本發(fā)明涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種開關(guān)電源裝置的控制方法和控制電路。

背景技術(shù)：

目前，為了提高電源的利用效率，在開關(guān)電源裝置上大多會加裝功率因數(shù)校正電路(powerfactorcorrector，pfc)，以形成開關(guān)電源設(shè)備。

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功率因數(shù)校正電路(criticalmodepfc)和連續(xù)導(dǎo)通模式功率因數(shù)校正電路(continueconductionmodepfc)。具有臨界模式功率因數(shù)校正電路的開關(guān)電源設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，具有下述問題：伴隨著負(fù)載的減小，開關(guān)的導(dǎo)通和斷開的頻率增加，由此使得開關(guān)損耗增大。

在專利文獻(xiàn)1(日本專利3070598，功率因數(shù)改善轉(zhuǎn)換器)中，為了防止開關(guān)損失增加，設(shè)置最小開關(guān)周期以使開關(guān)元件在斷開后的一定期間內(nèi)不會再次導(dǎo)通，即設(shè)置開關(guān)的最高頻率，由此，抑制輕負(fù)載時(shí)的開關(guān)頻率的上升。

圖5是專利文獻(xiàn)1的開關(guān)電源設(shè)備的一個(gè)電路結(jié)構(gòu)圖，該開關(guān)電源設(shè)備中包括開關(guān)電源裝置和控制電路，圖6是專利文獻(xiàn)1的開關(guān)電源設(shè)備的工作時(shí)序圖。如圖5，圖6所示，在t60時(shí)刻，零電流檢測單元501檢測到流過電感器的電流為零并輸出高電平脈沖信號，使得“與”電路u1也向觸發(fā)器ff1的s端子輸出高電平脈沖信號，因而ff1的q端子輸出高電平信號，該高電平信號通過開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)電路使開關(guān)元件q1導(dǎo)通，并且，“與”電路u1輸出的高電平脈沖信號使開關(guān)元件q3瞬時(shí)導(dǎo)通，并使電容c4放電，隨后，開關(guān)元件q3重新斷開，電容c4被電流源i2充電；在t61時(shí)刻，誤差放大器a1的輸出電壓小于電容c3的電壓，因此，從比較器cp1向觸發(fā)器ff1的r端子輸出高電平信號，對觸發(fā)器ff1進(jìn)行復(fù)位，使觸發(fā)器ff1的q端子輸出低電平信號，由此，開關(guān)元件q1斷開；在時(shí)刻t63，電容c4的電壓超過固定電壓vth，比較器cp2輸出的限制信號變?yōu)楦唠娖?；在時(shí)刻t64，零電流檢測單元501再次檢測到零電流并輸出高電平脈沖信號，因此，“與”電路u1向觸發(fā)器ff1的s端 子輸入高電平脈沖信號，開關(guān)元件q1再次導(dǎo)通。

可見，在專利文獻(xiàn)1中，在t61-t63的期間，比較器cp2輸出的限制信號為低電平，因此，當(dāng)在t62時(shí)刻零電流檢測單元501檢測到零電流時(shí)，無法使開關(guān)元件q1導(dǎo)通，所以，開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)刻被延遲了，由此能夠抑制開關(guān)頻率的上升。

在專利文獻(xiàn)2(日本特開2014-82924，開關(guān)電源裝置)中，檢測輸入到開關(guān)電源裝置的交流電壓的周期，并檢測負(fù)載狀態(tài)，在輕負(fù)載狀態(tài)的情況下，進(jìn)行控制以使開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)刻延遲，從而防止開關(guān)頻率上升，并且，使在輸入電壓的同一個(gè)周期上導(dǎo)通時(shí)刻的延遲量恒定。

專利文獻(xiàn)1：日本專利3070598，功率因數(shù)改善轉(zhuǎn)換器

專利文獻(xiàn)2：日本特開2014-82924，開關(guān)電源裝置

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：

如上所述，臨界模式pfc存在如下性質(zhì)，輸入瞬時(shí)電壓低的區(qū)域電感器電流的峰值低，開關(guān)元件斷開后的短時(shí)間內(nèi)電流成為零，因而進(jìn)行下一次的導(dǎo)通，所以，輸入瞬時(shí)電壓低的時(shí)候開關(guān)頻率變高。

