專利名稱：一種電流控制系統和方法及其信號產生電路的制作方法
技術領域：
本申請的實施例涉及電子電路，更具體但是并非排它地涉及一種電流控制系統和方法。
背景技術：
傳統的交流-直流電源系統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后級的升壓Boost變換器。圖IA示出了現有的PFC電路的一種控制方式的電路原理圖。該PFC電路包括主電路101和控制電路102，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D4四個二極管或者類似的元件，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、功率開關Si、二極管D5和輸出電容器Co，負載LED耦接于系統輸出電壓\和反饋電阻&之間，其公共端點F為系統反饋節點，其電壓為Ufo控制電路102，包括第一回路、第二回路、乘法器和驅動電路。第一回路包括分壓網絡103和電路104，用以控制輸入電流/電感電流波形。分壓網絡103包括電阻器R2和 R3，對經過整流電路之后的第一輸入信號Vhsi進行檢測，在電阻器R2和R3的公共點處得到第二輸入信號VHS2。電路104將第二輸入信號Vhs2歸一化或者放大后輸出信號VHS3。第二回路包括放大器105及由電阻器Rl和電容器Cl構成的補償網絡，輸出第二輸出信號VQ2。放大器105的第一端電連接至電壓信號REF，第二端(FB端)一般通過一個低通濾波器106耦接至系統反饋節點。由于低通濾波器106的存在，系統反饋接點具有較大紋波時，放大器105第二端的電壓可以保持穩定。乘法器107接收信號Vhs3和第二輸出信號VQ2，并將二者相乘，輸出乘法信號VOT。驅動電路包括比較器108，接受乘法信號Vai^P電流采樣信號CS，產生驅動信號 Vdkv，控制功率開關Sl的導通和關斷。—般而言，系統的輸出電壓可以高達400V。為了使系統獲得穩定的輸出電壓，需要較大的輸出電容Q。能夠承受高壓的大電容不僅價格昂貴，而且壽命低，容易損壞。業內人士希望使用較小的輸出電容Q，這就導致LED上電流紋波較大。如圖IB所示，由于功率因數校正的結果，系統輸入電流Iin/電感電流Iu和第一輸入信號Vhsi保持同頻同向。假定第一輸入信號Vhsi的表達式為Vhsi = AX I Sin (2 π ω t) (1)其中，A表示其振幅，I · I表示絕對值，ω為角頻率。假定電感電流的振幅為B， 則表達式為，Ili = BX I Sin (2 π ω t)(2)由于LED兩端的電壓隨電流變化不明顯的特性，系統輸出電壓Vq基本不隨LED上電流變化而變化。假定轉換效率接近100%，根據功率守恒定律，VhsiXIli = V0XIled(3)可以得出，
權利要求
1.一種電流控制系統，包括第一輸入端，耦接第一輸入信號；續流電路，包括功率開關、電感和整流器，通過功率開關的導通和關斷將所述第一輸入信號的能量傳遞至所述電流控制系統的輸出端；其中，控制所述功率開關的導通和關斷，使所述第一輸入信號的電流信號在第一時間段內與所述第一輸入信號的電壓信號成正比，第二時間段內與所述第一輸入信號的電壓信號成反比，第三時間段內與所述第一輸入信號的電壓信號成正比。
2.根據權利要求1所述的電流控制系統，其中，所述第一輸入信號的電流信號在第一時間段內與所述第一輸入信號的電壓信號成線性關系，在第二時間段與所述第一輸入信號的電壓信號的倒數成線性關系，在第三時間段內與所述第一輸入信號的電壓信號成線性關系。
3.根據權利要求1所述的電流控制系統，其中，所述第二時間段包括 第二下降時間段，所述第一輸入信號的電流信號減小；以及第二上升時間段，所述第一輸入信號的電流信號增大。
