本技術(shù)屬于電子電路，尤其涉及一種crm升壓型pfc變換電路、開關(guān)電源芯片及電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
1、隨著智能電子產(chǎn)品的發(fā)展，電子產(chǎn)品對電源的功率和效率要求不斷提高，高頻開關(guān)電源在日常生活中的應(yīng)用也越來越廣泛。在當(dāng)前“綠色電源”理念的背景下，電源需做到對電網(wǎng)無“污染”，這些“污染”主要包括諧波含量、功率因數(shù)、波形畸變等。這些“污染”會沿著輸電線路影響其他用電設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，如對發(fā)電機(jī)和變壓器產(chǎn)生附加功率損耗，對繼電器、自動保護(hù)裝置產(chǎn)生干擾而導(dǎo)致誤動作等。因此，防止和減小對電網(wǎng)的“污染”已成為不得不關(guān)注的問題，解決這些問題最為直接的辦法就是采用功率因數(shù)校正技術(shù)。
2、pfc（power?factor?correction）變換器是一種用于改善電力系統(tǒng)功率因數(shù)的電力轉(zhuǎn)換裝置。而crm升壓型pfc變換器結(jié)合了crm（critical?conduction?mode，臨界導(dǎo)通模式）升壓變換器和功率因數(shù)校正技術(shù)。crm是指該升壓變換器的電感工作于電流臨界模式。與其相對的是ccm（continuous?current?mode，連續(xù)導(dǎo)通模式）和dcm（discontinuouscurrent?mode，斷續(xù)導(dǎo)通模式）。pfc技術(shù)旨在消除非線性負(fù)載引起的電力系統(tǒng)功率因數(shù)下降的問題，以提高電力系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。
3、傳統(tǒng)crm升壓型pfc變換器實(shí)現(xiàn)電感電流crm的方法是在電感上增加輔助繞組，通過檢測輔助繞組電壓的變化（即過零檢測信號），判斷電感電流是否過零，進(jìn)而確定開關(guān)管的開通時(shí)刻。然而，該方法存在局限性：當(dāng)電感兩端電位相等時(shí)，過零檢測信號會消失；若控制器在一定時(shí)間內(nèi)未檢測到過零檢測信號，便會強(qiáng)制驅(qū)動開關(guān)管開通，導(dǎo)致變換器無法在任意時(shí)刻都維持crm模式，甚至可能進(jìn)入深度ccm模式。在深度ccm模式下，會導(dǎo)致開關(guān)管工作于硬開關(guān)狀態(tài)。開通瞬間，會有非常大的電流快速從開關(guān)管的漏極流向源極，形成較大的電流變化率。若電路中存在寄生電感，會導(dǎo)致開關(guān)管漏源之間的電壓和柵源之間的電壓出現(xiàn)嚴(yán)重的振蕩和尖峰，進(jìn)而可能造成開關(guān)管損壞，影響芯片的安全使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本技術(shù)實(shí)施例提供了一種crm升壓型pfc變換電路、開關(guān)電源芯片及電子設(shè)備，可以解決傳統(tǒng)crm升壓型pfc變換器無法抑制進(jìn)入深度ccm模式的問題。
2、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種crm升壓型pfc變換電路，包括第一控制模塊、第二控制模塊、驅(qū)動模塊和變換模塊，所述變換模塊的驅(qū)動端分別與所述驅(qū)動模塊和所述第一控制模塊連接，所述變換模塊的過零檢測端與所述第一控制模塊連接，所述變換模塊的電流采樣端分別與所述第一控制模塊和所述第二控制模塊連接，所述第二控制模塊分別與所述變換模塊的補(bǔ)償端、反饋端和電壓采樣端連接，所述第一控制模塊分別與所述第二控制模塊和所述驅(qū)動模塊連接，所述第二控制模塊與所述驅(qū)動模塊連接；
