信號發生器以及使用該信號發生器的pfc變換器的制造方法
【專利說明】
[0001] 本申請要求于2014年7月21日提交的題為"SignalGeneratorandPFC ConverterUsingtheSame(信號發生器以及使用該信號發生器的PFC變換器）"的第 10-2014-0091825號韓國專利申請的權益，其整體以引用方式并入本申請。
技術領域
[0002] 本發明涉及一種信號發生器以及使用該信號發生器的PFC變換器。
【背景技術】
[0003]開關模式電源供應商采用了功率因數校正（PFC)變換器。PFC變換器可通過使輸 入電流跟蹤輸入電壓來補償功率因數。即，PFC變換器可將AC電壓輸出為恒定DC電壓，同 時使輸入電流跟蹤施加到外部的輸入電壓。
[0004]近來，電源供應商著重于在重負載狀態和輕負載狀態下的效率的提高。然而，PFC變換器有隨著開關頻率增加在輕負載下的效率降低的問題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種具有高效率的信號發生器以及使用該信號發生器的PFC變換器。
[0006]根據本發明的示例性實施例，提供一種PFC變換器，包括：變換器單元，包括電感 器和開關，所述開關通過導通或截止操作來切換驅動電流在所述電感器中的流動；以及信 號發生器，輸出切換所述開關的導通信號或截止信號，并且當驅動電流的大小小于預設值 時，長時間保持導通信號以使得驅動電流的大小能夠達到所述預設值。
[0007] 根據本發明的另一示例性實施例，提供一種控制導通信號和截止信號以控制驅動 電流的流動的信號發生器，包括：導通信號發生器，響應于感測驅動電流的感測電壓輸出導 通觸發信號；截止信號發生器，響應于感測電壓輸出截止觸發信號；以及鎖存電路，當導通 觸發信號被輸入時輸出導通信號，當接觸觸發信號被輸入時輸出截止信號，其中，當感測電 壓的大小小于預設值時所述截止信號發生器延遲截止觸發信號，并且將延遲的截止觸發信 號傳送給鎖存電路以使得感測電壓的大小能夠達到所述預設值。
[0008] 根據本發明的另一示例性實施例，提供一種控制導通信號和截止信號以控制驅動 電流的流動的信號發生器，所述信號發生器包括：第一比較器，將感測驅動電流的感測電壓 與第一參考電壓進行比較；第二比較器，將感測電壓與第二參考電壓進行比較；第三比較 器，將具有預定斜率的斜坡信號與第三參考電壓進行比較；第一運算器，接收第一比較器和 第三比較器的輸出信號以執行與運算，并且當感測電壓高于第一參考電壓并且斜坡信號的 大小大于第三參考電壓時輸出與截止信號對應的信號；電容器，具有第一電極和第二電極， 所述第一電極接收與斜坡信號對應的電流信號，所述第二電極連接到預定電壓源并通過復 位開關來復位；第四比較器，具有分別連接到所述電容器的一個端子和另一端子的正（+) 輸入端子和負（_)輸入端子，并且當在復位開關斷開的狀態下充入所述電容器中的電壓低 于預定值時生成與導通信號對應的信號；鎖存電路，接收第一運算器的輸出端子的電壓和 第四比較器的輸出端子的電壓，并且選擇性地將輸出端子的電壓輸出；以及第二運算器，被 反饋有鎖存電路的輸出信號并且接收第四比較器的輸出信號以執行或非運算。
【附圖說明】
[0009] 圖1是根據本發明的示例性實施例的PFC變換器的電路圖。
[0010] 圖2是示出從典型的PFC變換器流向電感器的電流的波形圖。
[0011] 圖3是示出指示從圖1中示出的PFC變換器流向電感器的電流的波形圖。
[0012] 圖4是示出圖1中示出的PFC變換器中所采用的信號發生器的第一示例性實施例 的結構圖。
[0013] 圖5是示出在圖4中示出的鎖存電路中通過導通觸發信號和截止觸發信號生成選 通信號時的時序的示圖。
[0014] 圖6是示出圖1中示出的PFC變換器中所采用的信號發生器的第二示例性實施例 的結構圖。
[0015]圖7是示出從圖6中示出的斜坡信號發生器輸出的斜坡信號的波形的波形圖。
[0016] 圖8是示出從圖6中示出的電流信號發生器輸出的電流的波形的波形圖。
[0017] 圖9是指示從圖1中示出的PFC變換器流向電感器的電流的大小的波形圖。
【具體實施方式】
[0018] 為實現上述目的的根據本發明的示例性實施例的信號發生器以及使用該信號發 生器的PFC變換器的動作效果和技術配置事項將通過以下參照示出本發明的示例性實施 例的附圖進行的詳細描述而清楚地顯而易見。
