CN210142979U

CN210142979U - 控制电路

Info

Publication number: CN210142979U
Application number: CN201921425895.8U
Authority: CN
Inventors: 郭康; 金红元
Original assignee: Delta Electronics Shanghai Co Ltd
Current assignee: Delta Electronics Shanghai Co Ltd
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2020-03-13
Anticipated expiration: 2029-08-29

Abstract

本实用新型提供一种控制电路，其中控制电路包括：信号检测单元、过零检测(ZCD)信号获取单元、脉冲宽度调制(PWM)控制信号发生单元和信号处理单元；所述信号检测单元、所述ZCD信号获取单元、所述PWM控制信号发生单元和所述信号处理单元依次连接。本实用新型提供的控制电路，减小了对ZCD信号处理的延迟，提高了功率因数校正(PFC)系统信号处理的准确性。

Description

控制电路

技术领域

本实用新型涉及电路领域，尤其涉及一种控制电路。

背景技术

随着电子技术的高速发展，供电设备的功率不断增大、降低谐波电流的标准不断普及，如今电源设计中越来越多的使用功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)变换器用以提高用电设备的功率因数。传统的有桥PFC变换器由于其简单的电路结构和低的共模噪声干扰被广泛应用在AC/DC功率级前端。然而，由于整流桥的存在，能量的传递路径经由较多的半导体器件会造成很高导通和开关损耗。

为了减少PFC电路中开关管的损耗，无桥式PFC开始被应用于实际产品。应用无桥式PFC所面临的突出问题是交流电压相位的检测，以及当PFC电感电流工作于临界断续模式(critical discontinuous mode，简称为DCMB)的时候，零电流检测的问题。

现有技术中，通过检测PFC电路输入端的电感电压，从而得到输入PFC电路的交流电压和开关器件承受的电压，并提取电感电压的过零检测(zero-crossing detection，简称ZCD)信号后，将过零检测信号送入DSP/MCU，由DSP/MCU通过数字信号处理的方式对过零检测信号进行处理依次执行判断输入电压的相位、选择过零检测信号，再将过零检测信号进行限制频率处理等操作，从而输出对PFC电路开关管的控制信号。

现有技术中，DSP/MCU处理ZCD信号、限制频率处理等操作，对DSP/MCU的性能要求较高，尤其是当应用在高频领域时，DSP/MCU对高频ZCD信号的处理会存在较大的信号延迟，严重时会影响PFC所在的整个系统信号处理的准确性。

实用新型内容

本实用新型提供一种控制电路及控制方法，减小了对ZCD信号处理的延迟，提高了PFC系统信号处理的准确性。

本实用新型提供一种控制电路，包括：控制电路，用于输出脉冲宽度调制PWM控制信号，包括：信号检测单元、ZCD信号获取单元、PWM控制信号发生单元和信号处理单元；所述信号检测单元、所述ZCD信号获取单元、所述PWM控制信号发生单元和所述信号处理单元依次连接；

所述信号检测单元，还连接一交流AC/直流DC变换器的一交流侧电感，用于检测所述交流侧电感的电压，并输出一电感电压检测信号，其中所述电感电压检测信号有交流信号；

所述ZCD信号获取单元，接收所述电感电压检测信号，生成所述交流侧电感电压的ZCD信号，并将所述ZCD信号向所述PWM控制信号发生单元输出；

所述PWM控制信号发生单元，接收所述ZCD信号以及输入电压相位信号，并根据所述ZCD信号、预设频率阈值的脉冲信号以及所述输入电压相位信号生成频率不大于所述预设频率阈值的一ZCD触发信号，并将所述ZCD触发信号向所述信号处理单元输出；

所述信号处理单元，接收所述ZCD触发信号，生成脉冲宽度信号和预设频率阈值的脉冲信号，并将所述脉冲宽度信号和所述预设频率阈值的脉冲信号向所述PWM控制信号发生单元返回；以及，

