CN104079159B - 数字功率因数校正电路及其方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种数字功率因数校正电路(PFC)及其方法。所述数字PFC电路包括：第一和第二输入端子、整流器、输入电容、功率开关电路、模数转换单元、周期计算单元、补偿电流产生单元、参考电流校正单元以及PFC控制器。所述数字PFC电路大大提高了电路的功率因数。

Description

数字功率因数校正电路及其方法

技术领域

本发明涉及一种电子电路，更具体地说，本发明涉及一种数字功率因数校正电路及其方法。

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，减小系统损耗。功率因数(PF)的定义为平均功率与视在功率的比值，即

其中θ为PFC电路的输入线电压(即输入电压)与输入电流基波分量的相位差，THD为输入电流的总谐波畸变。控制的要求为尽量使θ为零度角。

图1示意性地示出了一种现有PFC电路50。如图1所示，PFC电路50包括：第一输入端子11和第二输入端子12，用以接收输入线电压V_in，该输入线电压V_in通常为正弦波形；整流器13，耦接至第一输入端子11和第二输入端子12，以将输入线电压V_in整流成整流电压V_Z(即通常所说的馒头波)；输入电容14，耦接在整流器13和参考地之间；功率开关电路15，包括至少一个功率开关，所述功率开关电路15耦接至整流器13接收整流电压V_Z，并将整流电压转化成所需的输出电压V_O，以提供给负载或者后级电路；控制电路16，接收表征输入线电压V_in的电压采样信号V_ifb、表征流过功率开关电路15的电流i_S的电流采样信号以及输出电压V_O，并根据电压采样信号V_ifb、电流采样信号和输出电压V_O产生控制信号，用以控制所述功率开关，使输出电压V_O满足要求。

由于在PFC电路50运行过程中，输入电容14上有电流i_C流过。而在实际电路控制中，控制电路16接收的电流采样信号表征的是流过功率开关电路15的电流i_S，而不是PFC电路50的输入电流i_in。因此，PFC电路50控制的是使流过功率开关电路15的电流与输入线电压V_in/整流电压V_Z同相位，如图2所示的PFC电路50的输入电流i_in、流过输入电容14的电流i_C、流过功率开关电路15的电流i_S、以及整流电压V_Z的时序波形图。也就是说，在现有PFC控制下，电路的输入电流和输入线电压之间仍旧存在较大的相位差，如图3示所示的PFC电路50的输入线电压V_in、流过功率开关电路15的电流i_S、流过输入电容14的电流i_C、以及输入电流i_in的相位图。

因此，除了电路的总谐波畸变THD的存在使功率因数降低之外，输入电容也影响了功率因数；并且输入电容的电容值越大，功率因数的值越低，尤其在轻载状态下更为严重。

发明内容

因此本发明的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种数字PFC电路及其方法。

为实现上述目的，根据本发明的实施例，提出了一种数字PFC电路，包括：第一输入端子和第二输入端子，接收输入线电压；整流器，耦接至第一输入端子和第二输入端子，将输入线电压整流成整流电压；输入电容，耦接在整流器和参考地之间；功率开关电路，包括至少一个功率开关，所述功率开关电路耦接至整流器接收整流电压，并将整流电压转化为输出电压；模数转换单元，接收表征输入线电压的电压前馈信号，将所述电压前馈信号转化为数字电压信号；周期计算单元，接收模数转换单元提供的数字电压信号，所述周期计算单元根据数字电压信号，产生表征输入线电压周期的周期信号；补偿电流产生单元，接收周期计算单元提供的周期信号，产生补偿电流；参考电流校正单元，接收补偿电流产生单元提供的补偿电流，将补偿电流与原始参考电流信号进行运算，得到校正参考电流信号；PFC控制器，接收表征流过开关电路的电流的电流采样信号和参考电流校正单元提供的校正参考电流信号，产生逻辑控制信号，用以控制功率开关的运行；所述补偿电流产生单元包括：锯齿波幅值计算模块，根据如下公式(c)计算幅值，其中D_icmp为幅值，V_r为输入线电压的有效值、f为输入线电压的频率、C₁₀₄为输入电容的电容值、V_{adc_ref}为模数转换单元的参考电平，N为模数转换单元的比特位数：

