CN208046450U - 集成电路功率因数控制器及离线转换器 - Google Patents

集成电路功率因数控制器及离线转换器 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及集成电路功率因数控制器及离线转换器。本该集成电路功率因数控制器包括脉宽调制器和线路感测电路。所述脉宽调制器具有用于接收反馈信号的第一输入端、用于接收线路感测信号的第二输入端、以及输出端，该输出端用于提供驱动信号，该驱动信号具有响应于反馈信号和线路感测信号而形成的占空比。线路感测电路具有用于接收驱动信号的输入端及耦接到脉宽调制器的第二输入端用于提供所述线路感测信号的输出端。线路感测电路响应于测量驱动信号的占空比而形成线路感测信号。在另一种形式中，离线转换器包括集成电路功率因数控制器，该集成电路功率因数控制器响应于驱动信号的占空比而提供线路感测信号，而无需测量所述输入线路上的电压。

Description

集成电路功率因数控制器及离线转换器
技术领域
本公开整体涉及功率转换电路，并且更具体地涉及集成电路功率因数控制器及离线转换器。
背景技术
离线转换器从交流(AC)线路接收电压并形成体电压，该体电压随后可被转换为供低电压电路使用的不同电压。通常，全波AC输入电压被转换为半波整流电压并且在被转换为较低电压之前进行平滑。用于离线转换器的一种特别有用的特征是功率因数控制。功率因数控制器可用于离线转换器，从而通过使电压和电流波形保持同相，确保以高功率因数将功率有效地传送到负载。
当操作时，功率因数控制器基于输入电压的电平来实施各种电压前馈和保护功能。例如，功率因数控制器可感测低压线路条件并且可作为响应而调节开关的接通时间。功率因数控制器还可检测欠压条件，在该欠压条件下其对异常低压的线路感测延长时间并且采取适当的补救措施。虽然这些前馈和保护功能是有用的，但它们使用集成电路端子来感测线路电压。
实用新型内容
根据第一方面，提供一种集成电路功率因数控制器，包括：脉宽调制器，所述脉宽调制器具有用于接收反馈信号的第一输入端、用于接收线路感测信号的第二输入端以及用于提供驱动信号的输出端，所述驱动信号具有响应于所述反馈信号和所述线路感测信号而形成的占空比；以及线路感测电路，所述线路感测电路具有用于接收所述驱动信号的输入端、以及耦接到所述脉宽调制器的所述第二输入端以提供所述线路感测信号的输出端，其中所述线路感测电路响应于测量所述驱动信号的占空比而形成所述线路感测信号。
根据另一方面，提供一种离线转换器，包括：输入线路，所述输入线路用于接收经整流的交流电压；晶体管，所述晶体管具有耦接到所述输入线路的第一电流电极、耦接到接地端子的第二电流电极以及用于接收驱动信号的控制电极；二极管，所述二极管具有耦接到所述输入线路的第一端子以及用于提供输出电压的第二端子；输出电容器，所述输出电容器具有耦接到所述二极管的所述第二端子的第一端子以及耦接到所述接地端子的第二端子；反馈电路，所述反馈电路用于响应于所述输出电压的电平而提供输出；以及集成电路功率因数控制器，所述集成电路功率因数控制器具有耦接到所述反馈电路的输出端的第一输入端子以及用于提供所述驱动信号的输出端子，所述集成电路功率因数控制器响应于所述驱动信号的占空比而提供线路感测信号，而无需测量所述输入线路上的电压，并且响应于所述线路感测信号和所述第一输入端子上的第一信号而提供所述驱动信号。
附图说明
通过参照附图可更好地理解本公开，并且本公开的多个特征和优点对于本领域的技术人员为显而易见的，在附图中：
图1以框图形式示出了现有技术已知的集成电路功率因数控制器；
图2以局部框图和局部示意图形式示出了根据本实用新型的一个实施方案具有集成电路功率因数控制器的离线转换器；
图3以框图形式示出了可用作图2的集成电路功率因数控制器的集成电路功率因数控制器。
图4以示意图形式示出了可用作图3的线路感测电路的线路感测电路；
图5示出了图4的线路感测电路的模拟的时序图；以及
图6以框图形式示出了可用作图3的线路处理电路的线路处理电路。
