CN112803751B - 功率因数校正电路的控制信号产生方法、控制装置及电源 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种功率因数校正电路的控制信号产生方法、控制装置及电源，所述方法包括：对输入的交流电的交流电压进行过零检测，每当检测到所述交流电压过零时，对所述功率因数校正电路的输出电压进行检测，得到检测电压；当所述检测电压在第一预设电压与第二预设电压之间时，在所述交流电压第K次过零及第K+1次过零之间的时间段，利用所述控制装置基于第K次过零得到的检测电压调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路进行功率因数校正。通过以上方法，本公开实施例可以抑制二次谐波，以改善总谐波失真，改善动态响应，降低PFC输出波动，使得PFC稳定工作，输出稳定、准确的输出电压。

Description

功率因数校正电路的控制信号产生方法、控制装置及电源

技术领域

本公开涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种功率因数校正电路的控制信号产生方法、控制装置及电源。

背景技术

电力电子技术的应用可以大大提高电能变换装置的功率密度，有效减小装置的体积和重量。随着电力电子技术的快速发展，电力电子设备越来越多，而几乎每个电力电子设备都需要通过整流变换技术将交流电转换成直流电，为了减小负载谐波对电网及其它设备的相互影响，每个电子设备的输入电流谐波含量和功率密度都需要满***流用电设备电流谐波要求。因此研究高效率和高功率密度的PFC(功率因数校正，Power Factor Corrector)变换器具有重要意义。

在对PFC变换器进行控制时，需要检测PFC输出的输出电压，并根据输出电压产生控制信号，然而，PFC的输出电压通常含有二次谐波分量，在利用含有二次谐波分量的输出产生控制信号时，会使得控制装置在进行运算时电流总谐波失真恶化，将导致PFC输出波动较大，无法稳定工作。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种功率因数校正电路的控制信号产生方法、控制装置及电源，以改善总谐波失真，改善动态响应，降低PFC输出波动，使得PFC稳定工作，输出稳定、准确的输出电压。

根据本公开的一个方面，提出了功率因数校正电路的控制信号产生方法，所述方法应用于控制装置中，所述控制装置用于控制功率因数校正电路对输入的交流电进行功率因数校正，并产生输出电压，其中，所述方法包括：

对输入的交流电的交流电压进行过零检测，每当检测到所述交流电压过零时，对所述功率因数校正电路的输出电压进行检测，得到检测电压；

当所述检测电压在第一预设电压与第二预设电压之间时，在所述交流电压第K次过零及第K+1次过零之间的时间段，利用所述控制装置基于第K次过零得到的检测电压调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路进行功率因数校正，

其中，所述第一预设电压小于所述第二预设电压，所述第一预设电压、所述第二预设电压与所述功率因数校正电路的目标输出电压相关，

其中，K为整数。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

当所述检测电压小于所述第一预设电压或大于所述第二预设电压时，对所述功率因数校正电路的输出电压进行实时跟踪，得到实时跟踪的输出电压，利用所述控制装置基于实时跟踪的输出电压调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路进行功率因数校正。

在一种可能的实现方式中，所述控制装置包括电压环模块，所述电压环模块包括误差放大器，所述电压环模块用于根据所述检测电压及参考电压确定功率相关参数，所述功率相关参数与所述功率因数校正电路的功率相关，其中，所述方法还包括：

当所述检测电压小于所述第一预设电压或大于所述第二预设电压时，将所述误差放大器设置为非线性工作状态。

在一种可能的实现方式中，所述当所述检测电压小于所述第一预设电压或大于所述第二预设电压时，将所述误差放大器设置为非线性工作状态，包括：

当所述检测电压小于所述第一预设电压时，将所述误差放大器的增益参数设置为负向最大或在当前增益参数的基础上叠加负的第一偏移值；或

当所述检测电压大于所述第二预设电压时，将所述误差放大器的增益参数设置为正向最大或在当前增益参数的基础上叠加正的第二偏移值。

在一种可能的实现方式中，所述控制装置包括过零检测模块、电压检测模块、比较模块、模式控制模块，其中：

所述过零检测模块，用于对输入的交流电的交流电压进行过零检测，得到检测结果；

所述电压检测模块，电连接于所述过零检测模块，用于根据所述检测结果，每当检测到所述交流电压过零时，对所述功率因数校正电路的输出电压进行检测，得到检测电压；

所述比较模块，电连接于所述电压检测模块，所述比较模块用于将所述检测电压与所述第一预设电压、所述第二预设电压进行比较，输出比较结果，以确定所述检测电压所处的范围；

所述模式控制模块，电连接于所述比较模块及所述电压检测模块，所述模式控制模块用于：

当根据所述比较结果确定所述检测电压在第一预设电压与第二预设电压之间时，在所述交流电压第K次过零及第K+1次过零之间的时间段，输出第K次过零得到的检测电压，以使得所述控制装置基于第K次过零得到的检测电压调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路进行功率因数校正；或