运算模块，根据如下公式(d)计算时长，其中T_line为周期计算单元提供的周期信号：

定时模块，接收运算模块提供的时长，并定时所述时长的时间后产生脉冲信号；计数模块，接收定时模块提供的脉冲信号，提供当前步所处的位置；相减模块，接收锯齿波幅值计算模块提供的幅值和当前步所处的位置，并对两者进行相减运算，产生所述补偿电流。

为实现上述目的，根据本发明的实施例，还提出了一种数字功率因数校正(PFC)电路，包括：第一输入端子和第二输入端子，接收输入线电压；整流器，耦接至第一输入端子和第二输入端子，将输入线电压整流成整流电压；输入电容，耦接在整流器和参考地之间；功率开关电路，包括至少一个功率开关，所述功率开关电路耦接至整流器接收整流电压，并将整流电压转化为输出电压；模数转换单元，接收表征输入线电压的电压前馈信号，将所述电压前馈信号转化为数字电压信号；周期计算单元，接收模数转换单元提供的数字电压信号，所述周期计算单元根据数字电压信号，产生表征输入线电压周期的周期信号；补偿电流产生单元，接收周期计算单元提供的周期信号，产生补偿电流；参考电流校正单元，接收补偿电流产生单元提供的补偿电流，将补偿电流与原始参考电流信号进行运算，得到校正参考电流信号；PFC控制器，接收表征流过开关电路的电流的电流采样信号和参考电流校正单元提供的校正参考电流信号，产生逻辑控制信号，用以控制功率开关的运行；其中所述补偿电流产生单元包括：类正弦波幅值计算模块，根据如下公式(a)计算幅值，其中D_icmp为幅值，C₁₀₄为输入电容的电容值，f为输入线电压的频率，V_r为输入线电压的有效值，V_{adc_ref}为模数转换单元的参考电平，N为模数转换单元的比特位数：

存储模块，接收类正弦波幅值计算模块提供的幅值和当前步所处的位置，根据如下公式(b)提供反三角函数值，其中n为当前步所处的位置：

运算模块，接收存储模块提供的反三角函数值和周期计算单元提供的周期信号，计算当前步时长；定时模块，接收运算模块提供的当前步时长，并定时所述当前步时长的时间后产生脉冲信号；计数模块，接收定时模块提供的脉冲信号，提供当前步所处的位置；相减模块，接收类正弦波幅值计算模块提供的幅值和当前步所处的位置，并对两者进行相减运算，产生所述补偿电流。

为实现上述目的，根据本发明的实施例，还提出了一种用于数字功率因数校正(PFC)电路的的方法，所述数字PFC电路接收输入线电压，提供输出电压，所述数字PFC电路包括输入电容和功率开关电路，所述方法包括：接收表征输入线电压的电压前馈信号，并通过模数转换单元将所述电压前馈信号转化为数字电压信号；根据数字电压信号计算得到输入线电压的周期；根据输入线电压的周期、输入线电压的频率、输入线电压的有效值、输入电容的电容值、模数转换单元的比特位数和模数转换单元的参考电平产生与流过输入电容的电流互补的补偿电流；将补偿电流与原始参考电流信号进行叠加，产生校正参考电流信号；控制流过功率开关电路的电流与所述校正参考电流信号成正比；其中所述步骤“根据输入线电压的周期、输入线电压的频率、输入线电压的有效值、输入电容的电容值、模数转换单元的比特位数和模数转换单元的参考电平产生与流过输入电容的电流互补的补偿电流”包括：用类正弦波实现补偿电流，并且(i)根据如下公式(e)计算幅值D_icmp，其中C为输入电容的电容值，V_r为输入线电压的有效值，f为输入线电压的频率，V_{adc_ref}为模数转换单元的参考电平，N为模数转换单元的比特位数：