在不同附图中使用相同的参考符号来指示相同或类似的元件。除非另有说明，否则字词“耦接”及其相关联的动词形式包括直接连接以及通过本领域已知的方式的间接电连接两者；并且除非另有说明，否则对直接连接的任一描述暗示使用合适形式的间接电连接的替代实施方案。
具体实施方式
图1以框图形式示出了现有技术已知的集成电路功率因数控制器100。集成电路功率因数控制器100包括一组集成电路端子110、线路检测电路120、死区时间控制电路130、斜坡发生器140、误差放大器150、接通时间处理电路160、比较器170、锁存器180以及缓冲器190。
集成电路功率因数控制器100具有七个端子110，包括被标记为“CS/ZCD”的电流感测/零电流检测端子111、被标记为“VSENSE”的线路电压感测端子112、被标记为“FB”的反馈端子113、被标记为“COMP”的补偿端子114、被标记为“DRV”的驱动端子115、被标记为“VCC”的正电源电压端子116、以及被标记为“GND”的接地端子117。线路检测电路120具有连接到线路电压感测端子112的输入端、以及输出端。死区时间控制电路120具有连接到电流感测/零电流检测端子111的第一输入端、连接到补偿端子114的第二输入端、连接到线路检测电路120的输出端的第三输入端、第四输入端、用于提供被标记为“CLK”的信号的第一输出端、以及第二输出端。斜坡发生器140具有连接到线路检测电路120的输出端的输入端、以及输出端。误差放大器150具有连接到反馈端子113的非反相输入端、用于接收被标记为“VREF”的电压的反相输入端、以及连接到补偿端子114的输出端。接通时间处理电路160具有连接到死区时间控制电路130的第二输出端的第一输入端、连接到线路检测电路120的输出端的第二输入端、连接到误差放大器150的输出端的第三输入端、以及输出端。比较器170具有连接到斜坡发生器140的输出端的正输入端、连接到接通时间处理电路160的输出端的负输入端、以及输出端。锁存器180具有连接到死区时间控制电路130的第一输出端的被标记为“S”的设置输入端、连接到比较器170的输出端的被标记为“R”的重置输入端、以及被标记为“Q”的输出端。驱动器190具有连接到锁存器180的输出端的输入端、以及连接到死区时间控制电路130的第四输入端并连接到驱动端子115的输出端。
在操作中，集成电路功率因数控制器100是离线转换器的一部分，它对其栅极连接到驱动端子115的外部晶体管(未在图1中示出)的导通进行调制，以便以高功率因数将功率传送到负载。外部晶体管的第一端子接收经平滑的半正矢波形。集成电路功率因数控制器100使用经整流的AC线路电压中的纹波来调节电流感测限值，从而使传送到负载的电压和电流波形保持同相，并且用于保护以免发生异常线路条件。
离线转换器通常生成VSENSE作为AC线路电压的一部分，并且线路检测电路120使用VSENSE来检测某些异常条件(包括低压线路和欠压条件)。例如，斜坡发生器140响应于低压线路条件而修改斜坡信号，并且接通时间处理电路160响应于欠压条件而使DRV信号断开。
死区时间控制电路130使用CS/ZCD输入端来检测外部电感器的磁芯重置并且提供限流保护功能。死区时间控制电路130使用CS/ZCD信号作为零电流检测信号，以对DRV信号的死区时间进行调制并且向锁存器180选择性地生成CLK信号。其使用CS/ZCD信号作为电流感测信号，以检测流过外部晶体管的电流已达到其限值并且作为响应而使接通时间处理电路去激活DRV信号。
斜坡发生器140向其输出端提供斜坡信号，该斜坡信号用于设置外部晶体管的接通时间。在检测到低压线路条件时，其通过即使在外部电感器的磁芯重置之后也保持DRV信号不活动，从而使功率因数控制器以断续导通模式(DCM)操作。
离线转换器生成FB信号作为经整流的输入电压的一部分。集成电路功率因数控制器100使用误差放大器150来产生与FB和VREF之间的差值成比例的误差信号，以便将输出电压调节到所需电平。补偿端子114提供误差放大器150的输出端与为实现回路稳定性而提供的片外补偿网络之间的连接点。接通时间处理电路160将误差信号、线路感测信号以及关于变压器状态的信息合并而生成接通时间电压基准电平。比较器170使用接通时间基准电平和由斜坡发生器140生成的斜坡信号确定何时重置锁存器180，由此确定外部晶体管的接通时间。