因此，在專利文獻(xiàn)1中，通過限制最高振蕩頻率來限制輕負(fù)載時(shí)的開關(guān)頻率的上升以實(shí)現(xiàn)開關(guān)損失的改善。但是，設(shè)置開關(guān)頻率的上限后，輸入瞬時(shí)電壓低的區(qū)域容易到達(dá)開關(guān)頻率的上限，所以和輸入瞬時(shí)電壓高的區(qū)域相比開關(guān)次數(shù)減少。結(jié)果，在輸入瞬時(shí)電壓低的區(qū)域輸入電流難以流動(dòng)，輸入瞬時(shí)電壓高的區(qū)域的輸入電流增加，從而導(dǎo)致功率因數(shù)的惡化；并且，輸入瞬時(shí)電壓在某個(gè)值以下時(shí)，由于開關(guān)頻率的上限是固定值，輸入電流波形有時(shí)會不連續(xù)變化，從而導(dǎo)致輸入失真。

圖7是專利文獻(xiàn)1的開關(guān)電源設(shè)備的輸入電壓和輸入電流的對應(yīng)關(guān)系示意圖。如圖7所示，開關(guān)電源設(shè)備從臨界模式的開關(guān)動(dòng)作轉(zhuǎn)變到固定最高頻率的開關(guān)動(dòng)作時(shí)，輸入電流的波形發(fā)生不連續(xù)變化。

專利文獻(xiàn)2提出了針對專利文獻(xiàn)1的上述問題的解決方案，專利文獻(xiàn)2進(jìn)行如下的動(dòng)作：檢測負(fù)載狀態(tài)，根據(jù)該檢測到的負(fù)載狀態(tài)決定開關(guān)元件的導(dǎo)通定時(shí)的延遲量， 以降低開關(guān)頻率，并且在交流輸入半周期之內(nèi)維持該延遲量。

結(jié)果，由于在交流輸入半周期之內(nèi)維持該延遲量，因此不會發(fā)生上述的功率因數(shù)的惡化以及輸入電流波形的輸入失真。

但是，專利文獻(xiàn)2卻需要負(fù)載狀態(tài)的檢測電路、根據(jù)負(fù)載狀態(tài)決定導(dǎo)通時(shí)刻的延遲量的電路、輸入交流周期的檢測電路、以及用于維持輸入交流周期的半周期之內(nèi)的延遲量恒定的電路，所以，存在電路復(fù)雜化的問題。

根據(jù)本申請實(shí)施例的一個(gè)方面，提供一種用于對開關(guān)電源裝置中的開關(guān)元件的導(dǎo)通和斷開進(jìn)行控制的控制電路和控制方法，該控制電路使用變化的時(shí)間常數(shù)來設(shè)定開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)刻的延遲期間，由此，在瞬時(shí)電壓降低的情況下，開關(guān)頻率到達(dá)上限的時(shí)刻被分散，從而防止輸入電流不連續(xù)變化，以簡單的電路實(shí)現(xiàn)輸入電流失真以及功率因數(shù)的改善。

根據(jù)本申請實(shí)施例的一個(gè)方面，提供一種控制電路，用于對開關(guān)電源裝置中的開關(guān)元件的導(dǎo)通和斷開進(jìn)行控制，所述開關(guān)電源裝置包括：

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；

電感器，其與所述整流單元連接；

開關(guān)元件，其與所述電感器串聯(lián)，在所述開關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)，所述開關(guān)元件與所述整流電路之間形成經(jīng)由所述電感器的電流通路；以及

二極管，其與所述電感器連接，在所述開關(guān)元件斷開時(shí)，在所述電感器與輸出電容之間形成經(jīng)由所述二極管的電流通路，并且，在該輸出電容兩端生成預(yù)定的輸出直流電壓；

該控制電路包括：

斷開時(shí)刻控制單元，其用于根據(jù)基準(zhǔn)電壓和所述輸出直流電壓之間的電壓差控制所述開關(guān)元件的斷開；

零電流檢測單元，其用于檢測流過所述電感器的電流為零的時(shí)刻；

頻率限制單元，其根據(jù)時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號生成限制信號，所述限制信號用于設(shè)定從所述開關(guān)元件斷開時(shí)刻起的延時(shí)期間，其中，所述時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號的大小隨時(shí)間變化；以及

導(dǎo)通時(shí)刻控制單元，其用于根據(jù)所述零電流檢測單元輸出的檢測結(jié)果和所述頻率限制單元輸出的所述限制信號，控制所述開關(guān)元件的導(dǎo)通。

