TWI492500B - AC / DC converter control circuit and the application of its AC / DC converter - Google Patents

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Description

AC/DC變換器控制電路以及應用其的AC/DC變換器
本發明係關於電子電路中交/直流變換電路領域，具體地說，是係關於一種AC/DC變換器控制電路以及應用其的AC/DC變換器。
THD(total harmonic distortion，總諧波失真)，是指用信號源輸入時，輸出信號比輸入信號多出的額外諧波成分，由於所在系統不是完全線性造成的，通常用百分數表示。
目前，常用的交/直流變換電路中具有PFC功能(Power Factor Correction，功率因數校正，以使輸入電流能夠跟隨交流輸入電壓的波形，從而提高交/直流變換電路的功率因數，但仍不能有效減少總諧波失真。
現有技術中，交/直流變換電路通常包括功率級電路102，一個輸出濾波裝置(如輸出電容COUT )和一開關控制電路103。功率級電路102可以為任何形式的拓撲結構，例如降壓型，升壓型或者反馳式。功率級電路102至少包括一個功率開關。
外部輸入的交流電壓VAC 通過整流器電橋101的整流，轉換成直流輸入電壓VDC ，作為後續功率級電路102的輸入電源。所述功率開關用於將直流輸入電壓VDC 交替地耦合和解耦到負載。所述輸出濾波裝置連接在直流輸入電壓和負載之間，用於對功率開關的輸出進行濾波處理，進而提供一輸出電壓Vout 或者輸出電流Iout ；開關控制電路103例如脈波寬度調變器(PWM)、頻率脈波調變器等)用於根據交/直流變換電路的輸出電信號來產生一定的控制信號來控制所述功率開關的開關動作，從而保證輸出電壓Vout 或者輸出電流Iout 維持基本恆定。具體的，為了實現這種恆壓或者恆流控制，通常採樣當前的輸出電壓Vout 或者輸出電流Iout ，然後將其與期望輸出電壓Vref 或者期望輸出電信號Iref 通過誤差運算放大器104計算兩者之間的誤差，得到一誤差信號。所述誤差信號通過由電阻RC 和電容CC 組成的補償電路進行補償後，生成一補償信號Vcomp ，輸入至開關控制電路103。開關控制電路103根據補償信號Vcomp 生成相應的控制信號，所述控制信號的占空比由補償信號Vcomp 確定。通過這種回饋控制，維持輸出電壓Vout 或者輸出電流Iout 與期望輸出電壓Vref 或者期望輸出電信號Iref 一致。但是，採用這種實現方式，補償信號Vcomp 跟隨直流輸入電壓VDC 的變化，由於直流輸入電壓VDC 成正弦半波形狀，因此，補償信號Vcomp 的波動較大，使得交/直流變換電路的總諧波失真THD較大，影響了交/直流變換電路的功率因數校正性能，對電 網造成污染。
因此，如何減少交/直流變換電路中的總諧波失真，便成為亟待解決的技術問題。
本發明所要解決的技術問題是提供一種AC/DC變換器控制電路，以解決交/直流變換電路中的總諧波失真問題。
為解決上述技術問題，本發明提供了一種AC/DC變換器控制電路，應用於一AC/DC變換器中，包括，補償信號發生電路和控制信號發生電路；其中，所述補償信號發生電路接收所述AC/DC變換器的輸出電信號和期望輸出電信號，基於所述AC/DC變換器的輸入交流電源的週期，在每一半週期的第一時間區間內，所述補償信號跟隨所述功率級電路的輸出電信號和期望輸出電信號之間的誤差；在每一半週期的剩餘時間區間內，所述補償信號維持為一恆定值；所述控制信號發生電路，用於根據接收到的所述補償信號，產生相應的控制信號，來控制所述AC/DC變換器的輸出電信號與所述期望輸出電信號維持一致。
進一步地，所述補償信號發生電路包括誤差運算電路，RC補償電路和採樣保持電路；其中，所述誤差運算電路用於根據接收到的所述功率級電路的輸出電信號和期望輸出電信號之間的誤差，生成一誤差 信號；所述RC補償電路用於對接收到的所述誤差信號進行補償運算，以獲得一運算信號；所述採樣保持電路用於接收所述第一補償信號，在所述第一時間區間內，所述補償信號與所述運算信號維持一致，在所述剩餘時間區間內，所述補償信號維持為所述運算信號在所述第一時間區間末的數值。
進一步地，所述誤差運算電路包括一運算放大器，其第一輸入端接收所述輸出電信號，第二輸入端接收所述期望輸出電信號，輸出端的信號作為所述誤差信號。
進一步地，所述RC補償電路包括串聯連接在所述誤差運算電路的輸出端和地電位之間的補償電阻和補償電容。
進一步地，所述採樣保持電路包括連接與所述RC補償電路連接的可控開關，以及與所述可控開關連接的充電電容，所述充電電容兩端的電壓作為所述補償信號。
進一步地，所述採樣保持電路還包括一開關控制電路，用於根據所述輸入交流電源的週期產生一開關控制信號，以來控制所述可控開關的開關狀態。
進一步地，所述開關控制電路包括第一比較電路，所述第一比較電路接收所述輸出電信號和第一基準值，當所述輸出電信號小於所述第一基準值時，所述開關控制信號控制所述可控開關閉合，當所述輸出電信號大於所述第一基準值時，所述開關控制信號控制所述可控開關斷開。
