CN102347682B - 一种电流控制系统和方法及其信号产生电路 - Google Patents
一种电流控制系统和方法及其信号产生电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102347682B CN102347682B CN201110275070.4A CN201110275070A CN102347682B CN 102347682 B CN102347682 B CN 102347682B CN 201110275070 A CN201110275070 A CN 201110275070A CN 102347682 B CN102347682 B CN 102347682B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- input signal
- input
- circuit
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 10
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 29
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
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
- 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
- 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
- H02M1/4258—Arrangements for improving power factor of AC input using a single converter stage both for correction of AC input power factor and generation of a regulated and galvanically isolated DC output voltage
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电流控制系统及其方法。根据本发明一个实施例的电流控制系统,包括:第一输入端,耦接第一输入信号;续流电路,包括功率开关、电感和整流器,通过功率开关的导通和关断将所述第一输入信号的能量传递至所述控制系统的输出端;其中,控制所述功率开关的导通和关断,使所述第一输入信号的电流信号在第一时间段内与所述第一输入信号的电压信号成正比,在第二时间段内与所述第一输入信号的电压信号成反比,在第三时间段内与所述第一输入信号的电压信号成正比。
Description
技术领域
本申请的实施例涉及电子电路,更具体但是并非排它地涉及一种电流控制系统和方法。
背景技术
传统的交流-直流电源系统例如功率因数校正电路(PFC)由两级组成,包括前级的桥式整流电路和后级的升压Boost变换器。图1A示出了现有的PFC电路的一种控制方式的电路原理图。该PFC电路包括主电路101和控制电路102,交流电源的L端子(线电压端子)和N端子(中性端子)耦接到前级桥式整流电路的输入端,桥式整流电路包括D1、D2、D3和D4四个二极管或者类似的元件,其输出端与Boost变换器的输入端耦接。Boost变换器包括电感器L1、功率开关S1、二极管D5和输出电容器Co,负载LED耦接于系统输出电压VO和反馈电阻RL之间,其公共端点F为系统反馈节点,其电压为UF。
控制电路102,包括第一回路、第二回路、乘法器和驱动电路。第一回路包括分压网络103和电路104,用以控制输入电流/电感电流波形。分压网络103包括电阻器R2和R3,对经过整流电路之后的第一输入信号VHS1进行检测,在电阻器R2和R3的公共点处得到第二输入信号VHS2。电路104将第二输入信号VHS2归一化或者放大后输出信号VHS3。
第二回路包括放大器105及由电阻器R1和电容器C1构成的补偿网络,输出第二输出信号VO2。放大器105的第一端电连接至电压信号REF,第二端(FB端)一般通过一个低通滤波器106耦接至系统反馈节点。由于低通滤波器106的存在,系统反馈接点具有较大纹波时,放大器105第二端的电压可以保持稳定。
乘法器107接收信号VHS3和第二输出信号VO2,并将二者相乘,输 出乘法信号VCOM。
驱动电路包括比较器108,接受乘法信号VCOM和电流采样信号CS,产生驱动信号VDRV,控制功率开关S1的导通和关断。
一般而言,系统的输出电压可以高达400V。为了使系统获得稳定的输出电压,需要较大的输出电容CO。能够承受高压的大电容不仅价格昂贵,而且寿命低,容易损坏。业内人士希望使用较小的输出电容CO,这就导致LED上电流纹波较大。
如图1B所示,由于功率因数校正的结果,系统输入电流IIN/电感电流IL1和第一输入信号VHS1保持同频同向。假定第一输入信号VHS1的表达式为:
VHS1=A×|Sin(2πωt)| (1)
其中,A表示其振幅,|·|表示绝对值,ω为角频率。假定电感电流的振幅为B,则表达式为,
IL1=B×|Sin(2πωt)| (2)