(ii)根据如下公式(f)计算当前步时长t_n，其中T_line为输入线电压的周期，n为当前步所处的位置：

(iii)在所述类正弦波的每二分之一周期，将幅值等分为D_icmp步，每一步的时长对应于第(ii)步计算得到的当前步时长。

为实现上述目的，根据本发明的实施例，还提出了一种用于数字功率因数校正(PFC)电路的方法，所述数字功率因数校正电路接收输入线电压，提供输出电压，所述数字功率因数校正电路包括输入电容和功率开关电路，所述方法包括：接收表征输入线电压的电压前馈信号，并通过模数转换单元将所述电压前馈信号转化为数字电压信号；根据数字电压信号计算得到输入线电压的周期；根据输入线电压的周期、输入线电压的频率、输入线电压的有效值、输入电容的电容值、模数转换单元的比特位数和模数转换单元的参考电平产生与流过输入电容的电流互补的补偿电流；将补偿电流与原始参考电流信号进行叠加，产生校正参考电流信号；控制流过功率开关电路的电流与所述校正参考电流信号成正比；其中所述步骤“根据输入线电压的周期、输入线电压的频率、输入线电压的有效值、输入电容的电容值、模数转换单元的比特位数和模数转换单元的参考电平产生与流过输入电容的电流互补的补偿电流”包括：用锯齿波实现补偿电流，并且(i)根据如下公式(g)计算幅值D_icmp，其中C为输入电容的电容值，V_r为输入线电压的有效值，f为输入线电压的频率，V_{adc_ref}为模数转换单元的参考电平，N为模数转换单元的比特位数

(ii)根据如下公式(h)计算时长t_n，其中T_line为输入线电压的周期

(iii)在所述锯齿波的每二分之一周期，将幅值等分为D_icmp步，每一步的时长均为步骤(ii)计算得到的时长。

根据本发明上述各方面的数字PFC电路及其方法，有效地改善了电路的功率因数，减小了系统的损耗。

附图说明

图1示意性地示出了一种现有PFC电路50；

图2示意性地示出了图1所示PFC电路50的输入电流i_in、流过输入电容14的电流i_C、流过功率开关电路15的电流i_S、以及整流电压V_Z的时序波形图；

图3示意性地示出了图1所示PFC电路50的输入线电压V_in、流过功率开关电路15的电流i_S、流过输入电容14的电流i_C、以及输入电流i_in的相位图；

图4为根据本发明一实施例的数字PFC电路100；

图5示意性地示出了根据本发明一个实施例的图4所示周期计算单元107的数字逻辑模块图；

图6示意性地示出了根据图5所示周期计算单元107的工作原理波形图；

图7示意性地示出了根据本发明一个实施例的用类正弦波实现补偿电流i_cmp的原理波形图；

图8示意性地示出了根据本发明一个实施例的实现图7所示波形的补偿电流产生单元108的数字逻辑模块图；

图9示意性地示出了根据本发明另一个实施例的用锯齿波实现补偿电流i_cmp的原理波形图；

图10示意性地示出了根据本发明一个实施例的实现图9所示波形的补偿电流产生单元108的数字逻辑模块图；

图11示意性示出了数字PFC电路100的输入线电压V_in、流过功率开关电路105的电流i_S、流过输入电容104的电流i_C、补偿电流i_cmp、以及输入电流i_in的相位图；

图12示意性地示出了根据本发明又一个实施例的用于数字PFC电路的方法流程图200。

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。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称元件“耦接到”或“连接到”另一元件时，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

图4为根据本发明一实施例的数字PFC电路100。在图4所示实施例中，数字PFC电路100包括：第一输入端子101和第二输入端子102，接收输入线电压V_in，该输入线电压V_in通常为正弦波形；整流器103，耦接至第一输入端子101和第二输入端子102，将输入线电压V_in整流成整流电压V_Z；输入电容104，耦接在整流器103和参考地之间；功率开关电路105，包括至少一个功率开关，所述功率开关电路105耦接至整流器103接收整流电压V_Z，将整流电压V_Z转化为所需的输出电压V_O，以提供给负载或者后级电路；模数转换单元106，接收表征输入线电压V_in的电压前馈信号V_ifba，并将其转化为数字电压信号V_ifbd；周期计算单元107，接收模数转换单元106提供的数字电压信号V_ifbd，并根据数字电压信号V_ifbd，计算得到输入线电压V_in的周期，产生表征输入线电压周期的周期信号T_line；补偿电流产生单元108，接收周期计算单元107提供的周期信号T_line，产生补偿电流i_cmp，所述补偿电流i_cmp与流过输入电容104的电流i_C互补，即i_cmp＝-i_C；参考电流校正单元109，接收补偿电流产生单元108提供的补偿电流i_cmp，并将补偿电流i_cmp与原始参考电流信号i_refo进行运算，得到校正参考电流信号i_refd；PFC控制器110，接收表征流过开关电路105的电流的电流采样信号i_sen和参考电流校正单元109提供的校正参考电流信号i_refd，产生逻辑控制信号，用以控制功率开关的运行。

