CN109661635A - 在维持输入功率因数的同时优化升压预转换器的效率 - Google Patents

在维持输入功率因数的同时优化升压预转换器的效率 Download PDF

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Abstract

在所描述的示例中，功率因数校正(PFC)预转换器(104)包括升压转换器(108)和PFC控制器(106)。升压转换器(108)被配置为通过生成升压转换器输出电压来升高升压转换器输入电压。升压转换器(108)包括电感器、开关和二极管。PFC控制器(106)被配置为通过生成致使开关在第一时间段内闭合的信号来控制开关。当通过电感器的电流达到目标电流值时，第一时间段结束。PFC控制器(106)还被配置为通过响应于第一时间段结束，生成致使开关在第二时间段内断开的信号来控制开关。第二时间段基于第一时间段与临界导通模式接通时间之间的比率。

Description

在维持输入功率因数的同时优化升压预转换器的效率
背景技术
功率因数校正(PFC)预转换器可以用在许多应用中，包括作为开关模式电源中的组件。在开关模式电源中，整流器被配置为将交流(AC)线电压接收并整流为DC信号。PFC预转换器被配置为接收整流的线电压并生成DC电压，同时还提供功率因数校正。因此，PFC预转换器被配置为从线电压汲取与AC正弦波成比例并且与其同相的电流。
传统的PFC预转换器可以以临界导通模式(CrCM)操作。在CrCM中，利用相对简单的控制电路来控制升压转换器(boost converter)中的切换。PFC控制器被配置为在整个线周期上生成升压转换器开关的固定接通时间，以自动提供与输入电压成比例的输入电流，从而，提供功率因数校正。在每个导通时段结束时，在升压转换器的二极管中流动的电流自动放电到零，使得可以使用相对慢且廉价的二极管。
发明内容
上文描述的问题在很大程度上通过优化功率因数校正(PFC)预转换器的负载效率的系统和方法来解决。在一些实施例中，功率因数校正(PFC)控制器包括比较器、第一乘法器、脉冲扩展器、除法器、加法器、第二乘法器和栅极脉冲发生器。比较器被配置为将输入电流与目标电流值进行比较，并基于该比较输出比较器输出信号。第一乘法器被配置为基于PFC预转换器中的升压转换器的功率需求与峰值线电压的比率来生成临界导通模式接通时间。脉冲扩展器被配置为将比较器输出信号与临界导通模式接通时间进行比较，并基于该比较输出调整的接通时间。除法器被配置为将调整的接通时间除以临界导通模式接通时间，以生成不连续模式比率。加法器被配置为将调整的接通时间添加到放电时间以生成功率级时间。第二乘法器被配置为将不连续模式比率与功率级时间相乘以生成总时间段。栅极脉冲发生器被配置为响应于总时间段结束，生成栅极驱动信号以闭合(close)升压转换器中的开关。
另一个说明性实施例是功率因数校正(PFC)预转换器，其包括升压转换器和PFC控制器。升压转换器被配置为通过生成升压转换器输出电压来升高升压转换器输入电压。升压转换器包括电感器、开关和二极管。PFC控制器被配置为通过生成致使开关在第一时间段内闭合的信号来控制开关。当通过电感器的电流达到目标电流值时，第一段时间结束。PFC控制器还被配置为通过响应于第一时间段结束，生成致使开关在第二时间段内断开(open)的信号来控制开关。第二时间段基于第一时间段与临界导通模式接通时间之间的比率。
又一个说明性实施例是一种优化功率因数校正(PFC)预转换器的负载效率的方法。该方法包括第一次闭合PFC预转换器的升压转换器中的开关达到预定的临界导通模式接通时间，致使通过升压转换器的电感器的电流从零增加。该方法还包括监测通过电感器的电流。该方法还包括，响应于在临界导通模式接通时间的结束时通过电感器的电流处于的目标电流值，断开开关致使通过电感器的电流减小到零。该方法还包括，响应于在临界导通模式接通时间的结束时通过电感器的电流小于目标电流值，在临界导通模式接通时间的结束之后在调整的接通时间内保持开关闭合，该调整的接通时间在通过电感器的电流处于目标电流值时结束。该方法还包括，响应于在调整的接通时间结束时通过电感器的电流处于目标电流值，断开开关致使通过电感器的电流减小到零。该方法还包括在总时间段结束时第二次闭合开关，该总时间段基于调整的接通时间与临界导通模式接通时间之间的比率。
