電源電路及控制電源電路的方法
2023-05-11 05:36:06
專利名稱：電源電路及控制電源電路的方法
技術領域：
本發明的實施例涉及交流-直流變換器，更具體地，涉及將交流電源轉換成直流電源的電源電路及其控制方法。
背景技術：
傳統的交流-直流電源電路例如功率因數校正電路(PFC)由兩級組成，包括前級的橋式整流電路和後級的升壓Boost變換器，圖IA示出的是採用恆定導通時間(COT)控制的PFC電路原理圖。該PFC電路包括主電路101和控制電路，交流電源的L端子(線電壓端子)和N端子(中性端子)耦接到前級橋式整流電路的輸入端，橋式整流電路包括D1、D2、 D3和D4四個二極體或者類似的元件，其輸出端與Boost變換器的輸入端耦接。Boost變換器包括電感器Li、開關管Si、二極體D5和輸出電容器C。，其輸出電壓V。耦接到負載&。圖IA所示控制電路還包括採樣電路(未示出)，對流過電感器Ll的電流進行檢測，得到零電流檢測信號ZCD，並且對輸出電壓V。進行採樣，得到輸出電壓採樣信號Ufo採樣電路可以採用現有的已知電路和方法，這裡省略對其詳細說明。信號Z⑶和Uf耦接到邏輯控制電路102的輸入端，基於上述輸入信號，邏輯控制電路102產生驅動信號H，以控制開關管Sl的導通和關斷。邏輯控制電路102包括補償電路，補償電路包括運算放大器AMP、電阻器Rl和電容器Cl，對信號Uf進行信號補償，補償信號耦接到比較器Comp2的負輸入端。比較器Comp2的正輸入端耦接到斜坡信號RAMP，根據補償信號和斜坡信號的比較結果，輸出恆定導通時間信號C0T，用於控制開關管Sl的導通時間，信號COT耦接到RS觸發器的復位端R，為RS觸發器提供復位信號。信號Z⑶耦接到比較器Compl的負輸入端，比較器Compl 的正輸入端耦接到參考電壓VZ，其輸出端耦接到RS觸發器的置位端S，為RS觸發器提供置位信號，RS觸發器的輸出端輸出驅動信號H。圖IB示出了現有的PFC電路的另一種控制方式的電路原理圖，分壓網絡103包括電阻器R2和R3，對整流之後的線電壓進行檢測，在電阻器R2和R3的公共點處得到線電壓檢測信號Vin_ra。採樣電路還對流過開關管Sl的電流進行採樣，得到電流採樣信號CS。信號ZCD、Uf、CS和Vin_re。耦接到邏輯控制電路102的輸入端，基於上述輸入信號，邏輯控制電路102產生驅動信號H，以控制開關管Sl的導通和關斷。邏輯控制電路102包括補償電路， 補償電路包括運算放大器AMP、電阻器Rl和電容器Cl，對信號Uf進行信號補償，補償信號耦接到乘法器的第一輸入端。乘法器的第二輸入端耦接到信號Vin_ra，乘法器將信號與補償信號相乘，輸出預期值信號V。。m。預期值信號V。。m耦接到比較器Comp2的負輸入端，比較器Comp2的正輸入端耦接到電流採樣信號CS，將預期值信號V。。m和電流採樣信號CS相比較，比較器Comp2的輸出信號耦接到RS觸發器的復位端R，為RS觸發器提供復位信號。信號Z⑶耦接到比較器Compl的負輸入端，比較器Compl的正輸入端耦接到參考電壓VZ，其輸出端耦接到RS觸發器的置位端S,為RS觸發器提供置位信號，RS觸發器的輸出端輸出驅動信號H。當電流採樣信號CS達到預期值V。。m時，Sl被關斷，交流電源通過電感器Li、開關管D5組成的迴路給輸出電容器C。充電，同時給負載&提供功率，電感器Ll被放電。圖IA和圖IB所示的PFC電路，在任一時刻電路中總有三個半導體器件處於工作狀態，系統的通態損耗由兩部分組成前級橋式整流電路中兩個二極體導通壓降帶來的損耗和後級Boost變換器中功率開關管或者續流二極體的導通損耗。隨著變換器功率等級和開關頻率的提高，系統的通態損耗顯著增加，整體效率降低。