由于LED两端的电压随电流变化不明显的特性,系统输出电压VO基本不随LED上电流变化而变化。假定转换效率接近100%,根据功率守恒定律,
VHS1×IL1=VO×ILED (3)
可以得出,
即LED上电流是正弦函数的两次方,相应的其峰值和均值的比值(峰均比)为2。这会对LED的寿命造成伤害。如果可以使得电感上电流IL1和第一输入信号VHS1的倒数成正比,即
由于等式(1)和(5)中的正弦函数相互抵消而使得输入功率关于时间保持基本恒定。相应的,LED上电流也基本保持恒定,如图1B所示。但是,这种输入电流会使得系统的功率因数特别低。为此,需要更好的系统/办法驱动LED,使其既可以获得稳定的LED电流,又可以获 得高的功率因数。
发明内容
考虑到现有技术中的一个或多个问题,提出了一种电流控制系统、信号产生电路及其方法。
根据本发明的一个方面,本申请提供了一种电流控制系统,包括:第一输入端,耦接第一输入信号;续流电路,包括功率开关、电感和整流器,通过功率开关的导通和关断将所述第一输入信号的能量传递至所述控制系统的输出端;其中,控制所述功率开关的导通和关断,使所述第一输入信号的电流信号在第一时间段内与所述第一输入信号的电压信号成正比,在第二时间段内与所述第一输入信号的电压信号成反比,在第三时间段内与所述第一输入信号的电压信号成正比。
根据本发明的一个方面,本申请提供了一种信号产生电路,包括,输入端,提供输入信号;除法电路,耦接至所述输入端,产生除法信号,所述除法信号与所述输入信号成反比;选择电路,接收所述输入信号和所述除法信号,选择幅值小的信号,输出第一输出信号。
根据本发明的一个方面,本申请提供了一种信号产生电路,包括,输入端,提供输入信号;除法电路,耦接至所述输入端,产生除法信号,所述除法信号与所述输入信号成反比;选择电路,接收所述输入信号和所述除法信号,选择幅值小的信号,输出第一输出信号;第二环路,产生第二输出信号;乘法电路,耦接至所述第一输出信号和所述第二输出信号,产生乘法信号;驱动电路,耦接至所述乘法信号,产生驱动信号;以及电感、整流器以及功率开关,通过控制所述功率开关的导通和关断控制所述电感上的电流。
根据本发明的一个方面,本申请提供了一种电流控制方法,包括:提供第一半波信号;使用包括功率开关和电感的续流电路,对第一半波信号续流;其中,控制所述功率开关的导通和关断,使所述第一输入信号的电流信号在第一时间段内与所述第一输入信号的电压信号成正比,在第二时间段内与所述第一输入信号的电压信号成反比,在第三时间段 内与所述第一输入信号的电压信号成正比。
本发明实施例通过控制输入信号的电流,可以获得稳定的输出信号(例如输出电流)的同时,保持较高的功率因数。
附图说明
本申请将通过例子并参照附图的方式说明,其中:
图1A示出一款现有的功率因数校正电路;
图1B示出一种输入电流波形;
图2A示出一款根据本申请的一个实施例的电流控制系统;
图2B示出根据本申请的一个实施例的电流控制系统的输入波形图;
图3A~3E示出不同控制方式下的电感电流波形;
图4A~4D示出输入信号的电压以及不同的输入电流波形;
图5A~5C示出输入信号的电压以及不同的输入电流波形;
图6A~6B示出输入信号的电压以及不同的输入电流波形;
图7A~7D示出不同的对称关系的输入电流波形;
图8示出一款根据本申请的一个实施例的采用变压器的开关控制电路的示意图。
图9A~9D示出本申请的一个实施例的信号产生电路;
图10示出一款根据本申请的一个实施例的电流控制系统;
具体实施方式
在下文所述的特定实施例代表本发明的示例性实施例,并且本质上仅为示例说明而非限制。在说明书中,提及“一个实施例”或者“实施例”意味着结合该实施例所描述的特定特征、结构或者特性包括在本发明的至少一个实施例中。术语“在一个实施例中”在说明书中各个位置出现并不全部涉及相同的实施例,也不是相互排除其他实施例或者可变实施例。本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
下面将参考附图详细说明本发明的具体实施方式。贯穿所有附图相同的附图标记表示相同的部件或特征。
图2A示出了根据本申请的一个实施例的开关控制电路的示意性方框图。系统200包括:第一输入端,提供第一输入信号VHS1;续流电路,包括功率开关S1、电感L1和整流器D5,通过功率开关S1的导通和关断将所述第一输入信号VHS1的能量传递至所述控制系统的输出端VO;其中,控制所述功率开关S1的导通和关断,使所述第一输入信号VHS1的电流信号IIN在第一时间段T1内与所述第一输入信号VHS1的电压信号成正比,在第二时间段T2与所述第一输入信号VHS1的电压信号成反比,在第三时间段T3内与所述第一输入信号VHS1的电压信号成正比。
在所示的实施例中,第一输入信号VHS1与电感L1构成串联关系,因此第一输入信号VHS1的电流信号IIN1与电感电流信号IL1基本相等(由于漏电等因素影响)。在其他的实施例中,例如Buck型降压电路,第一输入信号VHS1与电感L1部分时间内构成串联关系,由于电感电流不能突变,电感电流信号IL1可以反映第一输入信号VHS1的电流信号的变化趋势。
如图2B所示,第一时间段T1和第三时间段T3内,电感电流信号IL1的幅值与第一输入信号VHS1的电压信号的幅值较小,对输入功率影响小,对功率因数影响大。二者保持正比可以使得系统保持较高的功率因数。第二时间段T2内,电感电流信号IL1与第一输入信号VHS1成的幅值较大,对输入功率响大,对功率因数影响小。二者保持反比可以使得输入功率保持基本恒定。