所述PWM控制信号发生单元，还根据所述脉冲宽度信号、所述输入电压相位信号、所述ZCD信号和所述预设频率阈值的脉冲信号，生成所述AC/DC变换器的PWM控制信号。

在本实用新型一实施例中，所述信号检测单元、所述ZCD信号获取单元、所述PWM控制信号发生单元均为模拟电路。

在本实用新型一实施例中，所述信号处理单元包括模拟控制芯片或数字控制芯片。

在本实用新型一实施例中，所述PWM控制信号发生单元被配置成：

所述输入电压相位信号为第一电平时，若所述预设频率阈值的脉冲信号为高电平，则所述ZCD触发信号保持低电平；若所述预设频率阈值的脉冲信号为低电平，则所述ZCD信号的第一边沿信号到来时，产生所述ZCD触发信号的上升沿。

在本实用新型一实施例中，所述第一电平为高电平时，所述第一边沿信号为上升沿；所述第一电平为低电平时，所述第一边沿信号为下降沿。

在本实用新型一实施例中，所述信号处理单元，接收所述ZCD触发信号，经过第一预设延迟时间，生成脉冲宽度信号并发送给PWM控制信号发生单元，所述脉冲宽度信号具有第一预设持续时间。

在本实用新型一实施例中，所述信号处理单元，接收所述ZCD触发信号，经过第二预设延迟时间，生成所述预设频率阈值的脉冲信号并发送给所述PWM控制信号发生单元，所述预设频率阈值的脉冲信号具有第二预设持续时间。

当所述ZCD触发信号和所述脉冲宽度信号中任一个为高电平时，输出的所述AC/DC变换器的PWM控制信号为高电平。

在本实用新型一实施例中，所述PWM控制信号发生单元包括第一逻辑或非门运算器、带有异步清零功能的D触发器和第二逻辑或门运算器，其中：

所述第一逻辑或非门运算器的第一输入端接收所述预设频率阈值的脉冲信号，输出端连接所述D触发器的清零端；

所述D触发器的数据输入端连接高电平；

所述D触发器的数据输出端连接所述第二逻辑或门运算器的第一输入端；

所述第二逻辑或门运算器的第二输入端连接所述脉冲宽度信号；

所述第二逻辑或门运算器输出所述AC/DC变换器的PWM控制信号。

在本实用新型一实施例中，所述PWM控制信号发生单元还包括第三逻辑非门运算器，其中：

当所述第一电平为高电平时，所述第三逻辑非门运算器输入端接收所述输入电压相位信号，输出端连接所述第一逻辑或非门运算器的第二输入端，所述D触发器的时钟信号输入端接收所述ZCD信号；

当所述第一电平为低电平时，所述第三逻辑非门运算器输入端接收所述ZCD信号，输出端连接所述D触发器的时钟信号输入端，所述第一逻辑或非门运算器的第二输入端接收所述输入电压相位信号。

在本实用新型一实施例中，所述信号检测单元包括：第一绕组、第二绕组、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容和第二电容；所述ZCD信号获取单元包括比较器；

所述第一绕组和所述第二绕组设置在所述AC/DC变换器输入端的电感上，用于通过所述电感的电压获取所述AC/DC变换器中的开关器件所承受的电压，所述第一绕组的第一端连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端、所述第一电容的第一端和所述比较器的负极输入端，所述第一绕组的第二端连接所述第二绕组的第一端、所述第一电容的第二端、所述第二电容的第一端、所述第二电阻的第二端和所述第四电阻的第一端，所述第二绕组的第二端连接所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端连接所述第二电容的第二端、所述第四电阻的第二端和所述比较器的正极输入端，所述比较器的输出端将所述ZCD信号输出至所述PWM控制信号发生单元。

在本实用新型一实施例中，所述ZCD信号包括所述交流侧电感的电压正半周期信号和电压负半周期信号。

本实用新型提供的控制电路，减小了对过零检测信号处理的延迟，提高了PFC系统信号处理的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A为现有技术PFC系统一实施例的电路结构示意图；