集成电路功率因数控制器100可包括此处未详述的若干附加保护机制。
虽然集成电路功率因数控制器100实现了高功率因数，但其需要若干外部端子来形成控制其操作的各种信号。如现在将描述的那样，本发明人已开发了一种方法以提供相同功能但减少端子数，从而降低离线转换器的成本。
图2以局部框图和局部示意图形式示出了根据本实用新型的一个实施方案具有集成电路功率因数控制器260的离线转换器200。离线转换器200包括桥式整流器210、电容器220、电感器230、晶体管240、感测电阻器250、电阻器252和254、集成电路功率因数控制器260、输出电路270、反馈电路280以及负载290。
桥式整流器210包括二极管212、214、216和218。二极管212具有用于接收被标记为“VAC”的AC输入电压的第一分量的阳极、以及阴极。二极管214具有连接到地电位的阳极、以及连接到二极管212的阳极的阴极。二极管216具有用于接收VAC的第二分量的阳极、以及连接到二极管212的阴极的阴极。二极管218具有连接到地电位的阳极、以及连接到二极管216的阳极的阴极。
电容器220具有连接到二极管212和216的阴极的第一端子、以及连接到地电位的第二端子。电感器230具有连接到二极管212和216的阴极的第一端子、以及第二端子。晶体管240是N沟道功率金属氧化物半导体(MOS)晶体管，其具有连接到电感器230的第二端子的漏极、以及栅极和源极。电阻器250具有连接到晶体管240的源极的第一端子、以及连接到地电位的第二端子。电阻器252具有连接到晶体管240的源极的第一端子、以及第二端子。电阻器254具有连接到电阻器252的第二端子的第一端子、以及连接到电感器230的第二端子的第二端子。
集成电路功率因数控制器260具有连接到电阻器252的第二端子的第一输入端、第二输入端、以及连接到晶体管240的栅极的输出端。
输出电路270包括二极管272和电容器274。二极管272具有连接到电感器230的第二端子的阳极、以及用于提供被标记为“VBULK”的功率因数补偿电压的阴极。电容器274具有连接到二极管272的阴极的第一端子、以及连接到地电位的第二端子。
反馈电路280包括电阻器282和284。电阻器282具有连接到二极管272的阴极的第一端子、以及连接到集成电路功率因数控制器260的第一输入端的第二端子。电阻器284具有连接到电阻器282的第二端子的第一端子、以及连接到地电位的第二端子。
负载290具有连接到二极管272的阴极的第一端子、以及连接到地电位的第二端子。
在操作中，桥式整流器210将全波VAC信号转换为半波整流(半正矢)信号。电容器220对半正矢信号中的大纹波进行平滑以提供经平滑的半正矢信号。电感器230通过以下方式提供半正矢信号的进一步平滑：在晶体管240的接通时间期间储存能量，并且在晶体管240的断开时间期间将所储存的能量传送到负载290。二极管272和电容器274进一步对功率因数校正信号进行整流和平滑而形成VBULK。反馈电路280生成反馈电压作为VBULK的一部分。
集成电路功率因数控制器260以升压架构进行配置并且对晶体管240的导通性进行调制以便以高功率因数将功率传送到负载。其在电压模式控制中使用反馈电路280所生成的反馈信号以对晶体管240的接通时间进行调制，并且确定电阻器250所感测的流过晶体管240的电流和电感器230的磁化状态。
常规功率因数控制器(诸如图1的集成电路功率因数控制器100)需要附加输入端子来感测线路电压，从而实现接通时间控制及高压和低压线路感测和保护。该附加端子会增加功率因数控制器芯片和电路板的成本。然而，集成电路功率因数控制器260包括集成线路感测功能，该集成线路感测功能在不使用在外部端子上接收的感测信号的情况下实现，从而节省了产品成本。现在将描述集成电路功率因数控制器260如何执行线路感测。