根据另一实施例,第一时间段T1可以为第一输入信号的电流信号从一个周期内的第一个过零点算起到第一个拐点的时间段,第二时间段T2可以为第一输入信号的电流信号从第一个拐点到第三个拐点之间的时间段,第三时间段T3可以为第一输入信号的电流信号从第三个拐点到第二个过零点之间的时间段。这样,第一时间段T1、第二时间段T2和第三时间段T3之和为第一输入信号的一个周期。
从图2B中可以看出,第一输入信号VHS1和电感电流信号IL1乘积的 峰值将大大减小,从而克服了高峰均比的影响,同时保持了较高的功率因子。将图2B所示实施例进行仿真,仿真结果表明,其三次谐波小于20%,五次谐波小于10%,都在C类功率放大器的谐波标准以内,低谐波表明高功率因数。
由于功率开关的导通和关断,第一输入信号VHS1的电流信号IIN1与电感电流信号IL1为锯齿波形状,因此所述的“第一输入信号VHS1的电流信号IIN1或电感电流信号IL1与第一输入信号VHS1的电压信号成正比或者反比”,指的是第一输入信号VHS1的电流信号与电感电流信号的平均值。根据一些的实施例,可以采用各种的电流控制方式,使得第一输入信号VHS1的电流信号IIN1满足系统需求。
如图3A~3E所示,图中横轴为时间,纵轴为电压(V)或者电流(I)。图3A示出的第一输入信号VHS1为一个半波正弦信号。在一个实施例中,可以采用峰值电流控制方法。如图3B和3C所示,峰值电流控制的电感电流波形如图301和302所示,当电感电流上升到基准电流303,开关关断,电感电流开始下降。304和305表示电感电流的平均值。
如图3D所示,在另外一个实施例中,可以采用滞环电流控制,开关导通时,电感电流306上升,当上升到上限阈值307时,开关关断,使得电感电流下降;当电感电流下降到下阈值308时候,开关重新导通,从而得到电感平均电流309。
在另外一个实施例中,如图3E所示,可以采用平均电流控制,开关导通时,电感电流309上升,高于平均电流310第三阈值时,开关关断,使得电感电流下降;当电感电流下降到低于平均电流310第四阈值时,开关重新导通。其中,第三阈值和第四阈值相等。
在其他的实施例中,还可以使用CCM/DCM边界控制,电流箝位控制等。
所述的“第一输入信号VHS1的电流信号IIN1或电感电流信号IL1与第一输入信号VHS1的电压信号成正比/反比”并非要求二者时时成正比于反比。由于负反馈特性,电感电流必然和所述半波保持一定的延迟,这个延迟一般为几十微秒。如图4A所示,电感电流信号400滞后第一输入 信号VHS1约20us,这个延迟是可以忽略的。
由于电路精度、噪声、非线性的影响。电感电流的均值并非一定成完美的抛物线、直线、正弦或其他几何曲线变化。如图4B示出的波形401,BC时间段内,电感电流IL1基本保持不变,但是在AC阶段电感电流IL1趋势是上升的,和第一输入信号VHS1成正比。同样,图4C和4D所示的电感电流IL1波形402,DE阶段电感电流IL1在波动,但是DF阶段,电感电流IL1的趋势依然是上升的,和第一输入信号VHS1依然成正比。
根据本申请的一个实施例,如图5B所示波形501,所述第一输入信号VHS1的电流信号IIN1/电感电流信号IL1在第一时间段内T1与所述第一输入信号VHS1(图5A所示)的电压信号成线性关系,其比例系数可以为KT1,在第二时间段内与所述第一输入信号VHS1的电压信号的倒数成线性关系,其比例系数可以为KT2,在第三时间段内与所述第一输入信号VHS1的电压信号成线性关系,其比例系数可以为KT3。KT1、KT2、KT3可以相等,也可以不等。
在一个实施例中,所述第一输入信号的电流信号IIN1/电感电流信号IL1可以为线性曲线,如502所示。在其他的实施例中,还可以是由501和502组合而成的图形或者其他不规则的图形。
根据本申请的一个实施例,其中,所述第二时间段T2包括:第二下降时间段T2F,所述第一输入信号的电流信号IIN1/电感电流信号IL1减小;以及第二上升时间段T2R,所述第一输入信号的电流信号IIN1/电感电流信号IL1增大。在其他实施例中,第二时间段还可以包括电感电流保持不变的第二不变时间段。
根据本申请的一个实施例,其中,所述第一时间段T1、所述第二时间段T2与所述第三时间段T3之和等于所述半波信号的周期。在另外一个实施例中,如图6A和6B所示,还具有初始时间段T0和第四时间段T4。在其他的实施例中,本领域技术人员还可以把T0作为T1的一部分,T4作为T3的一部分,从而使的所述第一时间段、所述第二时间段与所述第三时间段之和等于所述半波信号的周期。这些划分都是不脱离本明的保护范围的。。
根据本申请的一个实施例,如图7B,所述电感电流信号701关于所述第一输入信号VHS1(图7A所示)的振幅700对称。在另一个实施例中,如图7C,电流波形702的左肩703可以高于右肩704。在又一个实施例中,如图7D,电流波形705第一时间T1可以大于第三时间T3,和/或振幅700的左侧时间TL可以小于右侧时间TR。
