TWI373701B - Control circuit for multi-phases, multi-channels pfc converter with variable switching frequency - Google Patents

Control circuit for multi-phases, multi-channels pfc converter with variable switching frequency Download PDF

Info

Publication number
TWI373701B
TWI373701B TW097116626A TW97116626A TWI373701B TW I373701 B TWI373701 B TW I373701B TW 097116626 A TW097116626 A TW 097116626A TW 97116626 A TW97116626 A TW 97116626A TW I373701 B TWI373701 B TW I373701B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
switching
inductance
circuit
phase
Prior art date
Application number
TW097116626A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200916998A (en
Inventor
Ta Yung Yang
Original Assignee
System General Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by System General Corp filed Critical System General Corp
Publication of TW200916998A publication Critical patent/TW200916998A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI373701B publication Critical patent/TWI373701B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4225—Arrangements for improving power factor of AC input using a non-isolated boost converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • H02M3/1586—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel switched with a phase shift, i.e. interleaved
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Description

1373701 : 九、發明說明： •【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於切換式電源轉換器，尤指功率因數修正 ‘ （Power Factor Correction，PFC)轉換器的控制電路。 【先前技術】 大電流之需求通常會減低電源轉換器的功率效率。電 源轉換器的功率損失和其電流為指數正比關係如下列方程 •式⑴：
Ploss =卩 xR_________ ................-...............⑴ 其中I是電源轉換器的切換電流，R是切換元件的阻抗 (impedance) ’其可以是’例如，電容或電阻的等效電阻值 (equivalent impedance) ° 因為前述的問題，發展了並聯式技術用來減低電源轉 換器的功率消耗。功率因數修正(Power Factor Correction, I PFC)轉換器用於改善AC電源的功率因數。功率因數修正 電路的詳細技術在先前技術中已有揭露，例如美國專利編 號7，116,060”用於不連續模式功率因數修正轉換器的切換 控制電路（Switching control circuit for discontinuous mode PFC converters)”。本發明揭露了 一種控制電路，用於並聯 • 式功率因數修正轉換器，可以改善電源的效率。並聯通道 (parallel channels)的數量在理論上來說並無上限。多相式 技術（Multi-phases technologies)包括同步化 (synchronization)以及相位偏移（phase shift)，都可用於分散 6 1373701 切換雜訊以及減低漣波（ripple)。 【發明内容】 有鑑於此，本發明提出一種切換式控制電路，用於多 相位（multi-phase)以及多頻道(multi-channel)的功率因數修 正（Power Factor Correction, PFC)轉換器。