3、所述變換模塊用于根據(jù)驅(qū)動信號對電源電壓進(jìn)行變換，得到輸出電壓，并輸出過零檢測信號、電流采樣信號、電壓采樣信號、反饋電壓信號和誤差電壓補(bǔ)償信號；所述第一控制模塊用于根據(jù)驅(qū)動信號生成時(shí)間窗口；同時(shí)根據(jù)所述驅(qū)動信號輸出啟動信號，所述啟動信號每隔第一預(yù)設(shè)時(shí)間變?yōu)楦唠娖剑⒃谒鰡有盘栕優(yōu)楦唠娖綍r(shí)輸出啟動檢測信號；還用于根據(jù)所述驅(qū)動信號對所述電流采樣信號和第一閾值進(jìn)行比較，當(dāng)在所述時(shí)間窗口內(nèi)檢測到所述電流采樣信號大于所述第一閾值且持續(xù)第二預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，輸出保護(hù)信號；還用于對所述過零檢測信號進(jìn)行處理，得到第一信號，并根據(jù)所述啟動信號和所述保護(hù)信號屏蔽所述第一信號；還用于根據(jù)所述啟動信號和所述第一信號輸出導(dǎo)通信號；還用于根據(jù)所述啟動檢測信號將電流采樣保護(hù)閾值由第二閾值切換為第三閾值，并根據(jù)所述電流采樣信號和所述第三閾值輸出比較信號；所述第二控制模塊用于根據(jù)所述電流采樣信號、所述電壓采樣信號、所述反饋電壓信號、所述誤差電壓補(bǔ)償信號和所述比較信號輸出關(guān)閉信號；所述驅(qū)動模塊用于根據(jù)所述導(dǎo)通信號和所述關(guān)閉信號輸出驅(qū)動信號；其中，第三閾值小于第二閾值。
4、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一控制模塊包括信號處理模塊、信號生成模塊、時(shí)間窗口生成模塊、第一比較模塊、第二比較模塊、信號屏蔽模塊和邏輯模塊；所述信號處理模塊的輸入端與所述變換模塊的過零檢測端連接，所述信號處理模塊的輸出端分別與所述信號屏蔽模塊和所述邏輯模塊的第一輸入端連接，所述信號生成模塊的輸入端分別與所述時(shí)間窗口生成模塊的輸入端、所述第一比較模塊的第一輸入端和所述變換模塊的驅(qū)動端連接，所述信號生成模塊的第一輸出端分別與所述信號屏蔽模塊和所述邏輯模塊的第二輸入端連接，所述信號生成模塊的第二輸出端與所述第二比較模塊的第一輸入端連接，所述時(shí)間窗口生成模塊的輸出端與所述第一比較模塊的第二輸入端連接，所述第一比較模塊的第三輸入端分別與所述第二比較模塊的第二輸入端和所述變換模塊的電流采樣端連接，所述第一比較模塊的輸出端與所述信號屏蔽模塊連接，所述第二比較模塊的輸出端與所述第二控制模塊連接，所述邏輯模塊的輸出端與所述驅(qū)動模塊連接；
5、所述信號處理模塊用于對所述過零檢測信號進(jìn)行處理，得到第一信號；所述信號生成模塊用于根據(jù)所述驅(qū)動信號輸出啟動信號，所述啟動信號每隔第一預(yù)設(shè)時(shí)間變?yōu)楦唠娖剑⒃谒鰡有盘栕優(yōu)楦唠娖綍r(shí)輸出啟動檢測信號；所述時(shí)間窗口生成模塊用于根據(jù)所述驅(qū)動信號生成時(shí)間窗口；所述第一比較模塊用于根據(jù)所述驅(qū)動信號對所述電流采樣信號和所述第一閾值進(jìn)行比較，當(dāng)在所述時(shí)間窗口內(nèi)檢測到所述電流采樣信號大于所述第一閾值且持續(xù)第二預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，輸出保護(hù)信號；所述信號屏蔽模塊用于根據(jù)所述啟動信號和所述保護(hù)信號屏蔽所述第一信號；所述邏輯模塊用于根據(jù)所述啟動信號和所述第一信號輸出導(dǎo)通信號；所述第二比較模塊用于根據(jù)所述啟動檢測信號將電流采樣保護(hù)閾值由第二閾值切換為第三閾值，并根據(jù)所述電流采樣信號和所述第三閾值輸出比較信號。
6、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述信號生成模塊包括第一電流源、第一開關(guān)、第一電容、第一電源和第一比較器，所述第一電流源的輸入端接收電源電壓，所述第一電流源的輸出端分別與所述第一開關(guān)的第一端、所述第一電容的正極和所述第一比較器的第一輸入端連接，所述第一電容的負(fù)極、所述第一開關(guān)的第二端和所述第一開關(guān)的第三端均接地，所述第一開關(guān)的第四端分別與所述時(shí)間窗口生成模塊的輸入端、所述第一比較模塊的第一輸入端和所述變換模塊的驅(qū)動端連接，所述第一比較器的第二輸入端與所述第一電源的正極連接，所述第一電源的負(fù)極接地，所述第一比較器的輸出端分別與所述信號屏蔽模塊和所述邏輯模塊的第二輸入端連接；
7、所述信號生成模塊還包括信號生成單元，所述信號生成單元分別與所述第一比較器的輸出端和所述第二比較模塊的第一輸入端連接；
8、所述信號生成單元用于根據(jù)所述啟動信號生成啟動檢測信號。