当根据所述比较结果确定所述检测电压小于所述第一预设电压或大于所述第二预设电压时，对所述功率因数校正电路的输出电压进行实时跟踪，得到实时跟踪的输出电压，以使得所述控制装置基于实时跟踪的输出电压调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路进行功率因数校正。

在一种可能的实现方式中，所述控制装置还包括：

电压环模块，用于根据所述检测电压及参考电压输出功率相关参数，所述功率相关参数与所述功率因数校正电路的功率相关；

目标电流确定模块，电连接于所述电压环模块，用于根据输入的交流电的交流电压及所述功率相关参数确定目标电流；

电流环模块，电连接于所述目标电流确定模块，用于根据所述目标电流及所述功率因数校正电路的检测电流得到调整值，所述调整值用于对控制信号的占空比进行调整；

电压调整模块，电连接于所述电流环模块，用于对输入的交流电的交流电压进行运算，并利用所述调整值对运算后的电压进行调整，得到调整后的电压；

信号产生模块，电连接于所述电压调整模块，用于根据所述调整后的电压产生控制信号。

在一种可能的实现方式中，所述功率因数校正电路包括第零二极管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电感、第一电容、第一晶体管，其中，

所述第一二极管的正极端电连接于所述第二二极管的负极端、交流电源的第一端，所述第一二极管的负极端电连接于所述第三二极管的负极端及所述第一电感的第一端，所述交流电源用于输出交流电，

所述第三二极管的正极端电连接于所述第四二极管的负极端及所述交流电源的第二端，

所述第一电感的第二端电连接于所述第零二极管的正极端及所述第一晶体管的漏极，

所述第零二极管的负极端电连接于所述第一电容的第一端，用于输出所述输出电压，

所述第一晶体管的栅极用于接收所述控制信号，

所述第二二极管的正极端、所述第四二极管的正极端、所述第一晶体管的源极、所述第一电容的第二端接地。

在一种可能的实现方式中，所述功率因数校正电路包括第二电感、第二电容、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管，其中，

所述第三晶体管的源极电连接于所述第四晶体管的漏极及交流电源的第一端，所述交流电源用于输出交流电，

所述第三晶体管的漏极电连接于所述第二晶体管的漏极、所述第二电容的第一端，用于输出所述输出电压，

所述第二电感的第一端电连接于所述交流电源的第二端，所述第二电感的第二端电连接于所述第二晶体管的源极及所述第五晶体管的漏极，

所述第二晶体管的栅极、所述第三晶体管的栅极、所述第四晶体管的栅极、所述第五晶体管的栅极用于接收所述控制信号，

所述第四晶体管的源极、所述第五晶体管的源极、所述第二电容的第二端接地。

根据本公开的另一方面，提供了一种控制装置，所述控制装置用于控制功率因数校正电路对输入的交流电进行功率因数校正，并产生输出电压，所述控制装置包括过零检测模块、电压检测模块、比较模块、模式控制模块，其中：

所述过零检测模块，用于对输入的交流电的交流电压进行过零检测，得到检测结果；

所述电压检测模块，电连接于所述过零检测模块，用于根据所述检测结果，每当检测到所述交流电压过零时，对所述功率因数校正电路的输出电压进行检测，得到检测电压；

所述比较模块，电连接于所述电压检测模块，所述比较模块用于将所述检测电压与第一预设电压、第二预设电压进行比较，输出比较结果，以确定所述检测电压所处的范围；

所述模式控制模块，电连接于所述比较模块，所述模式控制模块用于：

当根据所述比较结果确定所述检测电压在第一预设电压与第二预设电压之间时，在所述交流电压第K次过零及第K+1次过零之间的时间段，输出第K次过零得到的检测电压，以使得所述控制装置基于第K次过零得到的检测电压调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路进行功率因数校正。