發明內容
本發明實施例的目的是提供一種與現有技術不同的電源電路及其控制方法。本發明的一個方面提供了一種電源電路，將輸入的交流電源轉換成直流，包括電感器；低頻橋臂，包括兩個工作在低頻開關狀態的開關管，交流電源通過所述電感器耦接到低頻橋臂的兩個開關管之間的節點；高頻橋臂，包括兩個工作在高頻開關狀態的開關管； 線電壓檢測電路，耦接到交流電源，檢測交流電源電壓的工作狀態；邏輯控制電路，基於採樣信號，產生邏輯控制信號；低頻橋臂控制電路，基於交流電源電壓的工作狀態，控制低頻橋臂開關管的導通和關斷；高頻橋臂控制電路，基於所述邏輯控制信號，控制高頻橋臂開關管的導通和關斷。本發明的另一方面提供了一種控制電源電路的方法，包括採用差分電路檢測交流電源電壓的工作狀態；基於採樣信號，產生邏輯控制信號；控制一個橋臂的開關管工作在高頻開關狀態；控制另一個橋臂的開關管工作在低頻開關狀態，根據交流電源電壓的工作狀態，控制一個開關管保持導通，另一個開關管保持關斷。
參考附圖描述了本發明的非限制性並且非窮舉的實施方案和實施例，其中，若非另外指出，各個示圖中相同的標號指代相同的部件。圖IA和圖IB示出的是現有的功率因數校正電路的示意圖。圖2A和2B示出的是根據本發明一個實施例的電源電路的示意圖。圖3A和3B示出的是根據本發明另一個實施例的電源電路的示意圖。圖4示出的是根據本發明一個實施例的電源電路中各個信號的波形圖。圖5示出的是根據本發明實施例的電源電路控制方法流程圖。
具體實施例方式下面的說明中，列出了許多具體細節以便提供對本發明的徹底理解。然而，對於本領域普通技術人員顯而易見的是，實施本發明並不必需使用這些具體細節。在其他情況下， 那些眾所周知的材料或方法沒有被詳細描述，以免使本發明費解。在整個說明書中，對「 一個實施例」、「實施例」、「 一個示例」或「示例」的提及意味著結合該實施例或示例描述的特定特徵、結構或特性被包含在本發明至少一個實施例中。 因此，在整個說明書的各個地方出現的短語「在一個實施例中」、「在實施例中」、「一個示例」 或「示例」不一定都指同一實施例或示例。此外，可以以任何適當的組合和、或子組合將特定的特徵、結構或特性組合在一個或多個實施例或示例中。此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的示圖都是為了說明的目的，並且示圖不一定是按比例繪製的。
應當理解，當稱「元件」 「連接到」或「耦接」到另一元件時，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當稱元件「直接連接到」或「直接耦接到」另一元件時，不存在中間元件。相同的附圖標記指示相同的元件。這裡使用的術語「和/或」 包括一個或多個相關列出的項目的任何和所有組合。本發明的實施例中，一個橋臂的開關管工作在低頻開關狀態，例如與交流電源電壓基本相同的工作頻率，降低了低頻橋臂開關管的開關頻率，減小了低頻橋臂開關管的開關損耗，提高了根據本發明實施例的電源電路的轉換效率。本發明的一個實施例採用如金屬氧化物場效應電晶體MOSFET之類的開關管來實現能量的傳遞，相對於二極體，如MOSFET之類的開關管的導通電阻更低，導通損耗更小，並且在任一時刻電路中最多有兩個器件處於工作狀態。因此，在高工作頻率、大工作電流的應用場合，本發明實施例的優點更加明顯。圖2A所示PFC電路，由四個開關管Si、S2、S3和S4代替圖IA中相應的二極體組成橋臂電路，開關管Sl和S3構成高頻橋臂，工作在高頻開關狀態，開關管S2和S4構成低頻橋臂，工作在低頻開關狀態，例如與交流電源基本相同的工作頻率。