CN103151912A - 一种功率因数校正电路及其控制电路和控制方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种PFC电路及其控制电路和控制方法。PFC电路包括：开关电路，包括主开关；导通时间控制电路，产生导通时间控制信号；第一关断时间控制电路，产生第一关断时间控制信号；第二关断时间控制电路，产生第二关断时间控制信号；以及逻辑电路，接收导通时间控制信号、第一关断时间控制信号和第二关断时间控制信号，其中在连续电流模式下，第一关断时间控制信号控制主开关的导通，在断续电流模式下，第二关断时间控制信号控制主开关的导通。该电路既能工作于连续电流模式也能工作于断续电流模式，比传统的连续电流模式控制方法在轻载时具有更高的效率和功率因数。

Description

一种功率因数校正电路及其控制电路和控制方法

技术领域

本发明实施例涉及电源的控制电路，具体涉及功率因数校正电路及其控制电路和控制方法。

背景技术

功率因数校正(PFC)电路被广泛应用于电源转换系统中，用于校正电流的相位，提高功率因数。图1示出了一种PFC控制的波形示意图。如图所示，输入电压Vin呈馒头波形状，输入电压一般为将市电的正弦交流信号经过整流后获得。为了实现PFC控制，需要控制输入电流Iin的波形跟随输入电压Vin的波形，使输入电流Iin的相位与输入电压Vin一致。通常，较高的输入电压Vin对应较低的输入电流平均值Iin_avg。在开关模式PFC电路中，输入电流Iin呈锯齿波形状，从而可通过控制输入电流Iin的平均电流Iin_avg的波形跟随输入电压波形来提高功率因数，实现功率因数校正。

同时，国际能源管理机构对PFC电路的转换效率也提出了较高的要求。然而，现有的PFC电路产品在低负载条件下的效率还不能很好的符合能源管理机构期望的要求。

因此，有必要对PFC电路进行改进，以期提高效率，特别是低载条件下的效率，同时又不增加太多成本。

发明内容

为了解决前面描述的一个问题或者多个问题，本发明提出一种PFC电路及其控制电路和控制方法。

一种PFC电路包括：开关电路，包括主开关，开关电路具有输入端和输出端，其中输入端接收输入电压并具有输入电流，输出端提供输出电压；导通时间控制电路，产生导通时间控制信号控制主开关的关断；第一关断时间控制电路，产生第一关断时间控制信号；第二关断时间控制电路，产生第二关断时间控制信号；以及逻辑电路，接收导通时间控制信号、第一关断时间控制信号和第二关断时间控制信号，输出控制信号控制主开关选择性地工作于连续电流模式或断续电流模式；其中在连续电流模式下，第一关断时间控制信号控制主开关的导通；在断续电流模式下，第二关断时间控制信号控制主开关的导通。PFC电路可进一步包括第三关断时间控制电路，第三关断时间控制电路产生第三关断时间控制信号，其中逻辑电路进一步接收第三关断时间控制信号并控制主开关选择性地工作于临界电流模式，其中在临界电流模式下第三关断时间控制信号控制主开关的导通。其中断续电流模式下的主开关频率低于连续电流模式下的主开关频率。在一个实施例中，开关电路包括升压变换电路。在一个实施例中，导通时间控制电路具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接表征输入电压的输入电压检测信号，第二输入端耦接表征输出电压的输出电压反馈信号，输出端输出导通时间控制信号。在一个实施例中，导通时间控制电路包括：第一电流源，产生正比于输出电压的电流；第一电容，耦接第一电流源，第一电容具有第一端和第二端，其中第一端耦接参考地，第二端提供第一电容电压；第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第一开关的第一端耦接第一电容的第一端，第一开关的第二端耦接第一电容的第二端，第一开关在主开关关断时导通，第一开关在主开关导通时关断，在第一开关关断时，第一电流源对第一电容充电；减法电路，耦接输入电压检测信号和输出电压反馈信号，产生第二信号；比较电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中比较电路的第一输入端接收第一电容电压，比较电路的第二输入端接收第二信号，比较电路的输出端输出导通时间控制信号。在一个实施例中，第一关断时间控制电路包括比较电路，比较电路具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接第一参考电流信号，第二输入端耦接表征输入电流的输入电流反馈信号，比较电路比较第一参考电流信号和输入电流反馈信号并在输出端输出第一关断时间控制信号。在一个实施例中，第二关断时间控制电路包括：第二电流源，产生正比于第一参考电流信号的电流；第二充电开关，和第二电流源串联；第三电流源，产生正比于平均电流二倍参考信号的电流，其中平均电流二倍参考信号表征输入电流平均期望值的两倍；放电开关，和第三电流源串联；第二电容，具有第一端和第二端，其中第一端耦接参考地，第二端提供第二电容电压；其中当输入电流大于零时，第二充电开关导通，第二电流源对第二电容充电使第二电容电压升高；当输入电流为零时，第三充电开管导通，第三电流源对第二电容放电使第二电容电压降低；以及比较电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接第二电容电压，第二输入端耦接第二参考信号，比较电路比较第二电容电压和第二参考信号并在比较电路的输出端输出第二关断时间控制信号。逻辑电路可包括：模式判断电路，基于表征输入电流平均期望值两倍的平均电流二倍参考信号和输入电流峰值信号输出第一使能信号和第二使能信号，其中第一使能信号耦接第一关断时间控制电路，第二使能信号耦接第二关断时间控制电路，模式判断电路选择性地抑制第一关断时间控制电路或第二关断时间控制电路；或门，具有第一端、第二端和输出端，其中第一端接收第一关断时间控制信号，第二端接收第二关断时间控制信号；以及锁存电路，具有置位端、复位端和输出端，其中置位端耦接或门的输出端，复位端接收导通时间控制信号，输出端控制主开关的导通和关断。在一个实施例中，上述PFC电路进一步包含：参考信号发生电路，基于输入电压检测信号和输出电压反馈信号产生平均电流二倍参考信号；峰值电流采样电路，耦接输入电流反馈信号，输出输入电流峰值信号；以及减法电路，耦接平均电流二倍参考信号和输入电流峰值信号，输出第一参考电流信号。其中参考信号发生电路可包括：误差放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接输出电压反馈信号，第二输入端耦接参考电压，输出端提供输出电压补偿信号；输入电压平均电路，具有输入端和输出端，其中输入端耦接输入电压检测信号，输出端提供输入电压平均信号；以及乘法电路，具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，其中第一输入端耦接误差放大电路的输出端用于接收输出电压补偿信号，第二输入端耦接输入电压检测信号，第三输入端耦接输入电压平均电路的输出端用于接收输入电压平均信号，输出端提供平均电流二倍参考信号。