图1B为现有技术PFC系统一实施例的电路结构示意图；

图1C为现有技术PFC系统一实施例的电路结构示意图；

图2为现有无桥PFC控制电路的结构示意图；

图3为本实用新型控制电路实施例一的结构示意图；

图4为本实用新型控制电路实施例二的结构示意图；

图5为本实用新型PWM控制信号发生单元的电路结构图；

图6为本实用新型PWM控制信号发生单元的信号时序示意图；

图7为本实用新型工频正弦半周内角度与工作频率的关系示意图；

图8为本实用新型控制电路实施例三的结构示意图；

图9为本实用新型控制电路实施例三的电感电压检测信号和过零检测信号时序示意图；

图10为本实用新型信号检测单元实施例一的结构示意图；

图11为本实用新型信号检测单元实施例二的结构示意图；

图12为本实用新型信号检测单元实施例三的结构示意图；

图13为本实用新型ZCD信号获取单元实施例一的结构示意图；

图14为本实用新型ZCD信号获取单元实施例二的结构示意图；

图15为本实用新型ZCD信号获取单元实施例三的结构示意图；

图16为本实用新型ZCD信号获取单元实施例四的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1A-图1C为现有技术PFC系统的电路结构示意图。其中，如图1A所示的传统的升压(Boost)PFC变换器由于其简单的电路结构和低共模EIM噪声干扰被广泛应用在AC/DC功率级前端。但是由于传统PFC变换器存在整流桥，能量通过三颗半导体器件形成传递路径，电感L1承受输入交流电整流后的半正弦(Half-sinusoid)Vac，由此造成了较高导通和开关损耗。

为了满足当今对电源产品高效率和高功率密度的发展方向，提高升压Boost PFC变换器性能，无桥(bridgeless)PFC得以发展，其由于能量传递所经半导体器件数量减少，效率得以提高。如图1B所示的为双向开关无桥(Bi-directional switch bridgeless)PFC，图1C所示为推拉输出无桥(Totem-pole bridgeless)PFC，其中，两种bridgeless PFC的电感L1承受的是未经整流的Vac电压，电感的电压随输入交流电压Vac正负变化，而且需要控制的开关功率器件更多，因而会造成电感电流电压检测和控制方面相比传统Boost PFC更复杂。

具体地，图2为现有无桥PFC控制电路的结构示意图，应用于控制图1B和图1C的电路。其中，通过辅助绕组Laux检测PFC电感L的电压信号，并将电感电压信号经过信号处理获取ZCD信号后，将L承受的交流电压Vac的正向ZCD信号和负向ZCD信号向IC控制器(Controller)输出。IC控制器可以是DSP/MCU等计算处理器件。由IC控制器根据输入交流电的相位选择读取输入的正向或负向ZCD信号，并对读取的ZCD信号做频率限制处理。最终根据限频后的信号生成PWM控制信号，用于控制开关管Q1和Q2的导通与关断。

但是，采用现有的控制电路，对于电感电压ZCD信号进行的选择、频率限制以及生成PWM控制信号都是由IC控制器的处理器实现，由于现有的处理器会对信号造成很大的延迟，尤其是在高频领域应用时，对于开关管控制的延迟，会对整个系统的控制的快速性、精确性控制产生不良影响。

因此，为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提出了一种控制电路，通过模拟电路的形式实现部分现有技术中由处理器实现的功能，迅速将ZCD信号处理结果直接作用于开关管驱动电路，以减小对过零检测信号处理的延迟，提高了PFC系统信号处理的准确性。下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

具体地，图3为本实用新型控制电路实施例一的结构示意图。如图3所示的实施例一中，控制电路包括：信号检测单元1、ZCD信号获取单元2、脉冲宽度调制(Pulse-WidthModulation，PWM)控制信号发生单元3和信号处理单元4。

其中，信号检测单元1、ZCD信号获取单元2、PWM控制信号发生单元3和信号处理单元4依次连接。

信号检测单元1，还连接一交流(Alternating Current，AC)/直流(DirectCurrent，DC)变换器的一交流侧电感(图1中所示电感)，用于检测交流侧电感的电压，并输出一电感电压检测信号，其中电感电压检测信号有交流信号。

ZCD信号获取单元2，接收该电感电压检测信号，生成交流侧电感电压的过零检测(ZCD)信号，并将该ZCD信号向PWM控制信号发生单元3输出。

PWM控制信号发生单元3，接收ZCD信号获取单元2输出的ZCD信号，以及输入电压相位信号，并根据该ZCD信号、预设频率阈值的脉冲信号以及输入电压相位信号生成频率不大于预设频率阈值的一ZCD触发信号，并将ZCD触发信号向信号处理单元4输出。

