恒流控制電路、恒流驅(qū)動(dòng)電路及恒流控制方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了恒流控制電路、恒流驅(qū)動(dòng)電路及恒流控制方法。所述恒流控制電路包括：電流采樣模塊，接收主功率電路的電流采樣信號(hào)，產(chǎn)生反映輸出電流大小的正弦半波信號(hào)；步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，所述步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)；PFC驅(qū)動(dòng)電路，所述PFC驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)補(bǔ)償信號(hào)以及主功率電路的電流過(guò)零檢測(cè)信號(hào)，產(chǎn)生所述主功率電路開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其中，所述步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)接收所述正弦半波信號(hào)，對(duì)所述正弦半波信號(hào)進(jìn)行累加，并且在所述正弦半波信號(hào)的谷底或者所述電流采樣信號(hào)的谷底進(jìn)行復(fù)位，從而獲得一個(gè)周期性的累加信號(hào)，以及將所述累加信號(hào)與基準(zhǔn)電壓相比較，從而產(chǎn)生所述補(bǔ)償信號(hào)。該恒流控制電路采用步進(jìn)積分控制來(lái)減小補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的積分電容。
【專利說(shuō)明】
恒流控制電路、恒流驅(qū)動(dòng)電路及恒流控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電源技術(shù)，更具體地，設(shè)及恒流控制電路、恒流驅(qū)動(dòng)電路及恒流控制方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在大量的用電設(shè)備中存在非線性元件和儲(chǔ)能元件，使得輸入交流電流波形發(fā)生嚴(yán) 重崎變，導(dǎo)致電網(wǎng)側(cè)輸入功率因數(shù)很低。為了滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-3-2的諧波要求，必須 在用電設(shè)備中加入功率因素校正(PFC)裝置。PFC裝置實(shí)現(xiàn)高功率因素的關(guān)鍵在于控制輸入 電流跟隨輸入電壓。輸入電流對(duì)輸入電壓的跟隨越好，則功率因素越高。目前，大多數(shù)PFC控 制方案為了獲得穩(wěn)定的補(bǔ)償信號(hào)，需要參數(shù)較大的濾波或補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。
[0003] 圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中的一種采用Buck拓?fù)涞暮懔黩?qū)動(dòng)電路。恒流驅(qū)動(dòng)電路包括 整流橋Bl、輸入電容Cin、功率開關(guān)管Ql、續(xù)流二極管Dl、變壓器T、輸出電容Co、電流采樣電 阻Rsen、恒流控制電路100。該恒流控制電路100包括濾波器101、誤差放大器102和PFC控制 電路108。電流采樣電阻Ren的作用是將流經(jīng)電阻Rsen的電流采樣信號(hào)CS轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。 該原邊電流流經(jīng)變壓器T的原邊繞組。由于變壓器T的原邊電流存在著較大的工頻紋波，因 此，采用濾波器101將采樣到的電流采樣信號(hào)CS濾波成直流電平信號(hào)。對(duì)于Buck拓?fù)涠裕?流經(jīng)變壓器T的原邊電流的平均值與輸出電流相等，因此濾波器輸出的電壓信號(hào)與誤差放 大器102的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，二者的誤差信號(hào)經(jīng)誤差放大器102放大之后送到PFC控制電 路IOSdPFC控制電路108的輸出信號(hào)控制功率開關(guān)管Ql的通斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流的負(fù)反 饋閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)了輸出電流恒流。
[0004] 然而，如圖1所示的恒流驅(qū)動(dòng)電路的缺點(diǎn)是濾波器101和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)103中分別采用 大電容值的電容，分別作為濾波器電容和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)積分電容。濾波器101和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)103中 的電容不能集成在忍片中，只能作為外圍元件，從而增加了電路的復(fù)雜性，增大了設(shè)計(jì)成 本。而且，由于補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)電容作為控制忍片的外圍元件，電路的可靠性等性能也相應(yīng)容易受 到潮濕環(huán)境的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新型的恒流控制電路、恒流驅(qū)動(dòng)電路及恒 流控制方法，W克服現(xiàn)有高功率因數(shù)恒流控制方案中普遍存在的濾波器及補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)參數(shù)大 的不足。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種恒流控制電路，包括：電流采樣模塊，所述電流采 樣模塊接收主功率電路的電流采樣信號(hào)，產(chǎn)生反映輸出電流大小的正弦半波信號(hào)；步進(jìn)積 分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，所述步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)與所述電流采樣模塊連接，并且產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào);PFC驅(qū) 動(dòng)電路，所述PFC驅(qū)動(dòng)電路與所述步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)連接，并且根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)W及所述 主功率電路的電流過(guò)零檢測(cè)信號(hào)，產(chǎn)生所述主功率電路開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其中，所述步進(jìn) 積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)接收所述正弦半波信號(hào)，對(duì)所述正弦半波信號(hào)進(jìn)行累加，并且在所述正弦半 波信號(hào)的谷底或者所述電流采樣信號(hào)的谷底進(jìn)行復(fù)位，從而獲得一個(gè)周期性的累加信號(hào)， W及將所述累加信號(hào)與基準(zhǔn)電壓相比較，從而產(chǎn)生所述補(bǔ)償信號(hào)。
[0007] 優(yōu)選地，所述電流采樣模塊為低通濾波器，用于對(duì)所述主功率電路的電流采樣信 號(hào)進(jìn)行濾波。
[0008] 優(yōu)選地，所述電流采樣模塊包括第一電阻和第一電容，所述第一電阻的第一端接 收所述電流采樣信號(hào)，所述第一電阻的第二端連接所述第一電容的第一端，所述第一電容 的第二端接地，所述第一電容的第一端提供所述正弦半波信號(hào)，所述正弦半波信號(hào)為電流 平均值包絡(luò)。
[0009] 優(yōu)選地，所述電流采樣模塊為峰值電流采樣電路，用于獲得所述主功率電路的電 流的峰值。
[0010] 優(yōu)選地，所述電流采樣模塊包括第一電阻、第一電容和第一開關(guān)，所述第一電阻的 第一端接收所述電流采樣信號(hào)，所述第一電阻的第二端連接所述第一開關(guān)的第一端，所述 第一電容的第一端連接所述第一開關(guān)的第二端，所述第一電容的第二端接地，所述第一電 容的第一端提供所述正弦半波信號(hào)，其中，所述第一開關(guān)在所述電流采樣信號(hào)的峰值附近 導(dǎo)通，從而獲得電流峰值包絡(luò)。
[0011] 優(yōu)選地，所述電流采樣模塊為輸出電流估計(jì)電路，用于獲得反映輸出電流大小的 正弦半波信號(hào)。
[0012] 優(yōu)選地，所述電流采樣模塊包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第=開關(guān)、第一電容、第二電 容、第一電阻、運(yùn)放和反相器。所述第一開關(guān)的第一端接收所述電流采樣信號(hào)，所述第一開 關(guān)的第二端連接到所述第一電容的第一端，所述第一電容Cl的第二端接地，所述第一電容 的第一端連接所述第二開關(guān)的第一端，所述第二開關(guān)的第二端連接所述第=開關(guān)的第一端 和所述運(yùn)放的正輸入端，所述第=開關(guān)的第二端接地，所述運(yùn)放的負(fù)輸入端和其輸出端相 連，所述運(yùn)放的輸出端連接所述第一電阻的第一端，所述第一電阻的第二端接所述第二電 容的第一端，所述第二電容的第二端接地，所述第二電容的第一端提供正弦半波信號(hào)Vs。其 中，所述第一開關(guān)和所述第=開關(guān)的控制信號(hào)與所述主功率開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同，所述 第二開關(guān)的控制信號(hào)由所述主功率開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)所述反相器得到。
[0013] 優(yōu)選地，所述步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)包括:累加信號(hào)發(fā)生模塊，所述累加信號(hào)發(fā)生模塊 產(chǎn)生固定頻率、固定占空比的累加控制信號(hào);谷底檢測(cè)模塊，所述谷底檢測(cè)模塊接收所述正 弦半波信號(hào)，并且判斷所述正弦半波信號(hào)或者所述電流采樣信號(hào)是否處于谷底，所述谷底 檢測(cè)模塊順序產(chǎn)生累加輸出采樣信號(hào)、累加復(fù)位信號(hào)及周期積分信號(hào)；累加模塊，所述累加 模塊與所述累加信號(hào)發(fā)生模塊和所述谷底檢測(cè)模塊連接，并且接收所述正弦半波信號(hào)、所 述累加控制信號(hào)和所述累加復(fù)位信號(hào)，在所述累加控制信號(hào)的控制下，所述累加模塊對(duì)所 述正弦半波信號(hào)進(jìn)行累加 W獲得所述累加信號(hào)，W及在所述累加輸出復(fù)位信號(hào)的控制下周 期性地對(duì)所述累加信號(hào)進(jìn)行復(fù)位；累加輸出采樣模塊，所述累加輸出采樣模塊與所述谷底 檢測(cè)模塊和所述累加模塊連接，并且接收所述累加信號(hào)和所述累加輸出采樣信號(hào)，在所述 累加輸出采樣信號(hào)的控制下，周期性地采樣并保存所述累加信號(hào)的峰值;誤差放大模塊，所 述誤差放大模塊與所述累加輸出采樣模塊連接，并且對(duì)所述累加輸出采樣模塊的輸出信號(hào) 與所述誤差放大模塊內(nèi)部設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，W及轉(zhuǎn)換成為放大的電流信號(hào)；周期 積分模塊，所述周期積分模塊與所述誤差放大模塊和所述谷底檢測(cè)模塊連接，并且接收所 述電流信號(hào)，在所述周期積分信號(hào)的控制下，對(duì)所述誤差放大模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行積分，產(chǎn) 生所述補(bǔ)償信號(hào)。