一种PFC控制电路，用于控制开关电路中的耦接于输入端和输出端之间的主开关，其中输入端具有输入电压和输入电流，输出端具有输出电压，PFC控制电路包括：导通时间控制电路，基于输入电压和输出电压产生导通时间控制信号，控制主开关的关断；第一关断时间控制电路，产生第一关断时间控制信号；第二关断时间控制电路，产生第二关断时间控制信号；以及逻辑电路，控制主开关选择性地工作于连续电流模式或断续电流模式；其中在连续电流模式下，第一关断时间控制信号控制主开关的导通；在断续电流模式下，第二关断时间控制信号控制主开关的导通。在一个实施例中，断续电流模式下的主开关频率低于连续电流模式下的主开关频率。导通时间控制电路可包括：第一电流源，正比于输出电压；第一电容，由第一电流源充电，第一电容具有第一端和第二端，其中第一端耦接参考地，第二端提供第一电容电压；第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第一开关的第一端耦接第一电容的第一端，第一开关的第二端耦接第一电容的第二端，第一开关在主开关关断时导通；减法电路，耦接输入电压检测信号和输出电压反馈信号，产生第二信号；以及比较电路，比较第一电容电压和第二信号，当第一电容电压大于第二信号时，比较电路的输出端输出信号控制主开关关断。第一关断时间控制电路可包括比较电路，比较电路将输入电流反馈信号和第一参考电流信号比较，当输入电流反馈信号小于第一参考电流信号时，比较电路的输出端控制主开关导通。第二关断时间控制电路可包括：第二电流源，正比于第一参考电流信号，其中第一参考电流信号为平均电流二倍参考信号和输入电流峰值信号的差值信号；第三电流源，正比于平均电流二倍参考信号；以及第二电容，具有第一端和第二端，其中第一端耦接参考地，第二端提供第二电容电压，其中当输入电流大于零时第二电流源对第二电容充电使第二电容电压升高，当输入电流为零时第三电流源对第二电容放电使第二电容电压降低；以及比较电路，比较第二电容电压和第二参考信号并输出第二关断时间控制信号。控制电路可进一步包括：误差放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接输出电压反馈信号，第二输入端耦接参考电压，输出端提供输出电压补偿信号；输入电压平均电路，具有输入端和输出端，其中输入端耦接输入电压检测信号，输出端提供输入电压平均信号；乘法电路，具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，其中第一输入端耦接误差放大电路的输出端用于接收输出电压补偿信号，第二输入端耦接输入电压检测信号，第三输入端耦接输入电压平均电路的输出端用于接收输入电压平均信号，输出端提供平均电流二倍参考信号；峰值电流采样电路，耦接输入电流反馈信号，输出输入电流峰值信号；以及减法电路，耦接平均电流二倍参考信号和输入电流峰值信号，输出第一参考电流信号。

一种用于PFC控制的方法，包括：根据输入电流选择性地工作于连续电流模式或断续电流模式，其中在断续电流模式中的频率小于连续电流模式中的频率；以及同时在连续电流模式和断续电流模式中采用相同的主开关导通时间控制方式。在一个实施例中，当输入电流平均电流参考信号的两倍大于输入电流峰值信号时，采用连续电流模式，采用第一关断时间控制电路控制关断时间的长度；当输入电流平均电流参考信号的两倍小于输入电流峰值信号时，采用断续电流模式，采用第二关断时间控制电路控制关断时间的长度。在一个实施例中，在连续电流模式中，主开关的关断时间长度为从关断开始到输入电流下降到第一参考电流信号的时间，其中第一参考电流信号为输入电流平均电流参考信号的两倍与输入电流峰值信号的差值。

根据本发明的实施例所提供的PFC电路及其控制电路和控制方法，既能工作于连续电流模式也能工作于断续电流模式，具有功率因数高、低载条件下效率高、实现模拟电路控制和成本低等优点。

附图说明

为了更好的理解本发明，将根据以下附图对本发明的实施例进行描述：

图1示出了一种用于PFC控制的波形图；

图2示出了根据本发明一实施例的PFC电路框图；

图3示出了根据本发明一具体实施例的PFC电路示意图；

图4示出了根据本发明另一实施例的PFC电路示意图；

图5示出了根据本发明一实施例的导通时间控制电路；

图6示出了根据本发明一实施例的在输入电压一个馒头波周期内的预定导通时间波形图；

图7示出了根据本发明一实施例的第一关断时间控制电路；

图8示出了根据本发明一实施例的对应图7中第一关断时间控制电路的波形示意图；

图9示出了根据本发明一实施例的第二关断时间控制电路；

图10示出了根据本发明一实施例的对应图9中第二关断时间控制电路的波形示意图；

图11示出了根据本发明一实施例的第三关断时间控制电路；

图12示出了根据本发明一实施例的不同负载下的输入电流波形图；

图13示出了根据本发明一实施例的不同负载下的频率示意图；

图14示出了根据本发明一实施例的对应图4中PFC电路的波形示意图；以及

图15示出了根据本发明一实施例的用于PFC控制的方法。

附图没有对实施例的所有电路或结构进行显示。贯穿所有附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或特征。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在下面对本发明的详细描述中，为了更好地理解本发明，描述了大量的细节。然而，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。为了清晰明了地阐述本发明，本文简化了一些具体结构和功能的详细描述。此外，在一些实施例中已经详细描述过的类似的结构和功能，在其它实施例中不再赘述。尽管本发明的各项术语是结合具体的示范实施例来一一描述的，但这些术语不应理解为局限于这里阐述的示范实施方式。

本发明的说明书中提到的“耦接”可指直接的连接或通过间接物的连接，如通过导体的连接，该导体具有阻值，也可有寄生参数，如具有电感值和电容值，以及如通过半导体器件如二极管的连接等。

图2示出了根据本发明一实施例的PFC电路框图200。PFC电路200包括开关电路21和PFC控制电路20。开关电路21包括主开关M，开关电路21具有输入端211和输出端212，其中输入端211接收输入电压Vin，并在PFC电路200的控制下输入端211进一步具有被调制的输入电流Iin。PFC控制电路20控制主开关M的开关动作，在主开关M的开关动作下PFC电路200将输入电压Vin转换成输出电压Vout并在开关电路21的输出端212输出。控制电路20包括导通时间控制电路24(ON)、第一关断时间控制电路22(OFF1)、第二关断时间控制电路23(OFF2)和逻辑电路25。导通时间控制电路24产生导通时间控制信号R1控制主开关M的导通时间，并在导通时间的终点控制主开关M的关断。在图示的实施例中，导通时间控制信号R1基于输入电压Vin和输出电压Vout产生导通时间控制信号R1。

输入电压Vin经输入电压检测电路检测获得输入电压检测信号Vi，其中输入电压检测电路可为任意的电压检测电路，如电阻分压电路等，为简洁起见，输入电压检测电路没有具体示出。输入电流Iin经输入电流反馈电路检测获得输入电流反馈信号Ii。在一个实施例中，输入电流检测信号Ii为一电压值，输入电流反馈信号Ii正比于输入电流Iin的值。为简洁起见，输入电流反馈电路没有具体示出。输出电压Vout经输出电压反馈电路检测获得输出电压反馈信号Vfb。在一个实施例中，输出电压反馈电路为电阻分压电路。

