功率因数校正电路的制作方法_4

文档序号:8433226阅读:来源:国知局
508。第一反相器502和第二反相器506是可选的元件,这些元件用于指示关于来自第一存储元件的对应信号Fl以对比方式操作对应的第一电流源504和第二电流源508。即,在各个实施例中,来自处于其设置状态的第一存储元件126的信号Fl的高电平可以被第一转换器502和第二转换器506变换为低电平信号,该低电平信号表示第一电流源504和第二电流源508的关断状态。类似地,来自处于其重置状态的第一存储元件126的信号Fl的低电平可以被第一转换器502和第二转换器506变换为高电平信号,该高电平信号表示第一电流源504和第二电流源508的接通状态。例如,在图4J中的图338中以及在图4K中的图344中处于其高值H2 (即,从时刻t7至t8和/或从时刻tlO至til)的斜坡信号R22和R21的短平稳时期中直接反映电流源关于来自对应存储元件的信号的操作的对比方式。如已经所述,与来自存储元件的对应信号的高电平一致的斜坡信号的短平稳时期是暂停斜坡信号(例如,对应的电流源关断)所在的时间段,并表示由控制电路240引入的等待时间。第二电流源508耦合至第二电容器518的一侧,该第二电容器518的另一侧耦合至参考电势。第一放电开关512并联耦合至第一电容器514,第二放电开关516并联親合至第二电容器518。第一放电脉冲发生器510的第一输出耦合至第一放电开关512的控制输入以提供放电信号E11,第一放电脉冲发生器510的第二输出耦合至第二放电开关516的控制输入以提供放电信号E12。第一放电脉冲发生器510的输入耦合至第一与门522的输出。第一与门522的输出还耦合至控制电路240的第三输出248。第一与门522的另一输入親合至第一比较器520的输出。第一比较器520的反相输入耦合至第二电流源508与第二电容器518之间的电气路径。这样,可以对第一比较器520的反相输入施加信号,其与斜坡信号R12相对应。第一比较器520的非反相输入用下面将描述的适当方式耦合至斜坡生成电路500的第二分支,使得可以对非反相输入施加斜坡信号R21。刚刚描述的组件形成了可以被分配给第一转换器电路的斜坡生成电路500的分支。
[0040]斜坡生成电路500还包括第二分支,该第二分支具有与第一分支类似的设置并可以被分配给第二转换器电路。即,斜坡生成电路500可以包括与控制电路240的第三输入246耦合的第三反相器524和第四反相器528。然而,第三和第四反相器也可以被形成为一个反相器。此外,控制电路240的第三输入246耦合至第二与门544的一个输入。第三反相器524耦合至第三电流源526,并被配置为根据从第二存储元件226提供的信号F2来接通或关断第三电流源526。第三电流源526耦合至第三电容器536的一侧,该第三电容器536的另一侧耦合至参考电势。第四反相器528耦合至第四电流源530,并被配置为根据从第二存储元件226提供的信号F2来接通或关断第四电流源530。关于斜坡生成电路500的第二分支以及对应的信号,第三反相器524和第四反相器528也是可选的元件并且是以相同方式配置的,并用于与斜坡生成电路500的第一分支中的第一反相器502和第二反相器506相同的目的。第四电流源530耦合至第四电容器540的一侧,该第四电容器540的另一侧親合至参考电势。第三放电开关334并联親合至第三电容器536,第四放电开关538并联親合至第四电容器540。第二放电脉冲发生器532的第一输出親合至第三放电开关534的控制输入以提供放电信号E21,第二放电脉冲发生器532的第二输出耦合至第四放电开关538的控制输入以提供放电信号E22。第二放电脉冲发生器532的输入親合至第二与门544的输出。第二与门544的输出还耦合至控制电路240的第四输出250。第二与门544的另一输入耦合至第二比较器542的输出。第二比较器542的反相输入耦合至第四电流源530与第四电容器540之间的电气路径。这样,可以对第二比较器542的反相输入施加信号,其与斜坡信号R22相对应。第二比较器542的非反相输入耦合至斜坡生成电路500的第一分支中的第一电流源504与第一电容器14之间的电气路径。这样,可以对第二比较器542的反相输入施加信号,其与斜坡信号Rll相对应。
