[發(fā)明專利]LED驅(qū)動(dòng)電路及包含該驅(qū)動(dòng)電路的開關(guān)電源

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110460184.6
• 申請(qǐng)日: 2011-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN102497711A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯仙明;姚云龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H05B37/02
• 分類號(hào): H05B37/02;H02M7/217;H02M3/335
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LED照明技術(shù)，尤其涉及LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)，及其包含LED驅(qū)動(dòng)電路的開關(guān)電源技術(shù)。

背景技術(shù)

隨著LED技術(shù)的發(fā)展，LED的亮度和效率不斷提高。日常家用的LED照明不斷發(fā)展，逐漸成為節(jié)能減排、綠色照明的主流。

通常的交流供電的具有功率因數(shù)校正(Power?Factor?Correction，PFC)功能的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，有隔離型和非隔離型兩種結(jié)構(gòu)。隔離型結(jié)構(gòu)又有兩種控制結(jié)構(gòu)，一種是兩級(jí)控制，一種是單級(jí)控制。相對(duì)于兩級(jí)控制來(lái)說(shuō)，單級(jí)控制的電路相對(duì)簡(jiǎn)單，成本也相對(duì)較低，本發(fā)明主要針對(duì)隔離型反激式單級(jí)控制PFC?LED驅(qū)動(dòng)電路。

隔離型反激式單級(jí)控制PFC?LED驅(qū)動(dòng)電路中，一般采用光耦反饋，把輸出電壓信號(hào)傳遞到輸入級(jí)，來(lái)實(shí)現(xiàn)輸入級(jí)和輸出級(jí)的完全隔離。

圖1是現(xiàn)有的隔離型反激式單級(jí)控制PFC?LED驅(qū)動(dòng)開關(guān)電源電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中功率因數(shù)控制器是采用基于臨界導(dǎo)通模式(Transition?Mode，TM)的功率因數(shù)控制器。

如圖1所示，現(xiàn)有的隔離型反激式單級(jí)控制PFC?LED驅(qū)動(dòng)電路100，簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)電路，包括反激變換器，所述反激變換器由整流橋102、輸入濾波電容Cin、變壓器111、開關(guān)管S1，輸出整流管D1、輸出濾波電容Cbulk、PFC控制器101以及反饋環(huán)路構(gòu)成。從所述變壓器的原邊繞組L1和副邊繞組L2的同名端標(biāo)識(shí)很容易判別出其為反激轉(zhuǎn)換器類型。

所述整流橋和輸入濾波電容Cin一端相連，接到所述變壓器的原邊繞組L1的同名端，輸入濾波電容Cin另外一端接地。原邊繞組L1的異名端連接到一開關(guān)管S1的漏端，開關(guān)管S1的柵極接到所述PFC控制器，開關(guān)管S1的源端接地。副邊繞組L2的同名端接地，異名端接到一輸出整流管D1的陽(yáng)極，輸出整流管D1的陰極與一輸出濾波電容Cbulk相連接到輸出端，輸出濾波電容Cbulk的另一端接地。

當(dāng)開關(guān)管S1開通時(shí)，輸入級(jí)通過(guò)原邊繞組L1和開關(guān)管S1向所述變壓器存儲(chǔ)能量，副邊繞組L2的異名端電壓低于同名端電壓，輸出整流管D1反偏，輸出濾波電容Cbulk單獨(dú)向負(fù)載供電。當(dāng)開關(guān)管S1關(guān)斷時(shí)，勵(lì)磁電感的電流使得副邊繞組L2電壓反向，輸出整流管D1正偏，所述變壓器將存儲(chǔ)的能量傳送到負(fù)載和輸出濾波電容Cbulk。

所述LED驅(qū)動(dòng)電路是用來(lái)驅(qū)動(dòng)LED燈，因此輸出電流必須是恒流。為了實(shí)現(xiàn)恒流目的，所述LED驅(qū)動(dòng)電路里面采用了運(yùn)算放大器109，所述運(yùn)算放大器將電阻Rc上面電壓與內(nèi)部基準(zhǔn)電壓比較，控制光耦器件110a和110b，來(lái)實(shí)現(xiàn)恒流。所述光耦器件再通過(guò)電阻Rfa和Rfb，完成反饋環(huán)路。采用所述光耦器件，可以實(shí)現(xiàn)輸入和輸出的完全隔離。

所述LED驅(qū)動(dòng)電路是基于臨界導(dǎo)通模式的PFC控制器，包括誤差放大器103，乘法器104，電流感應(yīng)比較器105，零電流檢測(cè)器106，RS觸發(fā)器107以及柵極驅(qū)動(dòng)電路108。

誤差放大器103，所述誤差放大器比較兩個(gè)輸入信號(hào)：1、來(lái)自反饋環(huán)路的反饋信號(hào)，反饋環(huán)路是由電阻Rc，運(yùn)算放大器109，光耦器件110a和110b以及反饋電阻Rfa和Rfb組成；2、內(nèi)部參考電壓。所述誤放輸出信號(hào)是兩個(gè)輸入信號(hào)之間誤差的放大信號(hào)。例如，如果所述誤差放大器的帶寬足夠窄(例如低于20Hz)，則所述誤差信號(hào)在給定的輸入交流電的半周期內(nèi)是直流值。

乘法器104，所述誤差放大器輸出信號(hào)提供給所述乘法器。所述乘法器另外一個(gè)輸入信號(hào)是交流輸入電壓經(jīng)過(guò)所述整流橋整流之后，再通過(guò)電阻R1a和電阻R1b產(chǎn)生的分壓，簡(jiǎn)稱整流分壓信號(hào)。所述乘法器的輸出信號(hào)是兩個(gè)輸入信號(hào)的乘積。作為示例，所述乘法器的輸出信號(hào)是一個(gè)類似于正弦全波整流的電壓波形。

電流感應(yīng)比較器105，所述乘法器的輸出信號(hào)提供給所述電流感應(yīng)比較器，所述電流感應(yīng)比較器另外一個(gè)輸入是流過(guò)所述功率管的電流在采樣電阻Rs上面產(chǎn)生的電壓，簡(jiǎn)稱電流采樣信號(hào)。在某些實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)所述電流感應(yīng)比較器確定兩個(gè)輸入上的電壓相等時(shí)，所述電流感應(yīng)比較器使RS觸發(fā)器107復(fù)位，并使得開關(guān)管S1關(guān)斷。