電感器Ll置於橋臂電路之前，交流電源的L端子通過電感器Ll耦接到高頻橋臂開關管Sl和S3的公共點，交流電源的N端子耦接到低頻橋臂開關管S2和S4的公共點。圖2A中所示開關管為金屬氧化物場效應電晶體M0SFET，但在其他實施例中，可以採用任何其他合適的開關管。當交流電源電壓工作在正半周期，低頻橋臂中的開關管S2保持導通，高頻橋臂中的開關管Sl和S3 工作在高頻開關狀態。當開關管Sl導通時，交流電源通過電感器Li、開關管Sl和S2組成的迴路給Ll充電；當開關管Sl的導通時間達到恆定導通時間COT時，開關管Sl被關斷，開關管S3導通，交流電源通過電感器Li、開關管S3和S2組成的迴路給輸出電容器C。充電， 同時給負載&提供功率，電感器Ll被放電。當交流電源工作在負半周期，開關管S4保持導通。當開關管S3導通時，交流電源通過電感器Li、開關管S3和S4組成的迴路給Ll充電； 當開關管S3的導通時間達到恆定導通時間COT時，開關管S3被關斷，開關管Sl導通，交流電源通過電感器Li、開關管Sl和S4組成的迴路給輸出電容器C。充電，同時給負載&提供功率，電感器Ll被放電。如圖4所示，附圖標記401所示為交流電源電壓波形，附圖標記402為流過電感器 Ll電流込波形，附圖標記DS1、DS2、Ds3和Ds4分別為開關管Si、S2、S3和S4的驅動波形，高電平控制開關管導通，低電平控制開關管關斷。在交流電源的正半周期，開關管S2保持常開，在開關管Sl導通、開關管S3關斷時間段，電感器電流L以上升斜率充電，在開關管S3 導通、開關管Sl關斷時間段，電感器電流L以下降斜率放電；在交流電源的負半周期，開關管S4保持常開，在開關管S3導通、開關管Sl關斷時間段，電感器電流L以上升斜率充電， 在開關管Sl導通、開關管S3關斷時間段，電感器電流L以下降斜率放電。圖2B所示電路為圖2A中示出電路的控制電路，採樣電路(圖中未示出)對流過母線208的電流進行檢測，得到零電流檢測信號ZCD，並且對輸出電壓進行採樣，得到輸出電壓採樣信號UF。信號ZCD和Uf共同耦接到邏輯控制電路202的輸入端，邏輯控制電路202 基於上述輸入信號產生信號H。根據本發明的一個實施例，邏輯控制電路202包括補償電路，補償電路包括運算放大器AMP、電阻器Rl和電容器Cl，對信號Uf進行信號補償，補償信號耦接到比較器Comp2的負輸入端。比較器Comp2的正輸入端耦接到斜坡信號RAMP，根據補償信號和斜坡信號的比較結果，輸出恆定導通時間信號C0T，信號COT耦接到RS觸發器的復位端R，為RS觸發器提供復位信號。信號Z⑶耦接到比較器Compl的負輸入端，比較器 Compl的正輸入端耦接到參考電壓VZ，其輸出端耦接到RS觸發器的置位端S，為RS觸發器提供置位信號，RS觸發器的輸出端輸出驅動信號H。電路203為差分採樣電路，對交流電源電壓進行採樣。交流電源的L端子耦接到電阻器R6的第一端和電阻器Rll的第一端，電阻器R6的第二端耦接到運算放大器EAl的負輸入端和電阻器R5的第一端，電阻器R5的第二端耦接到EAl的輸出端。電阻器Rll的第二端耦接到運算放大器EA2的正輸入端和電阻器R12的第一端，電阻器R12的第二端耦接到地。交流電源的N端子耦接到電阻器R7的第一端和電阻器RlO的第一端，電阻器R7 的第二端耦接到運算放大器EAl的正輸入端和電阻器R8的第一端，電阻器R8的第二端耦接到地。電阻器RlO的第二端耦接到運算放大器EA2的負輸入端和電阻器R9的第一端，電阻器R9的第二端耦接到運算放大器EA2的輸出端。