附图说明
图1示出了根据各种实施例的电源系统的说明性框图。
图2示出了根据各种实施例的功率因数校正(PFC)预转换器的说明性电路图。
图3示出了根据各种实施例的PFC控制器的说明性电路图。
图4示出了根据各种实施例的通过PFC预转换器的升压转换器的电感器的电流的说明性时序图。
图5示出了根据各种实施例的优化PFC预转换器的负载效率的方法的说明性流程图。
具体实施方式
在本说明书中，术语“耦合”(“couple”或者“couples”)意为间接或直接连接。因此，如果第一设备耦合到第二设备，则该连接可以通过直接连接，或通过经由其它设备和连接的间接连接。“基于”的叙述意为“至少部分地基于”。因此，如果X基于Y，则X可以基于Y和任何数量的其它因素。
功率因数校正(PFC)预转换器可以用在许多应用中，包括作为开关模式电源中的组件。传统的PFC预转换器可以在临界导通模式(CrCM)下操作。在CrCM中，控制电路用于控制升压转换器中的切换。PFC控制器被配置为在整个线周期上生成升压转换器开关的固定接通时间，以自动提供与输入电压成比例的输入电流，从而提供功率因数校正。因此，开关周期中的峰值电流与输入电压成比例，因为随着输入电压的变化，通过升压转换器的电感器的电流的增加的斜率以相同的速率变化。由于通过升压转换器的峰值电流与输入电压成比例，因此平均电流也与输入线电压成比例。因此，输出电压是功率因数校正的。然而，当传递的功率降低时(即，从线电压汲取的电流变化)，升压转换器的接通时间也降低，因此，减小了峰值电流。降低峰值电流会降低平均电流。然而，因为传统的PFC预转换器在CrCM中操作，所以开关频率随着输入电压的降低而增加。在某些情况下，开关频率可能会增加许多数量级。此外，每次开关周期开始时，会损失一定量的能量，因此，当在轻负载下操作时，传统的PFC预转换器效率低。
根据所描述的原理，PFC预转换器包括PFC控制器和升压转换器。PFC控制器用于控制升压转换器中的开关的切换。在一个实施例中，PFC控制器致使开关闭合，这致使通过升压转换器中的电感器的电流增加。开关保持闭合，直到通过电感器的电流达到目标电流值，该目标电流值被设置用于优化升压转换器的效率。因此，在一些实施例中，升压转换器的接通时间比传统的CrCM预转换器中的长。在通过电感器的电流达到目标电流值之后，PFC控制器致使开关断开，致使通过电感器的电流放电。为了还提供功率因数校正，PFC控制器确定闭合开关之间的总时段。基于开关闭合的时间量与如果在CrCM中操作时开关将被闭合的固定时间量的比率来确定总时段。那么该比率可以乘以电流流过电感器的时间。通过这种方式，PFC预转换器提供功率因数校正，同时提供比传统PFC预转换器更好的效率。
图1示出了根据各种实施例的电源系统100的说明性框图。在一些实施例中，电源系统100是开关模式电源，其可被配置为接收交流(AC)线电压120(例如，从壁式插座供应的电力)并输出直流(DC)电源以驱动负载114。在一个实施例中，整流器102直接从壁式插座接收线电压120并将AC电压转换为DC电压。整流器102可以是全波整流器，其被配置为将线电压120的整个波信号转换为恒定极性(例如，正极性)。整流器102可以是任何类型的整流器，包括二极管桥式整流器(即，包括桥式配置中的四个二极管的整流器)和/或具有两个二极管的中心抽头变压器。整流器102的输出是由PFC预转换器104接收的DC信号。
PFC预转换器104是被配置为从整流器102接收DC信号并生成恒定的输出电压同时提供功率因数校正(即，汲取与AC正弦波线电压120成比例且与其同相的电流)的预转换器。因此，PFC预转换器104被配置为移除和/或减少提供给负载114的功率中的谐波含量。PFC预转换器104可以包括PFC控制器106和升压转换器108。升压转换器108被配置为接收由整流器102生成的DC电压(即，升压转换器输入电压)并升高电压以保持其输出上的恒定的DC电压(即，升压转换器输出电压)。PFC控制器106被配置为控制升压转换器108内的切换，使得维持恒定的升压转换器输出电压，同时向升压转换器输入电压提供功率因数校正。