該切換式控制電 路包括一 PFC控制電路，耦接一第一電感和該功率因數修 正轉換器的輸出端，用以接收一第一電感訊號和一回授訊 • 號來產生一第一切換訊號。該第一切換訊號切換至該第一 電感來進行功率因數修正。一相位偵測電路偵測該第一切 換訊號以及一第二電感訊號，用以產生一啟始訊號以及一 鎖相訊號。該啟始訊號根據該第一切換訊號的切換週期來 產生。該啟始訊號用於致能一第二切換訊號。該第二切換 訊號用於切換該第二電感。一開啟時間（on-time)調整電路 依據該鎖相訊號調整該第二切換訊號的開啟時間（on time)。該第二切換訊號的該開啟時間被調整用以最小化從 該第二電感訊號失能到該第二切換訊號致能之間的上述週 期。該第一電感訊號和該第一電感的消磁（demagnetization) 相關（correlated)。該第二電感訊號和該第二電感的消磁相 ' 關。一輕負載偵測電路根據該回授訊號產生一截止訊號(off ' signal)用於截止（turn off)該第二切換訊號。該輕負載偵測 電路更根據該截止訊號產生一範圍訊號，用以根據該截止 訊號調整(program)該功率因數修正轉換器的輸出電壓。該 輕負載偵測電路之一臨界訊號根據該功率轉換器的輸入電 7 1373701 壓而產生。該臨界訊藏用於和該回授訊號比較 該產生該截止訊號功率因數修正轉換器之 參】斷 及產生該截止訊號以及該範圍訊號。 、載狀心，以 為使本發明之該目的、特徵和優點能更明顯易懂，下 文特舉一較佳實施例，並配合所附 ，易隆下 【實施方式】 請3式’料細說明如下。 在此必須說明的是，於下揭露内容中所提出之 =例或範例，係用以說明本發明所揭示之不同技術特徵^ 其所描述之特定範例或排列係用以簡化本發明，缺非 限定本發明。此外，在不同實施例或範例中可能重覆使用 相同之參考數字與符號，.此等重覆使用之參考 = 係用以說明本發明所揭示之内容，而非用以表示不同實ί 例或範例間之關係。 、 灵她 第1圖顯示本發做用於並聯式PFC轉換n的較佳實 施例’其中第一功率轉換器包括電晶體1〇、電感15、和整 流器19。第-切換訊號Si_電晶體1()用以切換電感 15。整流器19和電容4〇用於產生pFc轉換器的輸出· V〇。耦接到輪出電壓v〇的另外一個功率轉換器由電晶體 30電感35、和整流器39組成。第二切換訊號~控制電 晶體30用以切換電感35。功率轉換器的輪出端並聯連接。 電感15和35耦接到輸出電^v〇。電感15和電感％更耦
VlN Εί7 接到輸入電· VlN。當電晶體1G導通時，切㈣流&被 產生，由公式（2)得知： ho x Ton- 8 (2) 1373701 -· CLKNffi於致能第二切換訊號SN。如第1圖中，第二切換 • 訊號SN耦接到電感35用以切換電感35。開啟時間調整電 路300根據鎖相訊號UP/DWN來調整第二切換訊號SN的 開啟時間（on time)。第二電感訊號VN結束到啟始訊號 CLKN開始的這段期間（period)與鎖相訊號UP/DWN相關。 • 因此，第二切換訊號SN的開啟時間用於將第二切換訊號 SN截止到第二電感訊號VN致能的這段期間調整到最小。 如果電晶體30在電感35消磁後馬上導通，就會導致高功 ® 率因數(power factor，PF)以及低總譜波失真（total harmonic distortion, THD)，使得電感3 5的電流繼續流通。 第3圖顯示本發明中的控制器50的較佳實施例。控制 器50包括PFC控制電路60以及輕負載偵測電路8〇。輕負 载偵測電路80經由PFC控制電路60耦接到PFC轉換器的 輸出端，用以根據回授訊號VFB和輸入電壓VIN產生戴止 5凡说Vgn和範圍訊號EN。截止訊號Vgn用於截止第二切 魯 換訊號SN以進行電源管理。範圍訊號EN經由電阻43 (如 第2圖所示）耦接至PFC轉換器的輸出以進行調整。當第 二切換訊號8^^在輕負載截止時，如果PFC轉換器的輪出 電壓V〇減低’則會產生磁滞效應(hysteresis)，以避免在幹 出電壓V0的不正常震單。輕負載偵測電路8〇包括電晶體 ' 79和輕負載偵測器9〇。輕負載偵測器9〇產生截止訊號v 用以截止第二切換訊號Sn。除此之外，截止訊號乂卯耦= 到電晶體79的閘極.，用以產生在電晶體79之汲極的範圍 訊號EN ’使得範圍訊號EN根據截止訊號調整 1373701 -(program)PFC轉換器的輸出電壓。 • PFC控制電路60包括具有參考訊號VREF的誤差放大 器75，以及根據第一電感訊號\^和誤差訊號VC0M而產生 第一切換訊號S〗的脈寬調變（Pulse Width Modulation， PWM)電路。誤差放大器75根據回授訊號VFB和參考訊號 Vref 產生誤差訊號 Vc〇M。誤差訊號Vc〇M 和產生第一切換 訊號Si的第一電感訊號V!相關。第一電感訊號V!致能第 一切換訊號Si。誤差訊號乂⑺^^用於控制第一切換訊號S】 • 的開啟時間。 開關71、電流源72、電容73、和反相器74形成一第 一斜坡訊號產生器，用以根據第一切換訊號S!的開啟時間 產生斜坡訊號SLP1。加法器70接收斜坡訊號SLP1和第 一電流訊號Ιι用以產生耦接到比較器57之輸入端的第一 混合訊號。