[0014] 優(yōu)選地，所述谷底檢測(cè)模塊包括:第一基準(zhǔn)電壓源，所述第一基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生第一 基準(zhǔn)電壓;第五比例跟隨電路，所述第五比例跟隨電路的第一端接收所述正弦半波信號(hào);第 一比較器，所述第一比較器的反相輸入端連接所述第五比例跟隨電路的第二端，同相輸入 端連接所述第一基準(zhǔn)電壓源；W及信號(hào)發(fā)生電路，所述信號(hào)發(fā)生電路的第一端連接所述第 一比較器的輸出端，第二端連接所述累加輸出采樣模塊，第=端連接所述累加模塊，第四端 連接所述周期積分模塊，其中，當(dāng)所述信號(hào)發(fā)生電路檢測(cè)到所述第一比較器的輸出信號(hào)的 上升沿時(shí)，確定所述正弦半波信號(hào)處于谷底，所述信號(hào)發(fā)生電路在延遲預(yù)定延時(shí)時(shí)間之后， 依次產(chǎn)生所述累加器輸出采樣信號(hào)、所述累加器輸出復(fù)位信號(hào)及所述積分周期信號(hào)，并且 分別在所述信號(hào)發(fā)生電路的第二至第四端提供所述累加器輸出采樣信號(hào)、所述累加器輸出 復(fù)位信號(hào)及所述積分周期信號(hào)。
[0015] 優(yōu)選地，所述累加模塊包括:第二至第五電阻;第=至第六開關(guān);第二和第=電容； 第一至第=比例跟隨電路；W及運(yùn)算放大器，其中，所述第一比例跟隨電路的第一端接收所 述正弦半波信號(hào)，第二端連接所述第二電阻的第一端;所述運(yùn)算放大器的同相輸入端連接 所述第二電阻的第二端，反相輸入端連接所述第=電阻的第一端，所述第=電阻的第二端 接地，所述第四電阻的第一端連接所述運(yùn)算放大器的反相輸入端，所述第四電阻的第二端 連接所述運(yùn)算放大器的輸出端，所述第=開關(guān)的第一端連接所述運(yùn)算放大器的輸出端，所 述第=開關(guān)的第二端連接第二電容的第一端，所述第二電容的第二端接地，所述第五開關(guān) 與第二電容并聯(lián)，用于清零第二電容的電荷，所述第二比例跟隨電路的第一端連接第=電 容的第一端，第二比例跟隨電路的第二端連接第五電阻的第一端，第一電阻的第一端連接 所述運(yùn)算放大器的同相輸入端，所述第=比例跟隨電路的第一端連接所述第二電容的第一 端，所述第=比例跟隨電路的第二端連接第四開關(guān)的第一端，第=電容的第一端連接第四 開關(guān)的第二端，第=電容的第二端接地，第六開關(guān)與第=電容并聯(lián)，用于清零第=電容的電 荷，其中，在所述累加控制信號(hào)的控制下，所述第=開關(guān)和所述第四開關(guān)互補(bǔ)導(dǎo)通，在所述 累加器輸出復(fù)位信號(hào)的控制下，所述第五開關(guān)和所述第六開關(guān)在每半個(gè)工頻周期將第二電 容和第=電容上的電荷清零。
[0016] 優(yōu)選地，所述累加輸出采樣模塊包括:第四比例跟隨電路;第八開關(guān)；W及第四電 容，其中，所述第四比例跟隨電路的第一端連接到所述累加模塊的輸出端，所述第四比例跟 隨電路的第二端連接到所述第八開關(guān)的第一端，所述第四電容的第一端連接到所述第八開 關(guān)的第二端，所述第四電容的第二端接地，其中，所述第八開關(guān)在所述累加器輸出采樣信號(hào) 的控制下，每半個(gè)工頻周期導(dǎo)通一次，從而在所述第四電容上獲取所述累加模塊輸出的每 半個(gè)工頻周期的累加值，作為所述累加信號(hào)。
[0017] 優(yōu)選地，所述誤差放大模塊包括:跨導(dǎo)運(yùn)算放大器；W及第二基準(zhǔn)電壓源，所述第 二基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生第二基準(zhǔn)電壓，其中，所述跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的反相輸入端連接所述累加 輸出采樣模塊的輸出端，W接收所述累加信號(hào)，所述跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的同相輸入端連接第 二基準(zhǔn)電壓源，W接收所述第二基準(zhǔn)電壓，所述跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的正極流出或者流入與所 述累加信號(hào)相應(yīng)大小的電流，作為所述放大的電流信號(hào)，所述跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的負(fù)極接地。
[0018] 優(yōu)選地，所述周期積分模塊包括:第屯開關(guān)；W及第五電容，其中，所述第屯開關(guān)的 第一端連接所述誤差放大模塊的輸出端，W接收所述電流信號(hào)，所述第屯開關(guān)的第二端連 接第五電容的第一端，所述第五電容的第二端接地，其中，所述第屯開關(guān)在所述積分周期信 號(hào)的控制下，導(dǎo)通與所述積分周期信號(hào)相對(duì)應(yīng)的預(yù)定時(shí)間，從而在所述第五電容上獲得所 述補(bǔ)償信號(hào)。
[0019] 優(yōu)選地，所述PFC驅(qū)動(dòng)電路包括：電流過(guò)零檢測(cè)電路;RS觸發(fā)器;銀齒波發(fā)生電路； W及第二比較器，其中，所述電流過(guò)零檢測(cè)電路包括:第六電阻，所述第六電阻的第一端連 接至主功率電路W接收過(guò)零檢測(cè)信號(hào)；第屯電阻，所述第屯電阻的第一端連接所述第六電 阻的第二端，所述第屯電阻的第二端接地；W及第=比較器，所述第=比較器的負(fù)輸入端連 接所述第六電阻的第二端，所述第=比較器的正輸入端接收第=基準(zhǔn)電阻，所述第=比較 器的輸出端連接所述RS觸發(fā)器的置位端，其中，所述銀齒波發(fā)生電路包括:第一電流源;第 六電容;第九開關(guān)；W及第一反相器，其中，所述第一反相器的輸入端接收所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所 述第一反相器的輸出端連接所述第九開關(guān)的控制端，所述第六電容的第一端接所述第二比 較器的正輸入端，所述第六電容的第二端接地，所述第二比較器的負(fù)輸入端接收所述補(bǔ)償 信號(hào)，其中，在當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)為低電平期間，所述第九開關(guān)導(dǎo)通，所述第六電容的兩端電 壓保持為零;在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高電平期間，所述第九開斷開，所述恒流源給所述第六電容 充電，所述第六電容的第一端電平線性增加，在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的多個(gè)周期中，所述第六電容 兩端的電壓信號(hào)為一銀齒波信號(hào)，并且，當(dāng)所述銀齒波信號(hào)的峰值等于補(bǔ)償信號(hào)的電平時(shí)， 所述第二比較器的輸出電平從低電平翻轉(zhuǎn)為高電平，所述第二比較器的輸出端連接RS觸發(fā) 器的復(fù)位端R。
[0020] 優(yōu)選地，所述RS觸發(fā)器的輸出信號(hào)Q作為所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0021] 優(yōu)選地，所述PFC驅(qū)動(dòng)電路還包括峰值采樣信號(hào)發(fā)生電路，所述峰值采樣信號(hào)發(fā)生 電路包括:延時(shí)模塊;第二反相器;與口； W及或口，其中，所述RS觸發(fā)器的輸出信號(hào)Q連接所 述延時(shí)模塊的輸入端、所述第二反相器的輸入端和所述或口的第一輸入端，所述或口的第 二輸入端接所述延時(shí)模塊的輸出端，所述或口的輸出信號(hào)作為所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述延時(shí)模 塊的輸出端連接所述與口的第一輸入端，所述第二反相器的輸出端連接所述與口的第二輸 入端，所述與口的輸出信號(hào)作為控制信號(hào)，用于控制所述電流采樣模塊進(jìn)行峰值電流采樣。
[0022] 優(yōu)選地，所述主功率電路包括變壓器，所述過(guò)零檢測(cè)電路通過(guò)對(duì)所述變壓器的輔 助繞組的同名端輸出的電壓信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，判斷出變壓器原邊繞組電流的過(guò)零 點(diǎn)。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括:主功率電路；W及上述的 恒流控制電路，其中，所述主功率電路包括:功率開關(guān)管，所述功率開關(guān)管在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào) 的控制下導(dǎo)通或斷開；W及變壓器，所述變壓器的原邊繞組與所述功率開關(guān)管串聯(lián)連接，其 中，在所述功率開關(guān)管的導(dǎo)通期間，外部電源向所述變壓器的原邊繞組充電，在所述功率開 關(guān)管的斷開期間，所述變壓器的原邊繞組向負(fù)載供電。
[0024] 優(yōu)選地，所述主功率電路可W是實(shí)地型Buck功率電路、虛地型Buck功率電路、反激 式功率電路、Buck-boost型功率電路、Boost型功率電路中的任意一種。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的=方面，提供一種恒流控制方法，包括:從主功率電路獲得平均值與 輸出電流成比例關(guān)系、頻率和相位與主功率電路整流橋的輸出信號(hào)一致的正弦半波信號(hào)； 利用固定周期、固定占空比的脈沖信號(hào)對(duì)正弦半波信號(hào)進(jìn)行累加，并在正弦半波信號(hào)的谷 底進(jìn)行復(fù)位，從而獲得一個(gè)周期性的累加信號(hào)；在正弦半波信號(hào)谷底產(chǎn)生與該正弦半波信 號(hào)周期頻率相同的周期積分信號(hào);對(duì)累加信號(hào)與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，二者之間的誤 差轉(zhuǎn)換成為電流信號(hào);利用周期積分信號(hào)去控制電流信號(hào)對(duì)電容進(jìn)行積分，獲得補(bǔ)償信號(hào)； W及將補(bǔ)償信號(hào)送到PF碼E動(dòng)電路，產(chǎn)生主功率電路開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的恒流控制電路，其中采用步進(jìn)積分控制來(lái)減小補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的積 分電容。在優(yōu)選的實(shí)施例中，電流采樣模塊采用累加方式獲得與負(fù)載電流成比例的信號(hào)，W 省略或減小傳統(tǒng)恒流控制電路中的電流采樣端所需的大濾波器電容。
[0027] 本發(fā)明的有益效果是，在實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，去除或減小了傳統(tǒng)高功率因 數(shù)恒流方案中的電流采樣端濾波電路和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的電容，達(dá)到簡(jiǎn)化電路外圍，降低電路成 本，提高電路可靠性等效果。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 通過(guò)W下參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述W及其他目的、特征和 優(yōu)點(diǎn)將更為清楚。