根据本申请的一个实施例,其中,所述电感L1耦接于所述输入端和开关端SW,所述功率开关S1耦接于所述开关端和地电位,所述整流器D5耦接于所述开关端和所述控制系统的输出端,构成一个BOOST型升压电路。在其他的实施例中还可以连接成在其他的实施例汇中,可以连接成升压、正激、反激等拓扑结构。同样,本发明的实施例采用的非隔离式开关电源作为实施例,在其他的实施例中还可以用于使用变压器的隔离式结构。本申请一些实施例中的电感包括了变压器。如图8所示,系统801与201不同点在于使用变压器T1取代了电感L1(也可以把电感L1作为变压器T1的一部分,比如原边)。T1导通和关断时,通过附边将能量传递至输出段,用以给负载(例如LED)供电。
根据本申请的一个实施例,还包括:负载LED,耦接于所述控制系统的输出端VO和所述控制系统的反馈端;以及反馈电阻,耦接于所述控制系统的反馈端F和地电位。
在另外一个实施例中,反馈电阻RL可以与输出电容器CO并联(反馈电阻可以包括RL1与RL2,其公共端点用以输出反馈信号),即耦接至系统输出端VO和地电位之间。
采用本申请所公开的输入电流或者电感电流,可以在保持较高功率因数的同时,获得峰均比较低的负载电流。如何取得本申请公开的输入电流或者电感电流不是本发明要解决的问题,以下优化的实施例不应该理解为对本发明的限制。
如图1所示,输入电流或者电感电流的波形和VHS3保持一致,因此在乘法器的一端输入一个本申请公开的电压/电流波形将能实现本发明的目的。
图9A示出了一个信号产生电路,第二输入端,提供第二输入信号VHS2,假定其幅值为A,与时间的函数为A×f(t),即
VHS2=A×f(t) (6)
除法电路901,耦接至所述第二输入信号VHS2,产生除法信号902,则902的电压可以表示为
V902=K1/(A×f(t)) (7)
其中K1为除法因子,可以是常量也可以是变量。选择合适的除法因子就可以使得第二输入信号VHS2与除法信号902产生重叠。电路设计中,由于除法电路并不能起理想化的除法效果,因此K1不一定要保持为常数,可以是变化的。得的V902与所述第二输入信号VHS2的倒数成反比,都应该视为除法电路,并不要求成线性关系。由于第二输入信号在部分时间接近于地电位,理论上除法信号902可能会在部分时间内产生非常高的电压。实际上,由于电路和电源的限制,除法电路可能会,设定除法信号的最大值,使得除法信号在某些时间内保持不变,这都是不脱离本发明保护范围的。
同样,第一输出信号VO1可能也存在延迟、不对称等多种缺点,以上关于“第一输入信号VHS1的电流信号IIN1或者电感电流信号IL1”的各种描述、变形、等同替换同样适用于第一输出信号VO1。
选择电路903,接收所述第二半波信号VHS2和所述除法信号902,选择幅值小的信号,输出第一输出信号VO1。在一个实施例中,所述第二输入信号为半波正弦函数,经过信号产生电路处理后,第一输出信号VO1在第一时间段T1内与所述第一输入信号VHS2的电压信号成正比,在第二时间段T2内与所述第一输入信号VHS2的电压信号成反比,在第三时间段T3内与所述第一输入信号VHS2的电压信号成正比。
本申请中各个单元之间是耦接关系,“耦接”表示各单元可以是直接相连接,可以是通过导线、传输门、选择电路、放大器、电平位置器等间接连接。同样,本申请中的“接收”即可以是直接接收,也可以是通过导线、传输门、选择电路、放大器、电平位置器等间接接收。
当第二半波信号VHS2振幅增大时,根据式(7),可以看出产生除法 信号902的幅值将减小,这会使得左肩和右肩增大,从而影响设定的功率因子和峰值均值比,因此可以增加归一化电路,消除振幅对系统的影响。
图9B示出一款信号产生电路,与图9A相比,不同点在于增加了归一化电路904,将所述第二输入信号VHS2归一化,输出归一化信号905,即
V905=f(t) (8)
所述除法电路901,接收所述归一化信号905,产生除法信号902,所述除法信号902与所述归一化信号905的成反比;
所述选择电路903,接收所述归一化信号905和所述除法信号,选择幅值小的信号,输出所述第一输出信号VO1。
归一化以后,归一化信号的幅值为1。从而克服了输入信号变化导致左肩和右肩发生变化的问题。部分应用中需要将拐点提高,可以相应的引入倍增电路906,用以放大归一化信号905的振幅。
图9C示出一款信号产生电路,与图9B相比,不同点在于增加了倍增电路906,将所述归一化904信号倍增,输出倍增信号907;
V907=K2×f(t) (9)
K2为倍增因子,可以是常量,也可以是变量。
所述除法电路,接收所述归一化信号905或者倍增信号907,产生除法信号902,所述除法信号与所述归一化信号的倒数成正比;
所述选择电路903,接收所述倍乘信号907和所述除法信号902,选择幅值小的信号,输出所述第一输出信号VO1。
部分设计中,使用减法电路可以更加精确的控制拐点的位置。图9D示出一款信号产生电路,与图9C相比,不同点在于增加了减法电路908,接收所述倒数信号902,输出减法信号909。
V909=K1/f(t)-K3 (10)
K3为减法因子,可以是常量,也可以是变量。
减法电路908可以使得,更容易控制拐点。所述选择电路903,接收所述倍乘信号906和所述减法909信号,选择幅值小的信号,输出所 述第一输出信号。
将上述实施例引入功率因数控制器的电流环路,既可以得到本申请公开的输入电流、电感电流波形。
图10示出根据本申请的一个实施例的开关控制电路示意性方框图。与图1相比,其主要区别在于将信号产生电路1001引入第一环路。