图3以框图形式示出了可用作图2的集成电路功率因数控制器260的集成电路功率因数控制器300。集成电路功率因数控制器300一般包括一组端子301-306、脉宽调制器310以及线路感测电路320。这些端子包括电流感测/零电流检测端子301(CS/ZCD)、反馈端子302(FB)、补偿端子303(COMP)、驱动端子304(DRV)、正电源电压端子305(VCC)以及接地端子306(GND)。
脉宽调制器310包括误差放大器311、带有死区时间控制(DTC)电路312的时钟发生器、斜坡发生器313、接通时间处理电路314、比较器315、或门316、锁存器317、驱动器318以及线路处理电路319。误差放大器311具有连接到反馈端子302的非反相输入端、用于接收电压VREF的反相输入端、以及连接到补偿端子303的输出端。带有DTC区块312的时钟发生器具有连接到端子301的第一输入端、用于接收DRV信号的第二输入端、连接到误差放大器311的输出端的第三输入端、用于接收被标记为“LLINE”的信号的第四输入端、用于提供CLK信号的第一输出端、以及用于提供死区时间信号的第二输出端。斜坡发生器313具有用于接收DRV信号的第一输入端、用于接收LLINE信号的第二输入端、以及输出端。接通时间处理电路314具有连接到带有DTC电路312的时钟发生器的第二输出端的第一输入端、连接到误差放大器150的输出端的第二输入端、用于接收被标记为“HLINE”的信号的第三输入端、以及输出端。比较器315具有连接到斜坡发生器313的输出端的正输入端、连接到接通时间处理电路314的输出端的负输入端、以及输出端。或门316具有连接到比较器315的输出端的第一输入端、用于接收被标记为“BO_NOK”的信号的第二输入端、以及输出端。SR锁存器中的锁存器317具有连接到带有DTC区块312的时钟发生器的第一输出端的设置输入端S、连接到或门316的输出端的重置输入端R、以及输出端Q。驱动器318具有连接到锁存器317的输出端的输入端、以及连接到驱动端子304用于提供DRV信号的输出端。线路处理电路319具有用于接收被标记为“LINE SENSE”的信号的输入端、连接到带有DTC电路312的时钟发生器的第四输入端并连接到斜坡发生器313的第二输入端用于提供LLINE信号的第一输出端、连接到接通时间处理电路314的第三输入端以便提供HLINE信号的第二输出端、以及连接到或门316的第二输入端用于提供BO_NOK信号的第三输出端。
线路感测电路320具有连接到驱动器318的输出端用于接收DRV信号的输入端、以及连接到线路处理电路319的输入端用于提供LINE SENSE信号的输出端。
在操作中，集成电路功率因数控制器300是离线转换器的一部分，它对其栅极连接到驱动端子304的晶体管240的导通进行调制，以便以高功率因数将功率传送到负载290。
误差放大器311产生与FB和VREF之间的差值成比例的误差信号，以便将输出电压调节到所需电平。补偿端子303提供误差放大器311的输出端与用于实现回路稳定性的片外补偿网络之间的连接点。
带有DTC电路312的时钟发生器使用CS/ZCD输入端来检测电感器重置并且提供限流保护功能。其使用CS/ZCD信号作为零电流检测信号，以对DRV信号的死区时间进行调制并且向锁存器180选择性地生成CLK信号。其使用CS/ZCD信号作为电流感测信号，以检测流过外部晶体管的电流已达到其限值并且作为响应而使接通时间处理电路314去激活DRV信号。带有DTC电路312的时钟发生器还使用DRV信号和误差信号来确定何时向锁存器317提供CLK信号。
斜坡发生器313向其输出端提供斜坡信号以确定晶体管240的接通时间。在接收到LLINE信号时，其通过即使在电感器电流已降至零之后也保持DRV信号不活动，从而使功率因数控制器以断续导通模式(DCM)操作。
接通时间处理电路314处理误差信号和LLINE信号以生成接通时间电压基准电平。比较器315使用接通时间电压基准电平和由斜坡发生器313生成的斜坡信号确定何时重置锁存器180，由此确定外部晶体管的接通时间。在响应于低LINE SENSE电压的欠压条件期间，线路处理电路319激活BO_NOK信号，该信号也使锁存器317重置。
集成电路功率因数控制器300可包括此处未详述的若干附加保护机制。
