)生電路，根據(jù)所述關(guān)斷時間定時電壓、開關(guān)周期時間定時電壓，產(chǎn)生定 時電流，所述的定時電流與關(guān)斷時間定時電壓得平方根成正比、與開關(guān)周期時間定時電壓 成反比；
[0023] 定時電容和比較器，在所述開關(guān)管導(dǎo)通期間，所述的定時電流對定時電容充電，并 與補償電壓比較，得到關(guān)斷信號。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述導(dǎo)通時間檢測電路得到的導(dǎo)通時間定時電壓表示 所述開關(guān)管在前一個開關(guān)周期內(nèi)的導(dǎo)通時間，或者表示所述開關(guān)管在前多個開關(guān)周期內(nèi)的 導(dǎo)通時間的平均值。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述關(guān)斷時間檢測電路得到的關(guān)斷時間定時電壓表示 所述開關(guān)管在前一個開關(guān)周期內(nèi)的關(guān)斷時間，或者表示所述開關(guān)管在前多個開關(guān)周期內(nèi)的 關(guān)斷時間的平均值。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述開關(guān)周期時間檢測電路得到的開關(guān)周期時間定時 電壓表示所述開關(guān)管在前一個開關(guān)周期內(nèi)的開關(guān)周期時間，或者表示所述開關(guān)管在前多個 開關(guān)周期內(nèi)的開關(guān)周期時間的平均值。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述導(dǎo)通時間檢測電路的輸入端與所述開關(guān)管的柵端 直接連接，以對所述開關(guān)管的導(dǎo)通時間進(jìn)行檢測。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述關(guān)斷時間檢測電路的輸入端與所述開關(guān)管的柵端 直接連接，以對所述開關(guān)管的導(dǎo)通時間進(jìn)行檢測。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述開關(guān)周期時間檢測電路的輸入端與所述開關(guān)管的 柵端直接連接，以對所述開關(guān)管的開關(guān)周期時間進(jìn)行檢測。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述導(dǎo)通時間檢測電路包括：
[0031] 電流源；
[0032] 第一開關(guān)，其第一端連接所述電流源的輸出端；
[0033] 第二開關(guān)，其第一端連接所述第一開關(guān)的第二端，其第二端接地；
[0034] 第一電容，其第一端連接所述第一開關(guān)的第二端和第二開關(guān)的第一端，其第二端 接地；
[0035] 電壓跟隨器，其輸入端連接所述第一電容的第一端；
[0036] 第三開關(guān)，其第一端連接所述電壓跟隨器的輸出端；及
[0037] 第二電容，其第一端連接所述第三開關(guān)的第二端，其第二端接地，所述第二電容的 第二端用于輸出所