[0029] 圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中的一種采用Buck拓?fù)涞暮懔黩?qū)動(dòng)電路。
[0030] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的恒流驅(qū)動(dòng)電路的示意性電路框圖。
[0031] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的恒流驅(qū)動(dòng)電路的示意性電路框圖。
[0032] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明第=實(shí)施例的恒流驅(qū)動(dòng)電路的示意性電路框圖。
[0033] 圖5、圖6和圖7分別示出在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的恒流驅(qū)動(dòng)電路中的電流采樣模塊 的不同實(shí)例。
[0034] 圖8示出在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的恒流驅(qū)動(dòng)電路中的步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的示意性電 路框圖。
[0035] 圖9示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的恒流控制電路的示意性電路框圖。
[0036] 圖10示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的恒流控制電路的示意性電路框圖。
[0037] 圖11示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的恒流控制電路的工作波形圖。
[0038] 圖12為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的恒流控制方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039] W下將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。在各個(gè)附圖中，相同的元件采用類似的附 圖標(biāo)記來(lái)表示。為了清楚起見(jiàn)，附圖中的各個(gè)部分沒(méi)有按比例繪制。此外，可能未示出某些 公知的部分。
[0040] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的恒流驅(qū)動(dòng)電路的示意性電路框圖。該恒流驅(qū)動(dòng) 電路采用Buck拓?fù)洳⑶夜ぷ饔诟〉胤绞?，包括整流橋B1、輸入電容Cin、功率開關(guān)管Q1、續(xù)流 二極管D1、變壓器T、輸出電容Co、電流采樣電阻Rsen、恒流控制電路200。該恒流控制電路 200包括電流采樣模塊201、步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)210和PFC控制電路208。
[0041] 進(jìn)一步而言，整流橋Bl的輸入端接交流電源化C，整流橋Bl的正輸出端連接輸入電 容Cin的第一端，整流橋Bl的負(fù)輸出端連接輸入電容Cin的第二端。功率開關(guān)管Ql的第一功 率端連接輸入電容Cin的第一端，功率開關(guān)管Ql的第二功率端連接續(xù)流二極管Dl的陰極，續(xù) 流二極管Dl的陽(yáng)極連接輸入電容Cin的第二端。電流采樣電阻Rsen的第一端連接續(xù)流二極 管Dl的陰極，電流采樣電阻Rsen的第二端連接變壓器T的原邊繞組Wp的異名端，變壓器T的 原邊繞組Wp的異名端接地，變壓器T的原邊繞組Wp的同名端連接輸出電容Co的第一端，電容 Co的第二端連接輸入電容Cin的第二端，輸出電容Co配置為與負(fù)載并聯(lián)。變壓器T的輔助繞 組的異名端接地。功率開關(guān)管Ql的控制端接收控制電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg。在電流采樣電 阻Rsen的第一端獲得電流采樣信號(hào)CS。作為一個(gè)非限制性的例子，本實(shí)施例中的電流采樣 電阻Rsen包括電流采樣電阻Rsen,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，電流采樣電阻Rsen也可 W采用其他具有電流檢測(cè)功能的電路結(jié)構(gòu)。
[0042] 在恒流控制電路200中，電流采樣模塊201接收變壓器T的電流采樣信號(hào)CS,輸出能 反映輸出電流大小的正弦半波信號(hào)Vs。步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)210接收正弦半波信號(hào)Vs,對(duì)正弦 半波信號(hào)進(jìn)行累加，并在正弦半波信號(hào)的谷底進(jìn)行復(fù)位，從而獲得一個(gè)周期性的累加信號(hào)， 并且將累加信號(hào)與基準(zhǔn)電壓相比較W產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)Vcomp JFC驅(qū)動(dòng)電路208根據(jù)從步進(jìn)積 分補(bǔ)償模塊接收的補(bǔ)償信號(hào)VcompW及續(xù)流二極管電流過(guò)零檢測(cè)信號(hào)ZCD，產(chǎn)生主功率電路 開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg。
[0043] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的恒流驅(qū)動(dòng)電路的示意性電路框圖。該恒流驅(qū)動(dòng) 電路采用Buck拓?fù)洳⑶夜ぷ饔趯?shí)地方式，包括整流橋Bl、輸入電容Cin、功率開關(guān)管Ql、續(xù)流 二極管D1、變壓器T、輸出電容Co、電流采樣電阻Rsen、恒流控制電路200。該恒流控制電路 200包括電流采樣模塊201、步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)210和PFC控制電路208。
[0044] 進(jìn)一步而言，整流橋Bl的輸入端連接交流電源Vac,整流橋Bl的正輸出端連接輸入 電容Cin的第一端，整流橋Bl的負(fù)輸出端連接輸入電容Cin的第二端，輸入電容Cin的第二端 接地。電流采樣電阻Rsen的第一端連接輸入電容Cin的第二端，即接地，電流采樣電阻Rsen 的第二端連接功率開關(guān)管Ql的第二功率端，功率開關(guān)管Ql的第一功率端連接續(xù)流二極管Dl 的陽(yáng)極，續(xù)流二極管Dl的陰極連接輸入電容Cin的第一端。變壓器T的原邊繞組Wp的同名端 連接功率開關(guān)管Ql的第一功率端，即續(xù)流二極管Dl的陽(yáng)極，變壓器T的原邊繞組Wp的異名端 連接輸出電容Co的第二功率端，輸出電容Co的第一功率端連接輸入電容Cin的第一端，即續(xù) 流二極管Dl的陰極。輸出電容Co配置為與負(fù)載并聯(lián)，該負(fù)載可W是L邸等。變壓器T的輔助繞 組的異名端接地。功率開關(guān)管Ql的控制端接收恒流控制電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg。在電流采 樣電阻Rsen的第二端獲得電流采樣信號(hào)CS。作為一個(gè)非限制性的例子，本實(shí)施例中的電流 采樣電阻Rsen包括電流采樣電阻Rsen,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，電流采樣電阻Rsen 也可W采用其他具有電流檢測(cè)功能的電路結(jié)構(gòu)。
[0045] 在恒流控制電路200中，電流采樣模塊201接收變壓器T的電流采樣信號(hào)CS,輸出能 反映輸出電流大小的正弦半波信號(hào)Vs。步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)210接收正弦半波信號(hào)Vs,對(duì)正弦 半波信號(hào)進(jìn)行累加，并在正弦半波信號(hào)的谷底進(jìn)行復(fù)位，從而獲得一個(gè)周期性的累加信號(hào)， 并且將累加信號(hào)與基準(zhǔn)電壓相比較W產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)Vcomp JFC驅(qū)動(dòng)電路208根據(jù)從步進(jìn)積 分補(bǔ)償模塊接收的補(bǔ)償信號(hào)VcompW及續(xù)流二極管電流過(guò)零檢測(cè)信號(hào)ZCD，產(chǎn)生主功率電路 開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg。
[0046] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明第=實(shí)施例的恒流驅(qū)動(dòng)電路的示意性電路框圖。該恒流驅(qū)動(dòng) 電路采用反激拓?fù)?，包括整流橋Bl、輸入電容Cin、功率開關(guān)管Ql、續(xù)流二極管Dl、變壓器T、 輸出電容Co、電流采樣電阻Rsen、恒流控制電路200。該恒流控制電路200包括電流采樣模塊 201、步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)210和PFC控制電路208。
[0047] 進(jìn)一步而言，整流橋BI的輸入端連接交流電源Vac,整流橋BI的正輸出端連接輸入 電容Cin的第一端，整流橋Bl的負(fù)輸出端連接輸入電容Cin的第二端，輸入電容Cin的第二端 接地。電流采樣電阻Rsen的第一端連接輸入電容Cin的第二端，即接地，變壓器T的原邊繞組 的同名端連接輸入電容Cin的第一端，變壓器T的原邊繞組的異名端連接功率開關(guān)管Ql的第 一功率端，功率開關(guān)管Ql的第二功率端連接電流采樣電阻Rsen的第二端，變壓器副邊繞組 的異名端連接續(xù)流二極管Dl的陽(yáng)極，變壓器T的副邊繞組的異名端連接輸出電容Co的第二 功率端，輸出電容Co的第一功率端連接續(xù)流二極管Dl的陰極。輸出電容Co配置為與負(fù)載并 聯(lián)，該負(fù)載可W是Lm)等。變壓器T的輔助繞組的同名端接地。功率開關(guān)管Ql的控制端接收恒 流控制電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg。在電流采樣電阻Rsen的第二端獲得電流采樣信號(hào)CS。作為 一個(gè)非限制性的例子，本實(shí)施例中的電流采樣電阻Rsen包括電流采樣電阻Rsen,但是本領(lǐng) 域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，電流采樣電阻Rsen也可W采用其他具有電流檢測(cè)功能的電路結(jié)構(gòu)。
[0048] 在恒流控制電路200中，電流采樣模塊201接收變壓器T的電流采樣信號(hào)CS,輸出能 反映輸出電流大小的正弦半波信號(hào)Vs。步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)210接收正弦半波信號(hào)Vs,對(duì)正弦 半波信號(hào)進(jìn)行累加，并在正弦半波信號(hào)的谷底進(jìn)行復(fù)位，從而獲得一個(gè)周期性的累加信號(hào)， 并且將累加信號(hào)與基準(zhǔn)電壓相比較W產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)Vcomp JFC驅(qū)動(dòng)電路208根據(jù)從步進(jìn)積 分補(bǔ)償模塊接收的補(bǔ)償信號(hào)VcompW及續(xù)流二極管電流過(guò)零檢測(cè)信號(hào)ZCD，產(chǎn)生主功率電路 開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg。