進一步地，所述開關控制電路包括第二比較電路，所述第二比較電路接收所述交流電流的絕對值和第二基準值，當所述交流電流的絕對值小於所述第二基準值時，所述開關控制信號控制所述可控開關閉合，當所述交流電流的絕對值大於所述第二基準值時，所述開關控制信號控制所述可控開關斷開。
進一步地，所述AC/DC變換器控制電路，還包括，功率級電路，其中，所述功率級電路用於接收一正弦半波輸入電壓，所述正弦半波輸入電壓由外部的輸入交流電源通過一整流電路進行整流後獲得；進一步地，所述功率級電路為隔離型或者非隔離型拓撲結構。
與現有技術相比，本發明所述的一種AC/DC變換器控制電路以及應用其的AC/DC變換器，達到了如下效果：
1.本發明AC/DC變換器控制電路，通過對誤差放大信號的採樣控制，在保證輸出恆流控制的前提下，有效減少了交/直流變換電路中的總諧波失真現象，獲得了較高的功率因數。
2.本發明AC/DC變換器控制電路，結構簡易，穩定性高，製造成本低，有很高的實用性。
101‧‧‧整流器電橋
102‧‧‧功率級電路
103‧‧‧開關控制電路
104‧‧‧誤差運算放大器
VAC ‧‧‧交流電壓
VDC ‧‧‧直流輸入電壓
COUT ‧‧‧輸出電容
Vout ‧‧‧輸出電壓
Iout ‧‧‧輸出電流
RC ‧‧‧電阻
CC ‧‧‧電容
Vref ‧‧‧期望輸出電壓
Vcomp ‧‧‧補償信號
Iref ‧‧‧期望輸出電信號
10‧‧‧AC/DC變換器控制電路
101‧‧‧補償信號發生電路
102‧‧‧控制信號發生電路
1011‧‧‧誤差運算電路
1012‧‧‧RC補償電路
1013‧‧‧採樣保持電路
Iout-fb‧‧‧輸出電信號
Vout-fb‧‧‧輸出電壓
Verror‧‧‧誤差信號
Qs‧‧‧可控開關
Vcomp1‧‧‧運算信號
Vcomp2‧‧‧補償信號
Csh‧‧‧充電電容
EA‧‧‧運算放大器
401‧‧‧開關控制電路
VG ‧‧‧控制信號
Vs‧‧‧開關控制信號
Wp‧‧‧原繞組
QT ‧‧‧功率開關
Ws‧‧‧副繞阻
T‧‧‧變壓器
D0‧‧‧二極體
501‧‧‧第一比較電路
Ilow ‧‧‧第一基準值
t1‧‧‧時刻
t2‧‧‧時刻
t3‧‧‧時刻
圖1為現有技術中具有PFC功能的交/直流變換電路的原理方塊圖；圖2所示為依據本發明一實施例的AC/DC變換器控制電路的原理方塊圖；圖3所示為圖2所示的依據本發明實施例的AC/DC變換器控制電路中補償信號發生電路101的原理方塊圖；圖4所示為依據本發明另一實施例的AC/DC變換器控制電路的原理方塊圖；圖5所示為依據本發明一實施例的具有圖2所示的AC/DC變換器控制電路的AC/DC變換器原理方塊圖；圖6所示為圖5所示的AC/DC變換器的工作波形圖。
如在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定元件。本領域技術人員應可理解，硬體製造商可能會用不同名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。如在整篇說明書及申請專利範圍當中所提及的「包含」為一開放式用語，故應解釋成「包含但不限定於」。「大致」是指在可接受的誤差範圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，基本達到所述技術效果。此外，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的電性耦接手段。因此，若文 中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電性耦接於所述第二裝置，或通過其他裝置或耦接手段間接地電性耦接至所述第二裝置。說明書後續描述為實施本發明的較佳實施方式，然所述描述乃以說明本發明的一般原則為目的，並非用於限定本發明的範圍。本發明的保護範圍當視所附申請專利範圍所界定者為准。
以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明，但不作為對本發明的限定。
實施例一
如圖2所示，依據本發明的AC/DC變換器控制電路10與功率級電路相連接以組成一AC/DC變換器。其中，AC/DC變換器控制電路10包括補償信號發生電路101和控制信號發生電路102；其中，所述補償信號發生電路101分別與所述控制信號發生電路102和功率級電路相耦接，用於根據接收的所述功率級電路的輸出電信號和期望輸出電信號生成補償信號，發送至所述控制信號發生電路102；基於所述AC/DC變換器的輸入交流電源的週期，在每一半週期的第一時間區間內，所述補償信號跟隨所述功率級電路的輸出電信號和期望輸出電信號之間的誤差；在每一半週期的剩餘時間區間內，所述補償信號維持為一恆定值。
所述控制信號發生電路102分別與所述補償信號發生電路101和功率級電路相耦接，用於根據接收到的所述補 償信號產生相對應的控制信號，發送至所述功率級電路，以控制所述功率級電路的輸出電信號與所述期望輸出電信號維持一致。
