專利名稱：高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路及恒流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路及恒流裝置。
背景技術(shù)：
目前大多數(shù)用電設(shè)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(fā)生嚴重畸變，導致網(wǎng)側(cè)輸入功率因數(shù)很低，為了滿足國際標準IEC61000-3-2的諧波要求，必須在用電設(shè)備中加入功率因素校正(PFC)裝置。傳統(tǒng)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(qū)動簡單以及在整個工頻周期內(nèi)都可以進行開關(guān)工作、輸入電流的功率因數(shù)可以接近于I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(yīng)用場合，Buck拓撲能夠在整個輸入電壓范圍內(nèi)保持較高效率。由于工業(yè)上的熱設(shè)計都是根據(jù)效率最低點來設(shè)計的，因此Buck拓撲的熱設(shè)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(yè)產(chǎn)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(qū)動器等。圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中的一種采用降壓型拓撲的LED驅(qū)動電路，主要包括整流橋、輸入電容Cin、功率開光管Q1、隔尚或自舉驅(qū)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(guān)管Q1和PFC控制電路不在同一電位上，因此功率開關(guān)管Q1的驅(qū)動器需要采用浮驅(qū)動技術(shù)(例如隔離驅(qū)動或者自舉電路驅(qū)動)，增加了電路的復雜度，成本也相對較高。并且，一般的浮驅(qū)動電路的損耗也比采用直接驅(qū)動方式的驅(qū)動電路的損耗大一些。圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中一種采用變結(jié)構(gòu)的降壓型拓撲的LED驅(qū)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(guān)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(guān)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(jīng)功率開關(guān)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(diào)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(shù)量變化較多的應(yīng)用場合，LED電流的調(diào)整精度會進一步下降，導致無法滿足一些特定的參數(shù)指標。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路及恒流裝置，能夠解決常規(guī)Buck型高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路中功率開關(guān)管驅(qū)動電路復雜和電流采樣精度不準的問題。[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種高功率因數(shù)恒流驅(qū)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(guān)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(jīng)由電流檢測電路接地，其控制端接收外部輸入的驅(qū)動信號。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述電流檢測電路包括電流采樣電阻。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述高功率因數(shù)恒流驅(qū)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(jù)本實用新型的一個實施例，所述輸出電容配置為與負載并聯(lián)。本實用新型還提供了一種高功率因數(shù)恒流裝置，包括:以上任一項所述的高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路； 控制電路，用于產(chǎn)生所述驅(qū)動信號。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述控制電路包括:負載電流控制電路，其輸入端連接所述功率開關(guān)管的第二功率端，檢測流經(jīng)所述功率開關(guān)管的電流的平均值并產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號；功率因數(shù)校正控制電路，根據(jù)所述負載電流控制電路輸出的調(diào)節(jié)信號和所述變壓器的副邊繞組異名端輸出的電壓信號產(chǎn)生所述驅(qū)動信號。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述負載電流控制電路包括:輸入電阻，其第一端連接所述功率開關(guān)管的第二功率端；誤差放大器，其負輸入端連接所述輸入電阻的第二端，其負輸入端還經(jīng)由補償網(wǎng)絡(luò)連接至所述誤差放大器的輸出端；基準電壓源，其輸出端連接所述誤差放大器的正輸入端。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述輸入電阻的第一端經(jīng)由濾波器連接所述功率
