一种具有高功率因数的开关电源及其控制器

摘要

本发明适用于开关电源领域，提供了一种具有高功率因数的开关电源及其控制器。在本发明中，通过采用包括时钟电路、乘法器、基准信号生成模块、比较器以及数字逻辑处理电路的开关电源控制器，在无需光耦进行副边反馈的情况下控制功率开关管的通断以调整开关电源的输出电流和功率因数，进而达到控制开关电源恒流输出并实现高功率因数的目的，整个开关电源控制器的结构简单且工作寿命长，从而解决了现有技术所存在的电路结构复杂、成本高且寿命短的问题。

主权项

一种具有高功率因数的开关电源控制器，所述开关电源控制器内置于包含有反激型变压器的开关电源，其特征在于，所述开关电源控制器具有电流采样端、电压采样端及控制信号输出端；所述电流采样端用于接入所采样到的开关电源的原边电流的缩放信号，所述电压采样端用于接入所采样到的反激型变压器的辅助线圈的电压信号，所述控制信号输出端用于输出控制信号至开关电源的功率开关管的控制端；所述开关电源控制器包括：时钟电路，用于为所述开关电源控制器内部提供具有固定频率的时钟信号；乘法器，输入端接所述电流采样端，用于对所述原边电流的缩放信号进行平方运算处理后输出相应的平方缩放信号；基准信号生成模块，输入端接所述电压采样端，用于对所述反激型变压器的辅助线圈的电压进行采样以获得开关电源的输出电压的缩放信号和与开关电源的输入电压同频同相的正弦半波缩放信号，并对所述开关电源的输出电压的缩放信号和所述与开关电源的输入电压同频同相的正弦半波缩放信号作运算处理后输出基准信号；比较器，第一输入端和第二输入端分别接所述乘法器的输出端和所述基准信号生成模块的输出端，用于将所述平方缩放信号与所述基准信号进行比较并输出相应的控制电平信号；数字逻辑处理电路，第一输入端和第二输入端分别接所述时钟电路的输出端和所述比较器的输出端，输出端接所述控制信号输出端，用于根据所述时钟信号对所述控制电平信号进行逻辑处理后输出控制信号控制所述功率开关管的通断；由所述数字逻辑处理电路对所述功率开关管的通断进行多次循环控制以使所述乘法器输出的平方缩放信号与所述基准信号生成模块输出的基准信号呈线性变化关系；所述基准信号生成模块包括：输出电压采样电路、正弦半波产生电路、第一乘法器及第二乘法器；所述输出电压采样电路的输入端和所述正弦半波产生电路的输入端共接形成所述基准信号生成模块的输入端，所述输出电压采样电路的输出端接所述第二乘法器的第一输入端，所述正弦半波产生电路的输出端接所述第一乘法器的输入端，所述第一乘法器的输出端接所述第二乘法器的第二输入端，所述第二乘法器的输出端为所述基准信号生成模块的输出端；所述输出电压采样电路用于当所述功率开关管截止时，对所述反激型变压器的辅助线圈的电压进行采样以输出开关电源的输出电压的缩放信号；所述正弦半波产生电路用于当所述功率开关管导通时，对所述反激型变压器的辅助线圈的电压或电流进行采样并生成与开关电源的输入电压同频同相的正弦半波缩放信号；所述第一乘法器用于对所述与开关电源的输入电压同频同相的正弦半波缩放信号进行平方运算处理后输出正弦半波平方信号；所述第二乘法器用于将所述开关电源的输出电压的缩放信号与所述第一乘法器输出的正弦半波平方信号进行乘积运算后获得所述基准信号。