因此，导通时间控制信号R1可基于输入电压检测信号Vi和输出电压反馈信号Vfb产生。在另一个实施例中，导通时间控制信号R1只基于输入电压检测信号Vi产生。

第一关断时间控制电路22产生第一关断时间控制信号S1，用于在连续电流模式下控制主开关M的导通，以控制主开关关断时间的长度。在一个实施例中，第一关断时间控制电路22基于输入电流反馈信号Ii和输出电压反馈信号Vfb产生第一关断时间控制信号S1。在一个实施例中，第一关断时间控制电路22基于输入电流反馈信号Ii、输入电压检测信号Vi和输出电压反馈信号Vfb产生第一关断时间控制信号S1。

第二关断时间控制电路23产生第二关断时间控制信号S2，用于在断续电流模式下控制主开关M的导通，以控制主开关关断时间的长度。在一个实施例中，第二关断时间控制电路23基于输入电流反馈信号Ii和输出电压反馈信号Vfb产生第二关断时间控制信号S2。在另一个实施例中，第二关断时间控制电路23基于输入电流反馈信号Ii、输出电压反馈信号Vfb和输入电压检测信号Vi产生第二关断时间控制信号S2。

逻辑电路25具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，其中第一输入端耦接导通时间控制电路24用于接收导通时间控制信号R1，第二输入端耦接第一关断时间控制电路22用于接收第一关断时间控制信号S1，第三输入端耦接第二关断时间控制电路23用于接收第二关断时间控制信号S2，输出端耦接主开关21输出开关控制信号Vg控制主开关M选择性地工作于连续电流模式或断续电流模式。在连续电流模式下，第一关断时间控制信号S1控制主开关M的导通。在断续电流模式下，第二关断时间控制信号S2控制主开关M的导通。在一个实施例中，逻辑电路25包括或门，当第一关断时间控制信号S1电平为高时，第一关断时间控制信号S1控制主开关M导通；当第二关断时间控制信号S2为高电平时，第二关断时间控制信号S2控制主开关M导通。在其他实施例中，逻辑电路25可进一步包括模式判断电路，基于输入电流反馈信号Ii判断开关电路21工作于连续电流模式或断续电流模式并选择性地抑制第一关断时间控制电路22或第二关断时间控制电路23使第一关断时间控制信号S1或第二关断时间控制信号S2呈低电平。模块26基于输入电流反馈信号Ii、输入电压检测信号Vi和输出电压反馈信号Vfb产生一个或多个中间信号，并将中间信号提供给第一关断时间控制电路22和第二关断时间控制电路23。在一个实施例中，模块26进一步将一个或多个中间信号提供给逻辑电路25。

图3示出了根据本发明一具体实施例的PFC电路300示意图。PFC电路300包括整流电路37，开关电路31和控制电路30。在另一个实施例中，PFC电路300不包括整流电路37。在图示的实施例中，整流电路37将正弦交流电压Vac进行整流，输出馒头波Vin，即位于开关电路31输入端的输入电压Vin。在描述中，标记Vin和Vout，除了代表输入电压Vin和输出电压Vout，也可代表开关电路31的输入端和输出端。标记Vi、Ii、Vfb、GND和Vg除了代表输入电压检测信号Vi、输入电流反馈信号Ii、输出电压反馈信号Vfb、参考地GND和开关控制信号Vg，也可表示控制电路31的各端点。

在图示的实施例中，开关电路31包括升压变换电路。开关电路31具有输入端Vin和输出端Vout。开关电路31内部包括主开关M，电感L1，二极管D和输出电容Co。电感L1第一端接收输入电压Vin，电感L1第二端耦接主开关M的第一端，主开关M的第二端耦接参考地GND，二极管D的阳极耦接电感L1的第二端，二极管D的阴极耦接输出电容Co的第一端，输出电容Co的第二端耦接参考地GND。二极管D的阴极和输出电容Co的第一端提供输出电压Vout。在另一个实施例中，二极管D由开关管代替。虽然图示的实施例中示出了输入电容Ci，但是在另一个实施例中，PFC电路不包含输入电容Ci。在主开关M的开关作用下，开关电路31对输出电压Vout和输入电流Iin的大小进行调节，使得输入电流Iin的波形跟随输入电压Vin的波形。在另一个实施例中，开关电路31包括升压-降压变换电路。

控制电路30耦接输入电压Vin、输入电流Iin和输出电压Vout，输出开关控制信号Vg控制主开关M的开关动作使输入电流Iin跟随输入电压Vin的波形。在不同的负载状态下，控制电路30选择开关电路31工作于连续电流模式或断续电流模式，其中在连续电流模式下，第一关断时间控制电路32输出的第一关断时间控制信号S1控制主开关M的导通和关断时间长度，在断续电流模式下，第二关断时间控制电路33输出的第二关断时间控制信号S2控制主开关M的导通或关断时间长度。导通时间控制电路34在所有的负载条件下，即无论是连续电流模式还是断续电流模式，都保持相同的主开关导通时间控制方式，即基于输入电压Vin和输出电压Vout输出导通时间控制信号R1。控制电路30具有输入电压端Vi，输入电流端Ii，输出电压端Vfb和开关控制端Vg，其中输入电压端Vi耦接输入电压Vin用于接收输入电压Vin或输入电压反馈信号Vi，输入电流端Ii耦接输入电流Iin用于接收输入电流Iin或输入电流反馈信号Ii，输出电压端Vfb耦接输出电压Vout用于接收输出电压反馈信号Vfb，开关控制端Vg耦接主开关M的控制端用于控制主开关M的导通和关断。在图中，产生输入电压检测信号Vi的输入电压检测电路和产生输入电流反馈信号Ii的输入电流反馈电路未示出。在一个实施例中，控制电路30包括输入电压检测电路和输入电流反馈电路。在另一个实施例中，输入电压检测电路和输入电流反馈电路位于控制电路30之外。

控制电路30包括第一关断时间控制电路32、第二关断时间控制电路33、导通时间控制电路34和逻辑电路35。第一关断时间控制电路32基于输入电流反馈信号Ii，平均电流参考信号Ith和输入电流峰值信号Ipk产生第一关断时间控制信号S1。在图示的实施例中，第一关断时间控制电路32基于输入电流反馈信号Ii和第一参考电流信号Iref产生第一关断时间控制信号S1，其中第一参考电流信号Iref为平均电流参考信号Ith的二倍值减去输入电流峰值信号Ipk，Iref＝Id-Ipk＝2Ith-Ipk。图7示出了根据本发明一个实施例的第一关断时间控制电路700。

第二关断时间控制电路33基于平均电流参考信号Ith，输入电流峰值信号Ipk和电流状态检测信号Vpd产生第二关断时间控制信号S2。在图示的实施例中，第二关断时间控制电路33基于第一参考电流信号Iref，平均电流二倍参考信号Id和电流状态检测信号Vpd产生第二关断时间控制信号S2。其中平均电流二倍参考信号Id为平均电流参考信号Ith的二倍值。图9示出了根据本发明一实施例的第二关断时间控制电路，将在下面章节进行详细描述。