在一个实施例中，参考电流校正单元109包括运算器(如图4所示的加法器)。

图5示意性地示出了根据本发明一个实施例的图4所示周期计算单元107的数字逻辑模块图。在图5所示实施例中，所述周期计算单元107包括：峰值检测模块71，接收模数转换单元106提供的数字电压信号V_ifbd，检测该数字电压信号V_ifbd的峰值，并产生峰值信号V_P；阈值设定模块72，接收峰值检测模块71提供的峰值信号V_P，并根据峰值信号V_P设定电压水平相近的第一阈值V₁和第二阈值V₂(如V₁＝V₂+0.1V)，其中第一阈值V₁和第二阈值V₂均小于数字电压信号V_ifbd的峰值；阈值检测模块73，接收阈值设定模块72提供的第一阈值V₁和第二阈值V₂，并接收模数转换单元106提供的数字电压信号V_ifbd，当检测到数字电压信号V_ifbd的右半周期位于第一阈值V₁和第二阈值V₂之间时，产生触发信号V_tr；时间计数模块74，接收阈值检测模块73提供的触发信号V_tr，并根据触发信号V_tr产生周期信号T_line，其中数字电压信号V_ifbd的右半周期连续两次位于第一阈值V₁和第二阈值V₂之间的时间间隔即为输入线电压V_in的周期。

图6示意性地示出了根据图5所示周期计算单元107的工作原理波形图。

在实际应用中，输入线电压V_in一般为正弦电压，即

其中V_r为输入线电压V_in的有效值，f为输入线电压V_in的频率，t为变化着的时间。

则流过输入电容104的电流i_C为

其中C₁₀₄为输入电容104的电容值，V₁₀₄为输入电容104两端的电压。

因此，补偿电流i_cmp为

从公式(3)可以看出，补偿电流i_cmp也为正弦信号。而在数字系统中，各信号均被离散化为数字序列。下文描述了用两种不同方法实现上述补偿电流i_cmp。

一、用类正弦波实现补偿电流i_cmp

如图7所示，在每二分之一周期，将补偿电流i_cmp的幅值等分成D_icmp步(即每一步的分幅值相等)，其中D_icmp为类正弦波的幅值，则

其中V_{adc_ref}为模数转换单元106的参考电平，N为模数转换单元106的比特位数。

则每一步的时长(时间长度)t_n为：

通过数字编程计算类正弦波的幅值D_icmp和每一步的时长t_n，则可得到所需的补偿电流i_cmp。

图8示意性地示出了根据本发明一个实施例的实现图7所示波形的补偿电流产生单元108的数字逻辑模块图。在图8所示实施例中，所述补偿电流产生单元108包括：类正弦波幅值计算模块81，根据输入线电压V_in的有效值V_r、输入线电压V_in的频率f、输入电容104的电容值C₁₀₄、模数转换单元106的参考电平V_{adc_ref}和模数转换单元106的比特位数N，计算幅值D_icmp，即根据公式(4)提供幅值D_icmp；存储模块82，接收类正弦波幅值计算模块81提供的幅值D_icmp和当前步所处的位置n，提供反三角函数值，即提供

运算模块83，接收存储模块82提供的反三角函数值和周期计算单元107提供的周期信号T_line，计算当前步时长t_n，即根据公式(5)提供当前步时长t_n；定时模块84，接收运算模块83提供的当前步时长t_n，并定时所述当前步时长t_n的时间后产生脉冲信号；计数模块85，接收定时模块84提供的脉冲信号，提供当前步所处的位置n；相减模块86，接收类正弦波幅值计算模块81提供的幅值D_icmp和当前步所处的位置n，并对两者进行相减运算，产生补偿电流i_cmp。