然而，与集成电路功率因数控制器100不同，集成电路功率因数控制器300不需要单独的VSENSE端子来感测线路电压。相反，线路感测电路320基于DRV信号自身所含的信息来执行集成线路感测。
断开时间占空比“DOFF”与线路电压成比例，而不论功率因数控制器是在连续导通模式(CCM)、临界导通模式(CrM)还是断续导通模式(DCM)下操作。
在CCM和CrM下，存在两个阶段。在晶体管240的接通时间期间，在电感器230的第一端子和第二端子之间施加随时间变化的输入电压VIN(t)。在晶体管240的断开时间期间，在电感器230的第二端子和第一端子之间施加等于VBULK-VIN(t)的电压。应用伏特平衡法则：
VIN(t)●tON＝(VBULK-VIN(t))●tOFF [1]
其中tON是晶体管240的接通时间，并且tOFF是晶体管240的断开时间。重排等式[1]：
VIN(t)●(tON+tOFF)＝VBULK●tOFF [2]
在CCM或CrM下，没有死区时间，因此tON+tOFF＝TSW。从而：
其中DOFF是晶体管240的断开时间占空比。假定VBULK基本上恒定，则断开时间占空比DOFF与瞬时输入电压成比例。
在DCM下，存在三个阶段：被指定为“d1”的接通时间、被指定为“d2”的断开时间以及被指定为“d3”的死区时间，其中d1＝tON/TSW，d2＝tOFF/TSW，并且d3＝tDT/TSW。应当注意，由于有死区时间，断开时间占空比DOFF不同于d2，并且可被表示为：
其中tDT是死区时间。应用伏特平衡法则：
VIN(t)●tON-(VBULK-VIN(t))●tOFF+0●tDT＝0 [5]
与前面一样：
同样假定VBULK基本上恒定，则DCM下的断开时间占空比DOFF也与瞬时输入电压成比例。
线路感测电路320通过由DRV信号的接通时间和断开时间测量DOFF来提供LINESENSE信号，而无需使用明确的线路感测信号。因此，集成电路功率因数控制器300能以较低的集成电路和电路板成本执行与集成电路功率因数控制器100相同的保护和线路前馈功能。现在将描述线路感测电路320确定DOFF的方式。
图4以示意图形式示出了可用作图3的线路感测电路320的线路感测电路400。线路感测电路400一般包括开关电路410和积分器420。
开关电路410包括反相器412及开关414和416。反相器412具有用于接收DRV信号的输入端、以及输出端。开关414具有用于接收VREF的第一端子、第二端子、以及连接到反相器412的输出端的控制端子。开关416具有连接到开关414的第二端子的第一端子、连接到地电位的第二端子、以及用于接收DRV信号的控制端子。
积分器420包括电阻器422和电容器424。电阻器422具有连接到开关414的第二端子的第一端子、以及用于提供DOFF信号的第二端子，集成电路功率因数控制器300将该信号用作LINE SENSE信号。电容器424具有连接到电阻器422的第二端子的第一端子、以及连接到地电位的第二端子。
线路感测电路400提供信号DOFF作为线路感测测量。开关电路410响应于DRV信号而在VREF与地电位之间交替地连接开关414的第二端子。积分器420对该系列高脉冲和低脉冲进行积分，使得其DOFF是表示DRV信号的相对占空比的模拟电平，从而是准确的LINE SENSE信号。
具体地讲，在tON期间，开关414打开且开关416闭合，并且电容器424放电。在tOFF期间，开关414闭合且开关416打开，并且电容器424充电。在tDT期间，开关414和416均打开，并且电容器424保持其第一端子上的电压。因此，
因此，简单电路仅使用内部生成的DRV信号即可产生与VIN(t)成比例的电压，而无需线路感测输入端子。该测量对于所有操作模式(即，CCM、CrM和DCM)均有效。
在替代实施方案中，开关416的第二端子可连接到与地电位不同的基准电压端子。在这种情况下，DOFF将与VREF和该附加基准电压端子之间的差值成比例，因此仍与VIN(t)成比例。