根据本公开的另一方面，提供了一种电源，所述电源包括所述的控制装置。

通过以上方法及装置，本公开实施例可以对输入的交流电的交流电压进行过零检测，每当检测到所述交流电压过零时，对所述功率因数校正电路的输出电压进行检测，得到检测电压；当所述检测电压在第一预设电压与第二预设电压之间时，在所述交流电压第K次过零及第K+1次过零之间的时间段，利用所述控制装置基于第K次过零得到的检测电压调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路进行功率因数校正，通过交流电压的两个过零点之间保持检测电压不变，可以抑制二次谐波，以改善总谐波失真，改善动态响应，降低PFC输出波动，使得PFC稳定工作，输出稳定、准确的输出电压。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出了根据本公开一实施例的功率因数校正电路的控制信号产生方法的流程图。

图2示出了根据本公开一实施例的功率因数校正电路的控制信号产生方法的流程图。

图3示出了根据本公开一实施例的控制装置的示意图。

图4示出了根据本公开一实施例的功率因数校正电路的示意图。

图5示出了根据本公开一实施例的功率因数校正电路的示意图。

图6示出了根据本公开一实施例的控制装置的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

请参阅图1，图1示出了根据本公开一实施例的功率因数校正电路的控制信号产生方法的流程图。

所述方法应用于控制装置中，所述控制装置用于控制功率因数校正电路对输入的交流电进行功率因数校正，并产生输出电压，其中，如图1所示，所述方法包括：

步骤S11，对输入的交流电的交流电压进行过零检测，每当检测到所述交流电压过零时，对所述功率因数校正电路的输出电压进行检测，得到检测电压；

步骤S12，当所述检测电压在第一预设电压与第二预设电压之间时，在所述交流电压第K次过零及第K+1次过零之间的时间段，利用所述控制装置基于第K次过零得到的检测电压调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路进行功率因数校正，其中，所述第一预设电压小于所述第二预设电压，所述第一预设电压、所述第二预设电压与所述功率因数校正电路的目标输出电压相关，其中，K为整数。

通过以上方法，本公开实施例可以对输入的交流电的交流电压进行过零检测，每当检测到所述交流电压过零时，对所述功率因数校正电路的输出电压进行检测，得到检测电压；当所述检测电压在第一预设电压与第二预设电压之间时，在所述交流电压第K次过零及第K+1次过零之间的时间段，利用所述控制装置基于第K次过零得到的检测电压调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路进行功率因数校正，通过交流电压的两个过零点之间保持检测电压不变，可以抑制二次谐波，以改善总谐波失真，改善动态响应，降低PFC输出波动，使得PFC稳定工作，输出稳定、准确的输出电压。

本公开实施例对第一预设电压、第二预设电压的具体大小不做限定，本领域技术人员可以根据需要设定。

示例性的，第一预设电压可以为目标输出电压的92％～98％，优选的，第一预设电压可以为目标输出电压的95％。

示例性的，第二预设电压可以为目标输出电压的102％～108％，优选的，第二预设电压可以为目标输出电压的105％。

在一个示例中，当检测电压为目标输出电压的95％～105％之间的任意值时，可以认为PFC电路处于稳态，在这种情况下，本公开实施例在所述交流电压第K次过零及第K+1次过零之间的时间段，利用所述控制装置基于第K次过零得到的检测电压调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路进行功率因数校正，以抑制二次谐波，改善总谐波失真，提高PFC电路的输出端准确性，并提高PFC电路的稳定性。

在一个示例中，经过实际测量，通过以上方法，本公开实施例在PFC电路处于稳态时，可以使得总谐波失真降低到低于2％，极大地改善了总谐波失真。

请参阅图2，图2示出了根据本公开一实施例的功率因数校正电路的控制信号产生方法的流程图。

在一种可能的实现方式中，如图2所示，所述方法还可以包括：

步骤S13，当所述检测电压小于所述第一预设电压或大于所述第二预设电压时，对所述功率因数校正电路的输出电压进行实时跟踪，得到实时跟踪的输出电压，利用所述控制装置基于实时跟踪的输出电压调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路进行功率因数校正。