在一个实施例中，所述运算模块83包括乘法器。

但通过上述类正弦波的方式实现补偿电流i_cmp时，需要使用反三角函数存储表计算每一步的时长，该表需要较大的存储空间。

二、用锯齿波实现补偿电流i_cmp

如图9所示，将锯齿波的基波设定为与流过输入电容的电流i_C互补，由傅里叶变换可知，锯齿波的幅值D_icmp为其基波幅值的8/π²，则锯齿波的幅值D_icmp为：

即

在每二分之一周期，将锯齿波的幅值等分成D_icmp步，每一步的时长t_n为

图10示意性地示出了根据本发明一个实施例的实现图9所示波形的补偿电流产生单元108的数字逻辑模块图。在图10所示实施例中，所述补偿电流产生单元108包括：锯齿波幅值计算模块87，根据输入线电压V_in的有效值V_r、输入线电压V_in的频率f、输入电容104的电容值C₁₀₄、模数转换单元106的参考电平V_{adc_ref}和模数转换单元106的比特位数N，计算幅值D_icmp，即根据公式(7)提供幅值D_icmp；运算模块83，接收锯齿波幅值计算模块87提供的幅值D_icmp和周期计算单元107提供的周期信号T_line，计算每一步的时长t_n，即根据公式(8)计算时长t_n；定时模块84，接收运算模块83提供的时长t_n，并定时所述时长t_n的时间后产生脉冲信号；计数模块85，接收定时模块84提供的脉冲信号，提供当前步所处的位置n；相减模块86，接收锯齿波幅值计算模块87提供的幅值D_icmp和当前步所处的位置n，并对两者进行相减运算，产生补偿电流i_cmp。

用上述锯齿波实现补偿电流i_cmp，每一步的时长t_n相等，因此只需检测输入线电压V_in的周期T_line。因此，该方法非常容易实现。

补偿电流i_cmp随后被输送至参考电流校正单元109，使原始参考电流信号i_refo叠加补偿电流i_cmp，得到校正参考电流信号i_refd；校正参考电流信号i_refd被输送至PFC控制器110，使流过功率开关电路105的电流i_S与校正参考电流信号i_refd成正比。由于校正参考电流信号i_refd被叠加了补偿电流i_cmp，消除了流过输入电容的电流对输入电流的影响，因此可以使数字PFC电路的输入电流i_in与输入线电压V_in同相。

图11示意性示出了数字PFC电路100的输入线电压V_in、流过功率开关电路105的电流i_S、流过输入电容104的电流i_C、补偿电流i_cmp、以及输入电流i_in的相位图。由图11可见，经过补偿电流i_cmp的补偿，数字PFC电路100的输入线电压V_in与输入电流i_in基本同相。因此，数字PFC电路100的功率因数被大大提高。

图12示意性地示出了根据本发明又一个实施例的用于数字PFC电路的的方法流程图200，所述数字PFC电路接收输入线电压，提供输出电压，所述数字PFC电路包括输入电容和功率开关电路，所述方法包括：

步骤201，接收表征输入线电压的电压前馈信号，并通过模数转换单元将所述电压前馈信号转化为数字电压信号；

步骤202，根据数字电压信号计算得到输入线电压的周期；

步骤203，根据输入线电压的周期、输入线电压的频率、输入线电压的有效值、输入电容的电容值、模数转换单元的比特位数和模数转换单元的参考电平产生与流过输入电容的电流互补的补偿电流；

步骤204，将补偿电流与原始参考电流信号进行叠加，产生校正参考电流信号；

步骤205，控制流过功率开关电路的电流与所述校正参考电流信号成正比。

在一个实施例中，所述步骤202“根据数字电压信号计算得到输入线电压的周期”包括：检测数字电压信号的峰值；根据该峰值设定电压水平相近的第一阈值与第二阈值，其中所述第一阈值和第二阈值小于均数字电压信号的峰值；计算数字电压信号的右半周期连续两次位于第一阈值和第二阈值的时间间隔，得到所述输入线电压的周期。

在一个实施例中，所述步骤203“根据输入线电压的周期、输入线电压的频率、输入线电压的有效值、输入电容的电容值、模数转换单元的比特位数和模数转换单元的参考电平产生与流过输入电容的电流互补的补偿电流”包括：用类正弦波实现补偿电流，并且