包括分压网络103和电路1001的第一回路,用以控制电感电流波形。分压网络103包括电阻器R2和R3,对整流之后的第一输入信号VHS1进行检测,在电阻器R2和R3的公共点处得到第二输入信号VHS2。根据本申请的一个实施例,归一化电路904,将所述第二输入信号归一化,输出归一化信号905;
所述除法电路901,接收所述归一化信号905,产生除法信号902,所述除法信号902与所述归一化信号905的倒数成正比;
所述选择电路903,接收所述归一化信号905和所述除法信号902,选择幅值小的信号,输出所述第一输出信号VO1。
第二回路,输出第二输出信号VO2。乘法器107,接收第一输出信号VO1和第二输出信号VO2,并将二者相乘,输出乘法信号VCOM驱动电路,包括比较器108,接受乘法信号VCOM和电流采样信号CS,产生驱动信号VDRV,控制功率开关S1的导通和关断。在功率开关的控制下,第一输入信号VHS1的电流信号IIN在第一时间段T1内与所述第一输入信号VHS1的电压信号成正比,在第二时间段T2内与所述第一输入信号VHS1的电压信号成反比,在第三时间段T3内与所述第一输入信号VHS1的电压信号成正比。
本申请提供了一种电流控制方法,包括:提供第一半波信号VHS1;使用包括功率开关S1和电感L1的续流电路,对第一输入信号VHS1续流;其中,控制所述功率开关S1的导通和关断,使所述第一输入信号VHS1的电流信号IIN1在第一时间段T1内与所述第一输入信号VHS1的电压信号成正比,在第二时间段T2内与所述第一输入信号VHS1的电压信号成反比,在第三时间段T3内与所述第一输入信号VHS1的电压信号成正比。
根据本申请的一个实施例,其中,所述第一输入信号VHS1的电流信 号IIN1在第一时间段T1内与所述第一输入信号VHS1的电压信号成线性关系,在第二时间段T2内与所述第一输入信号VHS1的电压信号的倒数成线性关系,在第三时间段T3内与所述第一输入信号VHS1的电压信号成线性关系。
根据本申请的一个实施例,所述第二时间段T2包括:
第二下降时间段T2F,所述第一输入信号VHS1的电流信号IIN1减小;以及
第二上升时间段T2R,所述第一输入信号VHS1的电流信号IIN1增大。
根据本申请的一个实施例,所述第一时间段T1、所述第二时间段T2与所述第三时间段T3之和等于所述第一输入信号VHS1的周期。
根据本申请的一个实施例,所述第一输入信号VHS1的电流信号IIN1关于所述第一输入信号VHS1的振幅对称。
根据本申请的一个实施例,所述电感L1耦接于所述输入端和开关端,所述功率开关耦接于所述开关端和地电位,所述整流器耦接于所述开关端和所述控制系统的输出端。
尽管本发明已经结合其具体示例性实施方式进行了描述,很显然的是,多种备选、修改和变形对于本领域技术人员是显而易见的。由此,在此阐明的本发明的示例性实施方式是示意性的而并非限制性。可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出修改。
在本公开内容中所使用的量词“一个”、“一种”等不排除复数。文中的“第一”、“第二”等仅表示在实施例的描述中出现的先后顺序,以便于区分类似部件。“第一”、“第二”在权利要求书中的出现仅为了便于对权利要求的快速理解而不是为了对其进行限制。权利要求书中的任何附图标记都不应解释为对范围的限制。
Claims (12)
1.一种电流控制系统,包括:
第一输入端,耦接第一输入信号,所述第一输入信号的电压信号是周期性信号;
续流电路,包括功率开关、电感和整流器,通过功率开关的导通和关断将所述第一输入信号的能量传递至所述电流控制系统的输出端;
其中,控制所述功率开关的导通和关断,在一个电压周期内,使所述第一输入信号的电流信号的平均值依次在第一时间段内与所述第一输入信号的电压信号成正比以提高功率因数,第二时间段内与所述第一输入信号的电压信号成反比以降低峰均比,第三时间段内与所述第一输入信号的电压信号成正比以提高功率因数,其中,所述第一时间段、所述第二时间段与所述第三时间段之和等于所述第一输入信号的周期。
2.根据权利要求1所述的电流控制系统,其中,所述第一输入信号的电流信号在第一时间段内与所述第一输入信号的电压信号成线性关系,在第二时间段与所述第一输入信号的电压信号的倒数成线性关系,在第三时间段内与所述第一输入信号的电压信号成线性关系。
3.根据权利要求1所述的电流控制系统,其中,所述第二时间段包括:
第二下降时间段,所述第一输入信号的电流信号减小;以及
第二上升时间段,所述第一输入信号的电流信号增大。
4.根据权利要求1所述的电流控制系统,其中,所述第一输入信号的电流信号关于所述第一输入信号的振幅对称。
5.根据权利要求1所述的电流控制系统,其中,所述电感耦接于所述输入端和开关端,所述功率开关耦接于所述开关端和地电位,所述整流器耦接于所述开关端和所述控制系统的输出端。
6.根据权利要求1所述的电流控制系统,还包括,
负载LED,耦接于所述控制系统的输出端和所述控制系统的反馈端;以及
反馈电阻,耦接于所述控制系统的反馈端和地电位。
7.根据权利要求6所述的电流控制系统,还包括控制电路,所述控制电路包括:
第一回路,耦接至所述第一输入信号,产生第一输出信号;
第二回路,耦接至所述控制系统的反馈端,产生第二输出信号;
乘法电路,耦接至所述第一输出信号和所述第二输出信号,产生乘法信号;以及
驱动电路,耦接至所述乘法信号,产生驱动信号以控制所述功率开关的导通和关断。
8.如权利要求7所述的电流控制系统,所述第一回路包括信号产生电路,所述信号产生电路包括,