导通时间控制电路34具有第一输入端341、第二输入端342和输出端343，其中第一输入端341耦接输入电压检测信号Vi，第二输入端342耦接输出电压反馈信号Vfb，输出端343输出导通时间控制信号R1。图5示出了根据本发明一实施例的导通时间控制电路，将在下面的章节详细描述。

逻辑电路35包括或门351、锁存电路352和模式判断电路353。或门351具有第一端、第二端和输出端，其中第一端耦接第一关断时间控制电路32用于接收第一关断时间控制信号S1，第二端耦接第二关断时间控制电路33用于接收第二关断时间控制信号S2。锁存电路352具有置位端S、复位端R和输出端Q，其中置位端S耦接或门351的输出端，复位端R耦接导通时间控制电路34用于接收导通时间控制信号R1，输出端Q耦接主开关M的控制端用于控制主开关M的导通和关断。当第一关断时间控制信号S1或第二关断时间控制信号S2任一信号为有效电平时(在该实施例中，高电平为有效电平)，或门351触发锁存电路352置位，开关控制信号Vg升高使得主开关M导通。当导通时间控制信号R1为高电平时，锁存电路352复位，开关控制信号Vg降低将主开关M关断，关断至锁存电路352被再次置位。模式判断电路353具有第一输入端、第二输入端、第一使能输出端和第二使能输出端，其中第一输入端耦接平均电流二倍参考信号Id，第二输入端耦接输入电流峰值信号Ipk，第一使能输出端D1耦接第一关断时间控制电路32，第二使能输出端D2耦接第二关断时间控制电路33。模式判断电路353基于平均电流二倍参考信号Id和输入电流峰值信号Ipk输出第一使能信号D1和第二使能信号D2，其中第一使能信号D1耦接第一关断时间控制电路32，第二使能信号D2耦接第二关断时间控制电路33，模式判断电路353选择性地抑制第一关断时间控制电路32或第二关断时间控制电路33使开关电路31选择性地工作于断续电流模式或连续电流模式。模式判断电路353包括比较器C，比较平均电流二倍参考信号Id和输入电流峰值信号Ipk，其中Id＝2Ith。当平均电流二倍参考信号Id大于输入电流峰值信号Ipk，即2Ith＞Ipk时，模式判断电路353控制PFC电路300工作于连续电流模式，第一使能信号D1为高电平、第二使能信号D2为低电平，第一关断时间控制电路32被使能，第二关断时间控制电路33被抑制，第二关断时间控制信号S2保持低电平；当平均电流二倍参考信号Id小于输入电流峰值信号Ipk，即2Ith＜Ipk时，模式判断电路353控制PFC电路300工作于断续电流模式，第二使能信号D2为高电平、第一使能信号D1为低电平，第二关断时间控制电路33被使能，第一关断时间控制电路32被抑制，第一关断时间控制信号S1保持低电平。

控制电路30可进一步包含参考信号发生电路38，峰值电流采样电路364(P)，减法电路366和电流状态检测电路367(T)。其中参考信号发生电路38基于输入电压检测信号Vi、输出电压反馈信号Vfb产生平均电流二倍参考信号Id。平均电流二倍参考信号Id为期望的平均电流参考信号Ith的两倍，即输入电流检测信号Ii的平均值参考信号的两倍。

在图示的实施例中，参考信号发生电路38包括误差放大电路361，输入电压平均电路362，第一乘法电路363和第二乘法电路365。误差放大电路361输出输出电压反馈信号Vfb与参考电压Vref的差值积分信号或称输出电压补偿信号Vcomp，经控制电路30控制使得输出电压反馈信号Vfb最终稳定在参考电压Vref值。其中误差放大电路361具有耦接输出电压反馈信号Vfb的第一输入端、耦接参考电压Vref的第二输入端和提供输出电压补偿信号Vcomp的输出端。输入电压平均电路362获取输入电压检测信号Vi在一定周期内的平均值，如一个开关周期内的平均值，该平均值反映输入电压Vin的平均值。输入电压平均电路362的输入端耦接输入电压检测信号Vi，输入电压平均电路362的输出端提供输入电压平均信号Viav至第一乘法电路363。其中第一乘法电路363的第一输入端A耦接误差放大电路361的输出端用于接收输出电压补偿信号Vcomp，第一乘法电路363的第二输入端B耦接输入电压检测信号Vi，第一乘法电路363的第三输入端C耦接输入电压平均电路362的输出端用于接收输入电压平均信号Viav，第一乘法电路363的输出端提供平均电流参考信号Ith，使得Ith＝(Vi*Vcomp)/Viav²。

平均电流参考信号Ith为反映期望的输入电流平均值的参考信号。第二乘法电路365耦接第一乘法电路363的输出端，产生二倍于平均电流参考信号Ith的平均电流二倍参考信号Id，即Id＝2*Ith。在一个实施例中，参考信号发生电路38只包含一个乘法电路，该乘法电路执行图3中第一乘法电路363和第二乘法电路365的功能，即该乘法电路的第一输入端耦接误差放大电路361的输出端用于接收输出电压补偿信号Vcomp，第二输入端耦接输入电压检测信号Vi，第三输入端耦接输入电压平均电路362的输出端用于接收输入电压平均信号，输出端直接提供平均电流二倍参考信号Id。在一个实施例中，控制电路30不包括减法电路366，参考信号发生电路38进一步耦接输入电流峰值信号Ipk，同时输出平均电流二倍参考信号Id和第一参考电流信号Iref。

峰值电流采样电路364耦接输入电流反馈信号Ii，输出输入电流峰值信号Ipk，其中输入电流峰值信号Ipk正比于输入电流Iin在一个开关周期内的峰值电流。

减法电路366耦接峰值电流采样电路364和参考信号发生电路38将平均电流二倍参考信号Id和输入电流峰值信号Ipk相减，输出第一参考电流信号Iref，其中Iref＝Id-Ipk＝2th-Ipk。在一个实施例中，控制电路30进一步包括第二减法电路，执行Ipk-2Ith的算法。

电流状态检测电路367的输入端耦接输入电流反馈信号Ii，输出端输出电流状态检测信号Vpd。当输入电流Iin大于零时，电流状态检测信号Vpd为高电平，当输入电流Iin等于零时电流状态检测信号Vpd为低电平。

在一个优选的实施例中，图3中的导通时间控制电路34包括如图5所示的导通时间控制电路500，第一关断时间控制电路32包括如图7所示的第一关断时间控制电路700，第二关断时间控制电路33包括如图9所示的第二关断时间控制电路900。为便于显示清楚，导通时间控制电路500、第一关断时间控制电路700和第二关断时间控制电路900在图5、7和9中单独显示并将在下面段落中具体描述。

图4示出了根据本发明另一实施例的PFC电路400示意图。相比PFC电路300，PFC电路400中的控制电路40进一步包括第三关断时间控制电路43和零电流检测电路47，第三关断时间控制电路43产生第三关断时间控制信号S3用于在临界电流模式下控制主开关M的导通时机和关断时间长度。逻辑电路45中的或门451进一步含第三输入端耦接第三关断时间控制信号S3。或门451产生关断时间控制信号S控制主开关M选择性地工作于连续电流模式、断续电流模式和临界电流模式。