(i)根据如下公式计算幅值D_icmp，其中C为输入电容的电容值，V_r为输入线电压的有效值，f为输入线电压的频率，V_{adc_ref}为模数转换单元的参考电平，N为模数转换单元的比特位数：

(ii)根据如下公式计算当前步时长t_n：其中T_line为输入线电压的周期，n为当前步所处的位置：

(iii)在所述类正弦波的每二分之一周期，将幅值等分为D_icmp步，每一步的时长对应于第(ii)步计算得到的当前步时长t_n。

在另一个实施例中，所述步骤203“根据输入线电压的周期、输入线电压的频率、输入线电压的有效值、输入电容的电容值、模数转换单元的比特位数和模数转换单元的参考电平产生与流过输入电容的电流互补的补偿电流”包括：用锯齿波实现补偿电流，并且

(i)根据如下公式计算幅值D_icmp，其中C为输入电容的电容值，V_r为输入线电压的有效值，f为输入线电压的频率，V_{adc_ref}为模数转换单元的参考电平，N为模数转换单元的比特位数：

(ii)根据如下公式计算时长t_n，其中T_line为输入线电压的周期：

(iii)在所述锯齿波的每二分之一周期，将幅值等分为D_icmp步，每一步的时长均为步骤(ii)计算得到的时长t_n。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种数字功率因数校正(PFC)电路，包括：

第一输入端子和第二输入端子，接收输入线电压；

整流器，耦接至第一输入端子和第二输入端子，将输入线电压整流成整流电压；

输入电容，耦接在整流器和参考地之间；

功率开关电路，包括至少一个功率开关，所述功率开关电路耦接至整流器接收整流电压，并将整流电压转化为输出电压；

模数转换单元，接收表征输入线电压的电压前馈信号，将所述电压前馈信号转化为数字电压信号；

周期计算单元，接收模数转换单元提供的数字电压信号，所述周期计算单元根据数字电压信号，产生表征输入线电压周期的周期信号；

补偿电流产生单元，接收周期计算单元提供的周期信号，产生补偿电流；

参考电流校正单元，接收补偿电流产生单元提供的补偿电流，将补偿电流与原始参考电流信号进行运算，得到校正参考电流信号；

PFC控制器，接收表征流过开关电路的电流的电流采样信号和参考电流校正单元提供的校正参考电流信号，产生逻辑控制信号，用以控制功率开关的运行；所述补偿电流产生单元包括：

锯齿波幅值计算模块，根据如下公式(c)计算幅值，其中D_icmp为幅值，V_r为输入线电压的有效值、f为输入线电压的频率、C₁₀₄为输入电容的电容值、V_{adc_ref}为模数转换单元的参考电平，N为模数转换单元的比特位数：

$D_{icmp}=\frac{\sqrt{2}\×{\mathrm{\π}}^3\×f\×C_{104}\×V_r\×(2^N-1)}{4\×V_{adc\_ref}}---\left(c\right)$

运算模块，根据如下公式(d)计算时长，其中T_line为周期计算单元提供的周期信号：

$t_n=\frac{T_{line}}{2\×D_{icmp}}---\left(d\right)$

定时模块，接收运算模块提供的时长，并定时所述时长的时间后产生脉冲信号；

计数模块，接收定时模块提供的脉冲信号，提供当前步所处的位置；

相减模块，接收锯齿波幅值计算模块提供的幅值和当前步所处的位置，并对两者进行相减运算，产生所述补偿电流。

2.如权利要求1所述的数字功率因数校正电路，其中所述周期计算单元包括：

峰值检测模块，接收模数转换单元提供的数字电压信号，检测该数字电压信号的峰值，产生峰值信号；

阈值设定模块，接收峰值检测模块提供的峰值信号，并根据所述峰值信号设定电压水平相近的第一阈值和第二阈值，其中所述第一阈值和第二阈值均小于所述数字电压信号的峰值；

阈值检测模块，接收阈值设定模块提供的第一阈值和第二阈值，并接收模数转换单元提供的数字电压信号，当检测到数字电压信号的右半周期位于第一阈值和第二阈值之间时，产生触发信号；