具體地，如圖3所示，所述補償信號發生電路101進一步包括誤差運算電路1011、RC補償電路1012以及採樣保持電路1013；其中，所述誤差運算電路1011，與所述功率級電路和RC補償電路1012相耦接，用於根據接收到的所述功率級電路的輸出電信號和期望輸出電信號生成誤差信號，並發送至所述RC補償電路1012；所述RC補償電路1012，與所述誤差運算電路1011和採樣保持電路1013相耦接，用於對接收到的所述誤差信號進行補償運算生成運算信號，並發送至所述採樣保持電路1013；所述採樣保持電路1013，用於接收所述RC補償電路1012發送的運算信號，生成所述補償信號發送至所述控制信號發生電路102；在所述第一時間區間內，所述補償信號與所述運算信號維持一致，在所述剩餘時間區間內，所述補償信號維持為所述運算信號在所述第一時間區間末的數值。
實施例二
如圖4所示，所述誤差運算電路1011包括一運算放大器EA，其第一輸入端接收功率級電路103的輸出電信 號(如可以是輸出電信號Iout-fb或者輸出電壓Vout-fb)，第二輸入端接收期望輸出電信號(與之對應的分別為期望輸出電信號Iref或者期望輸出電壓Vref)，輸出端的信號作為所述誤差信號Verror。
所述RC補償電路1012包括串聯連接在所述誤差運算電路的輸出端和地電位之間的補償電阻Rc和補償電容Cc，以對誤差信號Verror進行補償運算，從而在補償電容Cc和誤差運算電路的輸出端的公共連接端處生成運算信號Vcomp1。
所述採樣保持電路1013包括與所述RC補償電路1012連接的可控開關Qs和與所述可控開關Qs連接的充電電容Csh，所述充電電容Csh兩端的電壓作為所述補償信號Vcomp2。在圖4中可見，所述採樣保持電路1013還包括一與所述可控開關相連的開關控制電路401，用於根據所述輸入交流電源的週期產生一開關控制信號Vs，以控制所述可控開關Qs的開關狀態。
本實施例中的信號傳輸過程如下：交流電源VAC 經過一整流器電橋整流後輸出正弦半波輸入電壓VDC ，功率級電路103用於接收一正弦半波輸入電壓VDC ，以在其輸出端產生輸出電壓Vout或輸出電信號Iout；開關控制電路401用於根據交流電源VAC 的週期產生一開關控制信號，以來控制可控開關Qs的開關狀態。
基於交流電源VAC 的週期，在每一半週期的第一時間 區間內，可控開關Qs處於閉合狀態，補償信號Vcomp1與運算信號Vcomp1保持一致，同時運算信號Vcomp1對充電電容Csh進行充電。
在每一半週期的剩餘時間區間內，可控開關Qs處於斷開狀態，由於充電電容Csh的保持作用，補償信號Vcomp2維持為一恆定值，並且，所述恆定值為運算信號Vcomp1在所述第一時間區間末的數值。
以下結合具體實施例，詳細說明AC/DC變換器控制電路10在採用反馳式拓撲結構的AC/DC變換器中的具體應用實施例。
如圖5所示，AC/DC變換器的功率級電路103為隔離型的反馳式拓撲結構，包括由原繞阻Wp和副繞阻Ws組成的變壓器T、與原繞阻Wp串聯連接的功率開關QT 、與副繞阻Ws連接的輸出二極體D0以及輸出電容Cout。
補償信號發生電路101中的所述誤差運算電路1011、RC補償電路1012以及採樣保持電路1013的連接關係與實施例二中一致，在此不再描述；不同的是，所述採樣保持電路1013中的開關控制電路包括第一比較電路501。
所述第一比較電路501接收輸出電信號Iout或者表徵輸出電信號Iout的輸出電信號回饋信號Iout-fb和預置的第一基準值Ilow ，輸出端的輸出信號作為開關控制信號Vs。
運算放大器EA的同相輸入端接收表徵期望輸出電信 號的電流基準Iref，反相輸入端接收輸出電信號回饋信號Iout-fb。通過誤差運算後，得到一誤差信號，該誤差信號，經過由電阻RC 和電容CC 組成的所述RC補償電路1012進行補償後，生成一運算信號Vcomp1 。
結合圖6所示的圖5所示的AC/DC變換器的工作波形圖來詳細說明其工作原理。
基於交流電源VAC 的週期，在每一半週期(如時刻t1至時刻t3)的第一時間區間(如時刻t1至時刻t2)內，所述輸出電信號回饋信號Iout-fb小於所述第一基準值Ilow 時，此時開關控制信號Vs為高位準，可控開關Qs處於閉合狀態，補償信號Vcomp2與運算信號Vcomp1保持一致；而在剩餘時間區間內(如時刻t2至時刻t3)，所述輸出電信號回饋信號Iout-fb大於所述第一基準值Ilow 時，開關控制信號Vs變為低位準，可控開關Qs處於斷開狀態，補償信號Vcomp2維持為運算信號Vcomp1在第一時間區間末(如時刻t2)的數值。
控制信號發生電路102根據補償信號Vcomp2產生相應的控制信號VG 以控制所述功率開關QT 的導通和斷開，從而控制輸出電信號與期望輸出電信號保持一致；同時由於補償信號Vcomp2的波動很小，因此有效減小了交/直流變換電路的總諧波失真THD，提高了交/直流變換電路的功率因數校正性能。
以上實施例中，根據所述輸入交流電源的週期產生的開關控制信號是通過與輸入交流電源的頻率一致的運算信 號來實現的。但是，本領域技術人員根據本發明的教導，也可以推導出其他的實現方式，例如，直接利用輸入交流電源VAC 或者利用直流輸入電壓VDC 。通過一比較電路比較交流電流的絕對值和一基準值，當交流電流的絕對值小於所述基準值時，開關控制信號控制所述可控開關閉合，當所述交流電流的絕對值大於所述第二基準值時，所述開關控制信號控制所述可控開關斷開。
另外，依據本發明的AC/DC變換器，其功率級電路的拓撲結構可以為隔離型或者非隔離型拓撲結構，例如，反馳式，降壓式，升壓式或者升壓-降壓式等拓撲結構。
本發明所述的一種AC/DC變換器控制電路以及應用其的AC/DC變換器，達到了如下效果：
