[發明專利]一種高功率因數的無光耦兩級式LED驅動器電路

有效

• 申請號: 201010298967.4
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN101969723A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 謝小高;王加蓮
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02;H02M3/335
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于開關電源技術領域，涉及一種高功率因數的無光耦兩級式LED驅動器電路。

背景技術

出于安全的考慮，很多的LED燈具均要求LED驅動器具備隔離功能，即實現輸出與電網輸入的電氣隔離。另外為了減輕LED驅動器對公用電網的電力污染危害程度，大功率的LED驅動器需采用功率因數校正(Power?Factor?Correction，簡稱PFC)技術。一種大功率的LED驅動器常采用的兩級結構如圖1所示，前級采用隔離型的功率因數校正電路，本質上是一個穩壓電路，即通過光耦反饋輸出電壓來控制前級變換器的輸出電壓穩定，并實現交流進線的高功率因數；后級變換器采用恒流控制的直流-直流(DC/DC)變換電路，實現LED恒流輸出。兩級電路最大的缺點是電路元器件多，成本高，此外前級電路輸出電壓隔離反饋采用的光耦存在老化問題，影響電路的穩定性，同時弱化了電氣隔離的強度。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供了一種高功率因數的無光耦兩級式LED驅動器電路。

本發明解決技術問題所采取的技術方案為：

本發明包括無光耦隔離型反激式PFC電路和恒流型直流-直流LED驅動器。

無光耦隔離型反激式PFC電路的正端輸出與恒流型直流-直流LED驅動器的正端輸入相連，無光耦隔離型反激式PFC電路的負端輸出與恒流型直流-直流LED驅動器的負端輸入相連；恒流型直流-直流LED驅動器的正端輸出與LED負載的陽極相連，恒流型直流-直流LED驅動器的負端輸出與LED負載的陰極相連。

所述的無光耦隔離型反激式PFC電路包括反激式拓撲主電路、采樣電路、分壓電路和PFC控制電路。該無光耦隔離型反激式PFC電路采用以下兩種技術方案。

技術方案一：采樣電路的輸入端與反激式拓撲主電路中變壓器T的輔助繞組的異名端連接，采樣電路的輸出端接分壓電路的輸入端，分壓電路的輸出端接PFC控制電路的輸入端，PFC控制電路的輸出端接反激式拓撲主電路中開關管的門極。

所述的反激式拓撲主電路包括輸入整流橋B1、輸入電容C1、隔離變壓器T、輸出整流器Do、輸出電容Cbus和開關管M1。輸入整流橋B1的兩個輸入端分別接交流輸入兩端，整流橋B1的正端輸出接隔離變壓器T的原邊繞組同名端，整流橋B1的負端輸出接地；輸入電容C1的一端與整流橋B1的正端輸出連接，另一端與整流橋B1的負端輸出連接；隔離變壓器T的原邊繞組異名端接開關管M1的漏極，開關管M1的源極接地，開關管M1的門極接PFC控制電路的輸出，隔離變壓器T的副邊繞組異名端接輸出整流器Do的陽極；輸出整流器Do的陰極、輸出電容Cbus的正極與恒流型直流-直流LED驅動器的正端輸入連接，隔離變壓器T的副邊繞組同名端、輸出電容Cbus的負極與恒流型直流-直流LED驅動器的負端輸入連接，隔離變壓器T的輔助繞組Taux的同名端接地。

所述的分壓電路包括電阻R1、電阻R2和電阻Rf1，電阻R1的一端與采樣電路的輸出端連接，電阻R1的另一端、電阻R2的一端與電阻Rf1的一端連接，電阻R2的另一端接地；電阻Rf1的另一端接PFC控制電路的輸入端。

進一步來說，采樣電路包括穩壓管Zc、電阻Rc1、三極管Qc、開關Sc1、開關Sc2、電容Cc1、電容Cc2、開關Sc4、比較器Uc1、電阻Rc2、反相器Uc2、或非門Uc3、開關Sc5和電容Cc4。

穩壓管Zc的陰極、電阻Rc1的一端與直流電壓Vcc連接，電阻Rc1另一端接三極管Qc的集電極，穩壓管Zc的陽極接三極管Qc的門極；三極管Qc的射極接開關Sc1的一端，開關Sc1的另一端與開關Sc2的一端、電容Cc1的一端和開關Sc3的一端與比較器Uc1的正端相連；開關Sc2的另一端與電容Cc1的另一端相連之后接地，開關Sc3的另一端、電容Cc2的一端和開關Sc4的一端與比較器Uc1的負端相連；電容Cc2的另一端和開關Sc4的另一端相連之后接地；比較器Uc1的輸出端與電阻Rc2的一端以及或非門Uc3的一個輸入端相連，電阻Rc2的另一端和Cc3的一端與反相器Uc2的輸入端相連，反相器Uc2的輸出端與或非門Uc3的另一個輸入端相連；或非門Uc3的輸出端接開關Sc5和Sc4的門極，用來控制開關Sc5和開關Sc4的通斷(高電平導通)；開關Sc5的一端接輔助繞組Taux的異名端，開關Sc5的另一端接電容Cc4的一端作為電壓采樣電路的輸出端，Cc4的另一端接地；其中，開關Sc1、開關Sc2和開關Sc3可以是金屬氧化物半導體場效應管、絕緣柵雙極晶體管、雙極晶體管或其它等效的開關電路。