[0049] 在根據(jù)第一實(shí)施例、第二實(shí)施例和第=實(shí)施例的恒流驅(qū)動(dòng)電路中，步進(jìn)積分補(bǔ)償 網(wǎng)絡(luò)210采用步進(jìn)積分控制來(lái)減小補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的積分電容。
[0050] 圖5、圖6和圖7分別示出在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的恒流驅(qū)動(dòng)電路中的電流采樣模塊 的不同實(shí)例。
[0051] 在圖2所示的主功率電路中，電流采樣電阻Rsen連接在功率開關(guān)管Ql的第二功率 端和變壓器的異名端之間，因此，流經(jīng)電流采樣電阻Rsen上的電流為變壓器原邊繞組電流， 可W直接反映輸出電流。相應(yīng)地，電流采樣模塊201的實(shí)現(xiàn)方式為低通濾波器濾波方式，如 圖5所示。所述濾波器起到濾除高頻的作用，因而其參數(shù)小，電容可W選取小容值電容，其輸 出為變壓器原邊電流平均值包絡(luò)。所述低通濾波器包括電阻Rl和電容C1。電阻Rl的第一端 從主功率電路接收電流采樣信號(hào)CS,電阻Rl的第二端連接到電容Cl的第一端，電容Cl的第 二端接地。電容Cl的第一端提供正弦半波信號(hào)Vs。
[0052] 在圖3所示的主功率電路中，電流采樣電阻Rsen連接在輸入電容Cin的第二端和功 率開關(guān)管Ql的第一功率端之間，因此，流經(jīng)電流采樣電阻Rsen上的電流為流經(jīng)功率開關(guān)管 Ql的電流。相應(yīng)地，電流采樣模塊201的實(shí)現(xiàn)方式為圖6所示峰值電流采樣方式，其由輸入電 阻Rl、開關(guān)Q2、保持電容Cl組成。輸入電阻Rl的第一端從主功率電路接收電流采樣信號(hào)CS, 輸入電阻Rl的第二端連接到開關(guān)Q2的第一端，開關(guān)Q2的第二端連接到保持電容Cl的第一 端，保持電容Cl的第二端接地。電容Cl的第一端提供正弦半波信號(hào)Vs。
[0053] 開關(guān)Q2的控制信號(hào)V巧由PFC驅(qū)動(dòng)電路208產(chǎn)生。V巧為一脈寬遠(yuǎn)小于功率開關(guān)管Ql 驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg脈寬的周期性窄脈沖信號(hào)，V巧的開關(guān)頻率與功率開關(guān)管Ql驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg相同， V巧的下降沿與Vg的下降沿對(duì)齊或略超前一點(diǎn)時(shí)間。在V巧的控制下，每個(gè)周期開關(guān)Q2在開 關(guān)管Ql斷開前開通，從而在保持電容Cl上獲得變壓器T的原邊電流峰值包絡(luò)。
[0054] 在圖4所示的主功率電路中，電流采樣電阻Rsen連接在輸入電容Cin的第二端和功 率開關(guān)管Ql的第一功率端之間，因此，流經(jīng)電流采樣電阻Rsen上的電流為流經(jīng)變壓器T的原 邊電流。相應(yīng)地，電流采樣模塊201的實(shí)現(xiàn)方式為圖7所示輸出電流估計(jì)方式，其由開關(guān)Qxl ~如3、保持電容CxU反相器化1、運(yùn)放化2 W及電阻Rxl和電容Cx2構(gòu)成的低通濾波器組成。 開關(guān)Qxl的第一端從主功率電路接收電流采樣信號(hào)CS,開關(guān)Qxl的第二端連接到保持電容Cl 的第一端，保持電容Cl的第二端接地，保持電容Cl的第一端還連接開關(guān)如2的第一端，開關(guān) Qx2的第二端連接開關(guān)妃3的第一端和運(yùn)放化2的正輸入端，開關(guān)妃3的第二端接地，運(yùn)放化2 的負(fù)輸入端和其輸出端相連，運(yùn)放化2的輸出端連接電阻Rxl的第一端，電阻Rxl的第二端接 電容Cx2的第一端，電容Cx2的第二端接地。電容Cx2的第一端提供正弦半波信號(hào)Vs。
[0055] 開關(guān)Qxl的控制信號(hào)Vg由PFC驅(qū)動(dòng)電路208產(chǎn)生。Vg為功率開關(guān)管Ql的驅(qū)動(dòng)脈沖，每 個(gè)周期開關(guān)Qxl與開關(guān)管Ql同時(shí)開通和關(guān)斷，從而在保持電容Cxl上獲得一幅值與T的原邊 電流峰值包絡(luò)相同的梯形波變。開關(guān)如2的控制信號(hào)為Vg經(jīng)反相器化1取反之后的脈沖，開 關(guān)妃3的控制信號(hào)為Vg,通過(guò)開關(guān)如2和開關(guān)妃3的開通和關(guān)斷在運(yùn)放化2的正輸入端獲得一 幅值與T的原邊電流峰值包絡(luò)相同、脈寬近似與變壓器副邊二極管Dl續(xù)流時(shí)間相等的矩形 波，經(jīng)運(yùn)放化2構(gòu)成的跟隨器跟隨之后在電阻Rxl的第一端獲得與運(yùn)放化2的正輸入端波形 相同的矩形波，該矩形波經(jīng)Rxl和電容Cx2構(gòu)成的低通濾波器濾波之后在電容Cx2獲得一平 均值與輸出負(fù)載電流成比例的正弦半波信號(hào)Vs。
[0056] 圖8示出在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的恒流驅(qū)動(dòng)電路中的步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的示意性電 路框圖。步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)210包括累加信號(hào)發(fā)生模塊212、谷底檢測(cè)模塊213、累加模塊 214、累加輸出采樣模塊215、誤差放大模塊216和周期積分模塊217。
[0057] 累加信號(hào)發(fā)生模塊212產(chǎn)生固定頻率、固定占空比的累加控制信號(hào)Vgl。
[0058] 谷底檢測(cè)模塊213接收所述電流采樣模塊201的輸出的正弦半波信號(hào)或者主功率 電路的交流輸入經(jīng)整流后的輸出信號(hào)的谷底。谷底檢測(cè)模塊213判斷電流采樣模塊201輸出 的正弦半波信號(hào)或者主功率電路交流輸入經(jīng)整流后的輸出信號(hào)處于谷底，谷底檢測(cè)模塊 213將順序產(chǎn)生累加輸出采樣信號(hào)Vg2、累加復(fù)位信號(hào)V的及周期積分信號(hào)Vg4。
[0059] 累加模塊214,所述累加模塊214接收電流采樣模塊201輸出的正弦半波信號(hào)、累加 信號(hào)發(fā)生模塊212輸出的累加控制信號(hào)Vgl W及谷底檢測(cè)模塊213輸出的累加復(fù)位信號(hào)Vg3， 在所述累加控制信號(hào)Vgl的控制下，累加模塊214對(duì)電流采樣模塊214輸出的正弦半波信號(hào) 進(jìn)行累加，累加之后的信號(hào)在所述累加輸出復(fù)位信號(hào)V的的控制下周期性地復(fù)位。
[0060] 累加輸出采樣模塊215,所述累加輸出采樣模塊215接收累加模塊214的輸出信號(hào) 和谷底檢測(cè)模塊213輸出的累加輸出采樣信號(hào)Vg2,累加輸出采樣模塊215在所述累加輸出 采樣信號(hào)Vg2的控制下，周期性地采樣并保存累加模塊214的輸出信號(hào)的峰值。
[0061] 誤差放大模塊216,所述誤差放大模塊216對(duì)累加輸出采樣模塊215輸出信號(hào)與誤 差放大模塊216內(nèi)部設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，經(jīng)誤差放大模塊216內(nèi)部的電流型誤差放大 器轉(zhuǎn)換成為放大的電流信號(hào)。
[0062] 周期積分模塊217,所述周期積分模塊217接收誤差放大模塊216的輸出的電流信 號(hào)，在谷底檢測(cè)模塊213輸出的周期積分信號(hào)Vg4的控制下對(duì)誤差放大模塊216的輸出信號(hào) 進(jìn)行積分，并輸出補(bǔ)償信號(hào)Vcomp。
[0063] 圖9示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的恒流控制電路的示意性電路框圖。恒流控制電 路200包括電流采樣模塊201、步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)210和PFC控制電路208。步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) 210包括累加信號(hào)發(fā)生模塊212、谷底檢測(cè)模塊213、累加模塊214、累加輸出采樣模塊215、誤 差放大模塊216和周期積分模塊217。
[0064] 在該實(shí)施例中，電流采樣模塊201的實(shí)現(xiàn)方式為低通濾波器濾波方式。所述低通濾 波器包括電阻Rl和電容C1。電阻Rl的第一端從主功率電路接收電流采樣信號(hào)CS,電阻Rl的 第二端連接到電容Cl的第一端，電容Cl的第二端接地。電容Cl的第一端提供正弦半波信號(hào) Vs O
[0065] 累加信號(hào)發(fā)生模塊212產(chǎn)生累加控制信號(hào)Vgl,用于控制累加模塊214中的開關(guān)通 斷。
[0066] 谷底檢測(cè)模塊213由比例跟隨電路K5、比較基準(zhǔn)電壓源VDC2、比較器U3 W及信號(hào)發(fā) 生電路組成。比例跟隨電路K5的第一端連接電流采樣模塊201中的保持電容Cl的第一端，比 例跟隨電路K5的第二端連接比較器U3的反相輸入端，比較器U3的同相輸入端連接比較基準(zhǔn) 電壓源VDC2的正極，比較基準(zhǔn)電壓源VDC2的負(fù)極接地。比較器U3的輸出連接信號(hào)發(fā)生電路， 每當(dāng)信號(hào)發(fā)生電路檢測(cè)到比較器U3輸出上升沿，即認(rèn)定電流采樣模塊201的輸出信號(hào)處于 谷底，信號(hào)發(fā)生電路將在一定的延時(shí)時(shí)間T2之后，依次產(chǎn)生累加器輸出采樣信號(hào)Vg2、累加 器輸出復(fù)位信號(hào)V的及積分周期信號(hào)Vg4。
[0067] 累加模塊214包括比例跟隨電路K1、比例跟隨電路K2、比例跟隨電路K3、電阻R2、電 阻R3、電阻R4、電阻R5、運(yùn)算放大器U1、保持電容C2、保持電容C3、開關(guān)Q3、開關(guān)Q4、開關(guān)Q5、開 關(guān)Q6。電流采樣模塊201中的保持電容Cl的第一端連接比例跟隨電路Kl的第一端，比例跟隨 電路Kl的第二端連接到電阻R2的第一端，電阻R2的第二端連接到運(yùn)算放大器Ul的同相輸入 端。電阻R3的第一端接地，其第二端連接運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端。電阻R4的第一端連接 電阻R3的第二端，即運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端，電阻R4的第二端連接運(yùn)算放大器Ul的輸 出端。運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接開關(guān)Q3的第一端，開關(guān)Q3的第二端連接保持電容C2的第 一端，保持電容C2的第二端接地。開關(guān)Q5與保持電容C2并聯(lián)，用于清零C2的電壓。比例跟隨 電路K3的第一端連接保持電容C2的第一端，比例跟隨電路K3的第二端連接開關(guān)Q4的第一 端。保持電容C3的第一端連接開關(guān)Q4的第二端，保持電容C3的第二端接地。開關(guān)Q6與保持電 容C3并聯(lián)，用于清零C3的電壓。比例跟隨電路K2的第一端連接保持電容C3的第一端，比例跟 隨電路K2的第二端連接電阻R5的第一端。電阻R5的第二端連接電阻R2的第二端，即運(yùn)算放 大器Ul的同相輸入端。累加信號(hào)發(fā)生模塊212產(chǎn)生累加控制信號(hào)Vgl,控制開關(guān)Q3和開關(guān)Q4 互補(bǔ)導(dǎo)通。谷底檢測(cè)模塊213產(chǎn)生累加器輸出復(fù)位信號(hào)Vg3,每半個(gè)工頻周期將保持電容C2 和保持電容C3上的電荷清零一次。