9、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述時(shí)間窗口生成模塊包括第一非門、第一與門、第一rs觸發(fā)器、第一二極管、第二開關(guān)、第二電容、第二電流源、第二電源和第二比較器，所述第一非門的輸入端分別與所述第一與門的第一輸入端、所述信號生成模塊的輸入端、所述第一比較模塊的第一輸入端和所述變換模塊的驅(qū)動端連接，所述第一非門的輸出端與所述第一與門的第二輸入端連接，所述第一與門的輸出端與所述第一rs觸發(fā)器的s端連接，所述第一rs觸發(fā)器的q端與所述第一比較模塊的第二輸入端連接，所述第一rs觸發(fā)器的r端與所述第二比較器的輸出端連接，所述第一rs觸發(fā)器的qn端與所述第二開關(guān)的第四端連接，所述第二開關(guān)的第一端分別與所述第二電容的正極、第一二極管的陰極、所述第二比較器的第一輸入端和所述第二電流源的輸出端連接，所述第二電流源的輸入端接收電源電壓，所述第一二極管的陽極、所述第二電容的負(fù)極、所述第二開關(guān)的第二端和所述第二開關(guān)的第三端均接地，所述第二比較器的第二輸入端與所述第二電源的正極連接，所述第二電源的負(fù)極接地。
10、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一比較模塊包括第三開關(guān)、第三電源、第三比較器、第四開關(guān)、第三電容、第二二極管、第四電源、第三電流源、第四比較器、第二與門、第二非門、第三與門和第四與門，所述第三開關(guān)的第一端作為所述第一比較模塊的第三輸入端，所述第三開關(guān)的第四端作為所述第一比較模塊的第一輸入端，所述第三開關(guān)的第二端與所述第三比較器的第二輸入端連接，所述第三開關(guān)的第三端接地，所述第三比較器的第一輸入端與所述第三電源的正極連接，所述第三電源的負(fù)極接地，所述第三電源提供的電壓為第一閾值，所述第三比較器的第一輸出端與所述第四開關(guān)的第四端連接，所述第三比較器的第二輸出端與所述第二與門的第一輸入端連接，所述第四開關(guān)的第一端分別與所述第三電容的正極、所述第二二極管的陰極、所述第四比較器的第一輸入端和所述第三電流源的輸出端連接，所述第三電流源的輸入端接收電源電壓，所述第四比較器的第二輸入端與所述第四電源的正極連接，所述第四電源的負(fù)極、所述第二二極管的陽極、所述第三電容的負(fù)極、所述第四開關(guān)的第二端和所述第四開關(guān)的第三端均接地，所述第四比較器的輸出端與所述第二與門的第二輸入端連接，所述第二與門的輸出端分別與所述第二非門的輸入端和所述第三與門的第一輸入端連接，所述第二非門的輸出端與所述第三與門的第二輸入端連接，所述第三與門的輸出端與所述第四與門的第一輸入端連接，所述第四與門的第二輸入端作為所述第一比較模塊的第二輸入端，所述第四與門的輸出端作為所述第一比較模塊的輸出端。
11、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第二比較模塊包括第五開關(guān)、第五比較器、第一電阻和第五電源，所述第五電源的正極分別與所述第五開關(guān)的第一端和所述第五比較器的第二輸入端連接，所述第五電源的負(fù)極接地，所述第五電源提供的電壓為第二閾值，所述第五開關(guān)的第二端與所述第一電阻的第一端連接，所述第五開關(guān)的第四端作為所述第二比較模塊的第一輸入端，所述第五開關(guān)的第三端和所述第一電阻的第二端均接地，所述第五比較器的第一輸入端作為所述第二比較模塊的第二輸入端，所述第五比較器的輸出端作為所述第二比較模塊的輸出端。
12、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述信號屏蔽模塊包括第二rs觸發(fā)器、第三非門、第五與門和第六開關(guān)，所述第二rs觸發(fā)器的s端與所述第一比較模塊的輸出端連接，所述第二rs觸發(fā)器的r端與所述第五與門的輸出端連接，所述第三非門的輸入端分別與所述第五與門的第一輸入端和所述信號生成模塊的第一輸出端連接，所述第三非門的輸出端與所述第五與門的第二輸入端連接，所述第二rs觸發(fā)器的q端與所述第六開關(guān)的第四端連接，所述第六開關(guān)的第一端與所述信號處理模塊的輸出端連接，所述第六開關(guān)的第二端和第三端均接地。
13、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述邏輯模塊包括或門，所述或門的第一輸入端分別與所述信號處理模塊的輸出端和所述信號屏蔽模塊連接，所述或門的第二輸入端分別與所述信號生成模塊的輸出端和所述信號屏蔽模塊連接，所述或門的輸出端與所述驅(qū)動模塊連接。
14、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種開關(guān)電源芯片，包括第一方面中任一項(xiàng)所述的crm升壓型pfc變換電路。