逻辑电路45进一步具有第四输入端，第四输入端耦接第三关断时间控制电路43用于接收第三关断时间控制信号S3。逻辑电路45包括或门451、锁存器452和模式判断电路453。模式判断电路453(JD)基于输入电流峰值信号Ipk和平均电流二倍参考信号Id，产生第一使能信号D1、第二使能信号D2和第三使能信号D3。第一使能信号D1耦接第一关断时间控制电路41，第二使能信号D2耦接第二关断时间控制电路42，第三使能信号D3耦接第三关断时间控制电路43。在一个实施例中，当2Ith-Ipk＞Iz时，模式判断电路453判断开关工作于连续电流模式，第一使能信号D1为高电平，第二使能信号D2和第三使能信号D3为低电平，其中Iz为略大于零的正数，因此第一关断时间控制电路41被使能，第一关断时间控制信号S1控制开关的导通和关断，第二关断时间控制信号S2和第三关断时间控制信号S3为低电平；当Ipk-2Ith＞Iz时，模式判断电路453判断开关工作于断续电流模式，第二使能信号D2为高电平，第一使能信号D1和第三使能信号D3为低电平，第二关断时间控制信号S2控制开关的导通和关断，第一关断时间控制信号S1和第三关断时间控制信号S3为低电平；当-Iz＜2Ith-Ipk＜Iz时，模式判断电路453判断开关工作于临界电流模式，第三使能信号D3为高电平，第一使能信号D1和第二使能信号D2为低电平，第三关断时间控制信号S3控制主开关M的导通，或者说第三关断时间控制信号S3控制主开关M的关断时间长度。

零电流检测电路47产生零电流检测信号Vzcd，零电流检测信号Vzcd在输入电流Iin等于零的下降沿产生高电平脉冲。第三关断时间控制电路43接收零电流检测信号Vzcd和第三使能信号D3，产生第三关断时间控制信号S3。

在一个优选的实施例中，图4中的第一关断时间控制电路41包括图7中的第一关断时间控制电路700，第二关断时间控制电路42包括图9中的第二关断时间控制电路900，第三关断时间控制电路43包括图11中的第三关断时间控制电路1100，导通时间控制电路44包括图5中的导通时间控制电路500。

图5示出了根据本发明一实施例的导通时间控制电路500。导通时间控制电路500包括第一电流源I1、第一电容C1、第一开关K1、减法电路54以及比较电路55。第一电流源I1耦接输出电压并产生正比于输出电压的电流，即正比于输出电压反馈信号Vfb。第一电容C1耦接第一电流源I1，在第一开关K1关断的情况下第一电流源I1对第一电容C1充电。第一电容C1具有第一端53和第二端52，其中第一端53耦接参考地GND，第二端52提供第一电容电压Vc1。第一开关K1具有第一端、第二端和控制端，其中第一开关K1的第一端耦接第一电容的第一端53，第一开关K1的第二端耦接第一电容的第二端52，第一开关K1耦接逻辑电路的输出端使得第一开关K1在主开关M关断时导通，在主开关M导通时关断。在图示的实施例中，导通时间控制电路500进一步包括驱动电路56，驱动电路56的输入端耦接开关控制信号Vg，驱动电路56的输出端耦接第一开关K1的控制端，当开关控制信号Vg为低电平时，驱动电路56控制第一开关K1导通，当开关控制信号Vg为高电平时，驱动电路56控制第一开关K1关断。减法电路54具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接输入电压检测信号Vi，第二输入端耦接输出电压反馈信号Vfb，产生第二信号X2，其中第二信号X2＝Vfb-Vi。比较电路55的第一输入端耦接第一电容C1的第二端52用于接收第一电容电压Vc1，比较电路55的第二输入端耦接减法电路54的输出端用于接收第二信号X2，比较电路55的输出端输出导通时间控制信号R1，耦接逻辑电路的第一输入端。当主开关M关断时，开关控制信号Vg为低电平，第一开关K1导通，第一电容电压Vc1为零值，导通时间控制信号R1为低电平。当主开关M导通时，第一开关K1关断，第一电流源I1开始对第一电容C1充电，第一电容电压Vc1上升，当第一电容电压Vc1大于第二信号X2时，比较电路55输出高电平的导通时间控制信号R1控制主开关M关断，由此决定导通时间长度Ton＝((Vout-Vin)/Vout)*Tcst，其中，Tcst＝a1*C1，其中a1为一个常数。因此导通时间控制信号R1的预定导通时间Ton与输入电压Vin成负相关。Ton随输入电压Vin减小而增大，随输入电压Vin增大而减小。

图6示出了根据本发明一实施例的在输入电压一个馒头波周期内的预定导通时间Ton波形图600。其中在输入电压Vin最小时(0，T/2)，导通时间Ton最大，其中T为输入电压Vin的周期。在输入电压Vin最大时(T/4)，导通时间Ton最小。较小的输入电压对应较大的导通时间，图中上面的曲线对应输入电压峰值为Vin1的馒头波的导通时间，下面的曲线对应输入电压峰值为Vin2的馒头波的导通时间，其中电压Vin2＞Vin1。

图7示出了根据本发明一实施例的第一关断时间控制电路700。第一关断时间控制电路700包括比较电路70，比较电路70具有第一输入端、第二输入端和输出端。第一输入端(+)耦接第一参考电流信号Iref，第二输入端(-)耦接输入电流反馈信号Ii，输出端耦接至逻辑电路的第二输入端并输出第一关断时间控制信号S1。当输入电流反馈信号Ii小于第一参考电流信号Iref时，第一关断时间控制信号S1为高电平的有效信号。在图示的实施例中，第一输入端为同相端(+)，第二输入端为反相端(-)。在一个实施例中，第一关断时间控制电路700进一步耦接第一使能信号D1，当第一使能信号D1为高电平时，第一关断时间控制电路700工作。当第一使能信号D1为低电平时，第一关断时间控制信号S1保持低电平。在另一个实施例中，第一关断时间控制电路700可不受第一使能信号D1控制。

图8示出了根据本发明一实施例的对应图7中第一关断时间控制电路的波形示意图800。当Iref＝2Ith-Ipk大于零时，主开关M工作于连续电流模式，第一关断时间控制信号S1控制主开关M的导通。如图所示，输入电流峰值信号Ipk在每个开关周期更新一次，呈阶梯状。平均电流参考信号Ith参考值跟随输入电压Vin波形变化，平均电流参考信号Ith也跟随输入电压Vin呈馒头波(半周期的正弦波)。在一个实施例中，Ith＝(Vi*Vcomp)/Viav²。

在该实施例中，由输入电流峰值信号Ipk和平均电流参考信号Ith可获得第一参考电流信号Iref，使Iref＝2Ith-Ipk。在时间t1，导通时间控制电路将开关控制信号Vg置低，主开关M关断，输入电流反馈信号Ii下降。在时间t2，输入电流反馈信号Ii下降到低于第一参考电流信号Iref时，比较电路70输出高电平的第一关断时间控制信号S1，将开关控制信号Vg置高控制主开关M导通，由此控制关断时间长度Toff。在一个实施例中，采用图5所示的导通时间控制电路，则主开关M的开关周期为恒定值Tcst。