第二输入端,接收第二输入信号;
除法电路,耦接至所述第二输入端,产生除法信号,所述除法信号与所述第二输入信号的成反比;
选择电路,接收所述第二输入信号和所述除法信号,选择幅值小的信号,输出所述第一输出信号。
9.根据权利要求8所述的电流控制系统,其中,所述信号产生电路还包括,
归一化电路,将所述第二输入信号归一化,输出归一化信号;
所述除法电路,接收所述归一化信号,产生除法信号,所述除法信号与所述归一化信号成反比;
所述选择电路,接收所述归一化信号和所述除法信号,选择幅值小的信号,输出所述第一输出信号。
10.根据权利要求9所述的电流控制系统,其中,所述信号产生电路还包括,
倍增电路,将所述归一化信号倍增,输出倍增信号;
所述选择电路,接收所述倍增信号和所述除法信号,选择幅值小的信号,输出所述第一输出信号。
11.根据权利要求10所述的电流控制系统,其中,所述信号产生电路还包括,
减法电路,接收所述除法信号,输出减法信号;
所述选择电路,接收所述倍增信号和所述减法信号,选择幅值小的信号,输出所述第一输出信号。
12.一种电流控制方法,包括:
提供第一半波信号,所述第一半波信号的电压信号是周期性信号;
使用包括功率开关和电感的续流电路,对第一半波信号续流;其中,控制所述功率开关的导通和关断,在一个电压周期内,使所述第一半波信号的电流信号的平均值依次在第一时间段内与所述第一半波信号的电压信号成正比以提高功率因数,在第二时间段内与所述第一半波信号的电压信号成反比以降低峰均比,在第三时间段内与所述第一半波信号的电压信号成正比以提高功率因数,其中,所述第一时间段、所述第二时间段与所述第三时间段之和等于第一输入信号的周期。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110275070.4A CN102347682B (zh) | 2011-09-16 | 2011-09-16 | 一种电流控制系统和方法及其信号产生电路 |
TW101133417A TWI492503B (zh) | 2011-09-16 | 2012-09-13 | 一種電流控制系統和方法及其信號產生電路 |
US13/618,512 US9118258B2 (en) | 2011-09-16 | 2012-09-14 | Switching power converter and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110275070.4A CN102347682B (zh) | 2011-09-16 | 2011-09-16 | 一种电流控制系统和方法及其信号产生电路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102347682A CN102347682A (zh) | 2012-02-08 |
CN102347682B true CN102347682B (zh) | 2014-10-15 |
Family
ID=45546035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201110275070.4A Active CN102347682B (zh) | 2011-09-16 | 2011-09-16 | 一种电流控制系统和方法及其信号产生电路 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9118258B2 (zh) |
CN (1) | CN102347682B (zh) |
TW (1) | TWI492503B (zh) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101288615B1 (ko) * | 2012-03-28 | 2013-07-22 | 주식회사 만도 | 고조파 변조를 이용한 불연속 전류 모드 역률 정정 컨버터 제어회로 |
CN103152949A (zh) * | 2013-03-11 | 2013-06-12 | 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 | 一种电容降压式led驱动器及其电容降压式led驱动方法 |
US9343953B2 (en) * | 2013-09-05 | 2016-05-17 | Power Integrations, Inc. | Pre-distortion of sensed current in a power factor correction circuit |
US9300206B2 (en) * | 2013-11-15 | 2016-03-29 | Power Systems Technologies Ltd. | Method for estimating power of a power converter |
WO2015157285A2 (en) * | 2014-04-08 | 2015-10-15 | Rompower Energy Systems Inc. | Input current distortion for minimization of bulk capacitor |