在一个示例中，当所述检测电压不在第一预设电压与第二预设电压之间时，例如，当所述检测电压小于所述第一预设电压或大于所述第二预设电压时，本公开实施例可以采用电压跟随模式，即对PFC的输出电压进行跟随，利用实时跟踪的输出电压产生控制信号以实现对PFC电路的控制，通过这样的方式，本公开实施例可以使得PFC电路能够快速地实现动态响应。

在一个示例中，当PFC电路初上电时，输出电压小于目标输出电压的95％，因此，在PFC上电时，本公开实施例可以采用跟随模式实现对PFC电路的控制。

在一种可能的实现方式中，所述控制装置可以包括电压环模块，所述电压环模块包括误差放大器，所述电压环模块用于根据所述检测电压及参考电压确定功率相关参数，所述功率相关参数与所述功率因数校正电路的功率相关，在一个示例中，如图2所示，所述方法还可以包括：

步骤S14，当所述检测电压小于所述第一预设电压或大于所述第二预设电压时，将所述误差放大器设置为非线性工作状态。

本公开实施例在所述检测电压小于所述第一预设电压或大于所述第二预设电压时，将所述误差放大器设置为非线性工作状态，经过实测，动态响应从0负载到满功率负载的输出电压波动小于10％，极大地降低了输出电压波动。

在一种可能的实现方式中，所述当所述检测电压小于所述第一预设电压或大于所述第二预设电压时，将所述误差放大器设置为非线性工作状态，可以包括：

当所述检测电压小于所述第一预设电压时，将所述误差放大器的增益参数设置为负向最大或在当前增益参数的基础上叠加负的第一偏移值；或

当所述检测电压大于所述第二预设电压时，将所述误差放大器的增益参数设置为正向最大或在当前增益参数的基础上叠加正的第二偏移值。

在一个示例中，所述增益参数例如可以为电流增益参数或电压增益参数，或其他参数，对此，本公开实施例不做限定。

本公开实施例可以通过两种方式调整误差放大器，使得误差放大器工作在非线性状态。

在一个示例中，电压环模块可以设置多个误差放大器(如)，以适应线性阶段或非线性阶段；或者，电压环模块中的误差放大器可以根据不同的阶段被设置为不同的误差增益Gm。

在一个示例中，可以将误差放大器的增益参数直接进行调整，例如，当检测电压在第一预设电压(如95％*目标输出电压)与第二预设电压(如105％*目标输出电压)之间时，对应的误差放大器的增益为Gm×1，当检测电压小于第一预设电压或大于第二预设电压时，对应的误差放大器的增益为Gm×N(N可以大于1)，则当检测电压小于第一预设电压或大于第二预设电压时，可以调整对应的误差放大器的增益参数，其中，当所述检测电压小于所述第一预设电压时，将所述误差放大器的增益参数设置为负向最大，当所述检测电压大于所述第二预设电压时，将所述误差放大器的增益参数设置为正向最大，以使得误差放大器工作在非线性状态。

在一个示例中，可以在误差放大器的当前增益参数的基础上叠加一个较大的偏移值，以进行调整，例如，当所述检测电压小于所述第一预设电压时，在对应的误差放大器的当前增益参数的基础上叠加负的第一偏移值；当所述检测电压大于所述第二预设电压时，在当前增益参数的基础上叠加正的第二偏移值，以使得误差放大器工作在非线性状态。

本公开实施例对误差放大器的增益参数的具体设置方式不做限定，本领域技术人员可以参考相关技术实现。

下面对所述方法应用的控制装置的可能实现方式进行示例性介绍。

请参阅图3，图3示出了根据本公开一实施例的控制装置的示意图。

在一种可能的实现方式中，如图3所示，所述控制装置可以包括过零检测模块210、电压检测模块220、比较模块230、模式控制模块240，其中：

所述过零检测模块210，用于对输入的交流电的交流电压Vac进行过零检测，得到检测结果；

所述电压检测模块220，电连接于所述过零检测模块210，用于根据所述检测结果，每当检测到所述交流电压Vac过零时，对所述功率因数校正电路的输出电压Vo进行检测，得到检测电压；

所述比较模块230，电连接于所述电压检测模块220，所述比较模块230用于将所述检测电压与所述第一预设电压、所述第二预设电压进行比较，输出比较结果，以确定所述检测电压所处的范围；