图9示出了根据本发明一实施例的第二关断时间控制电路900。第二关断时间控制电路900耦接第二使能信号D2，当第二使能信号D2为高电平时，第二关断时间控制电路900在断续电流模式下控制主开关M的导通，即控制关断时间长度，当第二使能信号D2为低电平时，第二关断时间控制信号S2为低电平。

第二关断时间控制电路900包括第二电流源I2，第二充电开关K2，第三电流源I3，放电开关K3，第二电容C2和比较电路93。其中第二电流源I2耦接并产生正比于第一参考电流信号Iref的电流，其中第二电流源的电流I2＝k*(-Iref)＝k*(Ipk-2Ith)，其中k为正数。输入电流峰值信号Ipk和平均电流参考信号Ith参见图3所示。在一个实施例中，第二关断时间控制电路900进一步包括减法电路，将输入电流峰值信号Ipk减去平均电流二倍参考信号Id得到第二参考电流信号Iref2＝Ipk-2Ith，使第二电流源的电流I2＝k*Iref2＝k*(Ipk-2Ith)。在另一个实施例中，第二关断时间控制电路900和第一关断时间控制电路共用一个减法电路，用于生成第一参考电流信号Iref＝2Ith-Ipk，而第二电流源的电流I2正比于第一参考电流信号的相反值-Iref。第二充电开关K2具有耦接逻辑电路输出端的控制端，第二充电开关K2和第二电流源I2串联耦接。第三电流源I3耦接并产生正比于平均电流二倍参考信号Id的电流，即电流I3＝k*Id＝k*2Ith，放电开关K3和第三电流源I3串联耦接。放电开关K3具有耦接至逻辑电路输出端的控制端。第二电容C2具有第一端91和第二端92，其中第二电容C2的第一端91耦接参考地GND，第二电容C2的第二端92提供第二电容电压Vc2。其中当输入电流Iin大于零时，即电流状态检测信号Vpd为高电平时，第二充电开关K2导通，第二电流源I2对第二电容C2充电，使第二电容电压Vc2升高。当输入电流Iin为零时，即电流状态检测信号Vpd为低电平时，放电开关K3导通，第三电流源I3对第二电容C2放电使第二电容电压Vc2下降。比较电路93的第一输入端耦接第二电容C2的第二端92用于接收第二电容电压Vc2，比较电路93的第二输入端耦接第二参考信号Vth，比较电路93比较第二电容电压Vc2和第二参考信号Vth并在比较电路93的输出端输出第二关断时间控制信号S2，并耦接至逻辑电路的第三输入端。

图10示出了根据本发明一实施例的对应图9中第二关断时间控制电路的波形示意图1000。当Iref＝2Ith-Ipk小于零时，主开关工作于断续电流模式，第二关断时间控制信号S2控制主开关的导通。如图所示，在一个周期T内，在时间t3至时间t5期间，即时间T1内，输入电流Iin被检测到大于零，电流状态检测信号Vpd为高电平，此时第二电流源I2对第二电容C2充电，第二电容电压Vc2上升；在时间t5至t6期间，输入电流Iin等于零，电流状态检测信号Vpd为低电平，此时第三电流源I3对第二电容C2放电，第二电容电压Vc2下降。在时间t6，当第二电容电压Vc2小于第二参考信号Vth时，比较电路93输出高电平的第二关断时间控制信号S2，将开关控制信号Vg置高，控制主开关M导通。此时输入电流反馈信号Ii上升，电流状态检测信号Vpd转变为高电平，第二电流源I2再次对第二电容C2进行充电。因为充电电流正比于-Iref＝Ipk-2Ith，放电电流正比于平均电流二倍参考信号Id＝2Ith，因此T＝Ipk*T1/2Ith，其中T为一个周期的时间，T1为周期T中输入电流大于零的时间，则Ith*T＝Ipk*T1/2，即图10中的面积A2等于A1，很好地实现了断续电流模式控制。

图11示出了根据本发明一实施例的第三关断时间控制电路1100。第三关断时间控制电路1100包括与门1101。与门1101包括第一端、第二端和输出端，其中第一端耦接零电流检测信号Vzcd，第二端耦接第三使能信号D3，输出端提供第三关断时间控制信号S3。当D3为高电平时，PFC电路400工作于临界电流模式，第三关断时间控制信号S3的逻辑值与零电流检测信号Vzcd一致。因此，在临界电流模式下，若零电流检测信号Vzcd为高电平，主开关M被导通。

图12示出了根据本发明一实施例的不同负载下的输入电流波形图。图1201-1203示出了一个馒头波周期内(对应半个正弦波)的输入电流Iin和平均电流Iav的波形图。平均电流Iav跟随输入电压，为馒头波形状。波形图1201示出了重载情况下的输入电流Iin波形，其中主开关在整个馒头波周期内(如图所示0至T/2之间，对应半个正弦波周期)都工作于连续电流模式(CCM)下。图1202示出了中度负载情况下的输入电流波形，其中主开关在一个馒头波周期内，在输入电流Iin较大时工作于连续电流模式(CCM)，如图所示周期T/4附近，在输入电流Iin较小时工作于断续电流模式(DCM)，如图所示周期0和T/2附近。图1203示出了轻载情况下的输入电流波形，其中主开关在整个馒头波周期内都工作于断续电流模式(DCM)。其中轻载、重载水平可以根据实际需要设定。在一个实施例中，轻载、重载水平的设定可通过调节导通时间控制电路中的电流源和电容进行调整。

图13示出了根据本发明一实施例的不同负载下的频率示意图1300。图中示出了一个馒头波周期内的频率示意图。在重载情况下，主开关工作于连续电流模式(CCM)，频率为恒定值。在中度负载下，当输入电流较大时，工作于连续电流模式(CCM)，频率为恒定值；当输入电流较小时，工作于断续电流模式(DCM)，频率可变。其中断续电流模式下的频率小于连续电流模式下的频率，输入电流越小，频率越低。在轻载条件下主开关工作于断续电流模式(DCM)，其频率小于连续电流模式下的频率。

图14示出了根据本发明一实施例的对应图4中PFC电路的波形示意图1400。图中示出了在中度负载下，主开关在输入电流比较低时工作于断续电流模式(DCM)，在输入电流比较高时工作于连续电流模式(CCM)。主开关还部分地工作于临界电流模式(BCM)。图中示出了输入电流反馈信号Ii、输入电流峰值信号Ipk、平均电流参考信号Ith、第一参考电流信号Iref、第一关断时间控制信号S1、第二关断时间控制信号S2、第二电容电压Vc2、第三关断时间控制信号S3和开关控制信号Vg。其中在连续电流模式(CCM)下，开关控制信号Vg在第一关断时间控制信号S1呈高电平时导通，在预定导通时间后关断。在断续电流模式(DCM)下，开关控制信号Vg在第二关断时间控制信号S2呈高电平时导通，在预定导通时间后关断。根据图5所示的导通时间控制电路500，导通时间控制信号R1的预定导通时间在连续电流模式下较短，在断续电流模式下较长，很好地对应了断续电流模式下的频率比连续电流模式下的频率低的特性，提高了断续电流模式下的开关效率。在临界电流模式下，开关控制信号Vg在第三关断时间控制信号S3呈高电平时导通，在预定导通时间后关断。