US9520769B2 (en) * | 2014-04-30 | 2016-12-13 | Stmicroelectronics S.R.L. | Wake up management circuit for a switching converter and related wake up method |
US9455636B2 (en) | 2014-12-16 | 2016-09-27 | Stmicroelectronics S.R.L. | Control method and device employing primary side regulation in a quasi-resonant AC/DC flyback converter |
US9520796B2 (en) | 2015-03-06 | 2016-12-13 | Stmicroelectronics S.R.L. | Control method and device for quasi-resonant high-power-factor flyback converter |
US9621029B2 (en) | 2015-03-18 | 2017-04-11 | Stmicroelectronics S.R.L. | Method and device for high-power-factor flyback converter |
US10498257B2 (en) * | 2016-06-30 | 2019-12-03 | Astec International Limited | Switching power converters controlled with control signals having variable on-times |
US9913329B2 (en) | 2016-06-30 | 2018-03-06 | Stmicroelectronics S.R.L. | Control method and device employing primary side regulation in a quasi-resonant AC/DC flyback converter without analog divider and line-sensing |
CN106658865B (zh) * | 2017-01-24 | 2018-05-29 | 苏州智浦芯联电子科技股份有限公司 | Led线性恒功率驱动电路 |
IT201700031159A1 (it) * | 2017-03-21 | 2018-09-21 | St Microelectronics Srl | Unita' di controllo di un convertitore in commutazione operante in modalita' di conduzione continua e a controllo di corrente di picco |
EP3767811A1 (en) | 2019-07-15 | 2021-01-20 | Tridonic GmbH & Co. KG | Switched power converter |
DE102020205159A1 (de) | 2020-04-23 | 2021-10-28 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zur Bereitstellung eines Ausgangsgleichstroms und Schaltung |
CN118763910A (zh) * | 2024-09-06 | 2024-10-11 | 广东维基科技有限公司 | 一种宽电压输出恒功率的开关电源电路及控制方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1118120A (zh) * | 1992-11-20 | 1996-03-06 | 松下电工株式会社 | 电源 |
CN1906839A (zh) * | 2004-08-27 | 2007-01-31 | 三垦电气株式会社 | 功率因数改善电路 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10040413B4 (de) * | 2000-08-18 | 2006-11-09 | Infineon Technologies Ag | Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Schaltsignals für ein stromgesteuertes Schaltnetzteil |
TWI266277B (en) * | 2004-04-29 | 2006-11-11 | Zippy Tech Corp | Tube current control device for fluorescent lamp |
US7889517B2 (en) * | 2006-12-01 | 2011-02-15 | Flextronics International Usa, Inc. | Power system with power converters having an adaptive controller |