1.本發明AC/DC變換器控制電路，通過對誤差放大信號的採樣控制，在保證輸出恆流控制的前提下，有效減少了交/直流變換電路中的總諧波失真現象，獲得了較高的功率因數。
2.本發明AC/DC變換器控制電路，結構簡易，穩定性高，製造成本低，有很高的實用性。
上述說明示出並描述了本發明的若干較佳實施例，但如前所述，應當理解本發明並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和環境，並能夠在本文所述發明構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和範圍， 則都應在本發明所附申請專利範圍的保護範圍內。
10‧‧‧AC/DC變換器控制電路
101‧‧‧補償信號發生電路
102‧‧‧控制信號發生電路

Claims (10)

  1. 一種AC/DC變換器的控制電路，應用於一AC/DC變換器中，其特徵在於，包括，補償信號發生電路和控制信號發生電路；其中，所述補償信號發生電路接收所述AC/DC變換器的輸出電信號和期望輸出電信號，基於所述AC/DC變換器的輸入交流電源的週期，在每一半週期的第一時間區間內，所述補償信號跟隨所述AC/DC變換器的輸出電信號和期望輸出電信號之間的誤差；在每一半週期的剩餘時間區間內，所述補償信號維持為一恆定值；所述控制信號發生電路，用於根據接收到的所述補償信號，產生相應的控制信號，來控制所述輸出電信號與所述期望輸出電信號維持一致。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的AC/DC變換器的控制電路，其中，所述補償信號發生電路包括誤差運算電路，RC補償電路和採樣保持電路；其中，所述誤差運算電路用於根據接收到的所述輸出電信號和所述期望輸出電信號之間的誤差，生成一誤差信號；所述RC補償電路用於對接收到的所述誤差信號進行補償運算，以獲得一運算信號；所述採樣保持電路用於接收所述第一補償信號，在所述第一時間區間內，所述補償信號與所述運算信號維持一致，在所述剩餘時間區間內，所述補償信號維持為所述運算信號在所述第一時間區間末的數值。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的AC/DC變換器的控制電路，其中，所述誤差運算電路包括一運算放大器，其第一輸入端接收所述輸出電信號，第二輸入端接收所述期望輸出電信號，輸出端的信號作為所述誤差信號。
  4. 根據申請專利範圍第2項所述的AC/DC變換器的控制電路，其中，所述RC補償電路包括串聯連接在所述誤差運算電路的輸出端和地電位之間的補償電阻和補償電容。
  5. 根據申請專利範圍第2項所述的AC/DC變換器的控制電路，其中，所述採樣保持電路包括連接與所述RC補償電路連接的可控開關，以及與所述可控開關連接的充電電容，所述充電電容兩端的電壓作為所述補償信號。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述的AC/DC變換器的控制電路，其中，所述採樣保持電路還包括一開關控制電路，用於根據所述輸入交流電源的週期產生一開關控制信號，以來控制所述可控開關的開關狀態。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述的AC/DC變換器的控制電路，其中，所述開關控制電路包括第一比較電路，所述第一比較電路接收所述輸出電信號和第一基準值，當所述輸出電信號小於所述第一基準值時，所述開關控制信號控制所述可控開關閉合，當所述輸出電信號大於所述第一基準值時，所述開關控制信號控制所述可控開關斷開。
  8. 根據申請專利範圍第6項所述的AC/DC變換器的控制電路，其中，所述開關控制電路包括第二比較電路， 所述第二比較電路接收所述交流電流的絕對值和第二基準值，當所述交流電流的絕對值小於所述第二基準值時，所述開關控制信號控制所述可控開關閉合，當所述交流電流的絕對值大於所述第二基準值時，所述開關控制信號控制所述可控開關斷開。
  9. 一種具有減小的總諧波失真的AC/DC變換器，其特徵在於，包括，申請專利範圍第1項至第8項中所述的任一項AC/DC變換器的控制電路，還包括，功率級電路，其中，所述AC/DC變換器的控制電路根據所述功率級電路的輸出電信號和期望輸出電信號之間的誤差生成一控制信號；所述功率級電路用於接收一正弦半波輸入電壓和所述控制信號，所述正弦半波輸入電壓由外部的輸入交流電源通過一整流器電橋進行整流後獲得，以保證所述輸出電信號和所述期望輸出電信號一致，並且，所述AC/DC變換器具有減小的總諧波失真。
  10. 根據申請專利範圍第9項所述的AC/DC變換器，其中，所述功率級電路為隔離型或者非隔離型拓撲結構。
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103116062B (zh) * 2013-03-11 2015-07-08 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种电压峰值检测电路及检测方法
US9343953B2 (en) * 2013-09-05 2016-05-17 Power Integrations, Inc. Pre-distortion of sensed current in a power factor correction circuit