在一个实施例中，当第一参考电流信号约等于零，即-Iz＜2Ith-Ipk＜Iz时，PFC电路工作于临界电流模式，当第一参考电流信号大于零，即2Ith-Ipk＞Iz时，PFC电路工作于连续电流模式，当第一参考电流信号小于零，即Ipk-2Ith＞Iz时，PFC电路工作于断续电流模式，其中参考值Iz为约等于零的较小的正数。具体地，当第一参考电流信号大于零，即当输入电流平均电流参考信号的两倍大于输入电流峰值信号时，Iref＝2Ith-Ipk＞Iz时，主开关M工作于连续电流模式(CCM)，此时第二关断时间控制信号S2和第三关断时间控制信号S3为低电平。当输入电流反馈信号Ii下降到第一参考电流信号Iref时，第一关断时间控制信号S1为高电平，开关控制信号Vg升高，主开关M导通，输入电流反馈信号Ii升高。在导通时间控制信号R1的预定导通时间后，开关控制信号Vg下降，主开关M关断，输入电流反馈信号Ii下降，开始下一个周期。当第一参考电流信号小于零，即输入电流平均电流参考信号的两倍小于输入电流峰值信号时，即Iref＝2Ith-Ipk＜-Iz时，主开关M工作在断续电流模式(DCM)，此时第一关断时间控制信号S1和第三关断时间控制信号S3为低电平。第二电容电压Vc2在输入电流反馈信号Ii大于零时充电，在输入电流反馈信号Ii等于零时放电，当第二电容电压Vc2下降到一参考电压时，第二关断时间控制信号S2呈现高电平脉冲，开关控制信号Vg升高，主开关M导通，同时输入电流反馈信号Ii升高。在导通时间控制信号R1的预定导通时间后，开关控制信号Vg下降，主开关M关断，同时输入电流反馈信号Ii下降，开始下一个周期。当第一参考电流信号约等于零，即-Iz＜2Ith-Ipk＜Iz时，主开关M工作在临界电流模式(BCM)，此时第一关断时间控制信号S1和第二关断时间控制信号S2为低电平。在另一个实施例中，此时第一关断时间控制信号S1和第二关断时间控制信号S2被屏蔽。当电流等于零时，第三关断时间控制信号S3为高电平，开关控制信号Vg升高，主开关M导通。在导通时间控制信号R1的预定导通时间后，开关控制信号Vg下降，主开关M关断，开始下一个周期。

从图14的波形图中可以看到，输入电流的平均值信号Ith呈馒头波形状，实现了PFC控制，同时在断续电流模式(DCM)下的频率低于连续电流模式(CCM)下的频率，优化了低载条件下的开关效率。同时，上述多个实施例中的电路采用模拟电路，系统成本较低。

图15示出了根据本发明一实施例的用于PFC控制的方法1500。该方法1500包括根据输入电流选择性的工作于连续电流模式或断续电流模式，其中在断续电流模式中的频率小于连续电流模式中的频率，以及在连续电流模式和断续电流模式中采用相同的主开关导通时间控制方式，使得导通时间Ton＝((Vout-Vin)/Vout)*Tcst，其中，Tcst＝a1*C1，其中a1为一个常数。

方法1500采用模拟电路的方法实现PFC控制，并使得断续电流模式下的频率低于连续电流模式下的频率，提高了低载条件下的效率。

方法1500包括在步骤1501检测输入电压Vin和输出电压Vout；在步骤1502检测输入电流的峰值信号Ipk，同时在步骤1503基于输入电压Vin和输出电压Vout计算输入电流的平均电流参考信号Ith，使得输入电流平均值随输入电压和输出电压的变化而变化；在步骤1504判断第一参考电流信号Iref水平，其中第一参考电流信号Iref为平均电流参考信号Ith的二倍值与输入电流峰值信号Ipk之差，即Iref＝2Ith-Ipk。

当第一参考电流信号大于零，即2Ith-Ipk＞0时，方法1500包括在步骤1505，选择工作于连续电流模式，第一关断时间控制电路控制主开关关断时间的长度。在连续电流模式下，主开关频率为连续电流模式频率fs1。在一个实施例中，第一关断时间控制电路控制主开关的关断时间长度为从关断开始到输入电流下降到第一参考电流信号的时间，参看图7、图8所示。

当第一参考电流信号小于零，即2Ith-Ipk＜0时，方法1500包括在步骤1507，选择工作于断续电流模式，此时，第二关断时间控制电路控制主开关关断时间的长度。此时，主开关频率为断续电流模式频率fs2，其中fs2＜fs1。在一个实施例中，断续电流模式频率fs2为可变频率。在一个实施例中，主开关在关断时对一第二电容充电，在输入电流降到零时对第二电容放电，当第二电容电压降到一参考值时，控制主开关导通，以此决定断续电流模式下的关断时间长度。

在步骤1509，将主开关导通，并使主开关导通时间长度Ton控制为Ton＝((Vout-Vin)/Vout)*Tcst，其中，Tcst＝a1*C1，其中a1为一个常数。重复上述步骤。

应当知道，说明书中的逻辑值可以采用相反的逻辑电平。例如，开关控制信号Vg信号可以在高电平时促使主开关M导通，也可以在低电平时促使主开关M导通。

上述的一些特定实施例仅仅以示例性的方式对本发明进行说明，这些实施例不是完全详尽的，并不用于限定本发明的范围。对于公开的实施例进行变化和修改都是可能的，其他可行的选择性实施例和对实施例中元件的等同变化可以被本技术领域的普通技术人员所了解。本发明所公开的实施例的其他变化和修改并不超出本发明的精神和权利要求限定的保护范围。

Claims (17)

1.一种功率因数校正(PFC)电路，包括：

开关电路，包括主开关，开关电路具有输入端和输出端，其中输入端接收输入电压，输出端提供输出电压；

导通时间控制电路，产生导通时间控制信号控制主开关的关断；

第一关断时间控制电路，产生第一关断时间控制信号；

第二关断时间控制电路，产生第二关断时间控制信号；以及

逻辑电路，接收导通时间控制信号、第一关断时间控制信号和第二关断时间控制信号，输出控制信号控制主开关选择性地工作于连续电流模式或断续电流模式；其中

在连续电流模式下，第一关断时间控制信号控制主开关的导通；

在断续电流模式下，第二关断时间控制信号控制主开关的导通。

2.如权利要求1所述的PFC电路，进一步包括第三关断时间控制电路，第三关断时间控制电路产生第三关断时间控制信号，其中逻辑电路进一步接收第三关断时间控制信号并控制主开关选择性地工作于临界电流模式，其中在临界电流模式下第三关断时间控制信号控制主开关的导通。