4.根據權利要求1所述的電流控制系統，其中，所述第一時間段、所述第二時間段與所述第三時間段之和等于所述第一輸入信號的周期。
5.根據權利要求1所述的電流控制系統，其中，所述第一輸入信號的電流信號關于所述第一輸入信號的振幅對稱。
6.根據權利要求1所述的電流控制系統，其中，所述電感耦接于所述輸入端和開關端， 所述功率開關耦接于所述開關端和地電位，所述整流器耦接于所述開關端和所述控制系統的輸出端。
7.根據權利要求1所述的電流控制系統，還包括，負載LED，耦接于所述控制系統的輸出端和所述控制系統的反饋端；以及反饋電阻，耦接于所述控制系統的反饋端和地電位。
8.根據權利要求7所述的電流控制系統，還包括控制電路，包括 第一環路，耦接至所述第一輸入信號，產生第一信號；第二環路，耦接至所述控制系統的反饋端，產生第二信號； 乘法電路，耦接至所述第一信號和所述第二信號，產生乘法信號；以及驅動電路，耦接至所述乘法信號，產生驅動信號； 使用所述驅動信號控制所述功率開關的導通和關斷。
9.一種信號產生電路，包括， 輸入端，提供輸入信號；除法電路，耦接至所述輸入端，產生除法信號，所述除法信號與所述輸入信號的成反比；選擇電路，接收所述輸入信號和所述除法信號，選擇幅值小的信號，輸出第一輸出信號。
10.根據權利要求9所述的信號產生電路，其中，所述信號產生電路還包括， 歸一化電路，將所述輸入信號歸一化，輸出歸一化信號；所述除法電路，接收所述歸一化信號，產生除法信號，所述除法信號與所述歸一化信號成反比；所述選擇電路，接收所述歸一化信號和所述倒數信號，選擇幅值小的信號，輸出所述第一輸出信號。
11.根據權利要求9所述的信號產生電路，其中，所述信號產生電路還包括， 倍增電路，將所述歸一化信號倍增，輸出倍增信號；所述選擇電路，接收所述倍乘信號和所述除法信號，選擇幅值小的信號，輸出所述第一輸出信號。
12.根據權利要求9所述的信號產生電路，其中，所述信號產生電路還包括， 減法電路，接收所述除法信號，輸出減法信號；所述選擇電路，接收所述倍乘信號和所述減法信號，選擇幅值小的信號，輸出所述第一輸出信號。
13.根據權利要求9 12任意一項所述的信號產生電路，還包括第二環路，產生第二輸出信號；乘法電路，耦接至所述第一輸出信號和所述第二輸出信號，產生乘法信號； 驅動電路，耦接至所述乘法信號，產生驅動信號。
14.一種電流控制系統，包括權利要求13所述的信號產生電路；還包括電感、整流器以及功率開關，所述驅動信號通過控制所述功率開關的導通和關斷控制所述電感上的電流。
15.一種電流控制方法，包括提供第一半波信號；使用包括功率開關和電感的續流電路，對第一半波信號續流； 其中，控制所述功率開關的導通和關斷，使所述第一輸入信號的電流信號在第一時間段內與所述第一輸入信號的電壓信號成正比，在第二時間段內與所述第一輸入信號的電壓信號成反比，在第三時間段內與所述第一輸入信號的電壓信號成正比。
全文摘要
公開了一種電流控制系統及其方法。根據本申請一個實施例的電流控制系統，包括第一輸入端，耦接第一輸入信號；續流電路，包括功率開關、電感和整流器，通過功率開關的導通和關斷將所述第一輸入信號的能量傳遞至所述控制系統的輸出端；其中，控制所述功率開關的導通和關斷，使所述第一輸入信號的電流信號在第一時間段內與所述第一輸入信號的電壓信號成正比，在第二時間段內與所述第一輸入信號的電壓信號成反比，在第三時間段內與所述第一輸入信號的電壓信號成正比。
文檔編號H02M3/156GK102347682SQ201110275070
公開日2012年2月8日 申請日期2011年9月16日 優先權日2011年9月16日
發明者保羅·尤納坦恩, 李伊珂 申請人:成都芯源系統有限公司