信号处理单元4，接收PWM控制信号发生单元3输出的ZCD触发信号，生成脉冲宽度信号和预设频率阈值的脉冲信号，并将脉冲宽度信号和预设频率阈值的脉冲信号向PWM控制信号发生单元3返回。

PWM控制信号发生单元3，还根据ZCD触发信号、脉冲宽度信号、输入电压相位信号、ZCD信号和预设频率阈值的脉冲信号，生成AC/DC变换器的PWM控制信号，从而控制AC/DC变换器。

可以看出，信号处理单元4则主要配置用于根据接收的ZCD触发信号，生成脉冲宽度信号和预设频率阈值的脉冲信号，送回PWM控制信号发生单元3，以使PWM控制信号发生单元3进行信号选择，利用预设频率阈值的脉冲信号对ZCD信号获取单元2输出的ZCD信号进行频率限制，并生成PWM控制信号。

在一实施方式中，信号检测单元1、ZCD信号获取单元2、信号处理单元4和PWM控制信号发生单元3均为模拟电路。

在一实施方式中，信号处理单元4包括模拟控制芯片或数字控制芯片。该信号处理单元4例如可以是微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，或是IC控制器。

在一实施方式在中，信号处理单元4接收ZCD触发信号，经过第一预设延迟时间，生成脉冲宽度信号并发送给PWM控制信号发生单元3，脉冲宽度信号具有第一预设持续时间。在此实施方式中，PWM控制信号发生单元被配置成：当ZCD触发信号和脉冲宽度信号中任一个为高电平时，输出的AC/DC变换器的PWM控制信号为高电平。

在一实施方式在中，信号处理单元4接收ZCD触发信号，经过第二预设延迟时间，生成预设频率阈值的脉冲信号并发送给PWM控制信号发生单元3，预设频率阈值的脉冲信号具有第二预设持续时间。

综上，本实施例提供的控制电路，采用信号检测单元、ZCD信号获取单元、PWM控制信号发生单元和信号处理单元，将电感电压的检测、ZCD信号获取、ZCD信号频率限制以不同单元的方式结合在一起，在检测到信号后送到信号处理单元，而后快速处理后发出PWM信号，故其延迟时间非常低。与现有技术中，电感电压ZCD信号进行的选择、频率限制以及生成PWM控制信号都是由处理器实现相比，简化了处理器的信号处理流程，消除了输出控制信号的延迟，降低了对处理器性能的要求，进而提高了PFC系统信号处理的准确性，满足整个PFC系统控制的要求。

进一步地，图4为本实用新型控制电路实施例二的结构示意图。如图4所示的实施例二中的控制电路在图3所示的实施例基础上，PWM控制信号发生单元3被配置成：当输入电压相位信号为第一电平时，若预设频率阈值的脉冲信号为高电平，则ZCD触发信号保持低电平；若预设频率阈值的脉冲信号为低电平，则ZCD信号的第一边沿信号到来时，产生ZCD触发信号的上升沿。

输入电压相位信号的电平(第一电平)和ZCD信号的第一边沿信号具有一定的对应关系。

上述实施例一种可能的实现方式为：所述第一电平为高电平时，所述第一边沿信号为上升沿；所述第一电平为低电平时，所述第一边沿信号为下降沿。

具体地，图5为本实用新型PWM控制信号发生单元的电路结构图。图5是在实施例二的基础上所展示的PWM控制信号发生单元的具体电路实现方式。如图5所示，本实施例的PWM控制信号发生单元包括第一逻辑或非门运算器(例如图5所示的NOR1及NOR7)、带有异步清零功能的D触发器和第二逻辑或门运算器(例如图5所示的OR2及OR4)，其中：第一逻辑或非门运算器的第一输入端接收来自信号处理单元4的预设频率阈值的脉冲信号，输出端连接D触发器的清零端(即图5中示出的CLR端)；D触发器的数据输入端(即图5中示出的D端)连接高电平(例如可以为图5中示出的VCC)；D触发器的数据输出端(即图5中示出的Q端)连接第二逻辑或门运算器的第一输入端。第二逻辑或门运算器的第二输入端连接信号处理单元4输出的脉冲宽度信号；第二逻辑或门运算器输出AC/DC变换器的PWM控制信号。