[006引累加輸出采樣模塊215由比例跟隨電路K4、開關(guān)Q8和保持電容C4組成。比例跟隨電 路K4的第一端連接到累加模塊214中的保持電容C2的第一端，比例跟隨電路K4的第二端連 接到開關(guān)Q8的第一端。保持電容C4的第一端連接到開關(guān)Q8的第二端，保持電容C4的第二端 接地。谷底檢測(cè)模塊213產(chǎn)生累加器輸出采樣信號(hào)Vg2,每半個(gè)工頻周期控制開關(guān)Q8導(dǎo)通一 次，在電容C4上獲取累加模塊214輸出的每半個(gè)工頻周期的累加值。
[0069]誤差放大模塊216由跨導(dǎo)運(yùn)算放大器U2、比較基準(zhǔn)電壓源VDCl組成?？鐚?dǎo)運(yùn)算放大 器U2的負(fù)極接地，跨導(dǎo)運(yùn)算放大器U2的反相輸入端連接累加輸出采樣模塊215中的保持電 容C4的第一輸入端，跨導(dǎo)運(yùn)算放大器U2的同相輸入端連接比較基準(zhǔn)電壓源VDCl的正極，比 較基準(zhǔn)電壓源VDCl的負(fù)極接地?？鐚?dǎo)運(yùn)算放大器U2根據(jù)累加輸出采樣模塊215中的保持電 容C4的電平與比較基準(zhǔn)電壓源VDCl的電壓差，其正極將流出或者流入相應(yīng)大小的電流。 (VDC1-VC4)越大，跨導(dǎo)運(yùn)算放大器U2流出的電流越大，反之越??；（VC4-VDC1)越大，跨導(dǎo)運(yùn) 算放大器U2流入的電流越大，反之越小。
[0070] 周期積分模塊217由開關(guān)Q7和積分電容巧組成。開關(guān)Q7的第一端連接誤差放大模 塊104中的跨導(dǎo)運(yùn)算放大器U2的正極，開關(guān)Q7的第二端連接積分電容巧的第一端，積分電容 巧的第二端接地。谷底檢測(cè)模塊213產(chǎn)生積分周期信號(hào)Vg4,控制開關(guān)Q7導(dǎo)通相應(yīng)大小的某 一固定時(shí)間，在積分電容巧上得到補(bǔ)償信號(hào)Vcomp。
[0071] PFC驅(qū)動(dòng)電路208為可實(shí)現(xiàn)變壓器原邊電流臨界導(dǎo)通的恒導(dǎo)通時(shí)間控制的功率因 數(shù)控制電路，包括電流過(guò)零檢測(cè)電路、RS觸發(fā)器U4、銀齒波發(fā)生電路和比較器U6 JFC驅(qū)動(dòng)電 路208實(shí)現(xiàn)的恒導(dǎo)通時(shí)間控制的功率因數(shù)控制電路只是現(xiàn)有技術(shù)諸多功率因數(shù)控制電路中 的一種，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，PFC控制電路218也可W采用其它形式的控制電路而不 影響實(shí)施例的功能。電流過(guò)零檢測(cè)電路包括：電阻R6，其第一端連接所述變壓器T的輔助繞 組的同名端；電阻R7，其第一端連接所述電阻R6的第二端，其第二端接地;比較器U5，其負(fù)輸 入端連接所述電阻R6的第二端，其正輸入端接收預(yù)設(shè)的參考電壓VDC3,其輸出端連接所述 RS觸發(fā)器U4的置位端S。電流過(guò)零檢測(cè)電路通過(guò)對(duì)變壓器T的輔助繞組的同名端輸出的電壓 信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)判斷出變壓器T原邊繞組電流的過(guò)零點(diǎn)；
[0072] 銀齒波發(fā)生電路包括電流源IDC1、電容C6、開關(guān)Q9W及反相器Ull;反相器Ull的輸 入端接收功率開關(guān)管Ql的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg,反相器Ull的輸出接開關(guān)Q9的控制端，C6的正端接比 較器U6的正輸入端，C6的負(fù)端接地；比較器U6的負(fù)輸入端接收周期積分模塊217輸出的 Vcomp信號(hào)；當(dāng)Vg為低電平期間，開關(guān)Q9導(dǎo)通，C6兩端電壓保持為零;在Vg為高電平期間，開 關(guān)Q9斷開，恒流源IDCl給電容C6充電，C6正端電平線性增加；由于Vg為周期信號(hào)，因此C6兩 端的電壓信號(hào)為一銀齒波信號(hào)；當(dāng)C6正端電平上升觸及到Vcomp電平，比較器U6的輸出電平 從低電平翻轉(zhuǎn)為高電平。
[0073] 比較器U6的輸出端接RS觸發(fā)器U4的復(fù)位端RdRS觸發(fā)器U4的輸出信號(hào)Q作為PFC驅(qū) 動(dòng)電路208的輸出Vg。
[0074] 圖10示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的恒流控制電路的示意性電路框圖。恒流控制電 路200包括電流采樣模塊201、步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)210和PFC控制電路208。步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) 210包括累加信號(hào)發(fā)生模塊212、谷底檢測(cè)模塊213、累加模塊214、累加輸出采樣模塊215、誤 差放大模塊216和周期積分模塊217。
[0075] 圖10根據(jù)第二實(shí)施例的恒流控制電路與圖9根據(jù)第一實(shí)施例的恒流控制電路的不 同之處在于電流采樣模塊201和PF碼區(qū)動(dòng)電路208的結(jié)構(gòu)不同。為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，W下僅描述兩種 恒流控制電路的不同之處，相同之處則不再詳述。
[0076] 在該實(shí)施例中，電流采樣模塊201的實(shí)現(xiàn)方式為峰值電流采樣方式。電流采樣模塊 201包括輸入電阻RU開關(guān)Q2、保持電容Cl。輸入電阻Rl的第一端從主功率電路接收電流采 樣信號(hào)CS,輸入電阻Rl的第二端連接到開關(guān)Q2的第一端，開關(guān)Q2的第二端連接到保持電容 Cl的第一端，保持電容Cl的第二端接地。電容Cl的第一端提供正弦半波信號(hào)Vs。
[0077] PFC驅(qū)動(dòng)電路208為可實(shí)現(xiàn)變壓器原邊電流臨界導(dǎo)通的恒導(dǎo)通時(shí)間控制的功率因 數(shù)控制電路，包括電流過(guò)零檢測(cè)電路、RS觸發(fā)器U4、銀齒波發(fā)生電路、比較器U6和峰值采樣 信號(hào)發(fā)生電路。PFC驅(qū)動(dòng)電路208實(shí)現(xiàn)的恒導(dǎo)通時(shí)間控制的功率因數(shù)控制電路只是現(xiàn)有技術(shù) 諸多功率因數(shù)控制電路中的一種，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，PFC控制電路218也可W采用 其它形式的控制電路而不影響實(shí)施例的功能。電流過(guò)零檢測(cè)電路包括:電阻R6,其第一端連 接所述變壓器T的輔助繞組的同名端。電阻R7，其第一端連接所述電阻R6的第二端，其第二 端接地。比較器U5，其負(fù)輸入端連接所述電阻R6的第二端，其正輸入端接收預(yù)設(shè)的參考電壓 VDC3,其輸出端連接所述RS觸發(fā)器U4的置位端S。電流過(guò)零檢測(cè)電路通過(guò)對(duì)變壓器T的輔助 繞組的同名端輸出的電壓信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)判斷出變壓器T原邊繞組電流的過(guò)零點(diǎn)。
[0078] 銀齒波發(fā)生電路包括電流源IDC1、電容C6、開關(guān)Q9W及反相器U11。反相器Ull的輸 入端接收功率開關(guān)管Ql的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg,反相器Ull的輸出接開關(guān)Q9的控制端，C6的正端接比 較器U6的正輸入端，C6的負(fù)端接地。比較器U6的負(fù)輸入端接收周期積分模塊217輸出的 Vcomp信號(hào)。當(dāng)Vg為低電平期間，開關(guān)Q9導(dǎo)通，C6兩端電壓保持為零。在Vg為高電平期間，開 關(guān)Q9斷開，恒流源IDCl給電容C6充電，C6正端電平線性增加。由于Vg為周期信號(hào)，因此C6兩 端的電壓信號(hào)為一銀齒波信號(hào)。當(dāng)C6正端電平上升觸及到Vcomp電平，比較器U6的輸出電平 從低電平翻轉(zhuǎn)為高電平。
[0079] 比較器U6的輸出端接RS觸發(fā)器U4的復(fù)位端R。
[0080] 峰值采樣信號(hào)發(fā)生電路包括延時(shí)模塊U12、反相器U8、與口 U9和或口 UIOdRS觸發(fā)器 U4的輸出信號(hào)財(cái)妾延時(shí)模塊U12的輸入端、反相器U8的輸入端和或口 U10的第一輸入端。或口 UlO的第二輸入端接延時(shí)模塊U12的輸出端，或口UlO的輸出即為PFC驅(qū)動(dòng)電路208的輸出Vg。 產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg。延時(shí)模塊U12的輸出端還接與口 U9的第一輸入端，反相器U8的輸出接 與口的第二輸入端，與口U9的輸出為開關(guān)Q2的控制信號(hào)Vg5。
[0081] 圖11示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的恒流控制電路的工作波形圖。
[0082] 電流采樣模塊201獲得流經(jīng)功率開關(guān)管Ql的電流Ip的峰值，然后在累加模塊214中 通過(guò)累加信號(hào)Vgl對(duì)峰值電流Ip的包絡(luò)Ips進(jìn)行累加，每半個(gè)工頻周期的累加值可W反應(yīng)輸 出電流的大小，然后將累加值送入誤差放大模塊216與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較和誤差放 大，誤差放大信號(hào)經(jīng)周期積分模塊217產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)Vcomp,最后將Vcomp送入PFC驅(qū)動(dòng)電路 208產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg。
[0083] 當(dāng)輸出電流Io增大時(shí)，電流Ip的平均值IL_av增大，補(bǔ)償信號(hào)Vcomp減小，PFC驅(qū)動(dòng) 電路使208得驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg的占空比變小，使得輸出電流IO降低。當(dāng)輸出電流IO減小時(shí)，電流 Ip的平均值IL_av減小，補(bǔ)償信號(hào)Vcomp增大，PFC驅(qū)動(dòng)電路使208得驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg的占空比變 小，使得輸出電流Io增大。從上述描述可W看出，恒流控制電路實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出電流Io的閉環(huán) 控制，從而調(diào)節(jié)輸出電流Io恒定。
[0084] 若設(shè)累加控制信號(hào)Vgl的開關(guān)周期為Tl,則半個(gè)工頻周期內(nèi)的累加次數(shù)N為：
[0085]
[0086] 其中T為輸入交流電壓的工頻周期。
[0087] 閣11中峰值巧絡(luò)Tds任意一段波形的面積為：
[008引
[0089] 則峰值電流包絡(luò)Ips的平均值Ips_av為：
[0090]
[0091] 對(duì)于Buck電路而言，由于輸出電流平均值Io與Ips_av成正比，且T1、T為常數(shù)，可知 輸出電流IO與累加值I]如、'(/?)成正比。 ?=1.