第一電流訊號11和電感15的切換電流相關。 比較器57的另一輸入端經由電阻77和78接收誤差訊號 Vcom。比較器57的輸出根據誤差訊號Vc〇m和第一混合訊 ® 號的比較結果來使第一切換訊號S!失能，另一個比較器56 也用於使第一切換訊號S!失能。比較器56的輸入雜接斜 坡訊號SLP1以及臨界電壓VR]。一旦斜坡訊號SLP1大於 ' 臨界電壓VR1，第一切換訊號S]即失能。因此，第一切換 • 訊號S 1的最大時間有所限制。 當第一切換訊號S !截止時，一旦第一電感訊號V!小 於臨界訊號VTH1，比較器51即致能第一切換訊號S!。正 反器53用於產生第一切換訊號S!。第一電感訊號V】和臨 ^73701 " 換訊號S〗的切換週期成比例。週期訊號CYE控制開關 • 115 ’用以產生斜坡訊號RMP。取樣訊號SMP1控制開關 116以將斜坡訊號RMP的電壓值取樣到電容125。清除訊 • 號CLR1控制開關117 ’以對電容120放電以及重置斜坡 • 訊號RMP。當第一切換訊號S]的週期增加時，斜坡訊號 RMP的振幅(amplitude)也會相對應增加。第一切換訊號$ 的最大電壓由電容125取樣。電容125連接到緩衝玫大哭1 130用以產生電壓訊號vH。電阻13卜132、和135 态 厭~或分 土裔，連接到電壓訊號VH用以產生電壓訊號V叫和Vpl， 其中電壓訊號的振幅大小是Vh>vph>Vpl。電壓訊號=， 傳送到比較器150的輸入端。比較器15〇的另—個輪入山 ，收斜坡訊號RMP。比較器150的輸出端連接到脈波產= 器151用以產生重置訊號RSTn。重置訊號rsTn戴止 切換訊號sN。電壓訊號VpH傳送到比較器14〇的輪入端二 比較器14〇的另一個輸入端接收斜坡訊號謂？。比較哭_ •的輪出端連接到AND閘145的輪入端。AND閘145°的另 —輸入端連接到週期訊號CYE。重置訊號RSTn因此 啟始訊號CLKN產生之前產生。 曰# • 第8圖顯示本發明中的訊號產生器180的較俨每扩 例。第-切換訊號Sl用以致能正反器m。週期“ '經由反相器183在正反器181的輪出端產生。正反：181 的輸出端更連接到脈波產生器171，用以產生取樣°訊 SMP1。取樣訊號SMP1經由反相器185連接到另〜脈波= 生器173,用以產生清除訊號CLRl。清除訊號碑 14 1373701 UP/DWN在加（up)狀態時，衰減器400的阻抗根據上下計 - 數器470的上數計數值而增加。衰減器400之阻抗增加會 增加衰減訊號vB。衰減訊號VB的增加會增加第二切換訊 _ 號sN的開啟時間。 第14圖顯示本發明中的上下計數器470之較佳實施例 . 電路圖，包括正反器471〜475、AND閘480〜491、以及 OR 閘 482〜492。 本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定 • 本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和 範圍内，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範 圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
18 1373701 施例 【圖式簡單說明】 第1圖顯示本發明❹於並聯式PFC轉換器的較佳實 第2圖顯示本發明中的切換控制電路的較佳實施例。 第3圖顯示本發明中的控制器50的較佳實施例。 ―第4圖騎本發明中的禁止電路&的較佳實施例。 弟5圖顯不本發明中的輕負载補測器90的較佳實施 ^ 2顯示本發明中的相位制電路的較佳實施例。 圖顯不本發明中的相位訊號產生器Η)5的較㈣ J 的訊號產生器]8。的較。 —弟9圖顯不本發明中的訊號波形圖。 電路Ϊ。10圖顯示本發明中的脈衝產生器之的較佳實施例 例 施例 施例 施例 圖 第U圖顯示本發明中的鎖相訊號產生器200的較佳實 弟12圖顯示本發明中的開啟時間調整電路的較佳實 第13圖顯示本發明實施 第14圖顯示本發明，0之電路圖。 A e例中的加減計數器470之電路 1373701 / 【主要元件符號說明】 - 50—控制器； 500-相位偵測電路； 100-相位偵測電路； 700-開啟時間調整電路; . 300-開啟時間調整電路; 65-禁止電路； 90-輕負載偵測器； • 70-加法器； 71- 開關； 72- 電流源； 73- 電容； 74- 反相器； 75- 誤差放大器； 77- 電阻； 78— 電阻； • 79-電晶體； 51-比較器； 5 2-AND 閘； ' 53—正反器； • 55-AND 閘； 56- 比較器； 57— 比較器； 105-相位訊號產生器； 20 1373701
200-鎖相訊號產生器； 180-訊號產生器； 260-禁止電路； 470-上下計數器。 21

Claims (1)

