[實用新型]電流紋波消除集成電路、恒流源負載驅動裝置及照明燈具

有效

• 申請號: 201420396126.0
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN204145794U
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 許瑞清;金紅濤;劉立國
• 申請（專利權）人: 許瑞清
• 主分類號: H05B37/00
• 分類號: H05B37/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及電流紋波消除電路，具體而言，涉及一種用于消除恒流源負載電流紋波的集成電路，包含所述集成電路的恒流源負載驅動裝置，以及包含所述驅動裝置的照明燈具。?

背景技術

作為新一代的照明光源，發光二極管(LED)逐漸得到廣泛應用。目前，用作LED主力驅動電源的開關電源，已經歷了兩個發展階段。第一階段，市場上出現多款專業的LED恒流開關電源控制器，逐漸成熟的驅動集成電路大大促進了LED照明市場的啟動和成長。這一階段是LED照明的初級階段，基本面對中低端照明市場。隨著LED照明燈具往高端照明市場的滲透，對驅動電源提出了更高的要求，比如要求功率因數(PF)大于0.9、總諧波(THD)小于20％，總之LED照明需要更加節能，更加綠色。隨后，市場上出現有源功率因數校正APFC(Active?Power?Factor?Correction)LED恒流驅動芯片，一級電路同時實現PFC和恒流控制，從此LED驅動芯片進入第二階段。?

APFC是抑制LED照明燈具諧波電流、提高功率因數的有效方法。圖1示出了現有的單級APFC恒流LED驅動電路。如圖1所示，50/60Hz交流輸入電壓經整流橋101全波整流后，變成未經濾波的100/120Hz脈動信號，再通過單級APFC恒流DC/DC電路102，實現高功率因數值和恒流輸出。由于單級APFC恒流DC/DC電路102的輸入電流、輸出電流與輸入電壓均為全波整流波形且相位相同，因此，輸出濾波電容103的容值需要很大，以確保LED負載105的工作電流紋波在+/-60％以內。比如，對于平均輸出電流為500mA和輸出電壓為36V的應用，為了使得LED的100/120Hz電流紋波小于+/-40％，濾波電容103的容值需要高達660uF/50V以上。?

單級APFC恒流LED驅動電源的最大問題在于，LED100/120Hz電流紋波太大，通常高達+/-40％以上。而100/120Hz+/-40％的電流紋波必然導致燈具的亮度也存在同樣的光紋波。雖然我們不能立即覺察?出100/120Hz的光紋波，但長期處于這樣的燈光下，人很容易疲勞，并易患近視等眼科疾病。鑒于此，目前LED照明工業界的共識是，為了人的健康，應盡可能減小單級APFC照明系統的LED100/120Hz電流紋波，比如控制在+/-3％以下。?

有兩種易于想到的方法，可用來減小圖1方案中的LED100/120Hz電流紋波。?

一種方法是，加大濾波電容103的容值。理論上講，濾波電容103的容值如取得足夠大，就可將LED電流紋波控制在任何需要的范圍以內(比如電流紋波小于+/-2％)。但是，實際工作中，有兩個因素限制了濾波電容103的容值。一是成本，660uF/50V電容的成本大約2元人民幣，10000uF/50V電容的成本就高達20元人民幣；二是空間體積，10000uF/50V電容占的體積要比660uF/50V電容大10倍，一般燈具不可能提供這么大的空間。由此可見，單純加大濾波電容103的容值往往行不通。?

另一種方法是，采用兩級方案，如圖2所示。前級APFC?DC/DC電路201實現PFC功能，后級PWM恒流DC/DC電路202實現低紋波恒流輸出。這是目前工業界比較成熟的做法。它的優點是，能夠適用各種功率應用，穩定性好。缺點在于，多了一級開關電路，電路更復雜，不僅需要更大的電源空間，而且導致成本增加10元到30元人民幣。如此高的成本增加，注定這種方法只適合超大功率(比如大于100瓦)及對成本沒有那么敏感的應用環境。對于普通商業和民用照明，兩級方案則難以推廣。?