AU2014206162B2 (en) * 2014-07-24 2019-03-14 Siemens Aktiengesellschaft Electrical power conversion system
US10020740B2 (en) * 2014-10-29 2018-07-10 Texas Instruments Incorporated Synchronous rectifier drive and soft switching circuit
TWI530077B (zh) * 2014-12-12 2016-04-11 東林科技股份有限公司 補償控制電路及其方法
CN104393761B (zh) 2014-12-15 2017-03-01 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 控制电路、集成电路和应用其的开关型变换器
CN104852587B (zh) 2015-06-03 2018-02-16 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 开关型变换器
CN105978341B (zh) * 2016-06-01 2019-03-19 西安矽力杰半导体技术有限公司 副边控制电路、控制方法及应用其的反激式变换器
CN106488607B (zh) * 2016-09-09 2018-04-10 深圳创维－Rgb电子有限公司 开关电源及电视机
US10496116B2 (en) * 2017-05-03 2019-12-03 Shenzhen Winsemi Microelectronics Co., Ltd. Small capacitance compensation network circuit
CN108847774B (zh) * 2018-06-21 2020-12-08 成都芯源系统有限公司 用于驱动同步整流器的驱动电路和方法及其开关电源
CN108923638B (zh) * 2018-09-11 2023-10-27 西南交通大学 一种连续模式boost功率因数校正变换器的控制方法和装置
CN109713921B (zh) 2018-12-21 2021-07-06 西安矽力杰半导体技术有限公司 一种同步整流控制电路、控制方法及开关电路
FR3094156B1 (fr) * 2019-03-18 2021-10-29 Continental Automotive Convertisseur de tension continue
TWI697165B (zh) * 2019-05-30 2020-06-21 陳慶祥 用於刺青機且可供輸出方波之直流供電單元
KR102301354B1 (ko) * 2019-07-31 2021-09-13 충북대학교 산학협력단 오차 전압 생성기 및 이를 포함하는 전력 변환장치
CN110461066A (zh) * 2019-08-27 2019-11-15 杭州必易微电子有限公司 用于控制晶体管的控制电路、驱动电路及控制方法
CN110677018B (zh) * 2019-10-31 2021-01-05 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 控制电路、控制方法和开关变换器
CN111464026B (zh) * 2020-05-22 2022-01-07 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 控制电路以及应用其的开关变换器
US11394303B2 (en) * 2020-05-29 2022-07-19 Dialog Semiconductor, Inc. Flyback converter with synchronous rectifier switch fault detection
US11736022B2 (en) * 2020-07-29 2023-08-22 Infineon Technologies Austria Ag Power supply and winding switch control via an integrator voltage
CN113364304B (zh) * 2021-08-10 2022-06-14 深圳市力生美半导体股份有限公司 同步整流采样控制电路、方法及芯片

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4412277A (en) * 1982-09-03 1983-10-25 Rockwell International Corporation AC-DC Converter having an improved power factor
US20120020119A1 (en) * 2010-07-20 2012-01-26 Delta Electronics, Inc. Ac-dc converter and control circuit thereof