在一实施方式中，PWM控制信号发生单元还包括第三逻辑非门运算器(例如图5中所示的NOT3及NOT6)。

当第一电平为高电平时，PWM控制信号发生单元所包括的第一逻辑或非门运算器(例如图5所示的NOR1)、第二逻辑或门运算器(例如图5所示的OR2)、第三逻辑非门运算器(例如图5中所示的NOT3)工作；当第一电平为低电平时，PWM控制信号发生单元所包括的第一逻辑或非门运算器(例如图5所示的NOR7)、第二逻辑或门运算器(例如图5所示的OR4)、第三逻辑非门运算器(例如图5中所示的NOT6)工作。

当第一电平为高电平时，第三逻辑非门运算器输入端接收输入电压相位信号，输出端连接第一逻辑或非门运算器的第二输入端，D触发器的时钟信号输入端(例如图5中所示的CLK端)接收ZCD信号。对于该种实施方式，第一逻辑或非门运算器可以为图5中所示的NOR1，第二逻辑或门运算器可以为图5中所示的OR2，第三逻辑非门运算器可以为图5中所示的NOT3。

当第一电平为低电平时，第三逻辑非门运算器输入端接收ZCD信号，输出端连接D触发器的时钟信号输入端，第一逻辑或非门运算器的第二输入端接收输入电压相位信号。对于该种实施方式，第一逻辑或非门运算器可以为图5中所示的NOR7，第二逻辑或门运算器可以为图5中所示的OR4，第三逻辑非门运算器可以为图5中所示的NOT6。

需要说明的是，上述描述及相应附图仅为PWM控制信号发生单元的一种具体实现方式，其中的各器件可以根据实际情况进行调整。

在一实施例中，上述D触发器也可以是带有异步置位功能的D触发器，对于这种情况，可以将带有异步置位功能的D触发器的数据输入端(即D端)接地(GND)，并且将上述所有的逻辑稍加改动即可实现。

在一实施例中，上述D触发器也可以由逻辑门运算电路组合而成，即根据D触发器组成原理将逻辑门运算电路组合成能实现与D触发器相同功能的电路，并且将上述所有的逻辑做适应性改动即可实现。

在一实施例中，第三逻辑非门运算器也可用与非门运算器、或非门运算器等替换。例如，由于逻辑非门运算器只有一个输入端，而与非门运算器或者或非门运算器有两个输入端，当采用与非门运算器或者或非门运算器时，可将两个输入端合并，并与对应信号连接，即可同样实现上述电路。当然，也可采用其他实现方式，以采用与非门运算器来实现上述第三逻辑非门运算器为例，可将与非门运算器的一个输入端接高电平，从而另一个输入端接对应信号即可实现非门运算器。

需要说明的是，对于上述逻辑运算器，本实用新型并不限定其具体的实现方式。

根据图5，当输入电压相位信号为高电平时，若预设频率阈值的脉冲信号为高电平，则经过第三逻辑非门运算器NOT3、第一逻辑或非门运算器NOR1、D触发器、第二逻辑或门运算器OR2，此时的ZCD触发信号为低电平；若预设频率阈值的脉冲信号为低电平，则ZCD信号的上升沿到来时，产生ZCD触发信号的上升沿。

当输入电压相位信号为低电平时，若预设频率阈值的脉冲信号为高电平，则经过第三逻辑非门运算器NOT6、第一逻辑或非门运算器NOR7、D触发器、第二逻辑或门运算器OR4，此时的ZCD触发信号为低电平；若预设频率阈值的脉冲信号为低电平，则ZCD信号的下降沿到来时，产生ZCD触发信号的上升沿。

下面进一步来说明采用本实用新型的控制电路所涉及的延迟时间。图6为本实用新型PWM控制信号发生单元对频率限制的信号时序示意图；图7为本实用新型工频正弦半周内角度与工作频率的关系示意图。

具体地，图6为在非连续导通模式PFC工作条件下，信号处理单元控制输出PWM控制信号的时序工作状态。Vout为PFC变换器输出电压，VDS为电感L连接高频开关器件端对PFC输出电压负端的电压，VAUX为辅助绕组电压，且VAUX电压为电感电压与一固定系数的乘积。