根據(jù)本申請實(shí)施例的另一個(gè)方面，其中，所述頻率限制單元包括：

電流源；

電容器，其被所述電流源充電；以及

比較器，其將所述電容器的電壓值與參考信號的電壓值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出所述限制信號，其中，所述時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號用于調(diào)整所述參考信號的電壓值，和/或調(diào)整所述電流源對所述電容器進(jìn)行充電的電流值。

根據(jù)本申請實(shí)施例的另一個(gè)方面，其中，所述控制電路還包括：

計(jì)數(shù)器，其對導(dǎo)通時(shí)刻控制單元輸出的控制所述開關(guān)元件導(dǎo)通的信號進(jìn)行分頻，以生成數(shù)字信號；以及

數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其將所述計(jì)數(shù)器輸出的所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，并將所述模擬信號作為所述時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號。

根據(jù)本申請實(shí)施例的另一個(gè)方面，其中，所述控制電路還包括：

振蕩電路，其用于輸出隨時(shí)間變化的振蕩信號，并將所述振蕩信號作為所述時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號。

根據(jù)本申請實(shí)施例的另一個(gè)方面，其中，所述導(dǎo)通時(shí)刻控制單元在從所述開關(guān)元件斷開時(shí)刻起經(jīng)過所述延時(shí)期間后，當(dāng)所述零電流檢測單元檢測到流過所述電感器的電流為零時(shí)，使所述開關(guān)元件導(dǎo)通。

根據(jù)本申請實(shí)施例的另一個(gè)方面，其中，所述零電流檢測單元檢測的所述電感器的電流為零的時(shí)刻是指電流從大于零的值衰減為零的時(shí)刻。

根據(jù)本申請實(shí)施例的另一個(gè)方面，其中，所述時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號隨時(shí)間變化的周期小于所述交流電壓的周期的一半。

根據(jù)本申請實(shí)施例的一個(gè)方面，提供一種控制方法，用于對開關(guān)電源裝置中的開關(guān)元件的導(dǎo)通和斷開進(jìn)行控制，該控制方法包括：

根據(jù)基準(zhǔn)電壓和所述輸出直流電壓之間的電壓差控制所述開關(guān)元件的斷開；

檢測流過所述電感器的電流為零的時(shí)刻；

根據(jù)時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號生成限制信號，所述限制信號用于設(shè)定從所述開關(guān)元件斷開時(shí)刻起的延時(shí)期間，其中，所述時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號的大小隨時(shí)間變化；以及

根據(jù)對所述電流為零的時(shí)刻的檢測結(jié)果和所述限制信號，控制所述開關(guān)元件的導(dǎo)通。

本發(fā)明的有益效果在于：使得瞬時(shí)電壓降低時(shí)的開關(guān)頻率到達(dá)上限的時(shí)刻被分散，從而防止輸入電流不連續(xù)變化，實(shí)現(xiàn)輸入電流失真以及功率因數(shù)的改善。

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是實(shí)施例1的開關(guān)電源設(shè)備的一個(gè)電路結(jié)構(gòu)圖；

圖2是實(shí)施例1的開關(guān)電源設(shè)備的另一個(gè)電路結(jié)構(gòu)圖；

圖3是實(shí)施例2的開關(guān)電源設(shè)備的一個(gè)電路結(jié)構(gòu)圖；

圖4是實(shí)施例2的開關(guān)電源設(shè)備的一個(gè)工作時(shí)序圖；

圖5是專利文獻(xiàn)1的開關(guān)電源設(shè)備的一個(gè)電路結(jié)構(gòu)圖；

圖6是專利文獻(xiàn)1的開關(guān)電源設(shè)備的一個(gè)工作時(shí)序圖；

圖7是專利文獻(xiàn)1的開關(guān)電源設(shè)備的輸入電壓和輸入電流的一個(gè)對應(yīng)關(guān)系示意圖；

圖8是實(shí)施例1的開關(guān)電源設(shè)備的輸入電壓和輸入電流的一個(gè)對應(yīng)關(guān)系示意圖；

圖9是實(shí)施例1的開關(guān)電源設(shè)備的輸入電壓和輸入電流的另一個(gè)對應(yīng)關(guān)系示意圖；

圖10是實(shí)施例3的控制方法的一個(gè)流程圖。

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提供一種控制電路，用于對開關(guān)電源裝置中的開關(guān)元件的導(dǎo)通和斷開進(jìn)行控制，其中，該開關(guān)電源裝置和該控制電路構(gòu)成開關(guān)電源設(shè)備。