时间计数模块，接收阈值检测模块提供的触发信号，并根据触发信号产生周期信号，其中所述数字电压信号的右半周期连续两次位于第一阈值和第二阈值之间的时间间隔为所述输入线电压的周期。

3.如权利要求1所述的数字功率因数校正电路，其中所述运算模块包括乘法器。

4.如权利要求1所述的数字功率因数校正电路，其中所述参考电流校正单元包括加法器。

5.一种数字功率因数校正(PFC)电路，包括：

第一输入端子和第二输入端子，接收输入线电压；

整流器，耦接至第一输入端子和第二输入端子，将输入线电压整流成整流电压；

输入电容，耦接在整流器和参考地之间；

功率开关电路，包括至少一个功率开关，所述功率开关电路耦接至整流器接收整流电压，并将整流电压转化为输出电压；

模数转换单元，接收表征输入线电压的电压前馈信号，将所述电压前馈信号转化为数字电压信号；

周期计算单元，接收模数转换单元提供的数字电压信号，所述周期计算单元根据数字电压信号，产生表征输入线电压周期的周期信号；

补偿电流产生单元，接收周期计算单元提供的周期信号，产生补偿电流；

参考电流校正单元，接收补偿电流产生单元提供的补偿电流，将补偿电流与原始参考电流信号进行运算，得到校正参考电流信号；

PFC控制器，接收表征流过开关电路的电流的电流采样信号和参考电流校正单元提供的校正参考电流信号，产生逻辑控制信号，用以控制功率开关的运行；其中所述补偿电流产生单元包括：

类正弦波幅值计算模块，根据如下公式(a)计算幅值，其中D_icmp为幅值，C₁₀₄为输入电容的电容值，f为输入线电压的频率，V_r为输入线电压的有效值，V_{adc_ref}为模数转换单元的参考电平，N为模数转换单元的比特位数：

$D_{icmp}=2\×\mathrm{\π}\×f\×C_{104}\×\sqrt{2}\×V_r\×\frac{2^N-1}{V_{adc\_ref}}---\left(a\right)$

存储模块，接收类正弦波幅值计算模块提供的幅值和当前步所处的位置，根据如下公式(b)提供反三角函数值，其中n为当前步所处的位置：

$\frac{\arccos \left(\frac{D_{icmp}-n}{D_{icmp}}\right)-\arccos \left(\frac{D_{icmp}+1-n}{D_{icmp}}\right)}{\mathrm{\π}}---\left(b\right)$

运算模块，接收存储模块提供的反三角函数值和周期计算单元提供的周期信号，计算当前步时长；

定时模块，接收运算模块提供的当前步时长，并定时所述当前步时长的时间后产生脉冲信号；

计数模块，接收定时模块提供的脉冲信号，提供当前步所处的位置；

相减模块，接收类正弦波幅值计算模块提供的幅值和当前步所处的位置，并对两者进行相减运算，产生所述补偿电流。

6.如权利要求5所述的数字功率因数校正电路，其中所述周期计算单元包括：

峰值检测模块，接收模数转换单元提供的数字电压信号，检测该数字电压信号的峰值，产生峰值信号；

阈值设定模块，接收峰值检测模块提供的峰值信号，并根据所述峰值信号设定电压水平相近的第一阈值和第二阈值，其中所述第一阈值和第二阈值均小于所述数字电压信号的峰值；

阈值检测模块，接收阈值设定模块提供的第一阈值和第二阈值，并接收模数转换单元提供的数字电压信号，当检测到数字电压信号的右半周期位于第一阈值和第二阈值之间时，产生触发信号；

时间计数模块，接收阈值检测模块提供的触发信号，并根据触发信号产生周期信号，其中所述数字电压信号的右半周期连续两次位于第一阈值和第二阈值之间的时间间隔为所述输入线电压的周期。

7.一种用于数字功率因数校正(PFC)电路的方法，所述数字功率因数校正电路接收输入线电压，提供输出电压，所述数字功率因数校正电路包括输入电容和功率开关电路，所述方法包括：

接收表征输入线电压的电压前馈信号，并通过模数转换单元将所述电压前馈信号转化为数字电压信号；

根据数字电压信号计算得到输入线电压的周期；

根据输入线电压的周期、输入线电压的频率、输入线电压的有效值、输入电容的电容值、模数转换单元的比特位数和模数转换单元的参考电平产生与流过输入电容的电流互补的补偿电流；