所述模式控制模块240，电连接于所述比较模块230及所述电压检测模块220，所述模式控制模块240用于：

当根据所述比较结果确定所述检测电压在第一预设电压与第二预设电压之间时，在所述交流电压第K次过零及第K+1次过零之间的时间段，输出第K次过零得到的检测电压Vsns，以使得所述控制装置基于第K次过零得到的检测电压调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路10进行功率因数校正；或

当根据所述比较结果确定所述检测电压小于所述第一预设电压或大于所述第二预设电压时，对所述功率因数校正电路的输出电压进行实时跟踪，得到实时跟踪的输出电压，即实时获取检测电压Vsns，以使得所述控制装置基于实时跟踪的输出电压(即实时检测得到的检测电压)调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路10进行功率因数校正。

应该说明的是，本公开实施例对过零检测模块210、电压检测模块220、比较模块230、模式控制模块240等各个模块的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以利用相关技术实现，例如，过零检测模块210可以包括比较器，通过与零电压进行比较判断交流电压是否过零；电压检测模块220可以采用电阻分压检测方式，在PFC电路的输出连接分压电路以实现对输出电压的检测，并可以设置多路选择器或其他的通路器件，以接收过零检测模块210的过零信号并输出对应的信号，例如，在交流电压过零时，电压检测模块220可以将过零时的检测电压通过多路选择器输出到比较模块230进行比较，当然，电压检测模块220一方面将过零时的检测电压输出到比较模块230，另一方面，电压检测模块220也将过零时的检测电压及分压电阻的跟踪电压都输出到模式控制模块240；比较模块230可以包括比较器，通过比较器实现检测电压与第一预设电压、第二预设电压的比较，以得到比较结果；模式控制模块240可以包括多路选择器等，根据比较结果确定控制信号以选择对应的通路，如在保持模式下，在两次过零时保持前一次过零时的检测电压输出到电压环；在跟踪模式下，将电压检测模块220的跟踪电压输出到电压环。

当然，以上描述是示例性的，在其他实施例中，各个模块的连接方式和实现均可以根据需要设定，例如，过零检测模块210也可以连接到模式控制模块240，过零检测模块210同步将过零检测结果输出到电压检测模块220、模式控制模块240，以使得模式控制模块240可以直接利用电压检测模块220的跟踪电压确定过零时的检测电压，对此，本公开实施例不做限定。

在一种可能的实现方式中，如图3所示，所述控制装置还可以包括：

电压环模块250，用于根据所述检测电压Vsns及参考电压Vref输出功率相关参数，所述功率相关参数P与所述功率因数校正电路的功率相关；

目标电流确定模块260，电连接于所述电压环模块250，用于根据输入的交流电的交流电压Vac及所述功率相关参数P确定目标电流；

电流环模块270，电连接于所述目标电流确定模块260，用于根据所述目标电流及所述功率因数校正电路的检测电流Iac得到调整值，所述调整值用于对控制信号的占空比进行调整；

电压调整模块280，电连接于所述电流环模块270，用于对输入的交流电的交流电压进行运算，并利用所述调整值对运算后的电压进行调整，得到调整后的电压；

信号产生模块290，电连接于所述电压调整模块280，用于根据所述调整后的电压产生控制信号。

应该说明的是，本公开实施例对获得交流电压Vac、交流电流Iac的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以利用相关技术实现。

应该说明的是，本公开实施例对各个模块的划分是示例性的，不应视为是对本公开的限制，例如，在一个具体的示例中，过零检测模块210、电压检测模块220、比较模块230、模式控制模块240可以设置在电压环模块250中。

在一个示例中，电压环模块250可以还可以包括误差放大器EA、频率补偿网络等，例如，模式控制模块240可以根据检测电压与第一预设电压、第二预设电压的大小输出对应的检测电压Vsns(例如，当所述检测电压在第一预设电压与第二预设电压之间时，在所述交流电压第K次过零及第K+1次过零之间的时间段，输出第K次过零得到的检测电压；当所述检测电压小于所述第一预设电压或大于所述第二预设电压时，对输出电压进行实时跟踪，实时输出检测电压Vsns到误差放大器EA中，误差放大器EA可以根据检测电压Vsns产生与功率值相关的功率相关参数，本公开实施例对电压环模块10的具体实现方式不做限定。