当信号处理单元在t₂时刻接收到ZCD触发信号之后，延迟第一预设延迟时间(t₂～t₃时段)直到t₃时刻，生成脉冲宽度信号并发送给PWM控制信号发生单元；此外，信号处理单元在t₂时刻接收到ZCD触发信号之后，还延迟第二预设延迟时间(t₂～t₄时段)直到t₄时刻，生成预设频率阈值的脉冲信号并发送给PWM控制信号发生单元。

其中，第一预设延迟时间为信号处理单元处理ZCD触发信号产生脉冲宽度信号所需的时间，例如可以为图6中的t₂～t₃时段，第二预设延迟时间为信号处理单元处理ZCD触发信号产生预设频率阈值的脉冲信号的时间，例如可以为图6中的t₂～t₄时段。信号处理单元产生的脉冲宽度信号具有第一持续时间，例如可以为图6中的t₃～t₅时段；信号处理单元产生的预设频率阈值的脉冲信号具有第二预设持续时间，例如可以为图6中的t₅～t₆时段，在此时间段内，ZCD信号不起作用，以限制变换器最短工作周期。

此外，由PWM控制信号发生单元产生的PWM控制信号，当ZCD触发信号和脉冲宽度信号中任一个为高电平时，该PWM控制信号为高电平。

进一步的，为说明对ZCD触发信号进行限频处理的技术效果，参见图7，图7为在临界连续模式(Discontinuous Conduction Mode Boundary，DCMB)PFC条件下，在输入Vac电压工频正弦半周内角度与工作频率的关系图。其中，对于DCMB PFC，在输入Vac零压穿越点(0度和180度)附近，需要很高的工作频率，尤其是高压时频率会达到MHz左右。同时，由于在零电压穿越点附近传递能量有限，高频率会产生很大的开关损耗。因此，需要将ZCD触发信号进行频率限制，来限制输入Vac零压穿越点的高频开关损耗。

综上所述，采用本实用新型提供的控制电路，信号处理单元在接收到ZCD触发信号之后，进行快速处理将脉冲宽度信号和预设频率阈值的脉冲信号返回给PWM控制信号发生单元，使得PWM控制信号发生单元能够快速产生PWM控制信号，从而减小了对过零检测信号处理的延迟，提高了PFC系统信号处理的准确性。

图8为本实用新型信号控制电路实施例三的结构示意图。图8中，电感L与信号检测单元中的第一绕组和第二绕组通过电磁耦合进行信号传递。如图8所示，信号检测单元1包括：第一绕组Laux1、第二绕组Laux2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1和第二电容C2。ZCD信号获取单元2包括：比较器Comparator。其中，第一绕组Laux1和第二绕组Laux2设置在PFC电路输入端的电感L_PFC上，通过电感的电压获取PFC电路输入交流电的电压，第一绕组Laux1的第一端连接第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端连接第二电阻R2的第一端、第一电容C1的第一端和比较器Comparator的负极输入端，第一绕组Laux1的第二端连接第二绕组Laux2的第一端、第一电容C1的第二端、第二电容C2的第一端、第二电阻R2的第二端和第四电阻R4的第一端，第二绕组Laux2的第二端连接第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端连接第二电容C2的第二端、第四电阻R4的第二端和比较器Comparator的正极输入端，比较器Comparator的输出端输出过零检测信号至PWM控制信号发生单元。

进一步地，图9为本实用新型控制电路实施例三的电感电压检测信号和过零检测信号时序示意图。如图9所示，由于比较器实际中应用VCC为单电源，因此工作时序图中Va与Vb为实际单电源Vcc供电时比较器所能识别的工作电压，最小电压为零电压。在正输入Vac为工频正半周期时，电感电流IL下降时，Va为K*(Vout-Vac)(K为辅助绕组的检测的比例系数)，Vb为零电压，当电感电流为零向负向震荡时，Va会由K*(Vout-Vac)降到零电压，Vb会从零电压上升到K*Vac，在这个过程中通过比较Va与Vb的电压变化得到过零检测信号Vsignal。而对于工频负半周期内，获取过零检测信号工作时序状态与工频正半周期相反。

在一实施方式中，上述实施例中示出了过零检测信号包括：电压的相位信号。而相应地，过零检测信号还可以包括：电压的正半周期电压信号和负半周期电压信号。此时，需要调整信号检测单元、ZCD信号获取单元和PWM控制信号发生单元的电路结构。