1373701 第97116626號 修正曰期:101.5.8 修正本 十、申請專利範圍： ^ 1.種切換控1電路用於功率因數修正（Power Factor Correction, PFC)轉換器，包括： • 一 PFC控制電路，該PFC控制電路耦接一第一電感和 - 該功率因數修正轉換器的一輸出端.，用以接收一第一電感 訊號和一回授訊號以產生一第一切換訊號，其中該第一電 感訊號切換該第一電感以進行功率因數修正.，該第一電感 _ 訊號和該第一電感的消磁（demagnetization)相關 (correlated)； 一相位偵測電路’該相位偵測電路輕接該PFC控制與 電路一第二電感’該相位偵測電路偵測該第一切換訊號以 及一第一電感訊號，用以產生一啟始訊號以及一鎖相訊 號’其中該啟始訊號用於致能一第二切換訊號，該第二切 換訊號切換該第二電感，該第二電感訊號和該一第二電感 的消磁相關，該第一和第二電感耦接該功率因數修正轉換 • ϋ的該輪出端； 一開啟時間（on-time)調整電路，該開啟時間調整電路 依據該鎖相訊號調整該第二切換訊號的開啟時間（〇n ' time);以及 一輕負載偵測電路，該輕負载偵測電路根據該回授訊 號產生一截止訊號（off signal)以及一範圍訊號，其中該鎖 相訊號和相關於該第二電感訊號以及該啟始訊號之間的這 段期間相關，該截止訊號用以截止該第二切換訊號，以及 該範圍訊號調整(program)該功率因數修正轉換器的該輸出 22 1373701 第97116626號 修正日期:101.5.8 修正本 電壓。 2. 如申請專利範圍第1項所述之切換控制電路，其中 該啟始訊號是依據該第一切換訊號的該切換週期所產生。 3. 如申請專利範圍第1項所述之切換控制電路，其中 該開啟時間調整電路調整該第二切換訊號的該開啟時間， 用以最小化該第二電感訊號以及該啟始訊號之間的這段期 間。 4. 如申請專利範圍第1項所述之切換控制電路，其中 該PFC控制電路包括： 一誤差（error)放大器，該誤差放大器根據該回授訊號產 生一誤差訊號；以及 一脈寬調變（Pulse Width Modulation, PWM)電路，該脈 寬調變電路根據該第一電感訊號和該誤差訊號產生該第一 切換訊號，其中該第一電感訊號用以致能該第一切換訊 號，以及該誤差訊號用於決定該第一電感訊號的一致能的 時間。 5. 如申請專利範圍第4項所述之切換控制電路，其中 該脈寬調變電路包括： 一斜坡(ramp)訊號產生器，該斜坡訊號產生器根據該 第一切換訊號的該致能的時間產生一斜坡（slope)訊號； 一加法器，該加法器根據一第一電流訊號以及該斜坡 訊號產生一第一混合訊號，其中該第一電流訊號和該第一 電感的一切換電流相關； 一第一比較器，該第一比較器根據該第一電感訊號以 23 1373701 第 97116626 號 修正日期:101.5.8 修正本 及該一臨界訊號的比較結果，致能該第一切換訊號；以及 一第二比較器，該第二比較器根據該誤差訊號以及該 第一混合訊號的比較結果，使該第一切換訊號失能。 6. 如申請專利範圍第1項所述之切換控制電路，其中 該相位偵測電路包括： 一相位訊號產生器，該相位訊號產生器依據該第一切 換訊號的該切換週期產生該啟始訊號，其中該啟始訊號在 該第一切換訊號的一相位偏移（phase shift)後產生；以及 一鎖相訊號產生器，該鎖相訊號產生器依據該第二電 感訊號以及該第二切換訊號產生該鎖相訊號，其中該鎖相 訊號是在該第二電感訊號的結束和該第二切換訊號的開始 之間的這段期間所產生。 7. 如申請專利範圍第1項所述之切換控制電路，其中 該開啟時間調整電路包括：
一正反器（flip-flop)，該正反器根據該啟始訊號致能該 第二切換訊號； 一第二斜坡訊號產生器，該第二斜坡訊號產生器根據 該第二切換訊號產生一第二斜坡訊號； 一衰減器（attenuator)，該衰減器利用衰減該誤差訊號 來產生一衰減訊號； 一加法器，該加法器依據該第二斜坡訊號以及一第二 電流訊號，產生一第二混合訊號；以及 一第三比较器，該第三比較器根據該衰減訊號以及該 第二混合訊號的比較結果，使該第二切換訊號失能，其中 24 1373701 修正日期:1〇158 修正本 的衰減程度以及控制該第二切換 第 97116626 號 該鎖相訊號控制該衰減器 訊號的開啟時間。 8.—種切換控制電路 括： 用於功率因數修正轉換器 包 T PFC㈣電路’該PFC㈣電路祕 該1率因數修正轉換器的一輪出端，用轉收-第 ，：一回授訊號以產生-第-切換訊號，其中該第-電 感訊號用於切換該第—電感以進行功率因數修正，以及該 第一電感訊號和該第一電感的消磁相關，· " 一相位侧電路，該相位偵測電路祕該pFc控制企 電路m該相位偵測電路偵_第—切換訊號二 及一第二電感訊號，用以產生—啟始訊號以及—鎖相訊 號，其中該啟始訊號用於致能一第二切換訊號，該第二切 換訊號切換該第二電感，以及該第二電感訊號和該第二電 感的消磁相關；以及 •一開啟時間調整電路’該開啟時間調整電路依據該鎖 相訊號來調整該第二切換訊號的開啟時間。 ' 9. 如申凊專利範圍第8項所述之切換控制電路，更包 .括-輕負載制電路，該輕負鋪測電路輕接該功率因數 修正轉換器的該輸出端，以根據該回授訊號產生一截止訊 唬，其中該截止訊號用於截止(turn 〇ff)該第二切換訊號。 10. 如申请專利範圍第9項所述之切換控制電路，其中 該輕負載偵測電路更產生-範圍訊號，該範圍訊號根據該 截止訊號調整(program)該功率因數修正轉換器的輸出電 25 1373701 第97116626號 修正日期:101.5.8 修正本 壓。 