[0019]另外，當確定與本公開有關的已知技術的詳細描述可能使本公開的主旨模糊時， 其詳細描述將被省略。在本說明書中，術語第一、第二等用于將一個元件與另一元件相區 分，元件不由上述術語限定。
[0020] 將參照附圖詳細描述本公開的示例性實施例，所述附圖示出可由本發明實踐的具 體示例性實施例的示例。將詳細描述這些示例性實施例以便于本領域技術人員實踐本公 開。應該理解，本公開的各種示例性實施例彼此不同，但不必為排他的。例如，結合示例性 實施例在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，本說明書中所描述的特定形狀、結構和特 性可被實現于另一示例性實施例中。另外，應該理解，在不脫離本公開的精神和范圍的情況 下，所公開的各個示例性實施例中的各個組件的位置或布置方式可改變。因此，下述具體實 施方式不應被解釋為限制性的。另外，本公開的范圍僅由所附權利要求及其等同物（如果 適當的話）限定。在各種方面貫穿附圖將使用相似標號來描述相同或相似的功能。
[0021] 以下將參照附圖詳細描述本公開的示例性實施例，以使得本領域技術人員可容易 地實踐本公開。
[0022] 圖1是根據本發明的示例性實施例的PFC變換器的電路圖。
[0023] 參照圖1，PFC變換器100可包括：變換器單元110,其包括電感器L和開關SW，開 關SW通過導通或截止操作來切換驅動電流IL在電感器L中的流動；以及信號發生器120， 其輸出導通信號或截止信號，并且當流過電感器L的驅動電流IL的大小小于預設值時，長 時間保持導通信號以使得驅動電流IL的大小能夠達到所述預設值。在該配置中，開關SW可以是FET、MOS晶體管、BJT等，但不限于此。
[0024] 另外，變換器單元110還可包括整流器130,其對從輸入電源電壓Vin供應的AC電 流執行全波整流。另外，電感器L可從整流器130接收驅動電流IL。根據本發明的示例性 實施例，整流器130可包括橋式二極管130a和整流器電容器Cin。整流器130可使用橋式 二極管130a來對從輸入電源電壓Vin供應的AC電流執行全波整流，并且可將全波整流的 AC電流充入整流器電容器Cin中。另外，變換器單元110可具有連接到二極管D的電感器 L，以防止反向電流流過電感器L。
[0025] 信號發生器120可根據感測電壓VCS和反饋電壓VFB輸出選通信號"GATE"，其中， 選通信號"GATE"可包括導通信號和截止信號。
[0026] 信號發生器120輸出導通信號"0N(導通）"以使開關SW導通，以使得驅動電流IL 能夠從整流器130穿過電感器L流向開關SW，并且輸出截止信號"OFF(截止）"以使開關 SW截止，以使得驅動電流IL能夠從整流器130穿過電感器L流向負載140。導通信號"0N" 可以是高狀態信號，截止信號"OFF"可以是低狀態信號，但是這些信號不限于此。因此，如 果導通信號"0N"使開關SW導通，截止信號"OFF"使開關SW截止，則這些信號可以是任何 狀態的信號。在這種情況下，感測電壓VCS可以是響應于流過負載140的驅動電流IL而出 現在感測電阻Rs中的電壓，反饋電壓VFB可以是與施加到負載140的電壓對應的電壓。另 外，反饋電壓VFB可以是通過并聯連接到負載140的第一電阻器Rfbl和第二電阻器Rfb2 分壓的電壓。另外，電流流過電感器L或者由于開關SW的導通或截止操作而減小，因此，如 圖2所示，流過電感器L的驅動電流IL可具有鋸齒波形。這里，該鋸齒波形用于描述，開關 SW的開關操作可在PFC變換器100中非常快速地執行，鋸齒波的數量會更多地出現。另外， 如果連接具有鋸齒波形的驅動電流IL的峰值的線滿足下式1，則PFC變換器100的功率因 數可提尚。
[0027][式1]
[0028]IL=TonXVin/L
[0029] 另外，如果流過電感器L的驅動電流IL的峰值滿足上式1，則流過電感器L的驅動 電流IL的平均值可滿足下式2。
[0030][式 2]
[0031]
[0032] 在上式2中，IL表示流過電感器L的驅動電流
_示在一個開 關周期流過電感器L的驅動電流IL的平均值，Ton表示開關SW保持導通狀態的時間，Tsw表不開關SW被再次導通時的時序，Vin表不輸入電源電壓Vin的大小，L表不電感器L的大 小。
[0033] 當通過開關SW的操作而流過電感器L的電流滿足上式1時，具體地講，當在輕負 載下，開關SW的導通時間較小并且輸入電源電壓Vin的大小較小時，驅動電流