在一个示例中，目标电流确定模块260可以包括乘法器，本公开实施例可以利用目标电流确定模块260确定目标电流，本公开实施例对目标电流确定模块260的具体实现方式不做限定。

在一个示例中，电流环模块270可以包括比较器、补偿器(如误差放大器)等，以实现根据目标电流及功率因数校正电路的检测电流确定调整值，本公开实施例对检测功率因数校正电路的检测电流的方式不做限定，本公开实施例对电流环模块的具体实现方式不做限定。

在一个示例中，电压调整模块280可以包括比例运算电路或乘法电路、加法器等，电压调整模块280可以将交流电压乘以预设系数，得到运算后的电压，并利用加法器实现运算后的电压与调整值的加法运算或减法运算，以利用调整值对运算后的电压的占空比进行调整，本公开实施例对电压调整模块280的具体实现方式不做限定。

在一个示例中，信号产生模块290可以利用三角波(或锯齿波)及所述调整后的电压产生脉冲宽度调制PWM信号(控制信号)，例如，信号产生模块290可以利用比较器实现对调整后的电压及三角波的比较，以产生PWM信号，当然，本公开实施例对信号产生模块的具体实现方式不做限定。

本公开实施例对控制装置的各个模块的可能实现方式不做限定，本领域技术人员可以根据需要确定。

下面对功率因数校正电路的可能实现方式进行示例性介绍。

应该说明的是，本公开实施例中的功率因数校正电路10可以包括各种类型的PFC电路，例如可以包括有桥PFC或无桥图腾柱PFC等，对此，对于功率因数校正电路10的具体实现方式，本公开实施例不做限定。

请参阅图4，图4示出了根据本公开一实施例的功率因数校正电路的示意图。

在一种可能的实现方式中，如图4所示，所述功率因数校正电路还可以包括第零二极管D0、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电感L1、第一电容C1、第一晶体管Q1，其中，

所述第一二极管D1的正极端电连接于所述第二二极管D2的负极端、交流电源AC的第一端，所述第一二极管D1的负极端电连接于所述第三二极管D3的负极端及所述第一电感L1的第一端，所述交流电源AC用于输出交流电，

所述第三二极管D3的正极端电连接于所述第四二极管D4的负极端及所述交流电源AC的第二端，

所述第一电感L1的第二端电连接于所述第零二极管D0的正极端及所述第一晶体管Q1的漏极，

所述第零二极管D0的负极端电连接于所述第一电容C1的第一端，用于输出所述输出电压Vo，以为负载RL供电，

所述第一晶体管Q1的栅极用于接收所述控制信号，

所述第二二极管D2的正极端、所述第四二极管D4的正极端、所述第一晶体管Q1的源极、所述第一电容C1的第二端接地。

在一个示例中，在交流电源与校正电路之间可以设置EMI过滤模块，以降低电磁干扰EMI，本公开实施例对EMI滤除模块的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以根据需要利用相关技术实现。

在一个示例中，功率因数校正电路的检测电流可以为第一电感L1的电感电流Iac。

以上对有桥PFC的描述是示例性的，不应视为是对本公开实施例的限定，在其他的实施例中，有桥PFC还可以包括其他的实现方式。

请参阅图5，图5示出了根据本公开一实施例的功率因数校正电路的示意图。

在一种可能的实现方式中，如图5所示，所述功率因数校正电路还可以包括第二晶体管Q2、第三晶体管Q3、第四晶体管Q4、第五晶体管Q5、第二电感L2、第二电容C2，其中，

所述第三晶体管Q3的源极电连接于所述第四晶体管Q4的漏极及交流电源AC的第一端，所述交流电源AC用于输出交流电，

所述第三晶体管Q3的漏极电连接于所述第二晶体管Q2的漏极、所述第二电容C2的第一端，用于输出所述输出电压Vo，以驱动负载RL，

所述第二电感L2的第一端电连接于所述交流电源AC的第二端，所述第二电感L2的第二端电连接于所述第二晶体管Q2的源极及所述第五晶体管Q5的漏极，

所述第二晶体管Q2的栅极、所述第三晶体管Q3的栅极、所述第四晶体管Q4的栅极、所述第五晶体管Q5的栅极用于接收所述控制信号，

所述第四晶体管Q4的源极、所述第五晶体管Q5的源极、所述第二电容C2的第二端接地。

在一个示例中，功率因数校正电路的检测电流可以为第二电感L2的电感电流Iac。

以上对无桥PFC的描述是示例性的，不应视为是对本公开实施例的限定，在其他的实施例中，无桥PFC还可以包括其他的实现方式。

请参阅图6，图6示出了根据本公开一实施例的控制装置的示意图。

所述控制装置用于控制功率因数校正电路对输入的交流电进行功率因数校正，并产生输出电压，如图6所示，所述控制装置包括过零检测模块210、电压检测模块220、比较模块230、模式控制模块240，其中：