图5示出了图4的线路感测电路400的模拟的时序图500。在时序图500中，横轴表示以微秒(μs)计的时间，并且纵轴表示以伏特计的量值。时序图500示出了三种感兴趣的信号的波形，即，DOFF(其为LINE SENSE信号)的第一波形510、VIN(t)的波形520以及HLINE信号的波形530。如时序图500所示，DOFF/LINE SENSE准确地跟踪VIN(t)。这允许HLINE信号例如基于DOFF/LINE SENSE而非VIN(t)来生成。因此，集成电路功率因数控制器360能够实现与图1的集成电路功率因数控制器100相同的前馈和保护模式，而无需额外线路感测端子且仅需少量新增的电路。
图6以框图形式示出了可用作图3的线路处理电路319的线路处理电路600。线路处理电路600一般包括低压线路检测电路610、欠压检测电路620和高压线路检测电路630。
低压线路检测电路610包括滞后比较器612、反相器614和定时器616。滞后比较器612具有用于接收DOFF的正输入端、用于接收被标记为“VLL”的电压的负输入端、以及输出端。反相器614具有连接到滞后比较器612的输出端的输入端、以及输出端。定时器616具有连接到反相器614的输出端的输入端、连接到滞后比较器612的输出端的重置输入端、以及用于提供信号LLINE的输出端。
欠压检测电路620包括滞后比较器622、反相器624和定时器626。滞后比较器622具有用于接收DOFF的正输入端、用于接收被标记为“VBO”的电压的负输入端、以及输出端。反相器624具有连接到滞后比较器622的输出端的输入端、以及输出端。定时器626具有连接到反相器624的输出端的输入端、连接到滞后比较器622的输出端的重置输入端、以及用于提供信号BO_NOK的输出端。
高压线路检测电路630包括滞后比较器632。滞后比较器632具有用于接收DOFF的正输入端、用于接收被标记为“VHL”的电压的负输入端、以及用于提供HLINE信号的输出端。
线路处理电路600提供三种保护信号：LLINE、BO_NOK和HLINE。其在DOFF已处于相应状态达相应定时器所测量的时间段之后提供信号LLINE和BO_NOK中的每一者。定时器616确定DOFF小于VLL的时间量，并且如果DOFF保持小于VLL达定时器616的该时间段而不重置，则激活LLINE。定时器626确定DOFF小于VBO(其低于VLL)的时间量，并且如果DOFF保持小于VBO达定时器626的该时间段而不重置，则激活BO_NOK。然而，如果DOFF大于VHL，则线路处理电路600立即提供HLINE，这代表更严重的条件，因此需要离线转换器的即时保护。
可以以各种方式实现每个滞后比较器。在一个实施方案中，滞后使用简单的比较器和切换电路实现，这些切换电路基于该电路的输出端将不同的上升沿阈值和下降沿阈值切换到相应比较器的负输入端上。因此例如如果LLINE为低，其将等于VLL的电压切换到滞后比较器612的负端子上，但在LLINE变高之后，其将等于0.9倍VLL的电压切换到滞后比较器612的负端子上。
因此已描述了离线功率转换器和集成电路功率因数控制器的各种实施方案。集成电路功率因数控制器出于诸如保护和线路前馈控制之类的目的测量线路电压，方式是测量晶体管驱动信号的占空比，因此不需要附加线路感测输入端子。
上文所公开的主题应被视为示例性的而非限制性的，并且所附权利要求旨在涵盖落在权利要求的真实范围内的所有此类修改、增强和其他实施方案。例如，在各种实施方案中，可实现采用线路电压占空比测量的全部或仅一些保护机制和前馈控制。此外，可以以各种方式实现保护电路。虽然所示的线路感测电路使用一阶积分器，但在其他实施方案中，可使用不同的积分器电路。
在一种形式中，集成电路功率因数控制器包括脉宽调制器和线路感测电路。根据一个方面，脉宽调制器包括线路处理电路，该线路处理电路响应于线路感测信号小于低压线路阈值电压达预定时间而感测低压线路条件。根据另一个方面，脉宽调制器包括线路处理电路，该线路处理电路响应于线路感测信号小于欠压阈值电压达预定时间而感测欠压条件。根据又一个方面，脉宽调制器包括线路处理电路，该线路处理电路响应于线路感测信号大于高压线路阈值电压而感测高压线路条件。根据再一个方面，脉宽调制器将线路感测信号用于前馈控制。