運算放大器EAl的輸出信號B為交流電源電壓負半周期的採樣信號，運算放大器EA2的輸出信號A為交流電源電壓正半周期的採樣信號。如圖4所示，附圖標記401為交流電源電壓波形，信號A與交流電源電壓正半周期的波形成比例，信號B與交流電源電壓負半周期的波形成比例。電路204為低頻橋臂控制電路，為開關管S2和S4提供控制信號。運算放大器 EAl的輸出信號B耦接到比較器Comp3的正輸入端，Comp3的負輸入端耦接到參考電壓V。sl， Comp3的輸出信號C耦接到功率驅動電路207的輸入端。運算放大器EA2的輸出信號A耦接到比較器Comp4的正輸入端，Comp4的負輸入端耦接到參考電壓V。sl，Comp4的輸出信號D 耦接到功率驅動電路207的輸入端。功率驅動電路207將輸入信號進行功率放大，輸出信號分別耦接到相應的開關管的門極，為開關管的導通和關斷提供足夠功率的驅動信號。當交流電源工作在正半周期，L端子處為正電壓，EA2的輸出信號A為正電壓，當信號A的電壓值高於參考電壓V。sl時，比較器Comp4的輸出信號D為高電平，經過功率驅動電路207的功率放大，提供足夠的驅動信號控制開關管S2導通。當交流電源工作在負半周期， N端子處為正電壓，EAl的輸出信號B為正電壓，當信號B的電壓值高於參考電壓V。sl時，比較器Comp3的輸出信號C為高電平，經過功率驅動電路207的功率放大，提供足夠的驅動信號控制開關管S4導通。因此，開關管S2和S4的工作頻率與交流電源電壓的頻率基本相同。 參考電壓V。sl為S2和S4的切換提供了死區時間，當信號A或B低於V。sl時，信號D或C為低電平，S2和S4不導通，確保橋臂不會發生直通。如圖3中所示信號A、B、C和D的波形， 信號A高於V。sl時，信號D為高電平，信號B高於V。sl時，信號C為高電平，信號C和D之間有一段死區時間，確保信號C和D不會重疊。電路205和206構成高頻橋臂控制電路，為開關管Sl和S3提供控制信號。邏輯控制電路202的輸出信號H耦接到同步驅動器205的輸入端，同步驅動器205的Q+端子和 Q-端子產生兩路互補的同步信號F和G，信號H的上升沿與信號G的下降沿有延遲時間Tdi， 信號H的下降沿與信號F的下降沿也有延遲時間TD1。信號F和G之間有死區時間Td2，以確保Sl和S3所組成的橋臂不會發生直通現象。信號F和G耦接到信號選擇電路206，信號選擇電路206根據交流電源電壓工作在正半周期還是負半周期，選擇正確的信號控制開關管 Sl和S3的導通和關斷。如圖2B所示實施例，信號G耦接到單刀雙擲開關SPl的第一端，信號F耦接到單刀雙擲開關SP2的第一端，SPl和SP2的切換由信號D控制。開關SPl的第二端和開關SP2的第三端耦接在一起，公共點處輸出信號M。開關SPl的第三端和開關SP2 的第二端耦接在一起，公共點處輸出信號N。當交流電源工作在正半周，信號D為高電平，信號M和N分別為信號G和F，即M = G，N = F ；當交流電源工作在負半周，信號D為低電平，信號M和N分別為信號F和G，即M =F, N = G0信號M耦接到與門ADl的第一輸入端，與門ADl的輸出信號耦接到功率驅動電路207的輸入端，控制開關管Sl的導通和關斷；信號N耦接到與門AD2的第一輸入端， 與門AD2的輸出信號耦接到功率驅動電路207的輸入端，控制開關管S3的導通和關斷。信號C和D耦接到或門OR的兩個輸入端，或門的輸出信號E為信號C和D的疊加，耦接到與門ADl的第二輸入端和與門AD2的第二輸入端，在信號C和D的死區時間段，信號E為低電平，因此與門ADl和AD2的輸出信號為低，開關管Sl和S3將被關斷；在信號C或D為高電平的時間段，信號E為高電平，與門ADl和AD2將信號M和N傳送到功率驅動電路207。