TWI384342B (zh) * | 2008-08-01 | 2013-02-01 | Leadtrend Tech Corp | 電流控制方法與裝置 |
US8587967B2 (en) * | 2009-06-10 | 2013-11-19 | Texas Instruments Incorporated | System and method for indirect control of a converter output |
TWI403078B (zh) * | 2009-12-16 | 2013-07-21 | Leadtrend Tech Corp | 適用於開關式電源供應器之開關控制器及其方法 |
US8379420B2 (en) * | 2010-10-13 | 2013-02-19 | Power Integrations, Inc. | Controller with punctuated switching control circuit |
-
2011
- 2011-09-16 CN CN201110275070.4A patent/CN102347682B/zh active Active
-
2012
- 2012-09-13 TW TW101133417A patent/TWI492503B/zh active
- 2012-09-14 US US13/618,512 patent/US9118258B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1118120A (zh) * | 1992-11-20 | 1996-03-06 | 松下电工株式会社 | 电源 |
CN1906839A (zh) * | 2004-08-27 | 2007-01-31 | 三垦电气株式会社 | 功率因数改善电路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9118258B2 (en) | 2015-08-25 |
TW201315117A (zh) | 2013-04-01 |
TWI492503B (zh) | 2015-07-11 |
CN102347682A (zh) | 2012-02-08 |
US20130070485A1 (en) | 2013-03-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102347682B (zh) | 一种电流控制系统和方法及其信号产生电路 | |
CN103152956B (zh) | Led驱动电路及其恒流控制电路 | |
CN103219884B (zh) | 一种原边反馈恒流控制电路及其控制方法 | |
CN101552546B (zh) | 用于临界导通模式的无桥功率因数校正电路及其控制方法 | |
CN205283422U (zh) | 用于开关转换器的控制模块、开关转换器、照明系统和估计器级 | |
CN105262362B (zh) | 高增益Buck‑Boost集成式逆变器及控制方法 | |
CN102664517B (zh) | 一种功率因数校正电路 | |
CN102820799A (zh) | 开关电源电路、半导体器件以及led照明装置 | |
CN102946196B (zh) | 高功率因数恒流驱动电路及恒流装置 | |
CN105191104A (zh) | 功率因数改善电路 | |
CN102545662A (zh) | 开关控制电路、使用其的变换器和开关控制方法 | |
CN103051184A (zh) | 一种升压电路 | |
CN104242692A (zh) | 最优频率变化范围的CRM Boost PFC变换器 | |
CN100514824C (zh) | 一种切换式电源转换器及脉宽调制控制电路 | |
CN106208684B (zh) | 一种单电感双输出开关变换器组合型控制方法及其装置 | |
CN102931828A (zh) | 功率因数校正电路及改善功率因数的方法 | |
CN103036427A (zh) | 一种同步降压转换器 | |
CN104283420A (zh) | 具压降补偿功能的电压转换控制器及电压转换电路 | |
CN103051216A (zh) | 一种反激式开关电路 | |
CN103078496A (zh) | 一种降压电路 | |
CN102684492B (zh) | 一种高功率因数变换器 | |
CN110492763B (zh) | 提高三态Boost变换器功率因数的可变占空比控制方法 | |
CN102647100B (zh) | 一种集成的Buck-flyback高功率因数变换器 | |
CN102386773A (zh) | 一种开关电源 | |
Cao et al. | An improved bridgeless interleaved boost PFC rectifier with optimized magnetic utilization and reduced sensing noise |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |