Pfc信号生成电路、使用pfc信号生成电路的pfc控制系统以及pfc控制方法
【专利摘要】一种PFC信号生成电路，该PFC信号生成电路用于生成PFC信号，用来控制具有被连接到第一开关（NM1）的第一电感器（L1）和被连接到第二开关（NM2）的第二电感器（L2）的PFC电路。本发明被装备有：第一控制信号输出电路（109），用于在第一电感器（L1）中检测到零电流的定时，输出接通第一开关（NM1）的第一PFC信号；和定时调节电路（113），用于生成控制信号（set2），用于当在第二电感器（L2）中检测到零电流的定时比目标定时早时，在等待直到目标定时之后接通第二开关（NM2），并且，当该定时比跟随目标定时的容许时段晚时，在下一个周期中的目标定时接通第二开关（NM2）；以及第二控制信号输出电路，该第二控制信号输出电路用于根据控制信号（set2）生成用于接通第二开关的第二PFC信号。
【专利说明】PFC信号生成电路、使用PFC信号生成电路的PFC控制系统以及PFC控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及PFC信号生成电路、使用PFC信号生成电路的PFC控制系统、以及PFC控制方法。
【背景技术】
[0002]随着最近对于电子设备的小型化、低功率消耗等等的需求，已经更加频繁地使用结合了周期地重复接通和切断的开关电路的电源，即所谓的开关电源。例如，在能够根据电子设备的操作状态进行输出电压的调节的各个开关电源中，使用PWM (脉冲宽度调制)对调节输入脉冲信号的占空比进行控制。
[0003]另外，对于通过提高转换效率进一步降低功率消耗，存在日益增长的需求。例如，在国际能源之星计划(能源之星)中，对于75W或者更高的电子设备需要功率因数校正(PFC)0功率因数校正包括单模式和交错模式。在交错模式中，通过具有相位差(180° )的两个PFC控制脉冲信号互补地执行开关操作。结果，具有相位差π的两个线圈电流被生成。因此，在交错模式中，获得了单模式中的电力的两倍的电力。此外，输出电流的波纹小，这导致用于降低波纹的电容器的电容的降低。
[0004]专利文献I公开了一种采用临界模式交错的PFC控制的开关电源。专利文献I公开了一种用于仅检测一个线圈电流中的零电流并且自动生成具有相位差η的PFC控制脉冲信号的技术，和用于检测两个线圈电流中的每一个的零电流并且生成两个PFC控制脉冲信号的技术。在后者情况下，能够确保对于两个线圈电流的临界模式，这导致效率的提高。
[0005]注意，专利文献2公开了一种看门狗定时器，根据程序的执行，该看门狗定时器在要被计数的特定时段内检测清零信号的输入，并且将复位信号输出到计算机以通知异常性。此看门狗定时器包括信号控制装置，仅在相对于特定时间段的结束时间的设定时间之前该信号控制装置允许输入清零信号。
[0006]引用列表
[0007]专利文献
[0008][专利文献I]国际专利公布N0.W02008/032769
[0009][专利文献2]日本未经审查的专利公布N0.01-293449
【发明内容】
[0010]技术问题
[0011]本发明人已经发现下述问题。
[0012]在专利文献I中检测两个线圈电流中的每一个中的零压电流的情况下，存在由于噪声等导致应大约是η的、两个PFC控制脉冲信号之间的相位差变成极小或者极大的可能性。也存在这样的异常PFC控制脉冲信号引起功率损耗的增加和功率因数的降低的可能性。[0013]对问题的解决方案
[0014]根据本发明的PFC信号生成电路是一种PFC信号生成电路，该PFC信号生成电路生成PFC信号以控制包括被连接到第一开关的第一电感器和被连接到第二开关的第二电感器的PFC电路。PFC信号生成电路包括:第一控制信号输出电路，该第一控制信号输出电路在第一电感器的零电流检测定时输出第一 PFC信号以接通第一开关；定时调节电路，该定时调节电路生成控制信号，从而当第二电感器的零电流检测定时比目标定时早时，在等待直到目标定时之后接通第二开关，并且，当第二电感器的零电流检测定时比从目标定时起的容许时段晚时，在后续周期中的目标定时接通第二开关；以及第二控制信号输出电路，该第二控制信号输出电路根据控制信号生成第二 PFC信号以接通第二开关。
[0015]根据本发明的PFC控制系统是一种PFC控制系统，该PFC控制系统包括:PFC电路，该PFC电路被连接到AC电源；和PFC信号生成电路，该PFC信号生成电路生成PFC信号以控制PFC电路。PFC电路包括:第一电感器，该第一电感器被连接到第一开关；和第二电感器，该第二电感器被连接到第二开关。PFC信号生成电路包括:第一控制信号输出电路，该第一控制信号输出电路在第一电感器的零电流检测定时输出第一 PFC信号以接通第一开关；定时调节电路，该定时调节电路生成控制信号，从而当第二电感器的零电流检测定时比目标定时早时，在等待直到目标定时之后接通第二开关，并且，当第二电感器的零电流检测定时比从目标定时起的容许时段晚时，在后续周期中的目标定时接通第二开关；以及第二控制信号输出电路，该第二控制信号输出电路根据控制信号生成第二 PFC信号以接通第二开关。
[0016]根据本发明的PFC控制方法是一种PFC控制方法，该PFC控制方法控制PFC电路，该PFC电路包括:第一电感器，该第一电感器被连接到第一开关；和第二电感器，该第二电感器被连接到第二开关。PFC控制方法包括:在第一电感器的零电流检测定时接通第一开关；当第二电感器的零电流检测定时比目标定时早时，在等待直到目标定时之后接通第二开关；以及当第二电感器的零电流检测定时比从目标定时起的容许时段晚时，在后续周期中的目标定时接通第二开关。
[0017]根据本发明，当检测到第二电感器的零电流的第二定时比目标定时早时，在目标定时接通第二开关；当第二定时在从目标定时起的容许时段内时，在第二定时接通第二开关；并且当第二定时比容许时段晚时，在后续周期中的目标定时接通第二开关。这使得能够进一步通过PFC电路改善功率因数校正。
[0018]本发明的有益效果
[0019]根据本发明，能够生成PFC控制脉冲信号，该PFC控制脉冲信号进一步通过PFC电路改善功率因数校正。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是对其应用根据实施例的PWM信号生成单元的处理器系统MCU的示意图；[0021 ] 图2A是驱动LED的电源电路的电路图；
[0022]图2B是驱动LED的电源电路的电路图；
[0023]图3A是示出DC/DC单元的另一配置示例的电路图；
[0024]图3B是示出DC/DC单元的另一配置示例的电路图；[0025]图4是示出PFC单元的另一配置示例的电路图；
[0026]图5A是示出驱动LED的电源电路的另一配置示例的电路图；
[0027]图5B是示出驱动LED的电源电路的另一配置示例的电路图；
[0028]图6是根据第一实施例的PFC信号生成电路PSG的框图；
[0029]图7是用于解释用于生成PFC控制脉冲信号pfcl的方法的时序图；
[0030]图8是用于解释用于生成PFC控制脉冲信号pfc2的方法的时序图；
[0031]图9是示出输出定时校正电路113的处理流程的流程图；
[0032]图10是用于解释用于生成PFC控制脉冲信号pfc2的方法的时序图；
[0033]图11是用于解释用于生成PFC控制脉冲信号pfc2的方法的时序图；
[0034]图12是用于解释用于生成PFC控制脉冲信号pfc2的方法的时序图；
[0035]图13是示出输出定时校正电路113的具体电路配置的电路图；
[0036]图14是用于解释输出定时校正电路113的操作的时序图；
[0037]图15是用于解释用于生成PFC控制脉冲信号pfc2的方法的时序图；
[0038]图16是用于解释用于生成PFC控制脉冲信号pfc2的方法的时序图；
[0039]图17是用于解释用于生成PFC控制脉冲信号pfc2的方法的时序图；
[0040]图18是根据第二实施例的PFC信号生成单元PSG的框图；
[0041]图19是示出计数器清零控制电路202的具体电路配置的示例的电路图；以及
[0042]图20是用于解释计数器清零控制电路202的操作的时序图。
【具体实施方式】
[0043]在下文中，将会参考附图详细地描述本发明的具体实施例。然而，本发明没有受到下面的实施例的限制。为了解释清楚，必要时简化下面的描述和附图。
[0044](第一实施例)
[0045]首先，将会描述对其应用根据本实施例的PFC信号生成单元的处理器系统的概要。根据本实施例的PFC信号生成单元被应用于在下面描述的处理器系统。然而，通过示例，图示了在下面描述的处理器系统，并且本发明也可应用于其它的处理器系统。
[0046]图1是对其应用根据本实施例的PWM信号生成单元的处理器系统MCU的示意图。如在图1中所示，该处理器系统MCU包括:存储器MEM、操作核PE、时钟生成单元CG、PWM信号生成单元PWM、PFC信号生成单元PSG、监测器单元MON、IO单元IOU、以及外围电路PERl。
[0047]图1也示出通过处理器系统MCU控制的控制目标电路PWR。例如，此控制目标电路PWR是电源电路。此电源电路基于通过PFC信号生成单元PSG生成的PFC控制脉冲信号Pfc来从AC电源电压以高效率生成DC电源电压(AD/DC转换)。此外，基于通过PWM信号生成单元PWM生成的PWM控制脉冲信号，通过对DC电源电压升压或者降压来生成DC电源电压(DC/DC转换)，并且将其供应到另一电路。
[0048]例如，存储器MEM存储由处理器系统MCU使用的程序，并且设置被用于使处理器系统MCU操作的值。
[0049]基于被存储在存储器MEM中的程序，或者外部加载的程序，操作核PE执行对于处理器系统MCU所要求的特定处理。操作核通常是CPU (中央处理单元)。
[0050]时钟生成单元CG生成用于在处理器系统MCU内的各个电路块中的使用的时钟信号。通过时钟生成单元CG生成的时钟信号可以被输出到外部。
[0051]注意，也能够从外部电路供应对于在处理器系统MCU中使用的时钟信号。
[0052]PWM信号生成单元PWM生成PWM控制脉冲信号pwm，PWM控制脉冲信号pwm是用于控制目标电路PWR的PWM控制的脉冲信号。例如，通过使用处理器系统MCU的定时器功能能够实现此PWM信号生成单元。
[0053]PFC信号生成单元PSG生成PFC控制脉冲信号pfc，PFC控制脉冲信号pfc是用于在用于控制目标电路PWR的PFC控制中的使用的脉冲信号。与PWM信号生成单元PWM —样，例如，通过使用处理器系统MCU的定时器功能能够实现PFC信号生成单元PSG。
[0054]监测器单元MON监测从控制目标电路PWR发送的反馈信号mon，以生成PWM控制脉冲信号Pwm和PFC控制脉冲信号pfc。例如，监测器单元MON将是模拟信号的反馈信号mon转换成数字信号，并且将数字信号传输到操作核PE。在图1的示例中，外部提供的从控制目标电路PWM输出的反馈信号mon和与反馈信号相对应的数字值被加载到处理器系统MCU。此监测器单元MON能够由能够将模拟值转换成数值的电路，诸如模拟-数字转换器(ADC)或者比较器电路，来组成。
[0055]例如，IO单元IOU与外部提供的电路通信，并且接收用于处理器系统MCU的控制信号等等，或者传输处理器系统MCU的处理结果。IO单元IOU的具体示例可以包括SPI单元和UART单元。注意，SPI单元基于SPI (系统分组接口)规范执行通信，其是3线或者4线串行通信。UART (通用异步收发机)单元将异步通信系统的串行信号转换成并行信号，并且也在相反的方向上执行转换。
[0056]外围电路PERI是除了上述电路块之外的电路，并且包括由操作核PE使用的电路块。外围电路PERI的示例可以包括定时器单元、看门狗定时器单元、DMA(直接存储器存取)单元、低压检测单元、以及上电复位(POR)单元。
[0057]对其应用本发明的处理器系统MCU具有下述配置，其中操作核PE、存储器MEM、PWM信号生成单元PWM、PFC信号生成单元PSG、监测器单元MON、IO单元IOU、以及外围电路PERI经由总线互连。虽然未示出，但是处理器系统MCU被供应有来自于另一电路的电力。
[0058]例如，在上面描述的处理器系统MCU是对其应用本发明的处理器系统的示例，并且取决于系统的规范，必要时能够修改被存储在存储器MEM中的程序和数据。例如，经由多个总线可以连接电路块，或者操作核PE可以被直接地连接到另一电路块，而没有包括总线。
[0059]处理器系统MCU生成PWM控制脉冲信号pwm和PFC控制脉冲信号pfc，并且将它们供应到控制目标电路PWR。处理器系统MCU基于来自于控制目标电路PWR的反馈信号mon、从另一电路接收到的控制信号等等，控制PWM控制脉冲信号pwm和PFC控制脉冲信号pfc的占空比、PWM控制脉冲信号pwm的生成定时等等。
[0060]为了指定通过处理器系统MCU生成的PWM控制脉冲信号pwm和PFC控制脉冲信号Pfc中的每一个的利用形式，电源电路将会被描述为控制目标电路PWR的示例。在下面描述的电源电路驱动LED (发光二极管)作为负载电路。然而，负载电路不限于LED，而是也可以
是一般电路。
[0061]图2A和图2B均是驱动LED的电源电路的示例。在图2A和图2B中，电源电路通过PWR表示。在图2A和图2B中示出的电源电路PWR中，NMOS晶体管被用作执行开关操作的输出晶体管。此输出晶体管可以是由PMOS晶体管、PNP晶体管、或者NPN晶体管组成。
[0062]在图2A和图2B中示出的电源电路PWR中的每一个包括AC电源AP、全波整流电路FWR、PFC单元、以及DC/DC单元。在图2A和图2B中，AC电源AP、全波整流电路FWR、以及PFC单元是公共的。
[0063]首先，全波整流电路FWR从AC电源AP生成DC电压Vl。全波整流电路FWR是包括四个二极管的桥式电路。在全波整流电路FWR中，均具有被连接到AC电源AP的阳极的两个二极管的阴极被共同地连接到全波整流电路FWR的输出。另一方面，均具有被连接到AC电源AP的阴极的两个二极管的阳极被共同地接地。
[0064]接下来，将会描述PFC单元。在图2A中示出的PFC单元是非隔离升压转换器。此PFC单元包括电感器L1、L2、LmU Lm2 ;二极管Dl和D2 ；NM0S晶体管匪I和匪2 ;平滑电容器Cl ;以及电阻器Rl和R2。PFC单元是交错模式的PFC电路。在PFC单元中，NMOS晶体管匪I和匪2根据具有大约Ji (180° )的相位差的两个PFC控制脉冲信号pfcl和pfc2互补地执行开关操作。PFC单元从DC电压Vl生成DC电压V2。
[0065]电感器LI和L2的每一个的一端被共同地连接到全波整流电路FWR的输出，并且接收电压VI。电感器LI的另一端被连接到二极管Dl的阳极。电感器L2的另一端被连接到二极管D2的阳极。二极管Dl和D2的阴极被共同地连接到平滑电容器Cl的一端。SP，被串联连接的电感器LI和二极管Dl与被串联连接的电感器L2和二极管D2被并联连接。平滑电容器Cl的另一端被接地。
[0066]被串联连接的电感器LI和二极管Dl之间的结点被连接到NMOS晶体管匪I的漏极。NMOS晶体管匪1的源极被接地。NMOS晶体管匪1的栅极接收PFC控制脉冲信号pfcl。NMOS晶体管匪I根据PFC控制脉冲信号pfcl的电压电平执行开关操作。在NMOS晶体管匪I接通的时段期间，在电感器LI中积累能量。通过二极管Dl，以在NMOS晶体管匪I切断的时段期间在电感器LI中积累的能量对平滑电容器Cl充电。
[0067]被串联连接的电感器L2和二极管D2之间的结点被连接到NMOS晶体管匪2的漏极。NMOS晶体管匪2的源极被接地。NMOS晶体管匪2的栅极接收PFC控制脉冲信号pfc2。NMOS晶体管匪2根据PFC控制脉冲信号pfc2的电压电平执行开关操作。在NMOS晶体管匪2接通的时段期间，在电感器L2中积累能量。在NMOS晶体管匪2切断的时段期间，通过二极管D2，以在电感器L2中积累的能量对平滑电容器Cl充电。与在平滑电容器Cl充电的电荷相对应的输出电压V2被输出。
[0068]在此，由监测器电感器Lml生成与流过电感器LI的电流Il相对应的反馈信号monl，监测器电感器Lml通过核与电感器LI电磁耦合。然后，反馈信号monl被反馈到监测器单元Μ0Ν。类似地，由监测器电感器Lm2生成与流过电感器L2的电流12相对应的反馈信号mon2，监测器电感器Lm2通过核与电感器L2电磁耦合。然后，反馈信号mon2被反馈到监测器单元Μ0Ν。利用此配置，检测电流Il和12中的每一个的零电流。
[0069]与平滑电容器Cl并行地，电阻器Rl和R2被串联连接。换言之，PFC单元的输出电压V2被供应到电阻器Rl和R2的两端。从电阻器Rl和电阻器R2之间的结点输出反馈信号mon3。反馈信号mon3是通过根据电阻器Rl和R2的电阻比对输出电压V2分压而获得的监测器电压。反馈信号mon3被反馈到处理器系统MCU的监测器单元Μ0Ν。因此，确定PFC控制脉冲信号pfcl和pfc2的占空比和脉冲宽度。以这样的方式，在图2A和图2B中示出的PFC单元中的每一个用作恒压控制电路。
[0070]接下来，将会按顺序描述在图2A和图2B中示出的DC/DC单元。首先，将会描述在图2A中示出的DC/DC单元。在图2A中示出的DC/DC单元是降压DC/DC转换器。此DC/DC单元包括NMOS晶体管匪3、电感器L3、二极管D3、平滑电容器C2、以及电阻器Rm。
[0071 ] NMOS晶体管匪3的漏极被连接到PFC单元的输出，并且NMOS晶体管匪3的源极被连接到二极管D3的阴极。NMOS晶体管匪3的栅极接收PWM控制脉冲信号pwm。因此，NMOS晶体管匪3根据PWM控制脉冲信号pwm的电压电平执行开关操作。二极管D3的阳极被接地。NMOS晶体管匪3的源极和二极管D3的阴极之间的结点被连接到电感器L3的一端。电感器L3的另一端被连接到平滑电容器C2的一端。平滑电容器C2的另一端被接地。
[0072]从平滑电容器C2和电感器L3之间的结点输出与在平滑电容器C2中积累的电荷相对应的输出电压Vout。在平滑电容器C2中积累的电荷作为输出电流1ut被供应到LED。电阻器Rm被设置在LED的阴极和接地之间。流过LED的输出电流1ut流过电阻器Rm。即，在电阻器Rm的两端生成与输出电流1ut和电阻器Rm的电阻值相对应的电压。此电压是用于监测输出电流1ut的监测器电压。此监测器电压作为反馈信号mon4被反馈到监测器单元Μ0Ν。处理器系统MCU的PWM信号生成单元生成具有占空比或周期的PWM控制脉冲信号pwm，在该占空比或周期下，监测器电压的电压电平恒定。以这样的方式，在图2A中示出的DC/DC单元用作恒定电流控制电路。
[0073]接下来，将会描述在图2B中示出的DC/DC单元。在图2B中示出的DC/DC单元是非隔离升压DC/DC转换器。此DC/DC单元也包括NMOS晶体管匪3、电感器L3、二极管D3、平滑电容器C2、以及电阻器Rm。
[0074]电感器L3的一端被连接到PFC单元的输出，并且电感器L3的另一端被连接到NMOS晶体管NM3的漏极。NMOS晶体管NM3的源极被接地。NMOS晶体管NM3的栅极接收PWM控制脉冲信号pwm。因此，NMOS晶体管匪3根据PWM控制脉冲信号pwm的电压电平执行开关操作。在NMOS晶体管匪3的漏极和电感器L3之间的结点被连接到二极管D3的阳极。二极管D3的阴极被连接到平滑电容器C2的一端。平滑电容器C2的另一端被接地。
[0075]从平滑电容器C2和二极管D3的阴极之间的结点输出与在平滑电容器C2中积累的电荷相对应的输出电压Vout。被积累在平滑电容器C2中的电荷作为输出电流1ut被供应到LED。电阻器Rm被设置在LED的阴极和接地之间。流过LED的输出电流1ut流过电阻器Rm。即，在电阻器Rm的两端处生成与输出电流1ut和电阻器Rm的电阻值相对应的电压。此电压是用于监测输出电流1ut的监测器电压。此监测器电压作为反馈信号mon4被反馈到监测器单元MON。处理器系统MCU的PWM信号生成单元生成具有占空比或者周期的PWM控制脉冲信号pwm，在该占空比或周期下，监测器电压的电压电平恒定。以这样的方式，在图2B中示出的DC/DC单元也用作恒定电流控制电路。
[0076]接下来参考图3A和图3B，将会描述DC/DC单元的其它配置。与在图2A中示出的DC/DC单元一样，在图3A中示出的DC/DC单元是非隔离降压DC/DC转换器。在图2A中示出的DC/DC单元中，用于生成反馈信号mon4的电阻器Rm与LED被串联连接。另一方面，在图3A中示出的DC/DC单元中，用于生成反馈信号mon4的电阻器Rml和Rm2与LED被并联连接。
[0077]因此，电源电路PWR的输出电压Vout被施加到电阻器Rml和Rm2的两端。从电阻器Rml和电阻器Rm2之间的结点输出反馈信号mon4。反馈信号mon4是通过根据电阻器Rml和Rm2之间的电阻比对输出电压Vout分压而获得的监测器电压。此反馈信号mon4被反馈到处理器系统MUC的监测器单元M0N。处理器系统MCU的PWM信号生成单元生成具有占空比或者周期的PWM控制脉冲信号pwm，在此占空比或周期下，监测器电压的电压电平恒定。以这样的方式，在图3A中示出的DC/DC单元用作恒定电压控制电路。其它的组件与在图2A中示出的DC/DC单元的相类似，因此省略其描述。
[0078]与在图2B中示出的DC/DC单元一样，在图3B中示出的DC/DC单元是非隔离升压DC/DC转换器。在图2B中示出的DC/DC单元中，用于生成反馈信号mon4的电阻器Rm与LED被串联连接。另一方面，在图3B中示出的DC/DC单元中，用于生成反馈信号mon4的电阻器Rml和Rm2与LED被并联连接。
[0079]因此，电源电路PWR的输出电压Vout被施加到电阻器Rml和Rm2的两端。从电阻器Rml和电阻器Rm2之间的结点输出反馈信号mon4。反馈信号mon4是通过根据电阻器Rml和Rm2的电阻比对输出电压Vout分压而获得的监测器电压。此反馈信号mon4被反馈到处理器系统MUC的监测器单元M0N。处理器系统MCU的PWM信号生成单元生成具有占空比或者周期的PWM控制脉冲信号pwm，在该占空比或周期下，监测器电压的电压电平恒定。以这样的方式，在图3B中示出的DC/DC单元用作恒定电压控制电路。其它的组件与在图2B中示出的DC/DC单元的相类似，因此省略其描述。
[0080]接下来参考图4，将会描述PFC单元的另一配置。在图2A和图2B中示出的PFC单元是非隔离升压转换器，而在图4中示出的PFC单元是隔离反激转换器。PFC单元具有不同的类型，即，非隔离型和隔离型，但是具有相同的操作原理。在图4中示出的PFC单元包括电感器Lll、L12、L21、L22、Lml、以及Lm2 ;二极管Dl和D2 ;NM0S晶体管NMl和NM2 ;以及平滑电容器Cl。
[0081]电感器Lll和L21的每一个的一端被共同地连接到全波整流电路FWR的输出，并且被供应有电压VI。电感器Lll的另一端被连接到NMOS晶体管匪I的漏极。电感器L2的另一端被连接到NMOS晶体管NM2的漏极。NMOS晶体管NMl和NM2的源极被接地。NMOS晶体管Wl的栅极接收PFC控制脉冲信号pfcl，并且NMOS晶体管匪2的栅极接收PFC控制脉冲信号pfc2。
[0082]电感器L2通过核与电感器Lll电磁耦合。二极管Dl的阳极被连接到具有被接地的一端的电感器L2的另一端。通过核电感器L22被电磁地耦合电感器L21。二极管D2的阳极被连接到其一端接地的电感器L22的另一端。二极管Dl和D2的阴极被共同地连接到平滑电容器Cl的一端。平滑电容器Cl的另一端被接地。
[0083]在此，由监测器电感器Lml生成与流过电感器L12的电流Il相对应的反馈信号monl,该监测器电感器Lml通过核与电感器Lll电磁稱合。此反馈信号monl被反馈到监测器单元Μ0Ν。类似地，由监测器电感器Lm2生成与流过电感器L2的电流12相对应的反馈信号mon2,该监测器电感器Lm2通过核与电感器L2电磁稱合。此反馈信号mon2被反馈到监测器单元Μ0Ν。利用此配置，检测电流Il和12中的每一个的零电流。
[0084]与平滑电容器Cl并行地，电阻器Rl和R2被串联连接。换言之，PFC单元的输出电压V2被供应到电阻器Rl和R2的两端。从电阻器Rl和电阻器R2之间的结点输出反馈信号mon3。反馈信号mon3是通过根据电阻器Rl和R2的电阻比对输出电压V2分压而获得的监测器电压。此反馈信号mon3被反馈到处理器系统MCU的监测器单元MON。因此，确定PFC控制脉冲信号pfcl和pfc2的占空比和脉冲宽度。以这样的方式，在图4中示出的PFC单元用作恒定电压控制电路。
[0085]接下来参考图5A和图5B，将会描述电源电路PWR的其它配置。与在图2A和图2B中示出的电源电路PWR—样，在图5A中示出的电源电路PWR中，PFC单元是非隔离升压转换器。在图2A和图2B中示出的PFC电路中，用于生成反馈信号mon3的电阻器Rl和R2与平滑电容器Cl并联连接。另一方面，在图5A中示出的PFC单元中，用于生成反馈信号mon3的电阻器R与LED串联连接。即，此PFC单元是恒定电流控制电路。在这样的情况下，如在图5A中所示，能够省略DC/DC单元并且LED能够被直接连接到PFC单元。这导致电路的小型化。
[0086]与在图4中示出的电源电路PWR—样，在图5B中示出的电源电路PWR中，PFC单元是隔离反激转换器。在图4中示出的PFC单元中，用于生成反馈信号mon3的电阻器Rl和R2与平滑电容器Cl并联连接。另一方面，在图5B中示出的PFC单元中，用于生成反馈信号mon3的电阻器R与LED串联连接。S卩，此PFC单元是恒定电流控制电路。在这样的情况下，如在图5B中所示，DC/DC单元能够被省略，并且LED能够被直接连接到PFC单元。这导致电路的小型化。
[0087]接下来参考图6，将会描述根据本发明的第一实施例的PFC信号生成单元PSG。图6是根据第一实施例的PFC信号生成单元PSG的框图。如在图6中所示，PFC信号生成单元PSG包括升序计数器101、周期上限设定寄存器102、周期上限捕获寄存器103、周期上限比较器104、第一脉冲宽度设定寄存器105、第一脉冲宽度捕获寄存器106、脉冲宽度比较器107、或门108、第一控制脉冲输出电路109、计数值捕获电路110、移位电路111、相位比较器112、输出定时校正电路113、第二脉冲宽度设定寄存器114、第二脉冲宽度捕获寄存器115、降序计数器116、第二控制脉冲输出电路117、以及中断信号输出电路118。
[0088]升序计数器101计数接收到的时钟信号elk。在流过电感器LI的电流Il的零电流检测信号cdl被输入的定时，升序计数器101清零计数值，并且重新从O开始计数。通过在图1中示出的监测器单元MON生成零电流检测信号cdl。
[0089]操作核PE向周期上限设定寄存器102设置由PFC控制脉冲信号pfcl能够取的周期的上限。如稍后详细描述的，PFC控制脉冲信号pfcl的周期基本上是电流Il的零电流检测信号被输入的间隔，并且不是总是恒定的。例如，对周期上限设定寄存器102设置的周期上限设定值是当在系统的启动期间或者由于某些故障的发生而没有输入电流Il的零电流检测信号cdl时所使用的补充值。
[0090]周期上限捕获寄存器103在预定定时从周期上限设定寄存器102捕获周期上限设定值。
[0091]周期上限比较器104是数字比较器，并且，更加具体地，是符合电路。当升序计数器101的计数值cntl与周期上限设定值匹配时，周期上限比较器104输出清零信号clr。当清零信号clr被输入到升序计数器101时，升序计数器101的计数值被清零。具体地，当在升序计数器101的计数值达到设置的周期上限设定值之前没有输入电流Il的零电流检测信号cdl时，升序计数器101的计数值被强行清零。如上所述，清零信号clr被异常地输出，并且从而通过图6中的虚线指示。[0092]操作核PE向第一脉冲宽度设定寄存器105设置PFC控制脉冲信号pfcl的脉冲宽度的值。基于占空比计算脉冲宽度设定值，该占空比是基于从PFC单元反馈的反馈信号mon3，并且基于PFC控制脉冲信号pfcl的周期来确定的。在此描述的周期指的是生成电流Il的零电流检测信号cdl的间隔。通过PFC控制必要时更新脉冲宽度设定值。例如，在升序计数器101的计数值被清零的定时更新脉冲宽度设定值。
[0093]第一脉冲宽度捕获寄存器106在预定的定时从第一脉冲宽度设定寄存器105捕获脉冲宽度设定值。例如，在升序计数器101的计数值被清零的定时捕获脉冲宽度设定值。
[0094]脉冲宽度比较器107是数字比较强，并且，更加具体地，是符合电路。当升序计数器101的计数值cntl与通过第一脉冲宽度捕获寄存器106捕获到的脉冲宽度设定值匹配时，脉冲宽度比较器107输出复位信号rstl。
[0095]或门108接收电流Il的零电流检测信号cdl，和从周期上限比较器104输出的清零信号clr。或门108输出置位信号setl。置位信号setl是用于清零升序计数器101的计数值的清零信号。
[0096]第一控制脉冲输出电路109基于置位信号setl和复位信号rstl生成PFC控制脉冲信号pfcl，并且输出生成的信号。如稍后详细描述的，在置位信号setl被输入的定时，PFC控制脉冲信号pfcl从无效电平被设置为激活电平。另一方面，在复位信号rstl被输入的定时，PFC控制脉冲信号pfcl从激活电平被复位为无效电平。即，在从置位信号setl被输入的定时到复位信号rstl被输入的定时的时段期间，PFC控制脉冲信号pfcl是处于激活电平。
[0097]例如，如在图2A和图2B等等中所示，当PFC控制脉冲信号pfcl被输入到NMOS晶体管时，在激活电平的时段期间PFC控制脉冲信号pfcl是处于H (高)电平。另一方面，当PFC控制脉冲信号pfcl被输入到PMOS晶体管(未示出)时，在激活电平的时段期间PFC控制脉冲信号Pfcl是处于L (低)电平。
[0098]计数值捕获电路110在电流Il的零电流检测信号cdl被输入的定时捕获升序计数器101的计数值cntl。具体地，在计数值被清零时的升序计数器101的计数值cntl，gp，“前一个周期”的周期值”T (在下文中，T表示“前一个周期”的最大计数值)。
[0099]移位电路111将通过计数值捕获电路110获得的周期值T移位一位，并且生成1/2周期值T/2作为目标相位差。
[0100]相位比较器112是数字比较器，并且更加具体地，是符合电路。当升序计数器101的计数值cntl与通过移位电路111生成的1/2周期值T/2匹配时，相位比较器112输出符合信号csl。
[0101]基于从相位比较器112输出的置位信号setl和符合信号csl,输出定时校正电路113确定电流12的零电流检测信号cd2被输入的定时，并且在适当的定时输出置位信号set2。稍后将会描述输出定时校正电路113的配置和操作。
[0102]操作核PE向第二脉冲宽度设定寄存器114设置PFC控制脉冲信号pfc2的脉冲宽度的值。与在PFC控制脉冲信号pfcl的情况一样，基于占空比计算脉冲宽度设定值，该占空比是基于从PFC单元反馈的反馈信号mon3和PFC控制脉冲信号pfcl的周期来确定的。换言之，从相同的信号生成PFC控制脉冲信号pfcl和pfc2的脉冲宽度设定值，并且因此基本是相同的值。然而，脉冲宽度值没有必要一定是相同的值。通过PFC控制必要时更新脉冲宽度设定值。例如，在升序计数器101的计数值被清零的定时更新脉冲宽度设定值。
[0103]第二脉冲宽度捕获寄存器115在预定的定时从第二脉冲宽度设定寄存器114捕获脉冲宽度设定值。例如，在升序计数器101的计数值被清零的定时捕获脉冲宽度设定值。
[0104]在置位信号set2被输入的定时，降序计数器116开始从PFC控制脉冲信号pfc2的脉冲宽度设定值倒计数。降序计数器116根据时钟信号elk倒计数，当计数值达到I时停止倒计数，并且输出复位信号rst2。注意当计数值达到1，而不是O时，复位信号rst2被输出从而获得期望的脉冲宽度。
[0105]第二控制脉冲输出电路117基于置位信号set2和复位信号rst2生成PFC控制脉冲信号pfc2，并且输出生成的信号。如稍后详细描述的，在置位信号set2被输入的定时，PFC控制脉冲信号pfc2被从无效电平设置为激活电平。另一方面，在复位信号rst2被输入的定时，PFC控制脉冲信号pfc2被从激活电平复位为无效电平。即，在置位信号set2被输入的定时到复位信号rst2被输入的定时之间的时段期间，PFC控制脉冲信号pfc2是处于激活电平。
[0106]每当升序计数器101的计数值cntl被清零时，中断信号输出电路118生成并输出中断信号int。例如，每当操作核PE接收到中断信号int时，操作核PE更新第一脉冲宽度设定寄存器105和第二脉冲宽度设定寄存器114的脉冲宽度设定值。
[0107]接下来参考图7，将会描述用于生成PFC控制脉冲信号pfcl的方法。图7是用于解释用于生成PFC控制脉冲信号pfcl的方法的时序图。图7从顶部顺序地示出置位信号setl、复位信号rstl、升序计数器101的计数值cntl、以及PFC控制脉冲信号pfcl。
[0108]如上所述，置位信号setl基本上是电流Il的零电流检测信号cdl。具体地，如在图7中所示，在电流Il的零电流检测信号cdl被生成的定时，升序计数器101的计数值cntl被清零，并且PFC控制脉冲信号pfcl从无效电平切换到激活电平。
[0109]如在图7中所示，16位升序计数器101能够从0000H至FFFHl计数。因此，PFC控制脉冲信号pfcl的脉冲宽度设定值和周期上限设定值是从0000H至FFFFH的值。理所当然的是，保持脉冲宽度设定值<周期上限设定值+1的关系。如上所述，当升序计数器101的计数值cntl与由第一脉冲宽度捕获寄存器106捕获的脉冲宽度设定值匹配时，从脉冲宽度比较器107输出复位信号rstl。在该定时，PFC控制脉冲信号pfcl被从激活电平切换到无效电平。因此，在图7中示出的PFC控制脉冲信号pfcl被生成。
[0110]接下来参考图8，将会描述用于生成PFC控制脉冲信号pfc2的方法。图8是用于解释用于生成PFC控制脉冲信号pfc2的方法的时序图。图8从顶部顺序地示出置位信号setl、置位信号set2、升序计数器101的计数值cntl、通过计数值捕获电路110捕获的周期值T、从移位电路111输出的1/2周期值T/2、PFC控制脉冲信号pfc2的脉冲宽度设定值、降序计数器116的计数值cnt2、复位信号rst2、PFC控制脉冲信号pfcl、以及PFC控制脉冲信号pfc2。注意，将会省略用于生成PFC控制脉冲信号pfcl的方法的解释。
[0111]参考图8，在每个周期中，在从置位信号set(电流Il的零电流检测信号cdl)的生成定时移位了 1/2周期值T/2的定时生成置位信号set2(电流12的零电流检测信号cd2)。这指示空闲状态。如在图8中所示，16位升序计数器101能够从0000H到FFFFH计数。因此，PFC控制脉冲信号pfcl的脉冲宽度设定值和周期上限设定值是从0000H到FFFFH的值。理所当然的是，保持脉冲宽度设定值<周期上限设定值+1的关系。[0112]参考图8，以时间序列进行描述。如在最上面的行中所示，在时间11生成电流11的零电流检测信号cdl，即，置位信号setl。这允许升序计数器101的计数值被清零。在这样的情况下，计数值捕获电路110获取在当计数值被清零时的时间的升序计数器101的计数值cntl=a，作为前一周期的周期值T。即，周期值T=a。然后，移位电路111将此值移位了 I位。具体地，所获取的周期值T=a被平分以获得与相位差π相对应的1/2周期值T/2=a/2。
[0113]接下来，在当已经从时间tl经过了 1/2周期值T/2=a/2时的时间t2生成电流12的零电流检测信号cd2。这是如上所述的空闲状态。在这样的情况下，与电流12的零电流检测信号cd2同时生成置位信号set2。因此，在此定时，PFC控制脉冲信号pfc2从无效电平被切换到激活电平。同时，降序计数器116从被设置到第二脉冲宽度设定寄存器115的PFC控制脉冲信号pfc2的脉冲宽度设定值=d开始倒计数。
[0114]将下来,在当降序计数器116的计数值cnt2=l (0001H)时的时间t3,复位信号rst2被生成。这允许PFC控制脉冲信号pfc2从激活电平切换到无效电平。
[0115]接下来，在时间t4，电流Il的零电流检测信号cdl，S卩，置位信号setl被再次生成。这允许升序计数器101的计数值cntl被清零。因此，从时间tl开始的周期结束。以这样的方式，在电流Il的相邻的零电流检测信号cdl之间的间隔对应于周期。此周期的值通过“b”来表示。
[0116]以与时间tl处相类似的方式，在时间t4，计数值捕获电路110获取在当计数值被清零时的时间的升序计数器101的计数值=b作为前一周期的周期值T。即，周期值T=b。然后，移位电路将此值移位了一位。具体地，获取的周期值T=b被平分以获得与相位差π相对应的1/2周期值T/2=b/2。
[0117]接下来，在当已经从时间t4经过了 1/2周期值T/2=b/2时的时间t5，电流12的零电流检测信号cd2被生成。这是如上所述的空闲状态。在这样的情况下，与电流12的零电流检测信号cd2同时生成置位信号set2。因此，在此定时，PFC控制脉冲信号pfc2被从无效电平切换到激活电平。同时，降序计数器116从被设置到第二脉冲宽度设定寄存器115的PFC控制脉冲信号的脉冲宽度设定值pfc2=d开始倒计数。
[0118]接下来,在当降序计数器116的计数值cnt2=l (0001H)时的时间t6,复位信号rst2被生成。这允许PFC控制脉冲信号pfc2从激活电平被切换到无效电平。
[0119]接下来，在时间t7，电流Il的零电流检测信号cdl，S卩，置位信号setl被再次生成。这允许升序计数器101的计数值被清零。因此，从时间t4开始的周期结束。通过“C”表示此周期的值。如上所述，如在图8中所示的PFC控制脉冲信号pfc2被生成。
[0120]在上面已经参考图8描述了空闲状态。然而，没有必要在从电流Il的零电流检测信号cdl的生成定时移位了 1/2周期值T/2的定时生成电流12的零电流检测信号cd2。为了平衡由于电流12的零电流的检测的高效率和通过设置PFC控制脉冲信号pfcl和pfc2之间的相位差η而实现的高效率，根据本实施例的PFC信号生成单元PSG被提供有输出定时校正电路113。根据电流12的零电流检测信号cd2的生成定时，此输出定时校正电路113相对于电流Il的零电流检测信号cdl的生成定时校正置位信号set2的输出定时。置位信号set2的输出允许PFC控制脉冲信号pfc2从无效电平被切换到激活电平。
[0121]现在参考图9，将会描述输出定时校正电路113的具体处理流程。图9是示出输出定时校正电路113的处理流程的流程图。[0122]首先，在各个周期，输出定时校正电路113确定是否在从开始起经过1/2周期值T/2的时间(T表示前一个周期的周期值)之前生成电流12的零电流检测信号cd2 (步骤ST1)0当在从开始到经过1/2周期值T/2的时段期间生成电流12的零电流检测信号cd2(在步骤STl中“是”)时，输出定时校正电路113等待直到达到1/2周期值T/2，并且输出置位?目号set2 (步骤ST2)。在这样的情况下，不目而喻的是，T/2作为目标相位差是最优选的，但是目标相位差可以是3/8T至5/8T。在效率的提高方面7/16T至9/16T目标相位差是比较优选的。
[0123]接下来，当在从开始到经过1/2周期值T/2的时间的时段期间没有生成电流12的零电流检测信号cd2 (在步骤STl中“否”)时，确定是否在从1/2周期值T/2起的预定的容许时段内生成电流12的零电流检测信号cd2 (步骤ST3)。当在容许时段内生成电流12的零电流检测信号cd2(在步骤ST3中“是”)时，输出定时校正电路113在电流12的零电流检测信号cd2被生成的定时输出置位信号set2 (步骤ST4)。这允许PFC控制脉冲信号pfc2被从无效电平切换到激活电平。容许时段优选是在从T/64至T/8的范围中。当容许时段是在小于T/64的范围中时，错误更加频繁地出现，这在系统操作方面是不利的。另一方面，在大于T/8的范围中的容许时段不利于PFC电路中的功率因数校正。
[0124]接下来，当在容许时段内没有生成电流12的零电流检测信号cd2 (在步骤ST3中“否”)时，输出定时校正电路113确定错误已经发生(步骤ST5)。然后，在已经从后续周期的开始经过了 1/2周期值T/2的时间的定时，输出定时校正电路113强行输出置位信号set2，而不在该周期中输出置位信号set2 (步骤ST6)。在各个周期重复地执行上述处理。
[0125]接下来，将会参考图10至图12的时序图描述在图9中示出的各个处理。与图9一样，图10至图12是用于解释用于生成PFC控制脉冲信号pfc2的方法的时序图。图10至图12中的每一个从顶部顺序地示出置位信号setl、电流12的零电流检测信号cd2、置位信号set2、升序计数器101的计数值cntl、降序计数器116的计数值cnt2、复位信号rst2、PFC控制脉冲信号pfcl、以及PFC控制脉冲信号pfc2。图12也在最下面的行中示出错误标志 eflo
[0126]首先，将会描述图10。从时间tl开始的初始周期是处于空闲状态。另一方面，在两个后续的周期中，在从开始到1/2周期值T/2的时段期间生成电流12的零电流检测信号cd2。
[0127]参考图10，按时间序列进行描述。从tl到t4的时段是处于空闲状态，如在图8中那样，因此省略其描述。首先，当在时间t4生成第二电流Il的第二零电流检测信号cdl，SP，信号setl时，升序计数器101的计数值cntl被清零。在从时间t4开始的周期中，前一个周期的周期值T=b。
[0128]接下来，当经过了 1/2周期值T/2=b/2时，在从时间t4到时间t5的时段期间生成电流12的零电流检测信号cd2。在这样的情况下，如上所述，输出定时校正电路113等待直到时间t5并且输出置位信号set2，而怒在零电流检测信号cd2的生成定时输出置位信号set2。在此定时，PFC控制脉冲信号pfc2被从无效电平切换到激活电平。同时，降序计数器116开始从PFC控制脉冲信号pfc2的脉冲宽度设定值倒计数。
[0129]接下来,在当降序计数器116的计数值cnt2=l (0001H)时的时间t6,生成复位信号rst2。 这允许PFC控制脉冲信号pfc2从激活电平被切换到无效电平。[0130]接下来，在时间t7，电流Il的零电流检测信号cdl，S卩，置位信号setl被再次生成。这允许升序计数器101的计数值cntl被清零。因此，从时间t4开始的周期结束。在从时间t7开始的周期中，前一个周期的周期值T=C。
[0131]而且在从时间t7开始的周期中，在从时间t7到当经过了 1/2周期值T/2=c/2的时间t8的时段期间，生成电流12的零电流检测信号cd2。因此，以如上所述的方式，输出定时校正电路113等待直到时间t8并且输出置位信号set2，而不在零电流检测信号cd2的生成定时输出置位信号set2。
[0132]接下来，将会描述图11。从时间tl开始的初始周期是处于空闲状态下。另一方面，在两个后续的周期中，在从1/2周期值T/2起的容许时段TR期间生成电流12的零电流检测信号cd2。
[0133]参考图11，按照时间序列进行描述。从时间tl到时间t4的时段处于空闲状态，与在图8中一样，因此省略其描述。首先，当在时间t4生成电流Il的第二零电流检测信号cdl, S卩，置位信号setl时，升序计数器101的计数值cntl被清零。在从时间t4开始的周期中，前一个周期的周期值T=b。
[0134]接下来，在从1/2周期值T/2=b/2起的容许时段TR内的时间t5，电流12的零电流检测信号cd2被生成。在这样的情况下，如上所述，在当生成零电流检测信号cd2时的时间t5输出定时校正电路113输出置位信号et2。在此定时，PFC控制脉冲信号pfc2从无效电平切换到激活电平。同时，降序计数器116开始从PFC控制脉冲信号pfc2的脉冲宽度设定值倒计数。
[0135]接下来,在当降序计数器116的计数值cnt2=l (0001H)时的时间t6,生成复位信号rst2。这允许PFC控制脉冲信号pfc2从激活电平被切换到无效电平。
[0136]接下来，在时间t7，电流Il的零电流检测信号cdl，S卩，置位信号setl被再次生成。这允许升序计数器101的计数值cntl被清零。因此，从时间t4开始的周期结束。在从时间t7开始的周期中，前一个周期的周期值T=C。
[0137]而且在从时间t7开始的周期中，在从1/2周期值T/2=c/2起的容许时段TR内的时间t8生成电流12的零电流检测信号cd2。因此，以如上所述的方式，在当零电流检测信号cd2被生成时的时间t8输出定时校正电路113输出置位信号set2。
[0138]接下来，将会描述图12。从时间tl开始的初始周期是处于空闲状态下。另一方面，在后续的周期中，在从时间T/2起的容许时段TR之后的定时生成电流12的零电流检测信号cd2。
[0139]参考图12，按照时间序列进行描述。从时间tl到时间t4的时段处于空闲状态，与在图10中一样，因此省略其描述。首先，当在时间t4生成电流Il的第二零电流检测信号cdl, S卩，置位信号setl时，升序计数器101的计数值cntl被清零。在从时间t4开始的周期中，前一个周期的周期值T=b。
[0140]在此，在从1/2周期值T/2=b/2起的容许时段TR之后的定时生成电流12的零电流检测信号cd2。在这样的情况下，在从后续周期的开始的1/2周期值T/2，输出定时校正电路113强行输出置位信号set2，而不在该周期中输出置位信号set2。在容许的时段TR之后的定时，错误标志efl被从L切换到H。
[0141]接下来，在时间t5，电流Il的零电流检测信号cdl，S卩，置位信号setl被再次生成。这允许升序计数器101的计数值cntl被清零。因此，从时间t4开始的周期结束。在从时间t5开始的周期中，前一个周期的周期值T=c。然后，如上所述，在从时间t5开始的周期的1/2周期值T/2=c/2 (时间t6)，输出定时校正电路113强行输出置位信号set2。
[0142]接下来参考图13，将会描述输出定时校正电路113的具体电路配置。仅通过示例描述电路配置。图13是示出输出定时校正电路113的具体电路配置的示例的电路图。如在图13中所示，输出定时校正电路113包括第一电路1、第二电路2、第三电路3、D触发器DFl、以及或门02。第一电路I包括保持电路HCl和HC2和与门Al和A2。第二电路2包括保持电路HC3、与门A3和A4、以及或门01、以及容许时段降序计数器11。第三电路3包括保持电路HC4和与门A5。保持电路HCl至HC4中的每一个是由D触发器组成的。在前一级中，“S”和“R”分别表示与各个D触发器的数据输入相对应的置位输入和复位输入。时钟信号elk被输入到各个D触发器的时钟输入。
[0143]当在置位信号I被输入并且升序计数器的计数值cntl被清零的时间之后在1/2周期值T/2 (T表示前一周期的周期值)的时段期间生成电流12的零电流检测信号cd2时，第一电路i等待直到达到1/2周期值T/2并且输出置位信号set2。
[0144]下面将会描述连接关系。保持电路HCl的置位输入S接收置位信号setl，并且复位输入R接收从相位比较器112输出的符合信号csl。保持电路HCl的输出信号是从周期的开始到1/2周期值T/2的时段信号。此时段信号hsl被输入到与门Al的一个输入。电流12的零电流检测信号cd2被输入到与门Al的另一输入。
[0145]与门Al的输出信号被输入到保持电路HC2的置位输入S。符合信号csl被输入到保持电路HC2的复位输入R。当在达到1/2周期值T/2之前输入电流12的零电流检测信号cd2时，保持电路HCl的输出信号是要被保持直到达到1/2周期值T/2的保持信号hs2。此保持信号hs2被输入到与门A2的另一输入。与门A2的输出信号是第一电路I的输出信号，即，构成一个置位信号set2的置位信号set2a。
[0146]当在容许时段内生成电流12的零电流检测信号cd2时，第二电路2在该定时输出置位信号set2b。
[0147]下面将会描述连接关系。与门A3接收三个信号，即，时段信号hsl、置位信号set2的反信号、以及符合信号csl。与门A3的输出信号是使降序计数器11开始倒计数的计数开始信号。此计数开始信号被输入到降序计数器11，并且也被输入到保持电路HC3的置位输入S。
[0148]或门01接收三个信号，即，置位信号setl、电流12的零电流检测信号cd2、以及从降序计数器11输出的计数结束信号fin。或门01的输出信号是用于使降序计数器11停止倒计数的计数停止信号stop。此计数停止信号stop被输入到降序计数器11，并且也被输入到保持电路HC3的复位输入R。降序计数器11对被存储在寄存器中的容许时段设定值倒计数。在完成对容许时段倒计数之后，降序计数器11输出计数结束信号fin。
[0149]保持电路HC3的输出信号是用于确定是否在容许时段期间输入电流12的零电流检测信号cd2的时段信号hc3。此确定时段信号hs3被输入到与门A4的一个输入。电流12的零电流检测信号cd2被输入到与门A4的另一输入。与门A4的输出信号是第二电路2的输出信号，即，构成一个置位信号set2的置位信号set2b。
[0150]当在容许时段内没有生成电流12的零电流检测信号cd2时，第三电路3在从后续周期的开始的1/2周期值T/2时强行输出置位信号set2c。
[0151]下面将会描述连接关系。保持电路HC4的置位输入S接收从降序计数器11输出的计数结束信号fin，并且复位输入R接收符合信号csl。保持电路HCl的输出信号是被保持直到达到后续周期的1/2周期值T/2的保持信号hs4。此保持信号hs4被输入到与门A5的一个输入。符合信号csl被输入到与门A5的另一输入。与门A5的输出信号是第三电路3的输出信号，即，构成一个置位信号set2的置位信号set2c。
[0152]当生成计数结束信号fin时，D触发器DFl捕获该信号，并且输出错误标志efl。或门02接收分别从第一至第三电路输出的置位信号set2a、set2b、以及set2c，并且输出置位信号set2。
[0153]接下来，将会参考图14的时序图描述在图13中示出的输出定时校正电路113的操作。图14是用于解释输出定时校正电路113的操作的时序图。图14从顶部顺序地示出置位信号setl、升序计数器101的计数值cntl、符合信号csl、时段信号hsl、电流12的零电流检测信号cd2、保持信号hs2、容许时段降序计数器11的计数开始信号start、容许时段降序计数器11的计数值cnt3、容许时段降序计数器11的计数停止信号stop、确定时段信号hs3、容许时段降序计数器11的计数结束信号fin、保持信号hs4、以及置位信号set2。
[0154]在图14中示出的第一周期指示在从开始到1/2周期值T/2的时段期间生成电流12的零电流检测信号cd2的情况。在此，指示从开始到1/2周期值T/2的时段的时段信号hsl在此时段中被保持在H。在零电流检测信号cd2被输入的定时，保持信号hs2被从L移到H并且被保持。在指示经过了 1/2周期值T/2的符合信号csl被输入的定时，保持信号hs2从H移到L，并且置位信号set2a被输出。注意，为了方便区分周期使用术语“第一周期”，并且这不指示从第一周期开始操作。
[0155]在图14中示出的第二周期指示在从1/2周期值T/2起的容许时段内生成电流12的零电流检测信号cd2的情况。在指示经过了 1/2周期值T/2的符合信号csl被输入的定时，容许时段降序计数器11的计数开始信号start被生成，并且容许时段降序计数器11开始倒计数。然后，确定时段信号hs3从L移到H。在电流12的零电流检测信号cd2被输入的定时，容许时段降序计数器11的计数停止信号stop被生成，并且容许时段降序计数器11停止倒计数。然后，确定时段信号hs3从H移到L。同时，置位信号set2b被输出。
[0156]在图14中示出的第三和第四周期中，没有生成电流12的零电流检测信号cd2。因此，在指示经过了 1/2周期值T/2的符合信号csl被输入的定时，容许时段降序计数器11的计数开始信号start被生成，并且容许时段降序计数器11开始倒计数。然后，确定时段信号hs3从L移到H。因为没有电流12的零电流检测信号cd2输入，所以容许时段降序计数器11对容许时段倒计数至结束，并且输出计数结束信号fin。同时，容许时段降序计数器11的计数停止信号stop被生成，并且容许时段降序计数器11停止倒计数。然后，确定时段信号hs3从H移到L。同时，保持信号hs4从L移到H并且被保持。在指示在第四周期中经过了 1/2周期值T/2的符合信号csl的定时，保持信号hs2从H移到L，并且置位信号set2c被输出。
[0157]接下来，将会参考图15和图16的时序图描述能够被包括在输出定时校正电路113中的附加的功能。与图8 —样，图15和图16是用于解释用于生成PFC控制脉冲信号pfc2的方法的时序图。图15和图16中的每一个从顶部顺序地示出置位信号setl、电流12的零电流检测信号cd2、升序计数器101的计数值cntl、降序计数器116的计数值cnt2、复位信号rst2、PFC控制脉冲信号pfcl、以及PFC控制脉冲信号pfc2。
[0158]首先，将会描述图15。第一周期是在上面描述的空闲状态，因此省略其描述。第二周期指示周期“c”比前一周期的1/2周期值T/2=b/2短的特定情况。以这样的方式，当周期比前一周期的1/2周期短时，输出定时校正电路113可以在后续周期的1/2周期值=c/2强行输出置位信号set2。
[0159]接下来，将会描述图16。第一周期是在上面描述的空闲状态，因此省略其描述。第二周期指示在降序计数器116的倒计数期间生成电流12的零电流检测信号cd2的特定情况(即，在PFC控制脉冲信号pfc2是处于激活电平的状态)。在这样的情况下，电流12的零电流检测信号cd2可以被忽略。
[0160]接下来，将会参考图17的时序图描述能够被包括在降序计数器116中的附加的功能。与图8—样，图17是用于解释用于生成PFC控制脉冲信号pfc2的方法的时序图。图17从顶部顺序地示出置位信号setl、电流12的零电流检测信号cd2、置位信号set2、复位信号rst2、升序计数器101的计数值cntl、降序计数器116的计数值cnt2、PFC控制脉冲信号pfcl、以及PFC控制脉冲信号pfc2。
[0161]在图17中示出的示例指示在第一周期中的空闲定时被切换到激活电平的PFC控制脉冲信号Pfc2过第二周期延伸到第三周期上的特地情况。以这样的方式，当在降序计数器116的倒计数期间两次生成电流Il的零电流检测信号cdl (B卩，在PFC控制脉冲信号Pfc2是处于激活电平的状态)时，可以在第二次强行生成复位信号rst2以将PFC控制脉冲信号pfc2从激活电平切换到无效电平。
[0162]如上所述，根据本实施例的PFC信号生成电路PSG包括输出定时校正电路113。此输出定时校正电路113基于用于将PFC控制脉冲信号pfcl设置成激活电平的置位信号setl和从相位比较器112输出的符合信号csl，来确定输入电流12的零电流检测信号cd2的定时，并且在适当的定时输出用于将PFC控制脉冲信号pfc2设置为激活电平的置位信号set2。这使得能够平衡由于电流12的零电流的检测的高效率和通过将PFC控制脉冲信号pfcl和pfc2之间的相位差设置为近似于等于π而获得的高效率，导致进一步通过PFC改善电路功率因数校正。
[0163](第二实施例)
[0164]接下来，将会参考图18描述根据第二实施例的PFC信号生成单元PSG。图18是根据第二实施例的PFC信号生成单元PSG的框图。在图18中示出的PFC信号生成单元PSG具有下述配置，周期下限比较器201和计数器清零控制电路202被添加到在图16中示出的PFC信号生成单元PSG。注意，在图18中，省略存储设定值的寄存器的图示。
[0165]周期下限比较器201是数字比较器，并且，更加具体地，是符合电路。当升序计数器101的计数值cntl与周期下限设定值匹配时，周期下限比较器201输出符合信号cs2。符合信号cs2被输入到计数器清零控制电路202。
[0166]基于从周期下限比较器201输出的符合信号cs2，计数器清零控制电路202确定输入电流Il的零电流检测信号cdl的定时，并且在适当的定时输出清零信号cdla和cdlb。具体地，当在等于或者小于周期下限设定值的定时输入电流Il的零电流检测信号cdl时，计数器清零控制电路等待直到达到周期下限设定值，并且清零升序计数器101的计数值。另一方面，当在超过周期下限设定值的定时输入电流Il的零电流检测信号Cdl时，在该定时清零升序计数器101的计数值，如通常一样。稍后将会描述计数器清零控制电路202的配置和操作。
[0167]或门108接收从计数器清零控制电路202输出的清零信号cdla和cdlb，和从周期上限比较器104输出的清零信号clr。或门108输出置位信号setl。即，置位信号setl是用于清零升序计数器101的计数值的清零信号。其它的组件与在图6中示出的相类似，因此省略其描述。
[0168]接下来参考图19，将会描述计数器清零控制电路202的具体电路配置。在下面描述的电路配置仅是示例。图19是示出计数器清零控制电路202的具体电路配置的示例的电路图。如在图19中所示，计数器清零控制电路202包括保持电路HCll和HC12、与门All至A13、以及D触发器DF11。保持电路HCll和HC12中的每一个是由D触发器组成的。在前一级中，“S”和“R”分别表示与各个D触发器的数据输入相对应的置位输入和复位输入。时钟信号elk被输入到各个D触发器的时钟输入。
[0169]从周期下限比较器201输出的符合信号cs2被输入到保持电路HCll的复位输入R，并且置位信号setl被输入到复位输入R。保持电路HCl的输出信号是指示超过周期下限设定值的时段的时段信号hsll。时段信号hsll的反信号被输入到与门All的一个输入。电流Il的零电流检测信号cdl被输入到与门All的另一输入。
[0170]与门All的输出信号是当在等于或者小于周期下限设定值的定时输入电流Il的零电流检测信号cdl时生成的检测信号Si。此检测信号Si被输入到保持电路HC12的置位输入S。符合信号cs2被输入到保持电路HC12的复位输入R。当电流Il的零电流检测信号cdl被输入时，保持电路HC12的输出信号是要被保持直到达到周期下限设定值的保持信号hsl2。此保持信号hsl2被输入到与门A12的一个输入。符合信号cs2被输入到与门A12的另一输入。与门A12的输出信号是构成一个置位信号setl的清零信号cdlb。
[0171]从保持电路HCll输出的时段信号hsll被输入到与门A13的一个输入。电流Il的零电流检测信号cdl被输入到与门A13的另一输入。与门A13的输出信号是构成一个置位信号setl的清零信号cdla。
[0172]当检测信号Si被生成时，D触发器DFll捕获检测信号si并且输出错误标志ef2。
[0173]接下来，将会参考图20的时序图描述在图19中示出的计数器清零控制电路202的操作。图20是用于解释计数器清零控制电路202的操作的时序图。图20从顶部顺序地示出电流Il的零电流检测信号cdl、符合信号cs2、时段信号hsll、置位信号setl、升序计数器101的计数值cntl、符合信号cs2、检测信号s1、保持信号hsl2、清零信号cdla、清零信号cdlb、置位信号setl、PFC控制脉冲信号pfcl、以及错误标志ef2。
[0174]在图20中示出的第一和第三周期中，在达到周期下限设定值之后的定时输入电流Il的零电流检测信号cdl。因此，在此定时输出清零信号cdla，如通常一样。
[0175]另一方面，在图20中示出的第二周期中，在等于或者小于周期下限设定值的定时输入电流Il的零电流检测信号Cdl。因此，电流Il的零电流检测信号Cdl被输入，而指示超过周期下限设定值的时段的时段信号hsll被保持在L。在该定时，检测信号Si被生成，并且保持信号hsl2从L移到H并且被保持。然后，在指示经过周期下限设定值的符合信号cs2被输入的定时，保持信号hsl2从H移到L，并且清零信号cdlb被输出。以这样的方式，周期下限设定值被设置并且PFC控制脉冲信号pfcl的周期下限被确保，从而使得能够生成PFC控制脉冲信号，改PFC控制脉冲信号进一步通过PFC电路改善功率因素校正。
[0176]虽然参考实施例在上面已经描述了本发明，但是本发明没有受到上面的实施例的限制。能够以在本发明的范围内的本领域的技术人员能够理解的各种方式修改本发明的配置和详情。
[0177]本申请基于2011年4月26日提交的日本专利申请N0.2011-098789，并且要求其优先权，其全部内容通过引用整体合并在此。
[0178]附图标记列表
[0179]I第一电路
[0180]2 第二电路
[0181]3 第三电路
[0182]11 容许时段降序计数器
[0183]101升序计数器
[0184]102周期上限设定寄存器
[0185]103周期上限捕获寄存器
[0186]104周期上限比较器
[0187]105第一脉冲宽度设定寄存器
[0188]106第一脉冲宽度捕获寄存器
[0189]107脉冲宽度比较器
[0190]108 或门
[0191]109第一控制脉冲输出电路
[0192]110计数值捕获电路
[0193]111移位电路
[0194]112相位比较器
[0195]113输出定时校正电路
[0196]114第二脉冲宽度设定寄存器
[0197]115第二脉冲宽度捕获寄存器
[0198]116降序计数器
[0199]117第二控制脉冲输出电路
[0200]118中断信号输出电路
[0201]201周期下限比较器
[0202]202计数器清零控制电路
[0203]A1-A5, A11-A13 与门
[0204]Ap AC 电源
[0205]Cl, C2平滑电容器
[0206]cdl, cd2零电流检测信号
[0207]clr, cdla, cdlb 清零信号
[0208]CG 时钟生成单元
[0209]elk时钟信号[0210]cntl, cnt2, cnt3 计数值
[0211]csl, cs2 符合信号
[0212]D1-D3 二极管
[0213]DFl，DFll D 触发器
[0214]efl, ef2 错误标记
[0215]fin计数结束信号
[0216]FffR全波整流电路
[0217]HC1-HC4, HClI, HC12 保持电路
[0218]hsl, hsll 时段信号
[0219]hs2，hs4，hsl2 保持信号
[0220]hs3确定时段信号
[0221]int中断信号
[0222]IOU 单元
[0223]LI, Lll, L12, L2, L21, L22, L3 电感器
[0224]LED LED
[0225]Lml, Lm2监视器电感器
[0226]MCU处理器系统
[0227]MEM存储器
[0228]MON监视器单元
[0229]mon, monl_mon4 反馈信号
[0230]NM1-NM3NM0S 晶体管
[0231]01，02 或门
[0232]PE 操作核
[0233]PERI 外围电路
[0234]pfc, pfcl, pfc2PFC 控制脉冲信号
[0235]PSG PFC信号生成单元
[0236]PWM PWM信号生成单元
[0237]pwm PWM控制脉冲信号
[0238]PffR电源电路(控制目标电路)
[0239]R, Rl, R2, Rm, Rml, Rm2 电阻器
【权利要求】
1.一种PFC信号生成电路，所述PFC信号生成电路生成用于控制PFC电路的PFC信号，所述PFC电路包括连接到第一开关的第一电感器和连接到第二开关的第二电感器，所述PFC信号生成电路包括: 第一控制信号输出电路，所述第一控制信号输出电路在所述第一电感器的零电流检测定时输出第一 PFC信号以接通所述第一开关； 定时调节电路，所述定时调节电路生成控制信号，用于当所述第二电感器的零电流检测定时比目标定时更早时，在等待直到所述目标定时之后接通所述第二开关，并且当所述第二电感器的所述零电流检测定时比从所述目标定时开始的容许时段更晚时，在后续周期中的目标定时接通所述第二开关；以及 第二控制信号输出电路，所述第二控制信号输出电路根据所述控制信号来生成第二PFC信号以接通所述第二开关。
2.根据权利要求1所述的PFC信号生成电路，进一步包括计数器，所述计数器具有在所述第一电感器的所述零电流检测定时清零的计`数值。
3.根据权利要求2所述的PFC信号生成电路，进一步包括计数器清零控制电路，当所述第一电感器的所述零电流检测定时低于周期下限时，所述计数器清零控制电路在等待直到达到所述周期下限之后清零所述计数值。
4.根据权利要求2或者3所述的PFC信号生成电路，进一步包括捕获电路，所述捕获电路获取在前一周期中的所述计数器的最大计数值， 其中，基于所述最大计数值来确定所述目标定时。
5.根据权利要求4所述的PFC信号生成电路，进一步包括: 移位电路，所述移位电路从所述最大计数值生成所述目标定时的设定值；以及 第一数字比较器，所述第一数字比较器将所述目标定时的设定值与所述计数器的计数值作比较，并且生成所述目标定时。
6.根据权利要求4或者5所述的PFC信号生成电路，其中，所述目标定时在所述最大计数值的3/8至5/8的范围内。
7.根据权利要求4至6中的任何一项所述的PFC信号生成电路，其中，所述容许时段在所述最大计数值的1/64至1/8的范围内。
8.根据权利要求1至7中的任何一项所述的PFC信号生成电路，进一步包括降序计数器，所述降序计数器对基于来自于所述PFC电路的反馈信号所确定的所述第二 PFC信号的脉冲宽度的设定值进行倒计数。
9.根据权利要求8所述的PFC信号生成电路，进一步包括第二数字比较器，所述第二数字比较器将所述计数器的计数值与基于所述反馈信号所确定的所述第一 PFC信号的脉冲宽度的设定值作比较。
10.根据权利要求1至9中的任何一项所述的PFC信号生成电路，其中，当所述第二电感器的所述零电流检测定时在所述容许时段内时，在所述第二电感器的所述零电流检测定时，所述定时调节电路生成所述控制信号以接通所述第二开关。
11.一种PFC控制系统，包括: PFC电路，所述PFC电路连接到AC电源；以及 PFC信号生成电路，所述PFC信号生成电路生成用于控制所述PFC电路的PFC信号，其中， 所述PFC电路包括: 第一电感器，所述第一电感器连接到第一开关；以及 第二电感器，所述第二电感器连接到第二开关，并且 所述PFC信号生成电路包括: 第一控制信号输出电路，所述第一控制信号输出电路在所述第一电感器的零电流检测定时输出第一 PFC信号以接通所述第一开关； 定时调节电路，所述定时调节电路生成控制信号，用于当所述第二电感器的零电流检测定时比目标定时更早时，在等待直到所述目标定时之后接通所述第二开关，并且当所述第二电感器的所述零电流检测定时比从所述目标定时开始的容许时段更晚时，在后续周期中的目标定时接通所述第二开关；以及 第二控制信号输出电路，所述第二控制信号输出电路根据所述控制信号来生成第二PFC信号以接通所述第二开关。
12.根据权利要求11所述的PFC控制系统，其中，所述PFC电路进一步包括计数器，所述计数器具有在所述第一电感器的所述零电流检测定时清零的计数值。
13.根据权利要求12所述的PFC控制系统，进一步包括计数器清零控制电路，当所述第一电感器的所述零电流检测定时低于周期下限时，所述计数器清零控制电路在等待直到达到所述周期下限之后清零所述计数值。
14.根据权利要求12或者13所述的PFC控制系统，其中， 所述PFC电路进一步包括捕获电路，所述捕获电路获取在前一周期中的所述计数器的最大计数值，并且 基于所述最大计数值来确定所述目标定时。
15.根据权利要求14所述的PFC控制系统，进一步包括: 移位电路，所述移位电路从所述最大计数值生成所述目标定时的设定值；以及第一数字比较器，所述第一数字比较器将所述目标定时的设定值与所述计数器的计数值作比较，并且生成所述目标定时。
16.根据权利要求11至15中的任何一项所述的PFC控制系统，进一步包括算术电路，所述算术电路基于来自所述PFC电路的反馈信号来确定所述第一 PFC信号和所述第二 PFC信号中的每一个的脉冲宽度。
17.根据权利要求11至16中的任何一项所述的PFC控制系统，进一步包括DC/DC转换器，对所述DC/DC转换器供应所述PFC电路的输出电压。
18.根据权利要求17所述的PFC控制系统，进一步包括发光二极管，对所述发光二极管供应所述DC/DC转换器的输出电压。
19.一种控制PFC电路的PFC控制方法，所述PFC电路包括连接到第一开关的第一电感器和连接到第二开关的第二电感器，所述PFC控制方法包括: 在所述第一电感器的零电流检测定时接通所述第一开关； 当所述第二电感器的零电流检测定时比目标定时更早时，在等待直到所述目标定时之后接通所述第二开关；以及 当所述第二电感器的所述零电流检测定时比从所述目标定时开始的容许时段更晚时，在后续周期中的目标定时接通所述第二开关。
20.根据权利要求19所述的PFC控制方法，其中，当所述第二电感器的所述零电流检测定时在所述容许时段内时，在 所述第二电感器的所述零电流检测定时接通所述第二开关。
【文档编号】H02M7/12GK103503295SQ201280020371
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2012年4月4日 优先权日:2011年4月26日
【发明者】高田泰宽 申请人:瑞萨电子株式会社