[0092] 如圖9所示，從電流采樣端CS獲取的主功率電路開關(guān)管Ql電流Ip經(jīng)電流采樣模塊 201得到峰值電流包絡(luò)Ips,在谷底檢測(cè)模塊213內(nèi)部與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓VDC2進(jìn)行比較，得到 谷底區(qū)，谷底檢測(cè)模塊213在谷底區(qū)域順序產(chǎn)生累加輸出采樣信號(hào)Vg2、累加復(fù)位信號(hào)V的及 周期積分信號(hào)Vg4。累加信號(hào)發(fā)生模塊212產(chǎn)生固定頻率、固定占空比的累加控制信號(hào)Vgl。
[0093] 如圖11所示的累加模塊214的一個(gè)具體實(shí)施例包括比例跟隨器Kl、電阻R2、電阻 R5、比例跟隨器K2、電容C3、開關(guān)Q6、開關(guān)Q4、比例跟隨其K3、反相器呪、電阻R3、電阻R4、運(yùn)放 Ul、開關(guān)Q3、電容C2和開關(guān)Q5 dKI的輸入端接電流采樣模塊201的輸出端，Kl的輸出接電阻R2 的第一端，電阻R2的第二端接運(yùn)放Ul的正輸入端和電阻R5的第一端，電阻R5的第二端接K2 的輸出端、K2的輸入端接電容C3的第一端、開關(guān)Q6的第一端和開關(guān)Q4的第二端，電容C3的第 二端和開關(guān)Q6的第二端接地，開關(guān)Q6的控制端接收累加復(fù)位信號(hào)Vg3,開關(guān)Q4的第一端接比 例跟隨器K3的輸出端，開關(guān)Q4的控制端接反相器U5的輸出端，反相器U5的輸入端接收累加 控制信號(hào)Vgl，比例跟隨器K3的輸入端接電容C2的第一端、開關(guān)Q5的第一端和開關(guān)Q3的第二 端，電容C2的第二端和開關(guān)Q5的第二端接地，開關(guān)Q5的控制端接收累加復(fù)位信號(hào)Vg3,開關(guān) Q3的控制端接收累加控制信號(hào)Vgl,運(yùn)放Ul的負(fù)輸入端接電阻R3的第一端和電阻R4的第一 端，電阻R3的第二端接地，運(yùn)放U1的輸出接開關(guān)Q3的第一端。運(yùn)放U1和電阻R2、電阻R5、電阻 R3、電阻R4共同構(gòu)成了加法電路，對(duì)當(dāng)前的采樣值和前一周期的累加值進(jìn)行相加。累加輸出 復(fù)位信號(hào)V的對(duì)開關(guān)Q5進(jìn)行控制，對(duì)電容C2兩端獲得的累加值周期性的進(jìn)行復(fù)位，最后在電 容C2上產(chǎn)生如圖11所示階梯上升的周期信號(hào)VC2即為累加模塊214的輸出信號(hào)。
[0094] 累加輸出采樣模塊215包括比例跟隨器K4、開關(guān)Q8和電容C4,累加輸出采樣信號(hào) Vg2控制開關(guān)Q8對(duì)VC2經(jīng)比例跟隨器K4后的信號(hào)進(jìn)行采樣和保持，在累加輸出采樣模塊215 內(nèi)部的電容C4兩端獲得VC2的峰值信號(hào)VC4,根據(jù)前述分析可知VC4兩端的電壓值為 并且與輸出電流Io的平均值成比例關(guān)系。累加輸出采樣模塊215的輸出信號(hào)送到 ?。1 ， 誤差放大模塊216與誤差放大模塊216內(nèi)部設(shè)定的基準(zhǔn)電壓VDCl進(jìn)行比較，經(jīng)誤差放大模塊 216內(nèi)部的電流型誤差放大器轉(zhuǎn)換成為放大的電流信號(hào)，如果VC4小于VDCl，則誤差放大模 塊216輸出的電流信號(hào)為正電流，反之，誤差放大模塊216輸出的電流信號(hào)為負(fù)電流。并對(duì)二 者之間的誤差進(jìn)行放大。周期積分模塊217由一開關(guān)Q7和電容巧組成，周期積分信號(hào)Vg4對(duì) 開關(guān)Q7進(jìn)行控制。當(dāng)Vg4控制開關(guān)Q7導(dǎo)通，誤差放大模塊216輸出的電流信號(hào)對(duì)電容巧進(jìn)行 積分。當(dāng)Vg4控制開關(guān)Q7斷開，電容巧兩端電壓Vcomp保持不變。如果誤差放大模塊216輸出 的電流信號(hào)為正電流，則在每個(gè)積分周期電容巧兩端電壓Vcomp線性上升，如果誤差放大模 塊216輸出的電流信號(hào)為負(fù)電流，則在每個(gè)積分周期電容巧兩端電壓Vcomp線性下降。圖11 所示為誤差放大模塊216輸出的電流信號(hào)是正電流的情況。周期積分模塊217輸出的補(bǔ)償信 號(hào)Vcomp送入PFC功率驅(qū)動(dòng)電路218。當(dāng)輸出電流Io增大，開關(guān)管電流Ip的峰值包絡(luò)Ips的平 均值Ips_av增大，則補(bǔ)償信號(hào)Vcomp減小。PFC功率驅(qū)動(dòng)電路218內(nèi)部的電容C6兩端電壓從零 上升到Vcomp的時(shí)間也相應(yīng)減小，比較器U6輸出到RS觸發(fā)器U4的R端的電平翻轉(zhuǎn)信號(hào)提前， 使得驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg的脈沖寬度減小，即開關(guān)管Ql的導(dǎo)通時(shí)間減小，從而開關(guān)管電流Ip的峰值 包絡(luò)Ips幅值降低，使得輸出電流Io下降，調(diào)節(jié)輸出電流Io。當(dāng)輸出電流Io減小，相應(yīng)調(diào)節(jié)過(guò) 程相反，通過(guò)控制電路可調(diào)節(jié)輸出電流Io恒定。
[0095] 在替代的實(shí)施例中，在圖10所示的恒流控制電路中，采用圖7所示的電流采樣模塊 201。為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，W下僅描述兩種恒流控制電路的不同之處，相同之處則不再詳述。
[0096] 電流采樣模塊201由開關(guān)Qxl~如3、保持電容Cxi、反相器化1、運(yùn)放化2W及電阻 Rxl和電容Cx2構(gòu)成的低通濾波器組成。開關(guān)Qxl的第一端從主功率電路接收電流采樣信號(hào) CS，開關(guān)Qx 1的第二端連接到保持電容Cl的第一端，保持電容Cl的第二端接地，保持電容Cl 的第一端還連接開關(guān)如2的第一端，開關(guān)妃2的第二端連接開關(guān)妃3的第一端和運(yùn)放化2的正 輸入端，開關(guān)如3的第二端接地，運(yùn)放化2的負(fù)輸入端和其輸出端相連，運(yùn)放化2的輸出端連 接電阻Rxl的第一端，電阻Rx 1的第二端接電容Cx2的第一端，電容Cx2的第二端接地。電容 Cx2的第一端提供正弦半波信號(hào)Vs。
[0097] 開關(guān)Qxl的控制信號(hào)Vg由PFC驅(qū)動(dòng)電路208產(chǎn)生。Vg為功率開關(guān)管Ql的驅(qū)動(dòng)脈沖，每 個(gè)周期開關(guān)Qxl與開關(guān)管Ql同時(shí)開通和關(guān)斷，從而在保持電容Cxl上獲得一幅值與T的原邊 電流峰值包絡(luò)相同的梯形波變。開關(guān)如2的控制信號(hào)為Vg經(jīng)反相器化1取反之后的脈沖，開 關(guān)妃3的控制信號(hào)為Vg,通過(guò)開關(guān)如2和開關(guān)妃3的開通和關(guān)斷在運(yùn)放化2的正輸入端獲得一 幅值與T的原邊電流峰值包絡(luò)相同、脈寬近似與變壓器副邊二極管Dl續(xù)流時(shí)間相等的矩形 波，經(jīng)運(yùn)放化2構(gòu)成的跟隨器跟隨之后在電阻Rxl的第一端獲得與運(yùn)放化2的正輸入端波形 相同的矩形波，該矩形波經(jīng)Rxl和電容Cx2構(gòu)成的低通濾波器濾波之后在電容Cx2獲得一平 均值與輸出負(fù)載電流成比例的正弦半波信號(hào)Vs。
[0098] 圖12為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的恒流控制方法流程圖。
[0099] 在步驟SOl中，從主電路獲得平均值與輸出電流成比例關(guān)系、頻率和相位與主電路 整流橋的輸出信號(hào)一致的正弦半波信號(hào)。
[0100] 在步驟S02中，利用固定周期、固定占空比的脈沖信號(hào)對(duì)步驟一獲得的正弦半波信 號(hào)進(jìn)行累加，并在正弦半波的谷底對(duì)累加信號(hào)進(jìn)行復(fù)位，從而獲得一個(gè)周期性的累加信號(hào)。
[0101] 在步驟S03中，在正弦半波信號(hào)谷底產(chǎn)生與該正弦半波信號(hào)周期頻率相同的周期 積分信號(hào)。
[0102] 在步驟S04中，對(duì)累加信號(hào)與設(shè)定的基準(zhǔn)進(jìn)行比較，并將二者之間的誤差轉(zhuǎn)換成為 電流信號(hào)。
[0103] 在步驟S05中，利用周期積分信號(hào)去控制步驟四產(chǎn)生的電流信號(hào)對(duì)一小電容進(jìn)行 積分，獲得調(diào)節(jié)信號(hào)。
[0104] 在步驟S06中，將調(diào)節(jié)信號(hào)送到PF碼E動(dòng)電路產(chǎn)生主電路開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0105] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明雖然是W兩種Buck型PFC功率電路和一種反激 PFC功率電路為具體實(shí)施例，但是本發(fā)明的恒流控制電路也可W與其他功率電路如構(gòu)成高 功率因數(shù)恒流控制裝置。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，PFC驅(qū)動(dòng)電路208可W為不同類型 的功率因數(shù)校正驅(qū)動(dòng)電路，包括采樣峰值電流實(shí)現(xiàn)的臨界導(dǎo)通控制的功率因數(shù)校正驅(qū)動(dòng)電 路、斷續(xù)電流模式(DCM)控制的PFC控制電路或連續(xù)模式(CCM)控制的功率因數(shù)驅(qū)動(dòng)電路。
[0106] 應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí) 體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來(lái)，而不一定要求或者暗示運(yùn)些實(shí)體或操作之間存 在任何運(yùn)種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵蓋 非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要 素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為運(yùn)種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備 所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句"包括一個(gè)……"限定的要素，并不排除在 包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0107]依照本發(fā)明的實(shí)施例如上文所述，運(yùn)些實(shí)施例并沒(méi)有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不 限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施例。顯然，根據(jù)W上描述，可作很多的修改和變化。本說(shuō)明 書選取并具體描述運(yùn)些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬 技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地利用本發(fā)明W及在本發(fā)明基礎(chǔ)上的修改使用。本發(fā)明僅受權(quán)利 要求書及其全部范圍和等效物的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種恒流控制電路，包括： 電流采樣模塊，所述電流采樣模塊接收主功率電路的電流采樣信號(hào)，產(chǎn)生反映輸出電 流大小的正弦半波信號(hào)； 步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，所述步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)與所述電流采樣模塊連接，并且產(chǎn)生補(bǔ)償 信號(hào)； PFC驅(qū)動(dòng)電路，所述PFC驅(qū)動(dòng)電路與所述步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)連接，并且根據(jù)所述補(bǔ)償信 號(hào)以及所述主功率電路的電流過(guò)零檢測(cè)信號(hào)，產(chǎn)生所述主功率電路開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)， 其中，所述步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)接收所述正弦半波信號(hào)，對(duì)所述正弦半波信號(hào)進(jìn)行累加， 并且在所述正弦半波信號(hào)的谷底或者所述電流采樣信號(hào)的谷底進(jìn)行復(fù)位，從而獲得一個(gè)周 期性的累加信號(hào)，以及將所述累加信號(hào)與基準(zhǔn)電壓相比較，從而產(chǎn)生所述補(bǔ)償信號(hào)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流控制電路，其中，所述電流采樣模塊為低通濾波器，用于 對(duì)所述主功率電路的電流采樣信號(hào)進(jìn)行濾波。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒流控制電路，其中，所述電流采樣模塊包括第一電阻和第一 電容，所述第一電阻的第一端接收所述電流采樣信號(hào)，所述第一電阻的第二端連接所述第 一電容的第一端，所述第一電容的第二端接地，所述第一電容的第一端提供所述正弦半波 信號(hào)，所述正弦半波信號(hào)為電流平均值包絡(luò)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流控制電路，其中，所述電流采樣模塊為峰值電流采樣電 路，用于獲得所述主功率電路的電流的峰值。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的恒流控制電路，其中，所述電流采樣模塊包括第一電阻、第一 電容和第一開關(guān)，所述第一電阻的第一端接收所述電流采樣信號(hào)，所述第一電阻的第二端 連接所述第一開關(guān)的第一端，所述第一電容的第一端連接所述第一開關(guān)的第二端，所述第 一電容的第二端接地，所述第一電容的第一端提供所述正弦半波信號(hào)， 其中，所述第一開關(guān)在所述電流采樣信號(hào)的峰值附近導(dǎo)通，從而獲得電流峰值包絡(luò)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流控制電路，其中，所述電流采樣模塊為輸出電流估計(jì)電 路，用于獲得反映輸出電流大小的正弦半波信號(hào)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的恒流控制電路，其中，所述電流采樣模塊包括第一開關(guān)、第二 開關(guān)、第三開關(guān)、第一電容、第二電容、第一電阻、運(yùn)放和反相器。所述第一開關(guān)的第一端接 收所述電流采樣信號(hào)，所述第一開關(guān)的第二端連接到所述第一電容的第一端，所述第一電 容C1的第二端接地，所述第一電容的第一端連接所述第二開關(guān)的第一端，所述第二開關(guān)的 第二端連接所述第三開關(guān)的第一端和所述運(yùn)放的正輸入端，所述第三開關(guān)的第二端接地， 所述運(yùn)放的負(fù)輸入端和其輸出端相連，所述運(yùn)放的輸出端連接所述第一電阻的第一端，所 述第一電阻的第二端接所述第二電容的第一端，所述第二電容的第二端接地，所述第二電 容的第一端提供正弦半波信號(hào)Vs。 其中，所述第一開關(guān)和所述第三開關(guān)的控制信號(hào)與所述主功率開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相 同，所述第二開關(guān)的控制信號(hào)由所述主功率開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)所述反相器得到。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流控制電路，其中，所述步進(jìn)積分補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)包括： 累加信號(hào)發(fā)生模塊，所述累加信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生固定頻率、固定占空比的累加控制信 號(hào)； 谷底檢測(cè)模塊，所述谷底檢測(cè)模塊接收所述正弦半波信號(hào)，并且判斷所述正弦半波信 號(hào)或者所述電流采樣信號(hào)是否處于谷底，所述谷底檢測(cè)模塊順序產(chǎn)生累加輸出采樣信號(hào)、 累加復(fù)位信號(hào)及周期積分信號(hào)； 累加模塊，所述累加模塊與所述累加信號(hào)發(fā)生模塊和所述谷底檢測(cè)模塊連接，并且接 收所述正弦半波信號(hào)、所述累加控制信號(hào)和所述累加復(fù)位信號(hào)，在所述累加控制信號(hào)的控 制下，所述累加模塊對(duì)所述正弦半波信號(hào)進(jìn)行累加以獲得所述累加信號(hào)，以及在所述累加 輸出復(fù)位信號(hào)的控制下周期性地對(duì)所述累加信號(hào)進(jìn)行復(fù)位； 累加輸出采樣模塊，所述累加輸出采樣模塊與所述谷底檢測(cè)模塊和所述累加模塊連 接，并且接收所述累加信號(hào)和所述累加輸出采樣信號(hào)，在所述累加輸出采樣信號(hào)的控制下， 周期性地采樣并保存所述累加信號(hào)的峰值； 誤差放大模塊，所述誤差放大模塊與所述累加輸出采樣模塊連接，并且對(duì)所述累加輸 出采樣模塊的輸出信號(hào)與所述誤差放大模塊內(nèi)部設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，以及轉(zhuǎn)換成為 放大的電流信號(hào)； 周期積分模塊，所述周期積分模塊與所述誤差放大模塊和所述谷底檢測(cè)模塊連接，并 且接收所述電流信號(hào)，在所述周期積分信號(hào)的控制下，對(duì)所述誤差放大模塊的輸出信號(hào)進(jìn) 行積分，產(chǎn)生所述補(bǔ)償信號(hào)。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的恒流控制電路，其中，所述谷底檢測(cè)模塊包括： 第一基準(zhǔn)電壓源，所述第一基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生第一基準(zhǔn)電壓； 第五比例跟隨電路，所述第五比例跟隨電路的第一端接收所述正弦半波信號(hào)； 第一比較器，所述第一比較器的反相輸入端連接所述第五比例跟隨電路的第二端，同 相輸入端連接所述第一基準(zhǔn)電壓源；以及 信號(hào)發(fā)生電路，所述信號(hào)發(fā)生電路的第一端連接所述第一比較器的輸出端，第二端連 接所述累加輸出采樣模塊，第三端連接所述累加模塊，第四端連接所述周期積分模塊， 其中，當(dāng)所述信號(hào)發(fā)生電路檢測(cè)到所述第一比較器的輸出信號(hào)的上升沿時(shí)，確定所述 正弦半波信號(hào)處于谷底，所述信號(hào)發(fā)生電路在延遲預(yù)定延時(shí)時(shí)間之后，依次產(chǎn)生所述累加 器輸出采樣信號(hào)、所述累加器輸出復(fù)位信號(hào)及所述積分周期信號(hào)，并且分別在所述信號(hào)發(fā) 生電路的第二至第四端提供所述累加器輸出采樣信號(hào)、所述累加器輸出復(fù)位信號(hào)及所述積 分周期信號(hào)。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的恒流控制電路，其中，所述累加模塊包括： 第二至第五電阻； 第三至第六開關(guān)； 第二和第三電容； 第一至第三比例跟隨電路；以及 運(yùn)算放大器， 其中，所述第一比例跟隨電路的第一端接收所述正弦半波信號(hào)，第二端連接所述第二 電阻的第一端； 所述運(yùn)算放大器的同相輸入端連接所述第二電阻的第二端，反相輸入端連接所述第三 電阻的第一端，所述第三電阻的第二端接地， 所述第四電阻的第一端連接所述運(yùn)算放大器的反相輸入端，所述第四電阻的第二端連 接所述運(yùn)算放大器的輸出端， 所述第三開關(guān)的第一端連接所述運(yùn)算放大器的輸出端，所述第三開關(guān)的第二端連接第 二電容的第一端，所述第二電容的第二端接地， 所述第五開關(guān)與第二電容并聯(lián)，用于清零第二電容的電荷， 所述第二比例跟隨電路的第一端連接第三電容的第一端，第二比例跟隨電路的第二端 連接第五電阻的第一端，第一電阻的第一端連接所述運(yùn)算放大器的同相輸入端， 所述第三比例跟隨電路的第一端連接所述第二電容的第一端，所述第三比例跟隨電路 的第二端連接第四開關(guān)的第一端， 第三電容的第一端連接第四開關(guān)的第二端，第三電容的第二端接地， 第六開關(guān)與第三電容并聯(lián)，用于清零第三電容的電荷， 其中，在所述累加控制信號(hào)的控制下，所述第三開關(guān)和所述第四開關(guān)互補(bǔ)導(dǎo)通，在所述 累加器輸出復(fù)位信號(hào)的控制下，所述第五開關(guān)和所述第六開關(guān)在每半個(gè)工頻周期將第二電 容和第三電容上的電荷清零。11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的恒流控制電路，其中，所述累加輸出采樣模塊包括： 第四比例跟隨電路； 第八開關(guān)；以及 第四電容， 其中，所述第四比例跟隨電路的第一端連接到所述累加模塊的輸出端，所述第四比例 跟隨電路的第二端連接到所述第八開關(guān)的第一端， 所述第四電容的第一端連接到所述第八開關(guān)的第二端，所述第四電容的第二端接地， 其中，所述第八開關(guān)在所述累加器輸出采樣信號(hào)的控制下，每半個(gè)工頻周期導(dǎo)通一次， 從而在所述第四電容上獲取所述累加模塊輸出的每半個(gè)工頻周期的累加值，作為所述累加 信號(hào)。12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的恒流控制電路，其中，所述誤差放大模塊包括： 跨導(dǎo)運(yùn)算放大器；以及 第二基準(zhǔn)電壓源，所述第二基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生第二基準(zhǔn)電壓， 其中，所述跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的反相輸入端連接所述累加輸出采樣模塊的輸出端，以接 收所述累加信號(hào)，所述跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的同相輸入端連接第二基準(zhǔn)電壓源，以接收所述第 二基準(zhǔn)電壓， 所述跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的正極流出或者流入與所述累加信號(hào)相應(yīng)大小的電流，作為所述 放大的電流信號(hào)，所述跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的負(fù)極接地。13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的恒流控制電路，其中，所述周期積分模塊包括： 第七開關(guān)；以及 第五電容， 其中，所述第七開關(guān)的第一端連接所述誤差放大模塊的輸出端，以接收所述電流信號(hào)， 所述第七開關(guān)的第二端連接第五電容的第一端，所述第五電容的第二端接地， 其中，所述第七開關(guān)在所述積分周期信號(hào)的控制下，導(dǎo)通與所述積分周期信號(hào)相對(duì)應(yīng) 的預(yù)定時(shí)間，從而在所述第五電容上獲得所述補(bǔ)償信號(hào)。14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的恒流控制電路，其中，所述PFC驅(qū)動(dòng)電路包括： 電流過(guò)零檢測(cè)電路； RS觸發(fā)器； 鋸齒波發(fā)生電路；以及 第二比較器， 其中，所述電流過(guò)零檢測(cè)電路包括： 第六電阻，所述第六電阻的第一端連接至主功率電路以接收過(guò)零檢測(cè)信號(hào)； 第七電阻，所述第七電阻的第一端連接所述第六電阻的第二端， 所述第七電阻的第二端接地；以及 第三比較器，所述第三比較器的負(fù)輸入端連接所述第六電阻的第二端，所述第三比較 器的正輸入端接收第三基準(zhǔn)電阻，所述第三比較器的輸出端連接所述RS觸發(fā)器的置位端， 其中，所述鋸齒波發(fā)生電路包括： 第一電流源； 第六電容； 第九開關(guān)；以及 第一反相器， 其中，所述第一反相器的輸入端接收所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述第一反相器的輸出端連接所 述第九開關(guān)的控制端， 所述第六電容的第一端接所述第二比較器的正輸入端，所述第六電容的第二端接地， 所述第二比較器的負(fù)輸入端接收所述補(bǔ)償信號(hào)， 其中，在當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)為低電平期間，所述第九開關(guān)導(dǎo)通，所述第六電容的兩端電壓 保持為零;在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高電平期間，所述第九開斷開，所述恒流源給所述第六電容充 電，所述第六電容的第一端電平線性增加， 在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的多個(gè)周期中，所述第六電容兩端的電壓信號(hào)為一鋸齒波信號(hào)，并且， 當(dāng)所述鋸齒波信號(hào)的峰值等于補(bǔ)償信號(hào)的電平時(shí)，所述第二比較器的輸出電平從低電平翻 轉(zhuǎn)為高電平， 所述第二比較器的輸出端連接RS觸發(fā)器的復(fù)位端R。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的恒流控制電路，其中，所述RS觸發(fā)器的輸出信號(hào)Q作為所述 驅(qū)動(dòng)信號(hào)。16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的恒流控制電路，其中，所述PFC驅(qū)動(dòng)電路還包括峰值采樣信 號(hào)發(fā)生電路，所述峰值采樣信號(hào)發(fā)生電路包括： 延時(shí)模塊； 第二反相器； 與門；以及 或門， 其中，所述RS觸發(fā)器的輸出信號(hào)Q連接所述延時(shí)模塊的輸入端、所述第二反相器的輸入 端和所述或門的第一輸入端， 所述或門的第二輸入端接所述延時(shí)模塊的輸出端，所述或門的輸出信號(hào)作為所述驅(qū)動(dòng) 信號(hào)， 所述延時(shí)模塊的輸出端連接所述與門的第一輸入端，所述第二反相器的輸出端連接所 述與門的第二輸入端， 所述與門的輸出信號(hào)作為控制信號(hào)，用于控制所述電流采樣模塊進(jìn)行峰值電流采樣。17. 根據(jù)權(quán)利要求14或16所述的恒流控制電路，其中，所述主功率電路包括變壓器，所 述過(guò)零檢測(cè)電路通過(guò)對(duì)所述變壓器的輔助繞組的同名端輸出的電壓信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行檢 測(cè)，判斷出變壓器原邊繞組電流的過(guò)零點(diǎn)。18. -種恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括： 主功率電路；以及 根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的恒流控制電路， 其中，所述主功率電路包括： 功率開關(guān)管，所述功率開關(guān)管在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的控制下導(dǎo)通或斷開；以及 變壓器，所述變壓器的原邊繞組與所述功率開關(guān)管串聯(lián)連接，所 其中，在所述功率開關(guān)管的導(dǎo)通期間，外部電源向所述變壓器的原邊繞組充電，在所述 功率開關(guān)管的斷開期間，所述變壓器的原邊繞組向負(fù)載供電，所述變壓器的副邊繞組提供 過(guò)零檢測(cè)信號(hào)。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的恒流驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述主功率電路可以是實(shí)地型Buck功 率電路、虛地型Buck功率電路、反激式功率電路、Buck-boost型功率電路、Boost型功率電路 中的任意一種。20. -種恒流控制方法，包括： 從主功率電路獲得平均值與輸出電流成比例關(guān)系、頻率和相位與主功率電路整流橋的 輸出信號(hào)一致的正弦半波信號(hào)； 利用固定周期、固定占空比的脈沖信號(hào)對(duì)正弦半波信號(hào)進(jìn)行累加，并在正弦半波信號(hào) 的谷底進(jìn)行復(fù)位，從而獲得一個(gè)周期性的累加信號(hào)； 在正弦半波信號(hào)谷底產(chǎn)生與該正弦半波信號(hào)周期頻率相同的周期積分信號(hào)； 對(duì)累加信號(hào)與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，二者之間的誤差轉(zhuǎn)換成為電流信號(hào)； 利用周期積分信號(hào)去控制電流信號(hào)對(duì)電容進(jìn)行積分，獲得補(bǔ)償信號(hào)；以及 將補(bǔ)償信號(hào)送到PFC驅(qū)動(dòng)電路，產(chǎn)生主功率電路開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H02M1/42GK105846701SQ201610281950
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】謝小高, 陳華捷
【申請(qǐng)人】杭州士蘭微電子股份有限公司