11. 如申請專利範圍第9項所述之切換控制電路，其中 * 該輕負載偵測電路更耦接到該功率因數修正轉換器的輸入 • 端，用以偵測該輸入端的輸入電壓來產生一臨界訊號，以 - 及該臨界訊號用於產生該截止訊號。 12. 如申請專利範圍第8項所述之切換控制電路，其中 該第二切換訊號在該啟始訊號致能之前被截止，以決定該 ^ 二切換訊號的最大工作週期（duty cycle)。 13. 如申請專利範圍第8項所述之切換控制電路，其中 該啟始訊號是依據該第一切換訊號的該切換時間所產生。 14. 如申請專利範圍第8項所述之切換控制電路，其中 該開啟時間調整電路調整該第二切換訊號的該開啟時間， 用以最小化該第二電感訊號以及該啟始訊號之間的這段期 間。 15. 如申請專利範圍第8項所述之切換控制電路，其中 φ 該PFC控制電路包括： 一誤差放大器，該誤差放大器根據該回授訊號產生一 誤差訊號；以及 - 一脈寬調變電路，該脈寬調變電路根據該第一電感訊 _ 號和該誤差訊號產生該第一切換訊號，其中該第一電感訊 號用以致能該第一切換訊號，以及該誤差訊號用於判定該 第一電感訊號的一致能的時間。 16. 如申請專利範圍第15項所述之切換控制電路，其 中該脈寬調變電路包括： 26 1373701 第97116626號 修正日期:101.5.8 修正本 一斜坡訊號產生器，根據該第一切換訊號的該致能的 時間產生一斜坡訊號； 一加法器，該加法器根據一第一電流訊號以及該斜坡 訊號產生一第一混合訊號，其中該第一電流訊號和該第一 電感的一切換電流相關； 一第一比較器，該第一比較器根據該第一電感訊號以 及該一臨界值訊號的比較結果，致能該第一切換訊號；以 及 一第二比較器，該第二比較器根據該誤差訊號以及該 第一混合訊號的比較，使該第一切換訊號失能。 17.如申請專利範圍第8項所述之切換控制電路，其中 該相位偵測電路包括： 一相位訊號產生器，該相位訊號產生器依據該第一切 換訊號的該切換週期產生該啟始訊號，其中該啟始訊號在 該第一切換訊號的一相位移位後產生；以及 一鎖相訊號產生器，該鎖相訊號產生器依據該第二電 感訊號以及該第二切換訊號產生該鎖相訊號，其中該鎖相 訊號是在該第二電感訊號的結束和該第二切換訊號的開始 之間的這段期間所產生。 18_如申請專利範圍第8項所述之切換控制電路，其中 該開啟時間調整電路包括： 一正反器，正反器根據該啟始訊號致能該第二切換訊 號； 一第二斜坡訊號產生器，第二斜坡訊號產生器根據該 27 1373701 第97116626號 修正曰期:101.5.8 修正本 第二切換訊號產生一第二斜坡訊號； 一衰減益，衰減器利用衰減該誤差訊號來產生一衰減 訊號； . 一加法器，加法器依據該第二斜坡訊號以及一第二電 • 流訊號，產生一第二混合訊號；以及 一第二比較器，第三比較器根據該衰減訊號以及該第 一犯合訊號的比較結果，使該第二切換訊號失能，其中該 φ鎖相訊脸_衰減_衰減程度以及控㈣第二切換訊 號的開啟時間。 19.一種控制方法，用於一控制功率因數修正轉換器， 包括：
根據帛-電感訊號和一回授訊號，產生一第一切換 訊號”中該第電感訊號切換一第一電感以進行功率因 數該回授訊號和功率因數修正轉換器的輸出電塵相 關，該第-電感訊號和該第_電感的消磁相關； 根據一鎖相訊號，產生一第二切換訊號，其中該第二 電感訊號用於切換—第二電感；以及 苐一電感讯唬以及該第二切換訊號， 相訊號，其中該鎖相訊於#剖今定故 座生該1 門，職…、第刀換訊號的開啟压 曰'^苐一电感訊號和該第二電减的消磁相Μ - 'm Α' Μη, 电4的肩磁相關，以及該身 端 和弟一電感都轉接到該功率因數修正轉換器的一輸出 20.如申請專利範圍第19 依據該第一切換訊號產生 項所述之控制方法，更包括： 一啟始訊號，其中該啟始訊 28 1373701 第97116626號 修正日期:101.5.8 修正本 號用以致能該第二切換訊號， 該啟始訊號在該第一切換訊號的相位偏移之後產生。 21.如申請專利範圍第19項所述之控制方法，更包括： 根據該回授訊號，產生一截止訊號用以截止該第二切 換訊號；以及 根據該回授訊號，產生一範圍訊號用以調整(program) 該功率因數修正轉換器的該輸出電壓。
22. 如申請專利範圍第21項所述之控制方法，其中該 截止訊號和該範圍訊號由比較該回授訊號和一臨界值訊號 產生，以及該臨界值訊號和該輸入電壓相關。 23. 如申請專利範圍第19項所述之控制方法，其中該 第二切換訊號在該啟始訊號致能之前被截止，以決定該二 切換訊號的最大工作週期（duty cycle)。 24. 如申請專利範圍第19項所述之控制方法，其中該 鎖相訊號用於調整該第二切換訊號的該開啟時間，用以最 小化該第二電感訊號的該失能以及該第二切換訊號的該致 能之間的這段期間。 29 1373701 第97116626號 修正曰期:101.5.8 修正頁
私55 A 435 仁00