在实际中，信号检测单元以及ZCD信号获取单元还可有其他的实现方式。

例如：图10-图12中的虚线框示出了信号检测单元各种实施例的结构图。图10为本实用新型信号检测单元实施例一的结构示意图，采用单一辅助绕组检测电感电压；图11为本实用新型信号检测单元实施例二的结构示意图，采用中间抽头辅助绕组检测电感电压；图12为本实用新型信号检测单元实施例三的结构示意图，采用双辅助绕组检测电感电压。其中，本实用新型各实施例中的信号检测单元均可使用如图10-图12中以及其他本领域技术人员所熟知的电路结构及实现方式进行替换，此处不再赘述。

下面的图13-图16给出了ZCD信号获取单元的各实施例的结构图，其中，虚线框示出了信号检测单元，并且，对于信号检测单元的具体结构，仅示出了其中的辅助绕组，其余部分用空白框代替，空白框内的具体结构例如可参照图10-图12所示结构。图13为本实用新型ZCD信号获取单元实施例一的结构示意图，适用于电感承受单相变化的Vac交变电压，将信号检测单元得到的电感电压检测信号VL，通过与比较器的阈值Vref(Vref为电感电流为零时参考电压值)进行比较，直接输出过零检测信号；图14为本实用新型ZCD信号获取单元实施例二的结构示意图；图15为本实用新型ZCD信号获取单元实施例三的结构示意图；图16为本实用新型ZCD信号获取单元实施例四的结构示意图。图14～16适用于电感承受双相变化的Vac交变电压的场合，图14为将信号检测单元得到的电感电压检测信号VL1和VL2输入到两个比较器，VL1和VL2互为比较阈值，最终输出两个过零检测信号Vsignal+和Vsignal-到PWM控制信号发生单元；图15为将信号检测单元得到的电感电压检测信号VL1和VL2输入到一个比较器，VL1和VL2互为比较阈值，最终只输出一个过零检测信号Vsignal+到PWM控制信号发生单元；图16为将信号检测单元得到的电感电压检测信号VL1和VL2输入到两个比较器，分别于比较器的阈值Vref进行比较，最终只输出两个过零检测信号Vsignal+和Vsignal-到PWM控制信号发生单元。其中，本实用新型各实施例中的ZCD信号获取单元均可使用如图13-图16中以及其他本领域技术人员所熟知的电路结构及实现方式进行替换，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种控制电路，用于输出脉冲宽度调制PWM控制信号，其特征在于，包括：信号检测单元、ZCD信号获取单元、PWM控制信号发生单元和信号处理单元；所述信号检测单元、所述ZCD信号获取单元、所述PWM控制信号发生单元和所述信号处理单元依次连接；

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述信号检测单元、所述ZCD信号获取单元、所述PWM控制信号发生单元均为模拟电路。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述信号处理单元包括模拟控制芯片或数字控制芯片。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述PWM控制信号发生单元被配置成：

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第一电平为高电平时，所述第一边沿信号为上升沿；所述第一电平为低电平时，所述第一边沿信号为下降沿。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述信号处理单元，接收所述ZCD触发信号，经过第一预设延迟时间，生成所述脉冲宽度信号并发送给所述PWM控制信号发生单元，所述脉冲宽度信号具有第一预设持续时间。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述信号处理单元，接收所述ZCD触发信号，经过第二预设延迟时间，生成所述预设频率阈值的脉冲信号并发送给所述PWM控制信号发生单元，所述预设频率阈值的脉冲信号具有第二预设持续时间。

8.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述PWM控制信号发生单元被配置成：

9.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述PWM控制信号发生单元包括第一逻辑或非门运算器、带有异步清零功能的D触发器和第二逻辑或门运算器，其中：

所述D触发器的数据输入端连接高电平；

10.根据权利要求9所述的电路，其特征在于，所述PWM控制信号发生单元还包括第三逻辑非门运算器，其中：

11.根据权利要求10所述的电路，其特征在于，所述信号检测单元包括：第一绕组、第二绕组、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容和第二电容；所述ZCD信号获取单元包括比较器；

12.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述ZCD信号包括所述交流侧电感的电压正半周期信号和电压负半周期信号。