圖1是本實(shí)施例1的開關(guān)電源設(shè)備的一個(gè)電路結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，該開關(guān)電源設(shè)備1包括開關(guān)電源裝置10和控制電路20，其中，開關(guān)電源裝置10包括整流單元101、電感器102、開關(guān)元件103以及二極管104，控制電路20包括斷開時(shí)刻控制單元201、零電流檢測單元202、頻率限制單元203以及導(dǎo)通時(shí)刻控制單元204。

如圖1所示，在開關(guān)電源裝置10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；電感器102與整流單元101連接；開關(guān)元件103與電感器102串聯(lián)，在開關(guān)元件103導(dǎo)通時(shí)，開關(guān)元件103與整流電路101之間形成經(jīng)由電感器102的電流通路；二極管104與電感器102連接，在開關(guān)元件103斷開時(shí)，在電感器102與輸出電容c1之間形成經(jīng)由二極管104的電流通路，并且，在該輸出電容c1兩端生成預(yù)定的輸出直流電壓。

如圖1所示，在控制電路20中，斷開時(shí)刻控制單元201用于根據(jù)基準(zhǔn)電壓和輸出直流電壓之間的電壓差控制開關(guān)元件103的斷開；零電流檢測單元202用于檢測流過電感器102的電流為零的時(shí)刻；頻率限制單元203根據(jù)時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號，生成限制信號，該限制信號用于設(shè)定從開關(guān)元件103斷開時(shí)刻起的延時(shí)期間，其中，時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號的大小隨時(shí)間變化；導(dǎo)通時(shí)刻控制單元204用于根據(jù)零電流檢測單元202輸出的檢測結(jié)果和頻率限制單元203輸出的限制信號，控制開關(guān)元件103的導(dǎo)通。

根據(jù)本實(shí)施例的控制電路，能夠根據(jù)隨時(shí)間變化的時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號來設(shè)定開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)刻的延遲期間，由此，在瞬時(shí)電壓降低的情況下，開關(guān)頻率到達(dá)上限的時(shí)刻被分散，從而防止輸入電流不連續(xù)變化，以簡單的電路實(shí)現(xiàn)輸入電流失真和功率因數(shù)的改善。

圖8和圖9分別是實(shí)施例1的開關(guān)電源設(shè)備的輸入電壓和輸入電流的一個(gè)對應(yīng)關(guān)系示意圖，如圖8、圖9所示，根據(jù)本申請的控制電路，開關(guān)電源設(shè)備能夠工作在使開關(guān)元件的最高頻率發(fā)生變化的模式下，由此，使得輸入電流變化平滑，實(shí)現(xiàn)輸入電流失真和功率因數(shù)的改善。

如圖1所示，在本實(shí)施例中，整流單元101例如可以是由多個(gè)整流二極管構(gòu)成的橋式整流器。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。

在本實(shí)施例中，開關(guān)電源裝置10還可以具有開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)電路105，該開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)電路105可以接收控制開關(guān)元件103導(dǎo)通的信號，并驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件103導(dǎo)通。

關(guān)于本實(shí)施例中的開關(guān)電源裝置10的工作原理，可以參考現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例不再進(jìn)行說明。

如圖1所示，斷開時(shí)刻控制單元201可以包括導(dǎo)通時(shí)間控制電路2011和誤差放大電路2012，其中，開關(guān)電源裝置的電阻r1和r2可以對電壓進(jìn)行輸出直流電壓進(jìn)行分壓，該誤差放大電路2012中的放大器a1可以對電阻r1和r2分壓所得到的電壓與基準(zhǔn)電壓vref進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果來輸出誤差放大值；導(dǎo)通時(shí)間控制電路2011可以根據(jù)放大器a1輸出的誤差放大值，輸出控制信號，該控制信號可以被輸入到觸發(fā)器ff1的復(fù)位輸入端r，以決定開關(guān)元件103的斷開時(shí)刻，從而控制開關(guān)元件103的導(dǎo)通的時(shí)間，因此，開關(guān)元件103的斷開時(shí)刻或?qū)〞r(shí)間可以是由r1、r2和vref決定的目標(biāo)值。

