[實(shí)用新型]原邊恒流控制的準(zhǔn)單級高功率因數(shù)電路及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320339973.9
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN203326884U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝小高;葉美盼;蔡擁軍;吳建興
• 申請（專利權(quán)）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;H02M1/42;H02M1/14
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陸嘉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及開關(guān)電源技術(shù)，尤其涉及一種原邊恒流控制的準(zhǔn)單級高功率因數(shù)電路及裝置。

背景技術(shù)

由于目前大多數(shù)用電設(shè)備中的非線性元件和儲能元件的存在會使輸入交流電流波形發(fā)生嚴(yán)重畸變，網(wǎng)側(cè)輸入功率因數(shù)很低，為了滿足國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-3-2的諧波要求，必須在這些用電設(shè)備中加入功率因素校正（PFC）裝置。另外，一些用電設(shè)備如LED驅(qū)動器等要求實(shí)現(xiàn)輸出恒流功能。

為了滿足上述兩點(diǎn)要求，一種現(xiàn)有技術(shù)的電路結(jié)構(gòu)為如圖1所示的兩級式結(jié)構(gòu)。其中，交流輸入電源接整流橋101的兩個(gè)輸入端，整流橋101的兩個(gè)輸出端接PFC主電路102的兩個(gè)輸入端，PFC控制芯片103輸出控制信號來控制PFC主電路102，PFC主電路102的正輸出端接母線電容C_bus的第一端和變壓器T的原邊繞組W_p的同名端，變壓器T的原邊繞組W_p的異名端接開關(guān)管Q_s的漏極，開關(guān)管Q_s的源極接采樣電阻R_s的第一端，采樣電阻R_s的第二端接PFC主電路102的負(fù)輸出端以及母線電容C_bus的第二端，恒流控制芯片104接收來自采樣電阻R_s第一端的信號，并輸出驅(qū)動信號去控制開關(guān)管Q_s的柵極，變壓器T副邊繞組W_s的異名端接二極管D_o的陽極，二極管D_o的陰極接輸出電容C_o的第一端和LED負(fù)載的陽極，輸出電容C_o的第二端接LED負(fù)載的陰極和變壓器T副邊繞組W_s的同名端。圖1所示的前級PFC電路用來實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正功能，后級反激式直流-直流變換器環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)輸出恒流功能。

圖1所示兩級電路的優(yōu)點(diǎn)是輸入功率因數(shù)較高，輸出LED負(fù)載的電流紋波較小，缺點(diǎn)是需要兩級功率電路和兩級控制電路，因此其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，導(dǎo)致成本較高。

為了實(shí)現(xiàn)低成本，目前在小功率的LED驅(qū)動器中應(yīng)用較多的一種現(xiàn)有技術(shù)是采用單級的PFC方案，即采用一級變換器的結(jié)構(gòu)來同時(shí)實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正和輸出恒流功能，如圖2所示。其中，交流輸入源接整流橋201的兩個(gè)輸入端，整流橋201的正輸出端接電容C_in的第一端和變壓器T的原邊繞組W_p的同名端，變壓器T的原邊繞組W_p的異名端接開關(guān)管Q_s的漏極，開關(guān)管Q_s的源極接采樣電阻R_s的第一端，采樣電阻R_s的第二端接原邊地，整流橋201的負(fù)輸出端接電容C_in的第二端并同時(shí)接到原邊地，副邊電流模擬模塊202的輸入端接采樣電阻Rs的第一端，副邊電流模擬模塊202的輸出端接PFC控制和驅(qū)動模塊203的輸入端，PFC控制和驅(qū)動模塊203的輸出端接開關(guān)管Q_s的柵極。圖2中，副邊電流模擬模塊202通過采樣電阻R_s獲得原邊開關(guān)電流信息，并模擬出副邊電流信息，然后送入PFC控制和驅(qū)動模塊203以產(chǎn)生可調(diào)節(jié)輸出恒流和PFC控制的驅(qū)動信號去控制開關(guān)管Q_s，從而在單級變換電路中實(shí)現(xiàn)了輸入功率因數(shù)校正和輸出恒流。

圖2所示單級變換電路的優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡單，電路成本低，缺點(diǎn)是輸出LED負(fù)載存在較大的紋波電流（通常為100Hz的紋波電流），會造成頻閃，無法適用于某些對頻閃要求較高的應(yīng)用場合。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種原邊恒流控制的準(zhǔn)單級高功率因數(shù)電路及裝置，相比于傳統(tǒng)的兩級電路而言能夠降低電路成本，相比于傳統(tǒng)的單級電路而言可減小負(fù)載的紋波電流。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種原邊恒流控制的準(zhǔn)單級高功率因數(shù)電路，包括：

整流橋，對輸入的交流電源信號整流；

輸入電容，其第一端連接所述整流橋的正輸出端，其第二端連接所述整流橋的負(fù)輸出端；

電感，其第一端連接所述輸入電容的第一端；

母線電容，其第一端連接所述電感的第二端；

第一二極管，其陽極連接所述母線電容的第二端，其陰極連接所述整流橋的負(fù)輸出端；

開關(guān)管，其第一功率端連接所述電感的第二端，其控制端接收外部的驅(qū)動信號；

第二二極管，其陽極連接所述開關(guān)管的第二功率端，其陰極連接所述整流橋的負(fù)輸出端；

采樣電阻，其第一端連接所述開關(guān)管的第二功率端；