[發明專利]高功率因數恒流驅動電路及恒流裝置

有效

• 申請號: 201210522668.3
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN102946196A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 謝小高;葉美盼;吳建興
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28;H02M3/157;H02M1/42;H05B37/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸嘉

技術領域

本發明涉及一種高功率因數恒流驅動電路及恒流裝置。

背景技術

目前大多數用電設備中存在非線性元件和儲能元件，會使輸入交流電流波形發生嚴重畸變，導致網側輸入功率因數很低，為了滿足國際標準IEC61000-3-2的諧波要求，必須在用電設備中加入功率因素校正（PFC）裝置。

傳統的有源功率因素校正電路一般采用升壓（Boost）拓撲、升降壓（Buck-boost）拓撲或降壓型（Buck）拓撲。其中，Boost拓撲具有控制容易、驅動簡單以及在整個工頻周期內都可以進行開關工作、輸入電流的功率因數可以接近于1等特點。但是Boost電路具有輸出電壓高的缺點，而且在寬范圍輸入（通常為90Vac-265Vac）條件下，在低電壓段（通常為90Vac-110Vac）效率會比高壓段（通常為220Vac-265Vac）低1-3%。而采用Buck-boost升降壓拓撲，電路損耗相對Buck拓撲會大一些。在小功率應用場合，Buck拓撲能夠在整個輸入電壓范圍內保持較高效率。由于工業上的熱設計都是根據效率最低點來設計的，因此Buck拓撲的熱設計也比Boost拓撲和Buck-boost拓撲簡單。所以，目前Buck拓撲被越來越多地用到工業產品中，如中小功率的直流-直流變換器的前級PFC電路或者單級LED驅動器等。

圖1所示為現有技術中的一種采用降壓型拓撲的LED驅動電路，主要包括整流橋、輸入電容Cin、功率開光管Q₁、隔離或自舉驅動電路、輸出二極管Do、電容L、輸出電容Co、電流采樣電阻Rsen以及PFC控制電路。圖1所示電路的主要缺點是由于功率電路中的功率開關管Q₁和PFC控制電路不在同一電位上，因此功率開關管Q₁的驅動器需要采用浮驅動技術（例如隔離驅動或者自舉電路驅動），增加了電路的復雜度，成本也相對較高。并且，一般的浮驅動電路的損耗也比采用直接驅動方式的驅動電路的損耗大一些。

圖2所示為現有技術中一種采用變結構的降壓型拓撲的LED驅動電路，主要包括整流橋、輸入電容Cin、電感L、輸出電容Co、輸出二極管Do、PFC控制電路、功率開關管Q₁以及采樣電阻Rsen。采用圖2所示電路的主要缺點是采樣電阻Rsen只能采樣功率開關管Q₁導通時的輸出電感的電流，使得控制電路無法直接接收LED上的電流信號。盡管可以通過一些控制算法通過采樣電阻Rsen上檢測到的流經功率開關管Q₁的電流間接獲得輸出電流信息，但相比直接采樣輸出電流的方法，LED電流的調整精度不高。尤其是對于輸入電壓范圍較寬、輸出電感L的電感量變化范圍較大和輸出LED燈串數量變化較多的應用場合，LED電流的調整精度會進一步下降，導致無法滿足一些特定的參數指標。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種高功率因數恒流驅動電路及恒流裝置，能夠解決常規Buck型高功率因數恒流驅動電路中功率開關管驅動電路復雜和電流采樣精度不準的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種高功率因數恒流驅動電路，包括：

整流橋；

輸入電容，其第一端和第二端分別與所述整流橋的正、負輸出端連接；

輸出二極管，其負極連接所述輸入電容的第一端；

變壓器，其原邊繞組的同名端連接所述輸入電容的第一端，其副邊繞組的異名端連接所述輸出二極管的正極，其副邊繞組的同名端接地；

輸出電容，其第一端連接所述原邊繞組的異名端；

功率開關管，其第一功率端連接所述輸出電容的第二端，其第二功率端經由電流檢測電路接地，其控制端接收外部輸入的驅動信號。

根據本發明的一個實施例，所述電流檢測電路包括電流采樣電阻。

根據本發明的一個實施例，所述高功率因數恒流驅動電路還包括：

自舉電路二極管，其正極連接所述輸出電容的第一端；

輔助電容，其第一端連接所述自舉電路二極管的負極，其第二端接地，所述輔助電容的第一端向外輸出輔助電源信號。

根據本發明的一個實施例，所述輸出電容配置為與負載并聯。

本發明還提供了一種高功率因數恒流裝置，包括：

以上任一項所述的高功率因數恒流驅動電路；

控制電路，用于產生所述驅動信號。

根據本發明的一個實施例，所述控制電路包括：