具有功率因数校正的DC输出电压可以由能量存储电容器110接收并提供给功率转换器112。功率转换器112可以被配置为将DC升压转换器输出电压转换为另一个DC输出电压以在所期望的电压水平下驱动负载114。
图2示出了根据各种实施例的PFC预转换器104的说明性电路图。PFC预转换器104可以包括PFC控制器106、电感器202、开关204和二极管206。电感器202、开关204和二极管206可以包括升压转换器108。在一个实施例中，开关204是增强型N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOS)。在替代实施例中，开关204可以是任何其它类型的晶体管，包括p沟道金属氧化物半导体场效应(PMOS)晶体管、p型结栅极场效应晶体管(PJFET)、n型结栅极场效应晶体管(NJFET)以及作为开关的双极结型晶体管(BJT)(包括PNP和NPN晶体管)。当开关204闭合时(即，升压转换器108的接通状态)，流过电感器202的电流增加。当开关204断开时(即，升压转换器108的关断状态)，当通过电感器202的电流流过二极管206时，由于较高的阻抗，流过电感器的电流减小。在一些实施例中，当开关204断开时，通过电感器202的电流在开关204闭合之前完全放电到零。通过电感器202的电流可以在开关204闭合之前的一段时间内保持为零，以便提供功率因数校正(即，以不连续模式操作)，同时允许升压转换器以有效配置操作。
PFC控制器106被配置为通过生成断开和闭合开关204的信号来控制开关204，以便向升压转换器108提供操作效率，同时还提供功率因数校正。如上所描述的，PFC控制器106可以控制开关204，使得开关204在不连续模式(DCM)下断开和闭合，以为升压转换器108提供最佳效率，同时还提供功率因数校正。PFC控制器106还可以在临界导通模式(CrCM)下控制开关204的切换，该临界导通模式操作使得升压转换器108的接通状态是固定的时间段。在该模式中，在开关204断开之后，通过电感器202的电流放电，直到通过电感器的电流达到零(因此，可变的关断时间)。在通过电感器202的电流达到零之后，PFC控制器106生成致使开关204在固定的接通时间内闭合的信号。
图3示出了根据各种实施例的PFC控制器106的说明性电路图。PFC控制器106可以包括除法器302、乘法器204、脉冲扩展器306、除法器308、比较器310、加法器316、乘法器318、等待逻辑320和栅极脉冲发生器322。除法器302可以被配置为将常数除以线电压120峰值的平方。因此，除法器302可以被配置为除法其中k是常数，并且Vacpk是AC线电压120的峰值电压(即，最大幅度)。然后，除法器302的输出可以使用乘法器304乘以功率需求信号352，以生成指示临界导通模式接通时间的信号。因此，乘法器304的输出提供指示在CrCM中操作时PFC控制器106控制开关204闭合的固定时间段的信号。在一些实施例中，功率需求信号352由电压反馈电路生成，该电压反馈电路生成误差电压(即，升压转换器108的实际输出电压与升压转换器108的期望输出电压之间的差)。为了稳定性可以过滤该误差电压以变为功率需求信号352。
比较器310被配置为将与PFC控制器106的输入电流(即，由PFC控制器106接收的通过电感器202的电流)对应的电压(标记为VISNS(t)354)与目标值电流356进行比较。例如，与开关204串联或在开关204和输入整流器102之间的返回电流路径中的电流感测电阻器可以检测并向比较器310提供VISNS(t)354。目标值电流356可以是通过电感器202的峰值电流，升压转换器108以该电流最有效地操作，并且在一些实施例中，该电流可以被预先确定并预编程到PFC控制器104中。因此，比较器310确定通过电感器202的电流是否已达到用于升压转换器108有效操作的峰值电流(即，目标值电流356)或者通过电感器202的电流是否小于用于升压转换器108有效操作的峰值电流。在一些实施例中，比较器310被配置为响应于输入电流(即，通过电感器202的电流)到达(即，等于)目标值电流356而输出高(HIGH)比较器310输出信号，以及响应于输入电流(即，通过电感器202的电流)小于目标电流值而输出低(LOW)比较器310输出信号。