[0041]如上所述,关于斜坡生成电路500的第一分支,通过将第一比较器520的非反相输入耦合至斜坡生成电路500的第二分支中的第三电流源526与第三电容器536之间的电气路径,对第一比较器520的非反相输入施加斜坡信号R21。
[0042]斜坡生成电路500针对每个转换电路生成具有1:N(即,在该示例中为1:2)比率的转换速率的两个斜坡信号,即针对第一转换电路生成斜坡信号Rll和斜坡信号R12,其中斜坡信号R21具有斜坡信号R11、斜坡信号R22和斜坡信号R21两倍大的转换速率,其中斜坡信号R21具有斜坡信号22 (参见图3J和3K和/或图4J和4K)两倍大的转换速率。在该实施例中,所有四个电容器514、518、536、540的电容相等,并且由相应电流源提供的负载电流具有1:2比率。备选地,电流源可以提供相等电流并且每个分支中的电容器的电容可以具有1:2比率。根据各个实施例,可以生成仅一个斜坡信号并将其提供给电压跟随器,然后经由电阻分压器来对其进行分压。此外,可以利用放大器以因数2来放大一个所生成的斜坡信号。
[0043]在出现触发信号Tl或T2(备选地,可以考虑图2中的信号Gl和信号G2)的上升沿的情况下,利用相应放电脉冲来对第一电容器514和第二电容器518或第三电容器534和第四电容器540进行放电。该放电是通过将相应的两个放电开关设置为其导通状态来执行的。在放电过程之后立即开始加载过程,在该加载过程期间属于相应转换电路的这两个放电开关保持处于非导通状态。相应的两个放电开关的闭合以及其立即打开对应于相应转换电路的两个斜坡的重置,如已经所述。
[0044]相应转换电路的两个电流源保持活动,只要未设置对应(S卩,第一或第二)存储元件,即只要对应电感器未完全消磁。一旦设置了相应存储元件(即,一旦对应的阈值检测器检测到对应电感器进入全部消磁状态),就通过对应的两个反相器来关断对应的两个电流源。因此,停止对对应的两个电容器进一步充电,然而它们保持带电。该过程对应于斜坡信号的冻结,如关于图2和图3A至3K描述。
[0045]提供了用于将相应斜坡信号进行比较的比较器520和542。即,斜坡生成电路500的第一分支中的第一比较器520将具有正常转换速率的第一转换电路的斜坡信号R12与具有两倍转换速率的第二转换电路的斜坡信号R21进行比较。类似地,斜坡生成电路500的第二分支中的第二比较器542将具有两倍转换速率的第一转换电路的斜坡信号Rll与具有正常转换速率的第二转换电路的斜坡信号R22进行比较。仅当斜坡信号R21等于或大于斜坡信号R12时,第一与门522才将生成触发信号Tl。类似地,仅当斜坡信号RlI等于或大于斜坡信号R22时,第二与门522才将生成触发信号T2。如图2和图3A至3K的上下文中所述,触发信号Tl和T2使对应的脉冲发生器124或224输出对应脉冲信号Gl或G2。
[0046]正常不能同时重置并重启利用电流源和电容器生成的斜坡信号。在以下中将关于图6A至6C来描述对该情形的可行解决方案。
[0047]为了重置并重启对应转换器电路的斜坡信号Rll和Rl2或R21和R22,可以经由第一和第二放电开关512、516或第三和第四放电开关534、538来对第一和第二电容器514、518或第三和第四电容器536、540进行放电,其中两对放电开关中的每一对可以在不同时间量内保持处于导通状态(即,被配置为提供不同接通时间)。放电开关的接通时间是斜坡信号的对应转换速率的倒数。换言之,相应放电开关的接通时间越短,则对应斜坡信号的转换速率将越高,反之亦然。
