信号发生器以及使用该信号发生器的pfc变换器的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请要求于2014年7月21日提交的题为"SignalGeneratorandPFC ConverterUsingtheSame(信号发生器以及使用该信号发生器的PFC变换器）"的第 10-2014-0091825号韩国专利申请的权益，其整体以引用方式并入本申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种信号发生器以及使用该信号发生器的PFC变换器。
【背景技术】
[0003]开关模式电源供应商采用了功率因数校正（PFC)变换器。PFC变换器可通过使输 入电流跟踪输入电压来补偿功率因数。即，PFC变换器可将AC电压输出为恒定DC电压，同 时使输入电流跟踪施加到外部的输入电压。
[0004]近来，电源供应商着重于在重负载状态和轻负载状态下的效率的提高。然而，PFC变换器有随着开关频率增加在轻负载下的效率降低的问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种具有高效率的信号发生器以及使用该信号发生器的PFC变换器。
[0006]根据本发明的示例性实施例，提供一种PFC变换器，包括：变换器单元，包括电感 器和开关，所述开关通过导通或截止操作来切换驱动电流在所述电感器中的流动；以及信 号发生器，输出切换所述开关的导通信号或截止信号，并且当驱动电流的大小小于预设值 时，长时间保持导通信号以使得驱动电流的大小能够达到所述预设值。
[0007] 根据本发明的另一示例性实施例，提供一种控制导通信号和截止信号以控制驱动 电流的流动的信号发生器，包括：导通信号发生器，响应于感测驱动电流的感测电压输出导 通触发信号；截止信号发生器，响应于感测电压输出截止触发信号；以及锁存电路，当导通 触发信号被输入时输出导通信号，当接触触发信号被输入时输出截止信号，其中，当感测电 压的大小小于预设值时所述截止信号发生器延迟截止触发信号，并且将延迟的截止触发信 号传送给锁存电路以使得感测电压的大小能够达到所述预设值。
[0008] 根据本发明的另一示例性实施例，提供一种控制导通信号和截止信号以控制驱动 电流的流动的信号发生器，所述信号发生器包括：第一比较器，将感测驱动电流的感测电压 与第一参考电压进行比较；第二比较器，将感测电压与第二参考电压进行比较；第三比较 器，将具有预定斜率的斜坡信号与第三参考电压进行比较；第一运算器，接收第一比较器和 第三比较器的输出信号以执行与运算，并且当感测电压高于第一参考电压并且斜坡信号的 大小大于第三参考电压时输出与截止信号对应的信号；电容器，具有第一电极和第二电极， 所述第一电极接收与斜坡信号对应的电流信号，所述第二电极连接到预定电压源并通过复 位开关来复位；第四比较器，具有分别连接到所述电容器的一个端子和另一端子的正（+) 输入端子和负（_)输入端子，并且当在复位开关断开的状态下充入所述电容器中的电压低 于预定值时生成与导通信号对应的信号；锁存电路，接收第一运算器的输出端子的电压和 第四比较器的输出端子的电压，并且选择性地将输出端子的电压输出；以及第二运算器，被 反馈有锁存电路的输出信号并且接收第四比较器的输出信号以执行或非运算。
【附图说明】
[0009] 图1是根据本发明的示例性实施例的PFC变换器的电路图。
[0010] 图2是示出从典型的PFC变换器流向电感器的电流的波形图。
[0011] 图3是示出指示从图1中示出的PFC变换器流向电感器的电流的波形图。
[0012] 图4是示出图1中示出的PFC变换器中所采用的信号发生器的第一示例性实施例 的结构图。
[0013] 图5是示出在图4中示出的锁存电路中通过导通触发信号和截止触发信号生成选 通信号时的时序的示图。
[0014] 图6是示出图1中示出的PFC变换器中所采用的信号发生器的第二示例性实施例 的结构图。
[0015]图7是示出从图6中示出的斜坡信号发生器输出的斜坡信号的波形的波形图。
[0016] 图8是示出从图6中示出的电流信号发生器输出的电流的波形的波形图。
[0017] 图9是指示从图1中示出的PFC变换器流向电感器的电流的大小的波形图。
【具体实施方式】
[0018] 为实现上述目的的根据本发明的示例性实施例的信号发生器以及使用该信号发 生器的PFC变换器的动作效果和技术配置事项将通过以下参照示出本发明的示例性实施 例的附图进行的详细描述而清楚地显而易见。