圖 2B所示實施例中的單刀雙擲開關僅為示例性的，本領域技術人員應該理解，可以採用其他方法來實現多路信號選擇的功能，而不限於圖2B中的電路。本發明的實施例中，在任一時刻電路中最多有兩個開關管處於工作狀態，並且其中一個橋臂的開關管工作在低頻開關狀態，例如與交流電源電壓基本相同的工作頻率，降低了低頻橋臂開關管的開關頻率，減小了低頻橋臂開關管的開關損耗，進一步提高了根據本發明實施例的電源電路的轉換效率，尤其是在高工作頻率、大工作電流的應用場合，本發明實施例的優點更加明顯。圖3A和圖;3B所示為根據本發明另一實施例的電源電路。圖3A所示實施例還包括電流採樣電路209，電路209包括感測繞組Tl和T2，分別串聯在開關管S2和S4所在支路，採樣流過開關管S2和S4電流，通過二極體Dl和D2將電流信號耦接到電阻器Rsenl，Rsenl 的另一端耦接到地，電阻器兩端電壓即電流採樣信號CS，將電流採樣信號CS耦接到邏輯控制電路202的輸入端。圖3A所示實施例中電流採樣電路209僅為示例性的，本領域技術人員應該理解，可以採用其他方法來實現電流採樣，而不限於圖3A中的電路。圖;3B所示實施例中，差分採樣電路203的輸出端還耦接到求和電路210的輸入端。運算放大器EAl的輸出信號B耦接到電阻器R16的第一端，運算放大器EA2的輸出信號A耦接到電阻器R17的第一端，電阻器R16和R17的第二端共同耦接到運算放大器EA3的正輸入端和電阻器18的第一端，電阻器R18的第二端耦接到地。運算放大器EA3的輸出端耦接邏輯控制電路202的輸入端和電阻器R14的第二端，電阻器R14的第一端耦接到運算放大器EA3的負輸入端和電阻器R15的第二端，電阻器R15的第一端耦接到地。運算放大器EA3的輸出信號波形如圖4中信號所示，信號Vin_re。為信號A和B的疊加，稱為線電壓信號。邏輯控制電路202基於信號Z⑶、UF、CS和Vin_,e。產生驅動信號H。根據本發明的一個實施例，邏輯控制電路202包括補償電路，補償電路包括運算放大器AMP、電阻器Rl 和電容器Cl，對信號W進行信號補償，補償信號耦接到乘法器的第一輸入端。乘法器的第二輸入端耦接到信號Vin_。，乘法器將信號Vin_re。與補償信號相乘，輸出預期值信號Vcom。預期值信號V。。m耦接到比較器Comp2的負輸入端，比較器Comp2的正輸入端耦接到電流採樣信號CS，將預期值信號V。。m和電流採樣信號CS相比較，比較器Comp2的輸出信號耦接到RS 觸發器的復位端R，為RS觸發器提供復位信號。信號ZCD耦接到比較器Compl的負輸入端，
8比較器Compl的正輸入端耦接到參考電壓VZ，其輸出端耦接到RS觸發器的置位端S，為RS 觸發器提供置位信號，RS觸發器的輸出端輸出驅動信號H。如圖3A所示PFC電路，在開關管Sl導通時間段，交流電源通過電感器Li、開關管 Sl和S2組成的迴路給Ll充電；當電流採樣信號CS達到預期值V。。m時，開關管Sl被關斷， 開關管S3導通，交流電源通過電感器Li、開關管S3和S2組成的迴路給輸出電容器C。充電，同時給負載&提供功率，電感器Ll被放電。在交流電源工作在負半周期，開關管S4保持導通，在開關管S3導通時間段，交流電源通過電感器Li、開關管S3和S4組成的迴路給電感器Ll充電；當電流採樣信號CS達到預期值V。。m時，開關管S3被關斷，開關管Sl導通，交流電源通過電感器Li、開關管Sl和S4組成的迴路給輸出電容器C。充電，同時給負載&提供功率，電感器Ll被放電。圖5所示流程圖示出了根據本發明實施例的控制電源電路的方法500。