15、第三方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種電子設(shè)備，包括第二方面中任一項(xiàng)所述的開關(guān)電源芯片。
16、本技術(shù)實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比存在的有益效果是：
17、本技術(shù)實(shí)施例提供了一種crm升壓型pfc變換電路，包括第一控制模塊、第二控制模塊、驅(qū)動模塊和變換模塊，變換模塊的驅(qū)動端分別與驅(qū)動模塊和第一控制模塊連接，變換模塊的過零檢測端與第一控制模塊連接，變換模塊的電流采樣端分別與第一控制模塊和第二控制模塊連接，第二控制模塊分別與變換模塊的補(bǔ)償端、反饋端和電壓采樣端連接，第一控制模塊分別與第二控制模塊和驅(qū)動模塊連接，第二控制模塊與驅(qū)動模塊連接。
18、變換模塊用于根據(jù)驅(qū)動信號對電源電壓進(jìn)行變換，得到輸出電壓，并輸出過零檢測信號、電流采樣信號、電壓采樣信號、反饋電壓信號和誤差電壓補(bǔ)償信號。
19、第一控制模塊用于根據(jù)驅(qū)動信號生成時(shí)間窗口；同時(shí)根據(jù)驅(qū)動時(shí)間輸出啟動信號，啟動信號每隔第一預(yù)設(shè)時(shí)間變?yōu)楦唠娖剑⒃趩有盘栕優(yōu)楦唠娖綍r(shí)輸出啟動檢測信號；
20、第一控制模塊還用于根據(jù)驅(qū)動信號對電流采樣信號和第一閾值進(jìn)行比較，當(dāng)在時(shí)間窗口內(nèi)檢測到電流采樣信號大于第一閾值且持續(xù)第二預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，輸出保護(hù)信號，保護(hù)信號用于表征電路進(jìn)入深度ccm模式；
21、第一控制模塊還用于對過零檢測信號進(jìn)行處理，得到第一信號，并根據(jù)啟動信號和保護(hù)信號屏蔽第一信號；
22、第一控制模塊還用于根據(jù)啟動信號和第一信號輸出導(dǎo)通信號；
23、第一控制模塊還用于根據(jù)啟動檢測信號將電流采樣保護(hù)閾值由第二閾值切換為第三閾值，并根據(jù)電流采樣信號和第三閾值輸出比較信號。其中，第二閾值為電路正常工作時(shí)的電流采樣保護(hù)閾值，第三閾值為電路進(jìn)入深度ccm模式且由啟動信號輸出導(dǎo)通信號時(shí)的電流采樣保護(hù)閾值，并且第三閾值小于第二閾值。
24、第二控制模塊用于根據(jù)電流采樣信號、電壓采樣信號、反饋電壓信號、誤差電壓補(bǔ)償信號和比較信號輸出關(guān)閉信號。驅(qū)動模塊用于根據(jù)導(dǎo)通信號和關(guān)閉信號輸出驅(qū)動信號。
25、當(dāng)電路開啟且過零檢測信號為0時(shí)，由于過零檢測信號為0，經(jīng)過處理后第一信號也為0；此時(shí)第一控制模塊輸出的導(dǎo)通信號為啟動信號，并將電流采樣保護(hù)閾值切換為第三閾值，減小導(dǎo)通信號為啟動信號時(shí)的電流采樣保護(hù)閾值，盡可能減小變換模塊中開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，降低開通電流，從而抑制ccm模式的深度。
26、當(dāng)電路開啟且輸出電壓不為0時(shí)，過零檢測信號會逐漸降低并變?yōu)?，第一控制模塊會先識別深度ccm模式：根據(jù)驅(qū)動信號對電流采樣信號和第一閾值進(jìn)行比較，當(dāng)在時(shí)間窗口內(nèi)檢測到電流采樣信號大于第一閾值且持續(xù)第二預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，輸出保護(hù)信號，即識別到深度ccm模式。當(dāng)識別到深度ccm模式時(shí)，根據(jù)啟動信號和保護(hù)信號對第一信號進(jìn)行屏蔽，此時(shí)導(dǎo)通信號為啟動信號，通過延長變換模塊中電感的去磁時(shí)間，避免ccm模式繼續(xù)加深；同時(shí)將電流采樣保護(hù)閾值切換為第三閾值，減小導(dǎo)通信號為啟動信號時(shí)的電流采樣保護(hù)閾值，降低開通電流，從而抑制ccm模式的深度。
27、綜上，本技術(shù)提供的crm升壓型pfc變換電路解決了傳統(tǒng)crm升壓型pfc變換器無法抑制進(jìn)入深度ccm模式的問題。
28、可以理解的是，上述第二方面至第三方面的有益效果可以參見上述第一方面中的相關(guān)描述，在此不再贅述。