所述过零检测模块210，用于对输入的交流电的交流电压进行过零检测，得到检测结果；

所述电压检测模块220，电连接于所述过零检测模块210，用于根据所述检测结果，每当检测到所述交流电压过零时，对所述功率因数校正电路的输出电压进行检测，得到检测电压；

所述比较模块230，电连接于所述电压检测模块220，所述比较模块230用于将所述检测电压与第一预设电压、第二预设电压进行比较，输出比较结果，以确定所述检测电压所处的范围；

所述模式控制模块240，电连接于所述比较模块230，所述模式控制模块240用于：

当根据所述比较结果确定所述检测电压在第一预设电压与第二预设电压之间时，在所述交流电压第K次过零及第K+1次过零之间的时间段，输出第K次过零得到的检测电压，以使得所述控制装置基于第K次过零得到的检测电压调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路进行功率因数校正。

应该说明的是，所述控制装置的具体介绍请参考前面对功率因数校正电路的控制信号产生方法的描述，在此不再赘述。

通过以上装置，本公开实施例可以对输入的交流电的交流电压进行过零检测，每当检测到所述交流电压过零时，对所述功率因数校正电路的输出电压进行检测，得到检测电压；当所述检测电压在第一预设电压与第二预设电压之间时，在所述交流电压第K次过零及第K+1次过零之间的时间段，利用所述控制装置基于第K次过零得到的检测电压调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路进行功率因数校正，通过交流电压的两个过零点之间保持检测电压不变，可以抑制二次谐波，以改善总谐波失真，改善动态响应，降低PFC输出波动，使得PFC稳定工作，输出稳定、准确的输出电压。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种功率因数校正电路的控制信号产生方法，其特征在于，所述方法应用于控制装置中，所述控制装置用于控制功率因数校正电路对输入的交流电进行功率因数校正，并产生输出电压，所述控制装置包括过零检测模块、电压检测模块、比较模块、模式控制模块，所述电压检测模块电连接于所述过零检测模块及所述模式控制模块，所述比较模块电连接于所述电压检测模块，所述模式控制模块电连接于所述比较模块，其中，所述方法包括：

利用所述过零检测模块对输入的交流电的交流电压进行过零检测，每当检测到所述交流电压过零时，利用所述电压检测模块对所述功率因数校正电路的输出电压进行检测，得到检测电压；

利用所述比较模块将所述检测电压与第一预设电压、第二预设电压进行比较，输出比较结果；

利用所述模式控制模块执行：当根据所述比较结果确定所述检测电压在第一预设电压与第二预设电压之间时，在所述交流电压第K次过零及第K+1次过零之间的时间段，利用所述控制装置基于第K次过零得到的检测电压调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路进行功率因数校正，

其中，所述第一预设电压小于所述第二预设电压，所述第一预设电压、所述第二预设电压与所述功率因数校正电路的目标输出电压相关，

其中，K为整数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述检测电压小于所述第一预设电压或大于所述第二预设电压时，对所述功率因数校正电路的输出电压进行实时跟踪，得到实时跟踪的输出电压，利用所述控制装置基于实时跟踪的输出电压调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路进行功率因数校正。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制装置包括电压环模块，所述电压环模块包括误差放大器，所述电压环模块用于根据所述检测电压及参考电压确定功率相关参数，所述功率相关参数与所述功率因数校正电路的功率相关，其中，所述方法还包括：

当所述检测电压小于所述第一预设电压或大于所述第二预设电压时，将所述误差放大器设置为非线性工作状态。

4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述当所述检测电压小于所述第一预设电压或大于所述第二预设电压时，将所述误差放大器设置为非线性工作状态，包括：