在另一种形式中，离线转换器包括用于接收经整流的AC电压的输入线路、晶体管、二极管、输出电容器、反馈电路以及集成电路功率因数控制器。根据一个方面，离线转换器包括线路处理电路，该线路处理电路响应于线路感测信号小于低压线路阈值电压达预定时间而感测低压线路条件。根据另一个方面，离线转换器包括线路处理电路，该线路处理电路响应于线路感测信号小于欠压阈值电压达预定时间而感测欠压条件。根据又一个方面，离线转换器包括线路处理电路，该线路处理电路响应于线路感测信号大于高压线路阈值电压而感测高压线路条件。根据再一个方面，离线转换器包括线路处理电路，该线路处理电路将线路感测信号用于前馈控制。
在又一种形式中，控制离线功率转换器的功率因数的方法包括通过向晶体管提供驱动信号而将输入线路选择性地切换到基准电压端子，测量由所述选择性地切换所生成的输出电压以形成反馈信号，以及基于所述驱动信号的占空比来感测线路电压并且作为响应而提供线路感测信号，所述选择性地切换包括响应于所述反馈信号和所述线路感测信号而选择性地切换所述输入线路。
根据该方法的一个方面，感测线路电压包括响应于驱动信号而在第一基准电压和第二基准电压之间交替地耦接中间节点，并且对中间节点上的电压进行积分以提供线路感测信号。根据该方面，选择性地切换可包括响应于线路感测信号小于低压线路阈值达预定时间而检测低压线路条件，并且响应于低压线路条件而改变选择性地切换。选择性地切换还可包括响应于线路感测信号大于高压线路阈值而检测高压线路条件，并且响应于高压线路条件而改变选择性地切换。选择性地切换还可包括响应于线路感测信号小于欠压阈值而检测欠压条件，并且响应于欠压条件而停止选择性地切换。根据该方法的另一个方面，选择性地切换还可包括使用前馈控制基于线路感测信号将输入线路选择性地切换到基准电压端子。根据该方法的又一个方面，选择性地切换包括向适于连接到外部晶体管的控制端子的集成电路的端子提供驱动信号，并且基于驱动信号的占空比来感测线路电压包括在不使用来自集成电路的任何其他端子的反馈信号的情况下测量驱动信号的占空比。根据该方法的再一个方面，选择性地切换包括将输入线路选择性地切换到基准电压端子以增加向负载传送的功率的功率因数。
因而，在法律允许的最大程度上，本实用新型的范围应该由以下权利要求书及其等同形式所容许的最宽泛解释来确定，并且不应受到前述详细说明的约束或限制。

Claims (13)

1.一种集成电路功率因数控制器，其特征在于，包括：
脉宽调制器，所述脉宽调制器具有用于接收反馈信号的第一输入端、用于接收线路感测信号的第二输入端以及用于提供驱动信号的输出端，所述驱动信号具有响应于所述反馈信号和所述线路感测信号而形成的占空比；以及
线路感测电路，所述线路感测电路具有用于接收所述驱动信号的输入端、以及耦接到所述脉宽调制器的所述第二输入端以提供所述线路感测信号的输出端，其中所述线路感测电路响应于测量所述驱动信号的占空比而形成所述线路感测信号。
2.根据权利要求1所述的集成电路功率因数控制器，其中，所述线路感测电路包括：
开关电路，所述开关电路具有输出端以及用于接收所述驱动信号的输入端，所述开关电路响应于所述驱动信号而交替地将第一基准电压和第二基准电压耦接到所述开关电路的所述输出端；以及
积分器，所述积分器具有耦接到所述开关电路的所述输出端的输入端以及用于提供所述线路感测信号的输出端。
3.根据权利要求2所述的集成电路功率因数控制器，其中，所述开关电路包括：
反相器，所述反相器具有输出端以及用于接收所述驱动信号的输入端；
第一开关，所述第一开关具有用于接收所述第一基准电压的第一端子、提供所述开关电路的所述输出端的第二端子以及耦接到所述反相器的所述输出端的控制端子；以及
第二开关，所述第二开关具有耦接到所述第一开关的所述第二端子的第一端子、用于接收所述第二基准电压的第二端子以及用于接收所述驱动信号的控制端子。
4.根据权利要求2所述的集成电路功率因数控制器，其中，所述积分器包括：
电阻器，所述电阻器具有耦接到所述开关电路的所述输出端的第一端子、以及用于提供所述线路感测信号的第二端子；以及
电容器，所述电容器具有耦接到所述电阻器的所述第二端子的第一端子、以及耦接到基准电压端子的第二端子。
5.根据权利要求1所述的集成电路功率因数控制器，其中，所述脉宽调制器包括：
线路处理电路，所述线路处理电路具有用于接收所述线路感测信号的输入端以及用于提供控制信号的输出端，其中所述脉宽调制器还响应于所述控制信号而提供所述驱动信号。
6.根据权利要求1所述的集成电路功率因数控制器，其中，所述脉宽调制器还具有用于接收电流感测信号的第三输入端，其中所述脉宽调制器还提供所述驱动信号，所述驱动信号具有响应于所述反馈信号、所述线路感测信号和所述电流感测信号而形成的占空比。
7.一种离线转换器，其特征在于，包括：
输入线路，所述输入线路用于接收经整流的交流电压；
晶体管，所述晶体管具有耦接到所述输入线路的第一电流电极、耦接到接地端子的第二电流电极以及用于接收驱动信号的控制电极；
二极管，所述二极管具有耦接到所述输入线路的第一端子以及用于提供输出电压的第二端子；
输出电容器，所述输出电容器具有耦接到所述二极管的所述第二端子的第一端子以及耦接到所述接地端子的第二端子；
反馈电路，所述反馈电路用于响应于所述输出电压的电平而提供输出；以及
集成电路功率因数控制器，所述集成电路功率因数控制器具有耦接到所述反馈电路的输出端的第一输入端子以及用于提供所述驱动信号的输出端子，所述集成电路功率因数控制器响应于所述驱动信号的占空比而提供线路感测信号，而无需测量所述输入线路上的电压，并且响应于所述线路感测信号和所述第一输入端子上的第一信号而提供所述驱动信号。
8.根据权利要求7所述的离线转换器，其中，所述集成电路功率因数控制器包括：
脉宽调制器，所述脉宽调制器具有耦接到所述反馈电路的所述输出端的第一输入端、用于接收所述线路感测信号的第二输入端以及用于提供所述驱动信号的输出端，所述驱动信号具有响应于所述反馈电路的所述输出端和所述线路感测信号而形成的占空比；以及
线路感测电路，所述线路感测电路具有用于接收所述驱动信号的输入端、以及耦接到所述脉宽调制器的所述第二输入端用于提供所述线路感测信号的输出端。
9.根据权利要求8所述的离线转换器，其中，所述线路感测电路包括：
开关电路，所述开关电路具有输出端以及用于接收所述驱动信号的输入端，所述开关电路响应于所述驱动信号而交替地将第一基准电压和第二基准电压耦接到所述输出端；以及
积分器，所述积分器具有耦接到所述开关电路的所述输出端的输入端以及用于提供所述线路感测信号的输出端。
10.根据权利要求9所述的离线转换器，其中，所述开关电路包括：
反相器，所述反相器具有输出端以及用于接收所述驱动信号的输入端；
第一开关，所述第一开关具有用于接收所述第一基准电压的第一端子、提供所述开关电路的所述输出端的第二端子以及耦接到所述反相器的所述输出端的控制端子；以及
第二开关，所述第二开关具有耦接到所述第一开关的所述第二端子的第一端子、用于接收所述第二基准电压的第二端子以及用于接收所述驱动信号的控制端子。
11.根据权利要求9所述的离线转换器，其中，所述积分器包括：
电阻器，所述电阻器具有耦接到所述开关电路的所述输出端的第一端子以及用于提供所述线路感测信号的第二端子；以及
电容器，所述电容器具有耦接到所述电阻器的所述第二端子的第一端子以及耦接到基准电压端子的第二端子。
12.根据权利要求7所述的离线转换器，其中，所述集成电路功率因数控制器包括：
线路处理电路，所述线路处理电路具有用于接收所述线路感测信号的输入端以及用于提供控制信号的输出端，所述集成电路功率因数控制器还响应于所述控制信号而提供所述驱动信号。
13.根据权利要求11所述的离线转换器，其中：
所述晶体管的所述第二电流电极通过电流感测电阻器耦接到所述接地端子，所述电流感测电阻器具有耦接到所述晶体管的所述第二电流电极的第一端子以及耦接到所述接地端子的第二端子；以及
所述集成电路功率因数控制器还具有耦接到所述电流感测电阻器的所述第一端子的第二输入端子，并且所述集成电路功率因数控制器还响应于所述线路感测信号以及所述第一输入端子、所述第二输入端子及所述输出端子上的信号而提供所述驱动信号。
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