脉冲扩展器306是电逻辑，其被配置为将比较器310输出信号与临界导通模式接通时间进行比较，并基于该比较输出指示调整的导通时间的信号。更具体地，脉冲扩展器306被配置为响应于确定在临界导通模式接通时间结束之前来自比较器310的比较器输出信号为高(即，输入电流等于目标值电流356)，生成指示调整的接通时间等于临界导通模式接通时间的信号。因此，如果在通过电感器202的电流达到目标电流值356之前临界导通模式接通时间尚未到期(即，由乘法器304从开关204的闭合所计算的固定时间)，则脉冲扩展器生成等于临界导通模式接通时间的调整的接通时间。然而，如果在临界导通模式接通时间结束时来自比较器310的比较器310输出信号为低(即，输入电流小于目标值电流356)，则脉冲扩展器306生成指示调整的接通时间大于临界导通模式接通时间的信号。更具体地，脉冲扩展器306可以确定调整的接通时间在输入电流等于目标值电流356时结束。因此，如果临界导通模式接通时间已经结束，则在比较器310生成高比较器输出之后，脉冲扩展器306可以生成调整的接通时间信号，该信号指示与开关204闭合的时间到输入电流(即，通过电感器202的电流)等于目标电流值356的时间相等的时间段。
栅极脉冲发生器362被配置为生成栅极驱动信号362以驱动开关204的栅极，从而致使开关204断开和闭合。在调整的接通时间结束之后(即，从开关204闭合到调整的接通时间结束的时间)，栅极脉冲发生器322从脉冲扩展器306接收指示调整的接通时间已结束的信号并生成致使开关204断开的栅极驱动信号362，从而通过电感器202的电流放电。在一些实施例中，脉冲扩展器306在调整的接通时间结束后生成高或低信号，致使栅极脉冲发生器生成等效的高或低信号，以驱动开关204的栅极，闭合开关204。以这种方式，由于与传统的PFC控制器相比的更有效的切换，PFC控制器106能够在升压转换器108中产生效率。
为了维持功率因数校正，除法器308可以被配置为接收指示由乘法器304生成的临界导通模式接通时间的信号和指示由脉冲扩展器306生成的调整的接通时间的信号。除法器308被配置为将调整的接通时间除以临界导通模式接通时间以生成不连续模式比率。加法器316被配置为接收指示由脉冲扩展器306生成的调整的接通时间的信号和来自升压转换器108的放电时间信号358。放电时间信号358是指示在开关204断开之后使电感器202放电到零所花费的时间(即，放电时间)的信号。例如，电感器202上的辅助绕组可以检测通过电感器202的电流何时达到零。在通过电感器202的电流达到零之后，二极管206停止导通；因此，电感器202两端的电压发生变化。通过检测电感器202两端的电压中的该变化，由辅助绕组检测通过电感器202的电流达到零。在通过电感器202的电流放电到零之后，指示从开关204断开到通过电感器的电流达到零的时间段的信号被提供给加法器316作为放电时间信号358。加法器316被配置为将调整的接通时间加到放电时间以生成指示功率级时间(即，电流流过电感器202的时间段)的信号。
乘法器318被配置为接收指示由加法器316生成的功率级时间的信号和由除法器308生成的不连续模式比率。乘法器318被配置为将功率级时间与不连续模式比率相乘以生成表示用于切换闭合的开关204的总时间段的信号。用于切换闭合的开关204的总时间段是从栅极脉冲发生器322生成致使开关204闭合的信号到栅极脉冲发生器322生成致使开关204第二次闭合的信号的时间量(在总时间段期间，栅极脉冲发生器322还生成致使开关204断开的信号，如上所描述的)。