[0019]另外，当确定与本公开有关的已知技术的详细描述可能使本公开的主旨模糊时， 其详细描述将被省略。在本说明书中，术语第一、第二等用于将一个元件与另一元件相区 分，元件不由上述术语限定。
[0020] 将参照附图详细描述本公开的示例性实施例，所述附图示出可由本发明实践的具 体示例性实施例的示例。将详细描述这些示例性实施例以便于本领域技术人员实践本公 开。应该理解，本公开的各种示例性实施例彼此不同，但不必为排他的。例如，结合示例性 实施例在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本说明书中所描述的特定形状、结构和特 性可被实现于另一示例性实施例中。另外，应该理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况 下，所公开的各个示例性实施例中的各个组件的位置或布置方式可改变。因此，下述具体实 施方式不应被解释为限制性的。另外，本公开的范围仅由所附权利要求及其等同物（如果 适当的话）限定。在各种方面贯穿附图将使用相似标号来描述相同或相似的功能。
[0021] 以下将参照附图详细描述本公开的示例性实施例，以使得本领域技术人员可容易 地实践本公开。
[0022] 图1是根据本发明的示例性实施例的PFC变换器的电路图。
[0023] 参照图1，PFC变换器100可包括：变换器单元110,其包括电感器L和开关SW，开 关SW通过导通或截止操作来切换驱动电流IL在电感器L中的流动；以及信号发生器120， 其输出导通信号或截止信号，并且当流过电感器L的驱动电流IL的大小小于预设值时，长 时间保持导通信号以使得驱动电流IL的大小能够达到所述预设值。在该配置中，开关SW可以是FET、MOS晶体管、BJT等，但不限于此。
[0024] 另外，变换器单元110还可包括整流器130,其对从输入电源电压Vin供应的AC电 流执行全波整流。另外，电感器L可从整流器130接收驱动电流IL。根据本发明的示例性 实施例，整流器130可包括桥式二极管130a和整流器电容器Cin。整流器130可使用桥式 二极管130a来对从输入电源电压Vin供应的AC电流执行全波整流，并且可将全波整流的 AC电流充入整流器电容器Cin中。另外，变换器单元110可具有连接到二极管D的电感器 L，以防止反向电流流过电感器L。
[0025] 信号发生器120可根据感测电压VCS和反馈电压VFB输出选通信号"GATE"，其中， 选通信号"GATE"可包括导通信号和截止信号。
[0026] 信号发生器120输出导通信号"0N(导通）"以使开关SW导通，以使得驱动电流IL 能够从整流器130穿过电感器L流向开关SW，并且输出截止信号"OFF(截止）"以使开关 SW截止，以使得驱动电流IL能够从整流器130穿过电感器L流向负载140。导通信号"0N" 可以是高状态信号，截止信号"OFF"可以是低状态信号，但是这些信号不限于此。因此，如 果导通信号"0N"使开关SW导通，截止信号"OFF"使开关SW截止，则这些信号可以是任何 状态的信号。在这种情况下，感测电压VCS可以是响应于流过负载140的驱动电流IL而出 现在感测电阻Rs中的电压，反馈电压VFB可以是与施加到负载140的电压对应的电压。另 外，反馈电压VFB可以是通过并联连接到负载140的第一电阻器Rfbl和第二电阻器Rfb2 分压的电压。另外，电流流过电感器L或者由于开关SW的导通或截止操作而减小，因此，如 图2所示，流过电感器L的驱动电流IL可具有锯齿波形。这里，该锯齿波形用于描述，开关 SW的开关操作可在PFC变换器100中非常快速地执行，锯齿波的数量会更多地出现。另外， 如果连接具有锯齿波形的驱动电流IL的峰值的线满足下式1，则PFC变换器100的功率因 数可提尚。
[0027][式1]
[0028]IL=TonXVin/L
[0029] 另外，如果流过电感器L的驱动电流IL的峰值满足上式1，则流过电感器L的驱动 电流IL的平均值可满足下式2。
[0030][式 2]
[0031]
[0032] 在上式2中，IL表示流过电感器L的驱动电流
_示在一个开 关周期流过电感器L的驱动电流IL的平均值，Ton表示开关SW保持导通状态的时间，Tsw表不开关SW被再次导通时的时序，Vin表不输入电源电压Vin的大小，L表不电感器L的大 小。
[0033] 当通过开关SW的操作而流过电感器L的电流满足上式1时，具体地讲，当在轻负 载下，开关SW的导通时间较小并且输入电源电压Vin的大小较小时，驱动电流