3.如权利要求1所述的PFC电路，其中断续电流模式下的主开关频率低于连续电流模式下的主开关频率。

4.如权利要求1所述的PFC电路，其中开关电路包括升压变换电路。

5.如权利要求1所述的PFC电路，其中所述导通时间控制电路具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接表征输入电压的输入电压检测信号，第二输入端耦接表征输出电压的输出电压反馈信号，输出端输出导通时间控制信号。

6.如权利要求5所述的PFC电路，其中所述导通时间控制电路包括：

第一电流源，产生正比于输出电压的电流；

第一电容，耦接第一电流源，第一电容具有第一端和第二端，其中第一端耦接参考地，第二端提供第一电容电压；

第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第一开关的第一端耦接第一电容的第一端，第一开关的第二端耦接第一电容的第二端，第一开关在主开关关断时导通，第一开关在主开关导通时关断，在第一开关关断时，第一电流源对第一电容充电；

减法电路，耦接输入电压检测信号和输出电压反馈信号，产生第二信号；

比较电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中比较电路的第一输入端接收第一电容电压，比较电路的第二输入端接收第二信号，比较电路的输出端输出导通时间控制信号。

7.如权利要求1所述的PFC电路，其中第一关断时间控制电路包括比较电路，比较电路具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接第一参考电流信号，第二输入端耦接表征与输入电压相关联的输入电流的输入电流反馈信号，比较电路比较第一参考电流信号和输入电流反馈信号并在输出端输出第一关断时间控制信号。

8.如权利要求7所述的PFC电路，其中第二关断时间控制电路包括：

第二电流源，产生正比于第一参考电流信号的电流；

第二充电开关，和第二电流源串联；

第三电流源，产生正比于平均电流二倍参考信号的电流，其中平均电流二倍参考信号表征输入电流平均期望值的两倍；

放电开关，和第三电流源串联；

第二电容，具有第一端和第二端，其中第一端耦接参考地，第二端提供第二电容电压；其中

当输入电流大于零时，第二充电开关导通，第二电流源对第二电容充电使第二电容电压升高；

当输入电流为零时，第三充电开管导通，第三电流源对第二电容放电使第二电容电压降低；以及

比较电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接第二电容电压，第二输入端耦接第二参考信号，比较电路比较第二电容电压和第二参考信号并在比较电路的输出端输出第二关断时间控制信号。

9.如权利要求1所述的PFC电路，其中逻辑电路包括：

模式判断电路，基于表征输入电流平均期望值两倍的平均电流二倍参考信号和输入电流峰值信号输出第一使能信号和第二使能信号，其中第一使能信号耦接第一关断时间控制电路，第二使能信号耦接第二关断时间控制电路，模式判断电路选择性地抑制第一关断时间控制电路或第二关断时间控制电路；

或门，具有第一端、第二端和输出端，其中第一端接收第一关断时间控制信号，第二端接收第二关断时间控制信号；以及

锁存电路，具有置位端、复位端和输出端，其中置位端耦接或门的输出端，复位端接收导通时间控制信号，输出端控制主开关的导通和关断。

10.如权利要求1所述的PFC电路，进一步包含：

参考信号发生电路，基于输入电压检测信号和输出电压反馈信号产生平均电流二倍参考信号；

峰值电流采样电路，耦接输入电流反馈信号，输出输入电流峰值信号；以及

减法电路，耦接平均电流二倍参考信号和输入电流峰值信号，输出第一参考电流信号。

11.如权利要求10所述的PFC电路，其中参考信号发生电路包括：

误差放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接输出电压反馈信号，第二输入端耦接参考电压，输出端提供输出电压补偿信号；

输入电压平均电路，具有输入端和输出端，其中输入端耦接输入电压检测信号，输出端提供输入电压平均信号；以及

乘法电路，具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，其中第一输入端耦接误差放大电路的输出端用于接收输出电压补偿信号，第二输入端耦接输入电压检测信号，第三输入端耦接输入电压平均电路的输出端用于接收输入电压平均信号，输出端提供平均电流二倍参考信号。

12.一种PFC控制电路，用于控制开关电路中的耦接于输入端和输出端之间的主开关，其中输入端具有输入电压和输入电流，输出端具有输出电压，PFC控制电路包括：

导通时间控制电路，基于输入电压和输出电压产生导通时间控制信号，控制主开关的关断；

第一关断时间控制电路，产生第一关断时间控制信号；

第二关断时间控制电路，产生第二关断时间控制信号；以及

逻辑电路，控制主开关选择性地工作于连续电流模式或断续电流模式；其中

在连续电流模式下，第一关断时间控制信号控制主开关的导通；

在断续电流模式下，第二关断时间控制信号控制主开关的导通。

13.如权利要求12所述的控制电路，其中第一关断时间控制电路包括比较电路，比较电路将输入电流反馈信号和第一参考电流信号比较，当输入电流反馈信号小于第一参考电流信号时，比较电路的输出端控制主开关导通。

14.如权利要求12所述的控制电路，其中第二关断时间控制电路包括：

第二电流源，正比于第一参考电流信号，其中第一参考电流信号为平均电流二倍参考信号和输入电流峰值信号的差值信号；

第三电流源，正比于平均电流二倍参考信号；以及

第二电容，具有第一端和第二端，其中第一端耦接参考地，第二端提供第二电容电压，其中当输入电流大于零时第二电流源对第二电容充电使第二电容电压升高，当输入电流为零时第三电流源对第二电容放电使第二电容电压降低；以及

比较电路，比较第二电容电压和第二参考信号并输出第二关断时间控制信号。

15.如权利要求12所述的控制电路，进一步包括：

误差放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接输出电压反馈信号，第二输入端耦接参考电压，输出端提供输出电压补偿信号；

输入电压平均电路，具有输入端和输出端，其中输入端耦接输入电压检测信号，输出端提供输入电压平均信号；

乘法电路，具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，其中第一输入端耦接误差放大电路的输出端用于接收输出电压补偿信号，第二输入端耦接输入电压检测信号，第三输入端耦接输入电压平均电路的输出端用于接收输入电压平均信号，输出端提供平均电流二倍参考信号；

峰值电流采样电路，耦接输入电流反馈信号，输出输入电流峰值信号；以及

减法电路，耦接平均电流二倍参考信号和输入电流峰值信号，输出第一参考电流信号。

16.一种用于PFC控制的方法，包括：

根据输入电流选择性地工作于连续电流模式或断续电流模式，其中在断续电流模式中的频率小于连续电流模式中的频率；以及

同时在连续电流模式和断续电流模式中采用相同的主开关导通时间控制方式。

17.如权利要求16所述的方法，其中：

当输入电流平均电流参考信号的两倍大于输入电流峰值信号时，采用连续电流模式，采用第一关断时间控制电路控制关断时间的长度；以及

当输入电流平均电流参考信号的两倍小于输入电流峰值信号时，采用断续电流模式，采用第二关断时间控制电路控制关断时间的长度。

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