等待谷值电路320可以接收指示用于切换闭合的开关204的总时间段的信号和/或指示用于切换闭合的开关204的总时间段的信号，这些信号可以被直接提供给栅极脉冲发生器322。等待谷值电路320还可以接收谷值检测信号360。谷值检测信号360是来自升压转换器108的信号，其指示开关204电压(在开关204的漏极上)已经谐振到最小值。在一些实施例中，等待谷值电路320将谷值检测信号360与指示用于切换闭合的开关204的总时间段的信号进行比较。如果谷值检测信号360指示在接收指示总时间段已经结束的信号之前开关204电压已经谐振到最小值，那么在等待谷值电路320接收指示总时间段已经结束的信号之后，等待谷值电路320生成到栅极脉冲发生器的生成栅极脉冲信号。然而，如果谷值检测信号360在接收指示总时间段已经结束的信号之前指示开关204电压没有谐振到最小值，那么在谷值检测信号360指示开关204电压已经谐振到最小值之后，等待谷值电路320生成到栅极脉冲发生器的生成栅极脉冲信号。
在一个实施例中，在栅极脉冲发生器322从等待谷值电路320接收生成栅极脉冲信号之后，栅极脉冲发生器322生成栅极驱动信号362以闭合开关204。在另一个实施例中，栅极脉冲发生器322可以从乘法器318直接接收指示总时间段已经结束的信号，并且在接收指示总时间段已经结束的信号之后生成栅极驱动信号362以闭合开关204。以这种方式，PFC控制器106能够通过以下方式来控制开关204的切换：生成断开开关204的信号以用于升压转换器108的最佳效率，同时还生成闭合开关204的信号以维持功率因数校正。
图4示出了根据各种实施例的通过PFC预转换器104的升压转换器108的电感器202的电流402的说明性时序图400。在时间0处，开关204闭合。此时，通过电感器202的电流以线性方式增加，直到电流402达到目标电流值356(即，等于目标电流值356)。电流402从0增加到目标电流值356的时间段是调整的接通时间。如上所述，在调整的接通时间结束之后，脉冲扩展器306生成指示调整的接通时间已经结束的信号。然后，栅极脉冲发生器322生成栅极驱动信号362，致使开关204断开。在开关204断开之后，通过电感器202的电流402以线性方式放电，直到电流402达到0。电流402从目标电流值356放电到0的时间段是放电时间。在总时间段结束之后(其如上所述，由乘法器318、加法器316和除法器308根据方程来计算，其中TPER表示总时间段，TCH表示第一时间段，TCHCrM表示临界导通模式接通时间，并且TDCH表示放电时间段)，栅极脉冲发生器322可以生成致使开关204闭合的栅极驱动信号362，并且通过电感器202的电流402线性地增加到目标电流值356。该过程可以连续地重复以生成升压转换器输出电压。因为调整的接通时间可以比传统的CrCM PFC控制器的接通时间长，所以升压转换器108由于较低的切换频率而更有效。而且，由于增加的用于切换的总时间段，所以与传统的CrCM PFC控制器相比，通过电感器202的电流402的周期平均值404得以维持。因此，还维持了功率因数校正。因此，PFC控制器106允许升压转换器108中的更高效率，同时还提供功率因数校正。
图5示出了根据各种实施例的用于优化PFC预转换器的负载效率的方法500的说明性流程图。尽管为了方便而顺序地描绘，但是所示的至少一些动作可以以不同的顺序执行和/或并行执行。而且，一些实施例可以仅执行所示的一些动作。在一些实施例中，方法500的至少一些操作以及本文描述的其它操作可由PFC控制器106和/或升压转换器108执行，该PFC控制器106包括除法器302和308、乘法器304和318、加法器316、比较器310、脉冲扩展器306、等待谷值电路320、和/或栅极脉冲发生器322，该升压转换器108包括电感器202、开关204和/或二极管206，并且以逻辑和/或由执行存储在非暂时性计算机可读存储介质中的指令的处理器实施。
方法500开始于框502，其中将PFC预转换器的升压转换器中的开关闭合达预定的临界导通模式接通时间。例如，栅极脉冲发生器322可以生成致使开关204闭合的栅极驱动信号362。闭合开关204致使通过电感器202的电流402从零增加。该开关被配置为至少在临界导通模式接通时间内闭合，该临界导通模式接通时间可以由乘法器304通过将功率需求信号352与除法器302的输出相乘来生成，除法器302的输出是常数与线电压120峰值的平方的比率。