在本實(shí)施例中，如圖1所示，導(dǎo)通時(shí)間控制電路2011可以包括電流源i1、比較器cp1、電容c3和開關(guān)q2等，誤差放大電路2012可以包括放大器a1以及相位補(bǔ)償電容c2，在放大器a1的非反相輸入端連接有基準(zhǔn)電壓vref。當(dāng)然，本實(shí)施例并不限于此，導(dǎo)通時(shí)間控制電路2011和誤差放大電路2012可以有其它的電路結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)施例中，零電流檢測單元202可以與設(shè)置于電感器102中的輔助繞組d連接，該輔助繞組d中能夠產(chǎn)生與電感器102成比例的電流，因此，零電流檢測單元202通過檢測輔助繞組d中的電流，就可以檢測流過電感器102的電流為零的時(shí)刻。

在本實(shí)施例中，在流過電感器的電流的一個(gè)臨界周期中，有兩個(gè)電流為零的時(shí)刻，該零電流檢測單元202檢測的是該電流從大于零的值衰減為零的時(shí)刻。在檢測到該電 流為零的時(shí)刻，該零電流檢測單元202可以輸出零電流檢測信號，用于指示一個(gè)臨界周期的開始或結(jié)束，因此，該零電流檢測單元202輸出相鄰的兩個(gè)檢測信號的期間，對應(yīng)于一個(gè)臨界周期。檢測電流為零的時(shí)刻的具體方法，可以參考現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例不再贅述。

在本實(shí)施例中，頻率限制單元203能夠根據(jù)時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號生成限制信號，該限制信號用于設(shè)定從開關(guān)元件103斷開時(shí)刻起的延時(shí)期間，由此，決定了開關(guān)元件103的開關(guān)頻率的上限。

在本實(shí)施例中，頻率限制單元203可以具有為電容器充電的電流源、電容器、以及比較器，該比較器可以根據(jù)電容器的電壓值與參考信號的電壓值進(jìn)行比較的結(jié)果，輸出限制信號。在本實(shí)施例中，該時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號可以用于調(diào)整該參考信號的電壓值，和/或調(diào)整該電流源對該電容器進(jìn)行充電的電流值。

在本實(shí)施例中，導(dǎo)通時(shí)刻控制單元204可以根據(jù)零電流檢測單元202輸出的檢測結(jié)果和頻率限制單元203輸出的限制信號，控制開關(guān)元件103的導(dǎo)通時(shí)刻。例如，在從開關(guān)元件103斷開時(shí)刻起經(jīng)過上述延時(shí)期間后，當(dāng)零電流檢測單元202檢測到流過電感器102的電流為零時(shí)，使開關(guān)元件103導(dǎo)通。

如圖1所示，在本實(shí)施例中，該導(dǎo)通時(shí)刻控制單元204可以包括“與”電路u1和觸發(fā)器ff1。

其中，u1的一個(gè)輸入端可以與零電流檢測單元202的輸出端連接，u1的另一個(gè)輸入端可以與頻率限制單元203的輸出端連接，u1的輸出端與觸發(fā)器ff1的設(shè)置輸入端s連接。

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2011中的比較器cp1的輸出端，觸發(fā)器ff1的輸出端q經(jīng)由開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)電路105連接到開關(guān)元件103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2011中的開關(guān)元件q2的柵極。觸發(fā)器ff1的輸出端q可以輸出控制開關(guān)元件103導(dǎo)通的信號。

在本實(shí)施例中，時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號可以在控制電路20中產(chǎn)生。如圖1所示，控制電路20還可以包括計(jì)數(shù)器205和數(shù)模轉(zhuǎn)換器206。

其中，計(jì)數(shù)器205可以對導(dǎo)通時(shí)刻控制單元204輸出的控制開關(guān)元件103導(dǎo)通的信號進(jìn)行分頻，以生成數(shù)字信號；數(shù)模轉(zhuǎn)換器206可以將計(jì)數(shù)器205輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，并將該模擬信號作為該時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號輸入到頻率限制單元 203。

在本實(shí)施例中，每次從觸發(fā)器ff1輸出控制開關(guān)元件103導(dǎo)通的信號時(shí)，計(jì)數(shù)器205都會對該信號進(jìn)行分頻，生成2比特或其它比特的數(shù)字信號，該數(shù)字信號被數(shù)模轉(zhuǎn)換器206轉(zhuǎn)換為模擬信號，該模擬信號能夠被作為時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號。可見，每次從觸發(fā)器ff1輸出控制開關(guān)元件103導(dǎo)通的信號時(shí)，計(jì)數(shù)器205輸出的數(shù)字信號都會變化，并導(dǎo)致時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號變化，從而使開關(guān)元件103的上限頻率發(fā)生變化。