TW097116626A 2007-10-04 2008-05-06 Control circuit for multi-phases, multi-channels pfc converter with variable switching frequency TWI373701B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/867,042 US7626372B2 (en) 2007-10-04 2007-10-04 Control circuit for multi-phase, multi-channels PFC converter with variable switching frequency

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200916998A TW200916998A (en) 2009-04-16
TWI373701B true TWI373701B (en) 2012-10-01

Family

ID=40035239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097116626A TWI373701B (en) 2007-10-04 2008-05-06 Control circuit for multi-phases, multi-channels pfc converter with variable switching frequency

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7626372B2 (zh)
CN (1) CN101291107B (zh)
TW (1) TWI373701B (zh)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7764054B1 (en) * 2008-05-21 2010-07-27 Fairchild Semiconductor Corporation Voltage regulator with current-mode dual-edge width modulation and non-linear control
CN101552564B (zh) * 2009-05-06 2012-06-27 崇贸科技股份有限公司 功率因数校正转换器的切换控制器
KR101538675B1 (ko) * 2009-10-28 2015-07-22 삼성전자 주식회사 디스플레이장치 및 그 전원공급방법
US8476879B2 (en) * 2009-11-12 2013-07-02 Polar Semiconductor, Inc. Saving energy mode (SEM) for an interleaved power factor correction (PFC) converter
US8098503B2 (en) 2010-02-09 2012-01-17 Power Integrations, Inc. Method and apparatus to control a power converter having a low loop bandwidth
CN102377342B (zh) * 2011-08-12 2015-08-26 成都芯源系统有限公司 直流到直流变换电路的控制电路和控制方法
JP5910814B2 (ja) * 2011-12-26 2016-04-27 東芝ライテック株式会社 電力変換装置
US9344002B2 (en) * 2012-01-17 2016-05-17 System General Corp. Adaptive sampling circuit for detecting the demagnetized voltage of the transformer
US9077244B2 (en) * 2012-05-30 2015-07-07 Linear Technology Corporation Expanding DC/DC converter into multiphase DC/DC converter
CN102882377B (zh) * 2012-09-20 2014-11-05 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种同步整流控制方法及其同步整流控制电路
KR101422948B1 (ko) * 2012-12-11 2014-07-23 삼성전기주식회사 역률 보정 회로
US8890598B2 (en) * 2013-01-25 2014-11-18 Analog Devices, Inc. Multiple ramp variable attenuator
KR102045780B1 (ko) 2013-03-05 2019-11-18 삼성전자주식회사 양방향 전압 배치 회로, 이를 포함하는 전압 컨버터 및 전력 공급 장치
KR101628525B1 (ko) * 2014-11-13 2016-06-09 현대자동차주식회사 차량용 배터리 충전기
CN104539155B (zh) 2014-12-09 2017-09-29 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种具有自均流的多相并联变换器及其控制方法
CN106877643B (zh) * 2015-12-11 2019-09-03 华为技术有限公司 功率因数校正pfc电路及pfc电路的电压采样方法
DE102018103277A1 (de) * 2018-02-14 2019-08-14 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Stromschaltersteuerung
BE1026021B1 (de) * 2018-02-14 2019-09-16 Phoenix Contact Gmbh & Co Stromschaltersteuerung
US10778101B1 (en) * 2019-03-13 2020-09-15 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman) Ltd. Switching regulator controller configuration parameter optimization
CN113098243B (zh) * 2021-05-13 2022-09-06 成都芯源系统有限公司 一种开关电源的控制电路及其控制方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5565761A (en) * 1994-09-02 1996-10-15 Micro Linear Corp Synchronous switching cascade connected offline PFC-PWM combination power converter controller
US5654881A (en) * 1996-03-01 1997-08-05 Lockheed Martin Corporation Extended range DC-DC power converter circuit
US6154015A (en) * 1998-07-14 2000-11-28 Ricoh Company, Ltd. DC-DC converter
US6538909B2 (en) * 2001-12-13 2003-03-25 Enova Systems Universal high efficiency power converter
US6700764B2 (en) * 2002-03-26 2004-03-02 Champion Microelectronics Corp. Integrated power factor correction and MOSFET integrated circuit
US6815936B2 (en) * 2002-08-21 2004-11-09 Intersil Americas Inc. Closed loop diode emulator for DC-DC converter
JP3710454B2 (ja) * 2003-03-31 2005-10-26 Ｔｄｋ株式会社 電源装置及びその制御装置
KR101026248B1 (ko) * 2004-09-21 2011-03-31 페어차일드코리아반도체 주식회사 역률 보상 회로
DE102004053144B4 (de) * 2004-11-03 2011-05-19 Infineon Technologies Ag Hochsetzsteller mit verbessertem dynamischem Verhalten
US7116090B1 (en) * 2005-10-19 2006-10-03 System General Corp. Switching control circuit for discontinuous mode PFC converters
US7453246B2 (en) * 2005-11-16 2008-11-18 Intersil Americas Inc. Adaptive PWM pulse positioning for fast transient response
JP4774987B2 (ja) * 2005-12-28 2011-09-21 サンケン電気株式会社 スイッチング電源装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20090091304A1 (en) 2009-04-09
US7626372B2 (en) 2009-12-01
TW200916998A (en) 2009-04-16
CN101291107A (zh) 2008-10-22
CN101291107B (zh) 2011-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI373701B (en) Control circuit for multi-phases, multi-channels pfc converter with variable switching frequency