更具體而言，在步驟501，採用差分電路檢測交流電源電壓的工作狀態，在步驟502和503，判斷交流電源電壓工作在正半周期還是負半周期，如果判斷出交流電源電壓工作在正半周期，在步驟504控制低頻橋臂中的開關管S2保持導通，通過信號選擇電路將開關管Sl的控制信號 M切換到信號G，將開關管S3的控制信號N切換到信號F，控制開關管Sl和S3的導通和關斷；如果判斷出交流電源電壓工作在負半周期，在步驟505，控制低頻橋臂中的開關管S4保持導通，通過信號選擇電路將開關管Sl的控制信號M切換到信號F，將開關管S3的控制信號N切換到信號G，控制開關管Sl和S3的導通和關斷；如果交流電源電壓工作在正半周期和負半周期的過渡階段，在步驟506，將這段過渡時間設置為一段死區時間，開關管Si、S2、 S3和S4都處於關斷狀態，確保S2和S4不會同時導通，並且繼續檢測交流電源電壓的工作狀態，在死區時間經過之後做出判斷。根據本發明實施例的電源電路，開關管Si、S2、S3和S4與控制電路可以集成在一起，以集成電路形式實現，或者控制電路以集成電路的形式實現，開關管Si、S2、S3和S4以分立元件實現，或者開關管Si、S2、S3和S4與控制電路都以分立元件實現。本發明的實施例中，在任一時刻電路中最多有兩個開關管處於工作狀態，並且其中一個橋臂的開關管工作在低頻開關狀態，例如與交流電源電壓基本相同的工作頻率，降低了低頻橋臂開關管的開關頻率，減小了低頻橋臂開關管的開關損耗，進一步提高了根據本發明實施例的電源電路的轉換效率，尤其是在高工作頻率、大工作電流的應用場合，本發明實施例的優點更加明顯。以上對本發明的示出示例的描述，包括摘要中所描述的，並不希望是窮盡的或者是對所公開的精確形式的限制。實際上，應當理解，特定電壓、電流、頻率、功率範圍值、時間等被提供用於說明目的，並且其他值也可以用在根據本發明教導的其他實施例和示例中。 說明書和權利要求書中的「第一」、「第二」、「第三」等僅用於區分不同的元件，而並非將其限制為以特定的順序被使用。本領域的技術人員應該理解，本發明的範圍由所附權利要求限定。不脫離本發明的精神和原理的任何修改或局部替換，均應落入本發明的範圍之內。
權利要求
1.一種電源電路，將輸入的交流電源轉換成直流，包括電感器；低頻橋臂，包括兩個工作在低頻開關狀態的開關管，交流電源通過所述電感器耦接到低頻橋臂的兩個開關管之間的節點；高頻橋臂，包括兩個工作在高頻開關狀態的開關管；線電壓檢測電路，耦接到交流電源，檢測交流電源電壓的工作狀態；邏輯控制電路，基於採樣信號，產生邏輯控制信號；低頻橋臂控制電路，基於交流電源電壓的工作狀態，控制低頻橋臂開關管的導通和關斷；高頻橋臂控制電路，基於所述邏輯控制信號，控制高頻橋臂開關管的導通和關斷。
2.如權利要求1所述的電源電路，其中，所述線電壓檢測電路包括差分電路，該差分電路包括第一運算放大器和第二運算放大器，第一運算放大器輸出交流電源電壓負半周期的檢測信號，第二運算放大器輸出交流電源電壓正半周期的檢測信號。
3.如權利要求2所述的電源電路，還包括求和電路，將交流電源電壓負半周期的檢測信號和正半周期的檢測信號疊加，輸出全波整流信號。
4.如權利要求2所述的電源電路，其中，所述低頻橋臂控制電路包括第一比較器，該第一比較器的正相輸入端耦接到所述第一運算放大器的輸出端，其負相輸入端耦接到第一參考電壓，當交流電源電壓負半周期的檢測信號高於第一參考電壓時，第一比較器輸出高電平；第二比較器，該第二比較器的正相輸入端耦接到所述第二運算放大器的輸出端，其負相輸入端耦接到第二參考電壓，當交流電源電壓正半周期的檢測信號高於第二參考電壓時， 第二比較器輸出高電平。