US8300438B1 (en) * 2008-11-16 2012-10-30 Edward Herbert Power factor corrected 3-phase Ac-dc power converter using natural modulation
US8416587B2 (en) * 2008-11-20 2013-04-09 Silergy Technology Synchronous rectifier control circuits and methods of controlling synchronous rectifiers

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6958596B1 (en) * 2002-12-20 2005-10-25 Intersil Americas Inc. Compensation sample and hold for voltage regulator amplifier
US7031175B2 (en) * 2003-12-16 2006-04-18 Intersil Americas Inc. System and method of detecting phase body diode using a comparator in a synchronous rectified FET driver
GB2438464A (en) * 2006-05-23 2007-11-28 Cambridge Semiconductor Ltd Regulating the output of a switch mode power supply
US8222874B2 (en) * 2007-06-26 2012-07-17 Vishay-Siliconix Current mode boost converter using slope compensation
US8004862B2 (en) * 2008-02-25 2011-08-23 System General Corp. Offline synchronous rectifying circuit with current transformer for soft switching power converters
CN101345487B (zh) * 2008-05-21 2014-03-12 英飞特电子（杭州）股份有限公司 原边采样电流控制同步整流驱动电路
US8279631B2 (en) * 2008-08-05 2012-10-02 Active-Semi, Inc. Limiting primary peak charge to control output current of a flyback converter
US8488342B2 (en) * 2008-10-21 2013-07-16 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for constant voltage mode and constant current mode in flyback power converters with primary-side sensing and regulation
US8023289B2 (en) * 2008-11-20 2011-09-20 System General Corp. Offline synchronous rectifier with causal circuit for resonant switching power converter
US8154888B2 (en) * 2009-01-05 2012-04-10 System General Corporation Offline synchronous rectifier circuit with turned-on arbiter and phase-lock for switching power converters
US8085005B2 (en) * 2009-06-18 2011-12-27 Micrel, Inc. Buck-boost converter with sample and hold circuit in current loop
US9088217B2 (en) * 2009-08-20 2015-07-21 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for load compensation with primary-side sensing and regulation for flyback power converters
TW201123701A (en) * 2009-12-23 2011-07-01 Leadtrend Tech Corp Control method and controller
CN101807922B (zh) * 2010-03-19 2013-03-06 北京时代民芯科技有限公司 采用补偿方式提高性能的采样保持电路