當(dāng)然，本實(shí)施例不限于此，控制電路20還可以采用其他的電路來生成時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號。

圖2是本實(shí)施例1的開關(guān)電源設(shè)備的另一個(gè)電路結(jié)構(gòu)圖。圖2與圖1的區(qū)別之處在于，在圖2的控制電路中，使用振蕩電路207替代圖1的計(jì)數(shù)器205和數(shù)模轉(zhuǎn)換器206。

在圖2中，振蕩電路207可以輸出隨時(shí)間變化的振蕩信號，該振蕩信號可以作為時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號被輸入到頻率限制單元203中，由此，也能使由時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號決定的最高頻率發(fā)生變化。

此外，在本實(shí)施例中，時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號也可以在控制電路20的外部被生成并被輸入到控制電路20中。

在本實(shí)施例中，時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號隨時(shí)間變化的周期可以小于輸入的交流電壓周期的一半，由此，在交流電壓的半個(gè)周期內(nèi)，使得在瞬時(shí)電壓降低的情況下，開關(guān)頻率到達(dá)上限的時(shí)刻被分散，從而使輸入電流的變化平滑，實(shí)現(xiàn)輸入電流失真以及功率因數(shù)的改善。

實(shí)施例2

本申請實(shí)施例2提供一種控制電路，是實(shí)施例1的控制電路的一個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)方式。在實(shí)施例2中，對頻率限制單元203的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。與實(shí)施例1相同地，實(shí)施例2的控制電路與開關(guān)電源裝置構(gòu)成開關(guān)電源設(shè)備。

圖3是實(shí)施例2的開關(guān)電源設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)圖，與圖1相同之處不再重復(fù)說明。圖3與圖1的區(qū)別在于，圖3示出了頻率限制單元203的組成結(jié)構(gòu)。

如圖3所示，頻率限制單元203可以包括電容c4、開關(guān)q3、比較器cp2以及電流源i2，其中，比較器cp2的輸出端作為頻率限制單元203的輸出端，并且比較器 cp2的反相輸入端被輸入時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號，該時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號可以是數(shù)模轉(zhuǎn)換電路206的輸出信號。

圖4是圖3的電路的時(shí)序圖。下面，結(jié)合圖3、圖4來說明本申請實(shí)施例2的控制電路的工作原理。

輸出電壓通過電阻r1和r2被分壓，并輸入到放大器a1的反相輸入端中；放大器a1的正相輸入端被輸入?yún)⒖茧妷簐ref。

放大器a1的輸出連接有相位補(bǔ)償電容器c2，對電容c2充電。放大器a1的輸出還與導(dǎo)通時(shí)間控制單元2011的比較器cp1的反相輸入端連接。

在開關(guān)元件103導(dǎo)通期間，觸發(fā)器ff1的輸出端輸出低電平，導(dǎo)通時(shí)間控制單元2011的開關(guān)q2斷開，通過電流源i1對c3進(jìn)行充電，c3的電壓為圖4所示的斜坡波形。

比較器cp1比較放大器a1的輸出電壓與c3的電壓，如果一致，則重置觸發(fā)器ff1，使觸發(fā)器ff1的q端輸出低電平，從而終止開關(guān)元件103的導(dǎo)通期間，同時(shí)使q2導(dǎo)通，通過q2使c3放電。

通過該動(dòng)作，斷開時(shí)刻控制單元201控制開關(guān)元件103的斷開時(shí)刻，以使輸出電壓成為由r1，r2，vref決定的特定值。

零電流檢測單元202的輸出與u1的一個(gè)輸入端連接。

如果u1的另一端的輸入為高電平時(shí)，通過零電流檢測電路202在檢測到零電流時(shí)輸出的高電平信號來設(shè)置ff1，使開關(guān)元件103導(dǎo)通。

在臨界周期較大的情況下，通過零電流檢測單元202決定開關(guān)元件103的導(dǎo)通時(shí)刻，通過斷開時(shí)刻控制單元201決定開關(guān)元件103斷開的斷開時(shí)刻，由此，圖3的開關(guān)電源設(shè)備能夠工作在普通的臨界模式下。