在框504中，方法500继续监测通过电感器的电流。例如，与开关204串联或在开关204和输入整流器102之间的返回电流路径中的电流感测电阻器可以检测并提供指示流过电感器202的电流402的信号。方法500继续，在框506中，确定在临界导通模式接通时间结束时通过电感器的电流是否小于目标电流值。例如，脉冲扩展器306可以将临界导通模式接通时间与目标电流值356和/或指示通过电感器202的电流402等于目标电流值356的信号进行比较。
如果在框506中确定通过电感器的电流小于目标电流值，则方法500继续，其中在框508中保持开关闭合。例如，如果脉冲扩展器306确定通过电感器202的电流402小于目标电流值，则脉冲扩展器306将不生成指示调整的接通时间已经结束的信号。因此，栅极脉冲发生器322将不生成用于断开开关204的栅极驱动信号362。因此，开关204将保持闭合。方法500在框504中继续，其中继续监测通过升压转换器的电感器的电流。
然而，如果在框506中确定通过电感器的电流不小于目标电流值，则方法500继续在框510中断开开关。例如，如果脉冲扩展器306确定通过电感器202的电流402等于目标电流值，则脉冲扩展器306将生成指示调整的接通时间已经结束的信号。因此，栅极脉冲发生器322将生成用于断开开关204的栅极驱动信号362。
在框512中，方法500继续，其中确定用于切换开关的总时间段是否已经过去。例如，总时间段可以由乘法器318、加法器316和除法器308根据方程确定，其中TPER表示总时间段，TCH表示第一时间段，TCHCrM表示临界导通模式接通时间，以及TDCH表示放电时间段。乘法器318可以生成指示总时间段是否已经过去的信号。
如果在框512中确定用于切换开关的总时间段尚未过去，则在框510中方法500继续，其中保持开关断开。然而，如果在框512中确定用于切换开关的总时间段已经过去，则方法500继续在框502中闭合开关。例如，在乘法器318生成指示用于切换的总时间段已经结束的信号之后，栅极脉冲发生器322可以生成致使开关204闭合的栅极驱动信号362。
在所描述的实施例中，修改是可能的，并且在权利要求的范围内，其它实施例也是可能的。

Claims (20)

1.一种功率因数校正控制器即PFC控制器，其包括：
比较器，其被配置为将输入电流与目标电流值进行比较，并基于所述比较输出比较器输出信号；
第一乘法器，其被配置为基于PFC预转换器中的升压转换器的功率需求与峰值线电压的比率，生成临界导通模式接通时间；
脉冲扩展器，其被配置为将所述比较器输出信号与所述临界导通模式接通时间进行比较，并基于所述比较输出调整的接通时间；
除法器，其被配置为将所述调整的接通时间除以所述临界导通模式接通时间以生成不连续模式比率；
加法器，其被配置为将所述调整的接通时间加到放电时间，以生成功率级时间；
第二乘法器，其被配置为将所述不连续模式比率与所述功率级时间相乘以生成总时间段；以及
栅极脉冲发生器，其被配置为响应于所述总时间段结束，生成栅极驱动信号以闭合所述升压转换器中的开关。
2.根据权利要求1所述的PFC控制器，其中，所述比较器还被配置为响应于所述输入电流等于所述目标电流值而输出高比较器输出信号，并且响应于所述输入电流小于所述目标电流值而输出低比较器输出信号。
3.根据权利要求2所述的PFC控制器，其中，所述脉冲扩展器还被配置为响应于在所述临界导通模式接通时间的结束之前确定所述比较器输出信号为高而生成等于所述临界导通模式接通时间的调整的接通时间。
4.根据权利要求2所述的PFC控制器，其中，所述脉冲扩展器还被配置为响应于在所述临界导通模式接通时间的结束时确定所述比较器输出信号为低而生成大于所述临界导通模式接通时间的调整的接通时间。
5.根据权利要求1所述的PFC控制器，其中，所述栅极脉冲发生器还被配置为响应于所述调整的接通时间的结束，生成栅极驱动信号以断开所述升压转换器中的所述开关。
6.根据权利要求5所述的PFC控制器，其中，通过在所述开关断开之后监测所述升压转换器中的电感器并且确定通过所述电感器的电流何时等于零来确定所述放电时间。