当所述检测电压小于所述第一预设电压时，将所述误差放大器的增益参数设置为负向最大或在当前增益参数的基础上叠加负的第一偏移值；或

当所述检测电压大于所述第二预设电压时，将所述误差放大器的增益参数设置为正向最大或在当前增益参数的基础上叠加正的第二偏移值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模式控制模块还用于：

当根据所述比较结果确定所述检测电压小于所述第一预设电压或大于所述第二预设电压时，对所述功率因数校正电路的输出电压进行实时跟踪，得到实时跟踪的输出电压，以使得所述控制装置基于实时跟踪的输出电压调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路进行功率因数校正。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述控制装置还包括：

电压环模块，用于根据所述检测电压及参考电压输出功率相关参数，所述功率相关参数与所述功率因数校正电路的功率相关；

目标电流确定模块，电连接于所述电压环模块，用于根据输入的交流电的交流电压及所述功率相关参数确定目标电流；

电流环模块，电连接于所述目标电流确定模块，用于根据所述目标电流及所述功率因数校正电路的检测电流得到调整值，所述调整值用于对控制信号的占空比进行调整；

电压调整模块，电连接于所述电流环模块，用于对输入的交流电的交流电压进行运算，并利用所述调整值对运算后的电压进行调整，得到调整后的电压，其中，所述对输入的交流电的交流电压进行运算，包括：将所述交流电压乘以预设系数，得到运算后的电压；所述利用所述调整值对运算后的电压进行调整，得到调整后的电压，包括：实现运算后的电压与调整值的加法运算或减法运算，得到调整后的电压；

信号产生模块，电连接于所述电压调整模块，用于根据所述调整后的电压产生控制信号。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率因数校正电路包括第零二极管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电感、第一电容、第一晶体管，其中，

所述第一二极管的正极端电连接于所述第二二极管的负极端、交流电源的第一端，所述第一二极管的负极端电连接于所述第三二极管的负极端及所述第一电感的第一端，所述交流电源用于输出交流电，

所述第三二极管的正极端电连接于所述第四二极管的负极端及所述交流电源的第二端，

所述第一电感的第二端电连接于所述第零二极管的正极端及所述第一晶体管的漏极，

所述第零二极管的负极端电连接于所述第一电容的第一端，用于输出所述输出电压，

所述第一晶体管的栅极用于接收所述控制信号，

所述第二二极管的正极端、所述第四二极管的正极端、所述第一晶体管的源极、所述第一电容的第二端接地。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率因数校正电路包括第二电感、第二电容、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管，其中，

所述第三晶体管的源极电连接于所述第四晶体管的漏极及交流电源的第一端，所述交流电源用于输出交流电，

所述第三晶体管的漏极电连接于所述第二晶体管的漏极、所述第二电容的第一端，用于输出所述输出电压，

所述第二电感的第一端电连接于所述交流电源的第二端，所述第二电感的第二端电连接于所述第二晶体管的源极及所述第五晶体管的漏极，

所述第二晶体管的栅极、所述第三晶体管的栅极、所述第四晶体管的栅极、所述第五晶体管的栅极用于接收所述控制信号，

所述第四晶体管的源极、所述第五晶体管的源极、所述第二电容的第二端接地。

9.一种控制装置，其特征在于，所述控制装置用于控制功率因数校正电路对输入的交流电进行功率因数校正，并产生输出电压，所述控制装置包括过零检测模块、电压检测模块、比较模块、模式控制模块，其中：

所述过零检测模块，用于对输入的交流电的交流电压进行过零检测，得到检测结果；

所述电压检测模块，电连接于所述过零检测模块，用于根据所述检测结果，每当检测到所述交流电压过零时，对所述功率因数校正电路的输出电压进行检测，得到检测电压；

所述比较模块，电连接于所述电压检测模块，所述比较模块用于将所述检测电压与第一预设电压、第二预设电压进行比较，输出比较结果，以确定所述检测电压所处的范围；

所述模式控制模块，电连接于所述比较模块，所述模式控制模块用于：

当根据所述比较结果确定所述检测电压在第一预设电压与第二预设电压之间时，在所述交流电压第K次过零及第K+1次过零之间的时间段，输出第K次过零得到的检测电压，以使得所述控制装置基于第K次过零得到的检测电压调整占空比并输出控制信号，以控制所述功率因数校正电路进行功率因数校正。

10.一种电源，其特征在于，所述电源包括如权利要求9所述的控制装置。

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