下面，以時(shí)刻t0到時(shí)刻t3的期間為例，來說明該開關(guān)電源設(shè)備工作在變動(dòng)最高頻率模式下的動(dòng)作。

在時(shí)刻t0，ff1的s端被輸入高電平信號，由此，ff1的q端輸出高電平，開關(guān)元件103導(dǎo)通。同時(shí)，u1輸出的高電平脈沖使開關(guān)q3導(dǎo)通一次，c4被放電，該高電平脈沖過后，q3斷開，i2給c4充電。并且，ff1的q端子輸出的高電平信號被計(jì)數(shù)器205分頻為數(shù)字信號，并且該數(shù)字信號被數(shù)模轉(zhuǎn)換電路206轉(zhuǎn)換為模擬信號，并作為時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號被輸入到cp2的負(fù)端。

在時(shí)刻t1，c3的電壓超過a1的輸出電壓，cp1輸出高電平信號，ff1被復(fù)位，開關(guān)元件103斷開。

在時(shí)刻t2，c4充電的電壓超過時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號的電壓，限制信號變?yōu)楦唠娖?。其中，t1-t2的期間為開關(guān)元件103從斷開時(shí)刻起的延時(shí)期間，在該期間內(nèi)，限制信號為低電平，并且，在該期間內(nèi)，即使零電流檢測電路202檢測到零電流，u1也繼續(xù)輸出低電平信號，所以開關(guān)元件103不被導(dǎo)通。

在時(shí)刻t3，零電流檢測電路202檢測到零電流，u1輸出高電平信號，所以開關(guān)元件103被導(dǎo)通，同時(shí)，q3再次被導(dǎo)通，使c4放電。并且，ff1的q端子輸出的高電平信號被計(jì)數(shù)器205分頻為數(shù)字信號，并產(chǎn)生新的時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號。

在本實(shí)施例中，時(shí)刻t0和時(shí)刻t3的時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號并不相同，也就是說，時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號隨時(shí)間而變化，使得在瞬時(shí)電壓降低的情況下，開關(guān)頻率到達(dá)上限的時(shí)刻被分散，從而使輸入電流的變化平滑，實(shí)現(xiàn)輸入電流失真以及功率因數(shù)的改善。

此外，在本實(shí)施例中，如圖2所示，可以替代計(jì)數(shù)器205和數(shù)模轉(zhuǎn)換器206而設(shè)置振蕩電路207來生成可變的時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號，由此，使得由時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號決定的開關(guān)元件103的上限頻率變化?；蛘?，可以固定cp2的負(fù)端的參考信號的電壓，而使用時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號來調(diào)整電流源i2的充電電流，也能使開關(guān)元件103的上限頻率變化。

實(shí)施例3

本申請實(shí)施例3提供一種開關(guān)電源的控制方法，與實(shí)施例1和實(shí)施例2的控制電路對應(yīng)，用于對圖1、圖2和圖3所示的開關(guān)電源中的開關(guān)元件進(jìn)行控制。

圖10是本實(shí)施例3的控制方法的一個(gè)流程示意圖，如圖10所示，該方法包括：

s1001、根據(jù)基準(zhǔn)電壓和輸出直流電壓之間的電壓差控制開關(guān)元件的斷開；

s1002、檢測流過電感器的電流為零的時(shí)刻；

s1003、根據(jù)時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號生成限制信號，限制信號用于設(shè)定從所述開關(guān)元件斷開時(shí)刻起的延時(shí)期間，其中，所述時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號的大小隨時(shí)間變化；以及

s1004、根據(jù)對所述電流為零的時(shí)刻的檢測結(jié)果和所述限制信號，控制所述開關(guān)元件的導(dǎo)通。

在本實(shí)施例中，步驟s1002檢測的所述電感器的電流為零的時(shí)刻是指所述電流 從大于零的值衰減為零的時(shí)刻。

在本實(shí)施例中，時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號隨時(shí)間變化的周期可以小于交流電壓周期的一半。

根據(jù)本實(shí)施例的控制方法，能夠根據(jù)隨時(shí)間變化的時(shí)間常數(shù)調(diào)整信號來設(shè)定開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)刻的延遲期間，由此，在瞬時(shí)電壓降低的情況下，開關(guān)頻率到達(dá)上限的時(shí)刻被分散，從而防止輸入電流不連續(xù)變化，實(shí)現(xiàn)輸入電流失真和功率因數(shù)的改善。

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)。