7.根据权利要求1所述的PFC控制器，其中，确定所述功率需求是通过测量所述升压转换器的输出上的电压来确定的。
8.一种功率因数校正预转换器即PFC预转换器，其包括：
升压转换器，其被配置为通过生成升压转换器输出电压来升高升压转换器输入电压，所述升压转换器包括电感器、开关和二极管；以及
PFC控制器，其被配置为通过以下方式控制所述开关：生成致使所述开关在第一时间段内闭合的信号，所述第一时间段在通过所述电感器的电流达到目标电流值时结束；并且响应于所述第一时间段结束，生成致使所述开关在第二时间段内断开的信号，所述第二时间段基于所述第一时间段与临界导通模式接通时间之间比率。
9.根据权利要求8所述的PFC预转换器，其中，所述PFC控制器还被配置为：通过响应于所述第二时间段结束，生成致使所述开关在第三时间段内闭合的信号来控制所述开关，所述第三时间段在通过所述电感器的电流达到所述目标电流值时结束。
10.根据权利要求9所述的PFC预转换器，其中，所述第一时间段等于所述第三时间段。
11.根据权利要求8所述的PFC预转换器，其中，通过所述电感器的所述电流在所述第一时间段期间从零线性地增加到所述目标电流值。
12.根据权利要求11所述的PFC预转换器，其中，通过所述电感器的所述电流在放电时间段期间从所述阈值线性地减小到零，所述放电时间段是所述第二时间段的第一子集。
13.根据权利要求12所述的PFC预转换器，其中，通过所述电感器的所述电流在第三时间段期间为零，所述第三时间段是所述第二时间段的第二子集。
14.根据权利要求13所述的PFC预转换器，其中，所述PFC控制器还被配置为根据方程调整等于所述第一时间段加上所述第二时间段的总时间段，其中TPER表示所述总时间段，TCH表示所述第一段时间，TCHCrM表示所述临界导通模式接通时间，TDCH表示所述放电时间段。
15.根据权利要求8所述的PFC预转换器，其中，所述开关是增强型N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管即NMOS。
16.一种优化功率因数校正预转换器即PFC预转换器的负载效率的方法，其包括：
第一次闭合所述PFC预转换器的升压转换器中的开关达到预定的临界导通模式接通时间，致使通过升压转换器的电感器的电流从零增加；
监测通过所述电感的电流；
响应于在所述临界导通模式接通时间的结束时通过所述电感器的所述电流处于目标电流值，断开所述开关致使通过所述电感器的所述电流减小到零；
响应于在所述临界导通模式接通时间的结束时通过所述电感器的所述电流小于的所述目标电流值，在所述临界导通模式接通时间的结束之后在调整的接通时间内保持所述开关闭合，所述调整的接通时间在通过所述电感器的所述电流处于所述目标电流值时结束；
响应于在所述调整的接通时间结束时通过所述电感器的所述电流处于所述目标电流值，断开所述开关致使通过所述电感器的电流减小到零；以及
在总时间段的结束时第二次闭合所述开关，所述总时间段基于所述调整的接通时间与所述临界导通模式接通时间之间的比率。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述总时间段在所述第一次闭合所述开关时开始。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，根据方程设置所述总时间段，其中TPER表示所述总时间段，TCH表示所述调整的接通时间，TCHCrM表示所述临界导通模式接通时间，TDCH表示放电时间，所述放电时间是在所述开关断开后将通过所述电感器的电流放电到零的时间量。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，与所述开关串联的电流感测电阻器监测通过所述电感器的所述电流。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述开关是增强型N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管即NMOS。
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