[0048]在图6A至6C中示出了该情形。在图6A中的第一个图602中示出了第一放电信号604 (还被加标签为El),在图6B中的第二个图606中示出了第二放电信号608 (还被加标签为E2)。在图6C中的第三个图610中示出了第一斜坡信号612 (还被加标签为Rl)和第二斜坡信号614(还被加标签为R2)。一般的第一和第二放电信号El和E2可以表不已在图5的上下文中引入的对应转换器电路的一对对应放电信号Ell、E12或E21、E22,并且一般的第一和第二斜坡信号Rl和R2可以表不与对应转换器电路相关的一对对应斜坡信号R11、R12或R21、R22。在每个图中,对所有信号来说相同的时基由水平x轴表示。信号以及时基的值的实际缩放对该说明来说不相关,因此被省略。在以下中将提及的不同时刻由与所有X轴相交的点线标记。利用表示相应信号的零值的“0”、表示相应信号的正高值的“H”来对每个图中的I轴加标签。
[0049]如图6A中的图602以及图6B中的图606中可见,在时刻tl2处将第一和第二放电信号El和E2均设置为高值。这意味着:闭合对应的放电开关,使得对应的电容器(例如,第一电容器514被第一放电开关512放电等等,参见图5)被放电。实际上,重置第一和第二斜坡信号,这使其自身表现在第一斜坡信号Rl和第二斜坡信号R2均从其相应高值Hl和H2降至零中。在特定时刻之后,第一和第二放电信号El和E2返回至零,由此打开对应的放电开关,即将其设置为非导通状态。图5中的电流源504、508或526、530给对应的电容器514、518或536、540提供电流,使得有效地重启斜坡R11、R12或R21、R22。然而,第一放电脉冲El的持续时间比第二放电脉冲E2的持续时间短。因此,图6C中的图610中的第一斜坡信号Rl在时刻tl3处开始从零上升,而图6C中的图610中的第二斜坡信号R2在时刻tl4处开始从零上升。当斜坡信号Rl和R2的曲线图均线性延伸至零之外到负值时,似乎在图6C中的图610中的时刻tl2处的公共原点处启动斜坡信号Rl和R2。然而,在时刻tl2处发起电容器的放电。由于放电开关的接通时间是斜坡信号的对应转换速率的倒数,因此由于第一放电信号脉冲El比第二放电信号脉冲E2短,第二斜坡信号R2的转换速率比第一斜坡信号Rl的转换速率低。
[0050]优选地,可以选择较长放电脉冲(在该示例中为图6B中的图606中的第二放电信号脉冲E2)的持续时间,使得在放电开关的接通时间期间,即在放电过程进行的时间期间,不会执行对应斜坡信号(在该示例中为图6C中的图610中的第二斜坡信号R2)与另一斜坡信号的比较。可以将较长放电脉冲的持续时间选择为比PFC电路的N个开关式转换器电路之一的周期的最短持续时间更短。可以将较短放电脉冲的(在该示例中为第一放电脉冲El)的持续时间选择为比PFC电路的N个开关式转换器电路之一的周期的最短持续时间的I/N更短。
[0051]根据PFC电路的各个实施例,可以将斜坡生成电路500作为数字实施方式而提供。在这种情况下,数字斜坡生成电路可以具有N个数字计数器,每个数字计数器被分配给N个转换器电路中的单个转换器电路。每个数字计数器的重置与对应的脉冲发生器生成输出信号同步(这可以等效于数字计数器的重置与由控制电路的对应分支进行的触发信号输出同步)。在重置之后,相应的计数器开始计数。相应计数器的重置与其操作的开始之间的过渡可以是在连续的周期中进行的,因此不要求用于关于图
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