US10879793B2 (en) Systems and methods for reducing electromagnetic interference using switching frequency jittering
US10439501B2 (en) Resonant power converter and frequency tracking method for resonant power converter
US9473017B2 (en) Control circuit, control method used in PFC circuit and power source system thereof
Oliveira et al. Improved dead-time compensation for sinusoidal PWM inverters operating at high switching frequencies
US7813148B2 (en) Power converter having flux bias regulation method
TW201340578A (zh) 用於工業用介電質阻障放電產生器之應用之多功能零電壓開關諧振變流器
Lai et al. Novel phase-shift control technique for full-bridge converter to reduce thermal imbalance under light-load condition
Huang et al. Adaptive zero-voltage-switching control and hybrid current control for high efficiency GaN-based MHz Totem-pole PFC rectifier
JPWO2012176578A1 (ja) 高周波電力増幅回路用電源装置および高周波電力増幅装置
TW202125966A (zh) 利用分數谷值切換控制器之頻率抖動
TW201027891A (en) Power factor correction control circuit with dynamic soft-start
TWI331446B (en) Control circuit of multi-channels power converter
JP5893089B2 (ja) 直流変換装置の制御方法
CN114285261B (zh) 车载充电器、pfc电路的电流畸变抑制方法
Gupta et al. Hysteresis based triangular current mode control for bridgeless totem pole converter
Chen et al. A new hybrid Si/SiC CCM totem pole bridgeless PFC design towards optimal performance and cost tradeoff
McDonald et al. A ZVD control based 5kW iTCM totem pole PFC for server power
US11637502B2 (en) Startup process for a dual active bridge converter to prevent over-voltage failure and thermal run-away
Chen et al. Hybrid predictive current-mode control for power factor corrector with on-line parameter tuning
US20210359622A1 (en) Controller for dc to ac conversion device
Suzuki et al. Current Control using Pulsed Current Sampling Considering Sampling Points and Sensor Positions for Single-Phase Inverter
US20240030804A1 (en) Power converter apparatus provided with ripple cancel current generator circuit
Abbas et al. Performance Evaluation of TCM-based, Zero-Voltage Switching (ZVS) Three-Phase Inverters for Electric Vehicle Drive Systems
Qin et al. A Novel Adaptive Dead-Time Control Method for GaN-Based Motor Drives