将补偿电流与原始参考电流信号进行叠加，产生校正参考电流信号；

控制流过功率开关电路的电流与所述校正参考电流信号成正比；其中所述步骤“根据输入线电压的周期、输入线电压的频率、输入线电压的有效值、输入电容的电容值、模数转换单元的比特位数和模数转换单元的参考电平产生与流过输入电容的电流互补的补偿电流”包括：用锯齿波实现补偿电流，并且

(i)根据如下公式(g)计算幅值D_icmp，其中C为输入电容的电容值，V_r为输入线电压的有效值，f为输入线电压的频率，V_{adc_ref}为模数转换单元的参考电平，N为模数转换单元的比特位数

$D_{icmp}=\frac{\sqrt{2}\×{\mathrm{\π}}^3\×f\×C\×V_r\×(2^N-1)}{4\×V_{adc\_ref}}---\left(g\right)$

(ii)根据如下公式(h)计算时长t_n，其中T_line为输入线电压的周期

$t_n=\frac{T_{line}}{2\×D_{icmp}}---\left(h\right)$

(iii)在所述锯齿波的每二分之一周期，将幅值等分为D_icmp步，每一步的时长均为步骤(ii)计算得到的时长。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述步骤“根据数字电压信号计算产生输入线电压的周期”包括：

检测数字电压信号的峰值；

根据所述峰值设定电压水平相近的第一阈值和第二阈值，其中所述第一阈值和第二阈值均小于数字电压信号的峰值；

计算数字电压信号的右半周期连续两次位于第一阈值和第二阈值之间的时间间隔，得到所述输入线电压的周期。

9.一种用于数字功率因数校正(PFC)电路的方法，所述数字功率因数校正电路接收输入线电压，提供输出电压，所述数字功率因数校正电路包括输入电容和功率开关电路，所述方法包括：

接收表征输入线电压的电压前馈信号，并通过模数转换单元将所述电压前馈信号转化为数字电压信号；

根据数字电压信号计算得到输入线电压的周期；

根据输入线电压的周期、输入线电压的频率、输入线电压的有效值、输入电容的电容值、模数转换单元的比特位数和模数转换单元的参考电平产生与流过输入电容的电流互补的补偿电流；

将补偿电流与原始参考电流信号进行叠加，产生校正参考电流信号；

控制流过功率开关电路的电流与所述校正参考电流信号成正比；其中所述步骤“根据输入线电压的周期、输入线电压的频率、输入线电压的有效值、输入电容的电容值、模数转换单元的比特位数和模数转换单元的参考电平产生与流过输入电容的电流互补的补偿电流”包括：用类正弦波实现补偿电流，并且

(i)根据如下公式(e)计算幅值D_icmp，其中C为输入电容的电容值，V_r为输入线电压的有效值，f为输入线电压的频率，V_{adc_ref}为模数转换单元的参考电平，N为模数转换单元的比特位数：

$D_{icmp}=2\×\mathrm{\π}\×f\×C\×\sqrt{2}\×V_r\×\frac{2^N-1}{V_{adc\_ref}}---\left(e\right)$

(ii)根据如下公式(f)计算当前步时长t_n，其中T_line为输入线电压的周期，n为当前步所处的位置：

$t_n=\frac{\arccos \left(\frac{D_{icmp}-n}{D_{icmp}}\right)-\arccos \left(\frac{D_{icmp}+1-n}{D_{icmp}}\right)}{\mathrm{\π}}\×T_{line},(n=\mathrm{1...}{D}_{icmp})---\left(f\right)$

(iii)在所述类正弦波的每二分之一周期，将幅值等分为D_icmp步，每一步的时长对应于第(ii)步计算得到的当前步时长。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述步骤“根据数字电压信号计算产生输入线电压的周期”包括：

检测数字电压信号的峰值；

根据所述峰值设定电压水平相近的第一阈值和第二阈值，其中所述第一阈值和第二阈值均小于数字电压信号的峰值；

计算数字电压信号的右半周期连续两次位于第一阈值和第二阈值之间的时间间隔，得到所述输入线电压的周期。