5.如權利要求1所述的電源電路，其中，所述高頻橋臂控制電路包括同步驅動器，根據所述邏輯控制信號，輸出兩路互補的同步驅動信號。
6.如權利要求5所述的電源電路，其中，所述同步驅動信號滯後所述邏輯控制信號一段延遲時間，同步驅動信號之間互相間隔一段死區時間。
7.如權利要求5或6所述的電源電路，其中，所述高頻橋臂控制電路還包括信號選擇電路，根據交流電源電壓的工作狀態，將其輸出信號在所述同步驅動信號之間切換。
8.如權利要求1所述的電源電路，其中，所述開關管為至少一個η型金屬氧化物半導體場效應電晶體。
9.如權利要求1所述的電源電路，其中，所述低頻橋臂的開關管工作在與交流電源電壓基本相同的頻率。
10.如權利要求1所述的電源電路，其中，所述邏輯控制電路基於對輸出電壓的採樣信號和對電感器中電流的採樣信號來產生邏輯控制信號。
11.如權利要求1所述的電源電路，其中，所述邏輯控制電路基於對輸出電壓的採樣信號、對電感器中電流的採樣信號和對低頻橋臂的電流採樣信號以及對線電壓的採樣信號來產生邏輯控制信號。
12.—種控制電源電路的方法，包括採用差分電路檢測交流電源電壓的工作狀態；基於採樣信號，產生邏輯控制信號；控制一個橋臂的開關管工作在高頻開關狀態；控制另一個橋臂的開關管工作在低頻開關狀態，根據交流電源電壓的工作狀態，控制一個開關管保持導通，另一個開關管保持關斷。
13.如權利要求12所述的方法，其中，所述差分電路採用第一運算放大器和第二運算放大器分別輸出交流電源電壓負半周期的檢測信號和交流電源電壓正半周期的檢測信號。
14.如權利要求13所述的方法，其中，將交流電源電壓正半周期和負半周期的檢測信號疊加，得到全波整流信號。
15.如權利要求12所述的方法，其中，通過同步驅動器將所述邏輯控制信號變換為兩路互補的同步驅動信號，該同步驅動信號滯後所述邏輯控制信號一段延遲時間，同步驅動信號之間互相間隔一段死區時間。
16.如權利要求15所述的方法，其中，根據交流電源電壓的工作狀態，將高頻橋臂開關管的驅動信號在同步驅動信號之間切換。
17.如權利要求12所述的方法，其中，所述低頻橋臂的開關管工作在與交流電源電壓基本相同的頻率。
18.如權利要求12所述的方法，其中，基於採樣信號產生邏輯控制信號的步驟包括基於對輸出電壓的採樣信號和對電感器中電流的採樣信號來產生邏輯控制信號。
19.如權利要求12所述的方法，其中，基於採樣信號產生邏輯控制信號的步驟包括基於對輸出電壓的採樣信號、對電感器中電流的採樣信號和對低頻橋臂的電流採樣信號以及對線電壓的採樣信號來產生邏輯控制信號。
全文摘要
公開了一種電源電路及其控制方法。所述電路包括電感器；低頻橋臂，包括兩個工作在低頻開關狀態的開關管，交流電源通過所述電感器耦接到低頻橋臂的兩個開關管之間的節點；高頻橋臂，包括兩個工作在高頻開關狀態的開關管；線電壓檢測電路，耦接到交流電源，檢測交流電源電壓的工作狀態；邏輯控制電路，基於採樣信號，產生邏輯控制信號；低頻橋臂控制電路，基於交流電源電壓的工作狀態，控制低頻橋臂開關管的導通和關斷；高頻橋臂控制電路，基於所述邏輯控制信號，控制高頻橋臂開關管的導通和關斷。一個橋臂的開關管工作在低頻開關狀態，降低了低頻橋臂開關管的開關頻率，減小了低頻橋臂開關管的開關損耗，提高了電源電路的轉換效率。
文檔編號H02M7/219GK102185504SQ20111012748
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月17日 優先權日2011年5月17日
發明者任遠程, 張軍明, 張波, 楊先慶, 詹姆斯·莫邪 申請人:成都芯源系統有限公司