GB2482653B (en) * 2010-06-07 2012-08-29 Enecsys Ltd Solar photovoltaic systems
US9553501B2 (en) * 2010-12-08 2017-01-24 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. System and method providing over current protection based on duty cycle information for power converter
CN102315698B (zh) * 2011-08-30 2013-06-12 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种磁场耦合式非接触电能传输装置
US8823346B2 (en) * 2011-12-09 2014-09-02 Intersil Americas LLC System and method of feed forward for boost converters with improved power factor and reduced energy storage
CN102638169B (zh) 2012-05-08 2014-11-05 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种反激式变换器的控制电路、控制方法以及应用其的交流-直流功率变换电路
CN102710152B (zh) 2012-06-06 2015-12-02 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种高效率、快速响应的交流-直流电压转换电路
CN102723856B (zh) 2012-07-02 2014-06-25 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种同步整流控制电路以及应用其的开关电源
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
US9154039B2 (en) * 2012-09-20 2015-10-06 Dialog Semiconductor Inc. Switching power converter with secondary-side dynamic load detection and primary-side feedback and control
CN102984855B (zh) * 2012-11-12 2014-11-05 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种高精度led控制电路及方法及应用其的led驱动电路
US9722498B2 (en) * 2013-01-10 2017-08-01 Alcatel Lucent Control circuit for switching power converters with synchronous rectifiers
US8947894B2 (en) * 2013-04-05 2015-02-03 Infineon Technologies Austria Ag Switched mode power supply including a flyback converter with primary side control

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4412277A (en) * 1982-09-03 1983-10-25 Rockwell International Corporation AC-DC Converter having an improved power factor
US8300438B1 (en) * 2008-11-16 2012-10-30 Edward Herbert Power factor corrected 3-phase Ac-dc power converter using natural modulation
US8416587B2 (en) * 2008-11-20 2013-04-09 Silergy Technology Synchronous rectifier control circuits and methods of controlling synchronous rectifiers
US20120020119A1 (en) * 2010-07-20 2012-01-26 Delta Electronics, Inc. Ac-dc converter and control circuit thereof

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Publication number Publication date
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