开关电源控制器以及包含该开关电源控制器的开关电源的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及开关电源技术，尤其涉及一种降压结构中具有功率因数调整功能、临 界导通模式控制的开关电源控制器，以及包含该开关电源控制器的开关电源。
【背景技术】
[0002] 传统的交流供电的、带功率因数调整（PFC)功能、临界导通模式的降压结构LED恒 流驱动器如图1所示，主要包括:AC输入整流电路101、交流输入源102、输入电容Cin、电感 LU开关管M1、采样电阻Rs、续流二极管D1，输出电容Cbulk、恒流开关电源控制器100。其 中，恒流开关电源控制器100用于接收反馈信号FB，采样电阻Rs采样输出电流，以此驱动开 关管Ml。
[0003] 其中，恒流开关电源控制器100包括：过零检测电路125,用于检测表示驱动信号 GD结束后的电感Ll电流过零的反馈信号FB，在电感Ll电流过零时给出开关管Ml的导通 信号，导通开关管Ml ;恒流计算电路120,通过对采样电阻Rs上的电压Vcs进行采样计算 得到输出电流；误差放大器121，将恒流计算电路120计算出的输出电流与基准电流做误 差放大，输出补偿电压Vcomp，补偿电压Vcomp连接补偿电容103,使得环路稳定后，补偿电 压Vcomp基本固定；固定导通时间控制电路122,控制开关管Ml的导通时间，当开关管Ml 开始导通时开始定时，当达到设定的导通时间时，输出关断信号给触发器123,去关断开关 管M1，在环路稳定后，补偿电压Vcomp固定时，开关管Ml的导通时间恒定，由此实现功率因 数调整；触发器123,接收过零检测电路125输出的过零信号ZCD和固定导通时间控制电路 122输出的关断信号；驱动器124,连接触发器123和开关管Ml的栅端，实现对开关管Ml的 导通和关断驱动。
[0004] 开关管Ml导通时，输入电流流经采样电阻Rs、电感LU输出电容Cbulk、输出端 Vout，流经电感Ll的电流增加，电感Ll存储能量。开关管Ml关断后，流经电感Ll的电流 经续流二极管Dl续流，流经电感Ll的电流逐渐减小，电感Ll释放能量到输出电容Cbulk 和输出端Vout。当流经电感Ll的电流降为零时，过零检测电路125检测出电感Ll电流过 零的反馈信号FB，产生过零信号Z⑶并传输至触发器123,经驱动器124导通开关管Ml。开 关管Ml重复上面的开关动作，电路持续工作，始终处于电感电流临界导通模式。
[0005] 为实现较好的功率因数调整效果，要求每个开关周期的AC输入电流都能很好的 跟随输入电压的变化。在临界导通模式的降压结构中，忽略输入整流管压降、开关管导通时 的压降，每个开关周期的平均输入电流为：
[0006]
( 1 )
[0007] 其中，Vciut为输出电压，V ιη为输入电压，I ιη为输入电流，T m为导通时间，L为电感 Ll的电感值。然而，采用固定导通时间（Tj亘定）、临界导通模式控制时，输入电流Iin不能 完全跟随输入电压V in变化，功率因数变差，总谐波失真加大，所以目前传统的电路的功率 因数并不是特别理想，总谐波失真也较大。
【发明内容】
[0008] 本发明要解决的技术问题是提供一种运用于降压结构的开关电源控制器及包含 该开关电源控制器的开关电源，能够优化临界导通模式控制的开关电源的功率因数，减小 总谐波失真。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种开关电源控制器，包括：
[0010] 过零检测电路，对输入的反馈信号进行过零检测并产生过零信号；
[0011] 可变导通时间长度控制电路，接收补偿电压以及开关管的驱动信号，使开关电源 的开关管的导通时间的平方与开关管的关断时间成反比、与开关管的开关周期的平方成正 比，并产生关断信号；以及
[0012] 驱动信号产生电路，根据所述过零信号和关断信号产生驱动信号，所述驱动信号 传输至所述开关管的栅端，以控制所述开关管的导通和关断。
[0013] 根据本发明的一个实施例，所述可变导通时间长度控制电路包括：
[0014] 导通时间检测电路，对所述开关电源内的开关管的导通时间进行检测，以得到导 通时间定时电压；
[0015] 关断时间检测电路，对所述开关电源内的开关管的导通时间进行检测，以得到关 断时间定时电压；
[0016] 开关周期时间检测电路，对所述开关管的开关周期时间进行检测，以得到开关周 期时间定时电压；
[0017] 定时电流产生电路，根据所述导通时间定时电压、关断时间定时电压、开关周期时 间定时电压，产生定时电流，所述的定时电流与导通时间定时电压成正比、与关断时间定时 电压成正比、与开关周期时间定时电压的平方成反比；
[0018] 定时电容和比较器，在开关管导通期间，所述的定时电流对定时电容充电，并与补 偿电压比较，得到关断信号。
[0019] 根据本发明的一个实施例，所述可变导通时间长度控制电路包括：
[0020] 关断时间检测电路，对所述开关电源内的开关管的导通时间进行检测，以得到关 断时间定时电压；
[0021] 开关周期时间检测电路，对所述开关管的开关周期时间进行检测，以得到开关周 期时间定时电压；
[0022] 定时电流产生电路，根据所述关断时间定时电压、开关周期时间定时电压，产生定 时电流，所述的定时电流与关断时间定时电压得平方根成正比、与开关周期时间定时电压 成反比；
[0023] 定时电容和比较器，在所述开关管导通期间，所述的定时电流对定时电容充电，并 与补偿电压比较，得到关断信号。
[0024] 根据本发明的一个实施例，所述导通时间检测电路得到的导通时间定时电压表示 所述开关管在前一个开关周期内的导通时间，或者表示所述开关管在前多个开关周期内的 导通时间的平均值。
[0025] 根据本发明的一个实施例，所述关断时间检测电路得到的关断时间定时电压表示 所述开关管在前一个开关周期内的关断时间，或者表示所述开关管在前多个开关周期内的 关断时间的平均值。
[0026] 根据本发明的一个实施例，所述开关周期时间检测电路得到的开关周期时间定时 电压表示所述开关管在前一个开关周期内的开关周期时间，或者表示所述开关管在前多个 开关周期内的开关周期时间的平均值。
[0027] 根据本发明的一个实施例，所述导通时间检测电路的输入端与所述开关管的栅端 直接连接，以对所述开关管的导通时间进行检测。
[0028] 根据本发明的一个实施例，所述关断时间检测电路的输入端与所述开关管的栅端 直接连接，以对所述开关管的导通时间进行检测。
[0029] 根据本发明的一个实施例，所述开关周期时间检测电路的输入端与所述开关管的 栅端直接连接，以对所述开关管的开关周期时间进行检测。
[0030] 根据本发明的一个实施例，所述导通时间检测电路包括：
[0031] 电流源；
[0032] 第一开关，其第一端连接所述电流源的输出端；
[0033] 第二开关，其第一端连接所述第一开关的第二端，其第二端接地；
[0034] 第一电容，其第一端连接所述第一开关的第二端和第二开关的第一端，其第二端 接地；
[0035] 电压跟随器，其输入端连接所述第一电容的第一端；
[0036] 第三开关，其第一端连接所述电压跟随器的输出端；及
[0037] 第二电容，其第一端连接所述第三开关的第二端，其第二端接地，所述第二电容的 第二端用于输出所