開關(guān)管的第二功率端。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述功率因數(shù)校正控制電路為恒導通時間控制的臨界導通的功率因數(shù)校正控制電路、采樣峰值電流實現(xiàn)的臨界導通控制的功率因數(shù)校正控制電路、斷續(xù)電流模式控制的功率因數(shù)校正控制電路、或者連續(xù)模式控制的功率因數(shù)校正電路。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述功率因數(shù)校正控制電路包括:輸出二極管電流過零檢測電路，對所述副邊繞組異名端輸出的電壓信號進行過零檢測；三角波產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生三角波信號；第一比較器，對所述調(diào)節(jié)信號和三角波信號進行比較；[0035]RS觸發(fā)器，其置位輸入端連接所述輸出二極管電流過零檢測電路的輸出端，其復位輸入端連接所述第一比較器的輸出端，其正輸出端產(chǎn)生所述驅(qū)動信號，其負輸出端控制所述三角波產(chǎn)生電路產(chǎn)生三角波信號。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述輸出二極管電流過零檢測電路包括:第一電阻，其第一端連接所述副邊繞組的異名端；第二電阻，其第一端連接所述第一電阻的第二端，其第二端接地；第二比較器，其負輸入端連接所述第一電阻的第二端，其正輸入端接收預設(shè)的參考電壓，其輸出端連接所述RS觸發(fā)器的置位端。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述三角波產(chǎn)生電路包括:直流電流源，其輸入端連接電源；電容，其第一端連接所述直流電流源的輸出端，其第二端接地；開關(guān)，其輸入端連接所述電容的第一端，其輸出端連接所述電容的第二端，其控制端連接所述RS觸發(fā)器的負輸出端。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述功率因數(shù)校正控制電路包括:輸出二極管電流過零檢測電路，對所述副邊繞組異名端輸出的電壓信號進行過零檢測；比例電路，其輸入端連接所述整流橋的正輸出端，用于檢測和采樣整流后的輸入電壓；乘法器，其第一輸入端連接所述比例電路的輸出端，其第二輸入端接收所述負載電流控制電路產(chǎn)生的調(diào)節(jié)信號；第三比較器，其負輸入端連接所述乘法器的輸出端，其正輸入端連接所述功率開關(guān)管的第二功率端；RS觸發(fā)器，其置位輸入端連接所述輸出二極管電流過零檢測電路的輸出端，其復位輸入端連接所述第三比較器的輸出端，其正輸出端產(chǎn)生所述驅(qū)動信號。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述輸出二極管電流過零檢測電路包括:第一電阻，其第一端連接所述副邊繞組的異名端；第二電阻，其第一端連接所述第一電阻的第二端，其第二端接地；第二比較器，其負輸入端連接所述第一電阻的第二端，其正輸入端接收預設(shè)的參考電壓，其輸出端連接所述RS觸發(fā)器的置位端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:本實用新型實施例的高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路中的功率開關(guān)管無需采用浮驅(qū)動電路，而且電流檢測電路檢測到的功率開關(guān)管的電流平均值即為負載的電流平均值，從而使得控制電路能夠?qū)崿F(xiàn)對輸出電流的直接控制，負載電流的調(diào)整精度不受輸出電感和負載變化的影響，有利于提聞負載電流的調(diào)節(jié)精度。此外，本實用新型實施例的恒流驅(qū)動電路及恒流裝置中，控制電路能夠直接驅(qū)動功率開關(guān)管，有利于降低驅(qū)動損耗和電路成本，并且容易實現(xiàn)軟開關(guān)。進一步地，本實用新型實施例的恒流驅(qū)動電路中，還可以通過自舉電路從負載取電來為控制電路供電，從而使得變壓器無需增加輔助繞組供電，降低了變壓器成本。另外，在簡化了恒流驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本實施例的恒流驅(qū)動電路和恒流裝置可以通過功率因數(shù)控制實現(xiàn)輸入高功率因數(shù)，并保證恒流控制精度。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種降壓型LED驅(qū)動電路的電路原理圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中另一種降壓型LED驅(qū)動電路的電路原理圖；圖3是本實用新型實施例的高功率因數(shù)恒流裝置的電路原理圖；圖4a是本實用新型實施例的高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路在工作模態(tài)I下的等效電路圖；圖4b是本實用新型實施例的高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路在工作模態(tài)II下的等效電路圖；圖5是本實用新型實施例的高功率因數(shù)恒流裝置的工作波形圖；圖6是本實用新型第一實施例中的高功率因數(shù)恒流裝置的詳細電路圖；圖7是本實用新型第二實施例中的高功率因數(shù)恒流裝置的詳細電路圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例和附圖對本實用新型作進一步說明，但不應(yīng)以此限制本實用新型的保護范圍。參考圖3，圖3示出了本實施例的恒流裝置的原理圖，該恒流裝置包括高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路100以及對其進行控制的控制電路。其中，高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路100至少包括整流橋B1、輸入電容Cin、輸出二極管Do、變壓器T、功率開關(guān)管Q1、電流檢測電路Rsen和輸出電容Co ;控制電路包括負載電流控制電路101和功率因數(shù)校正(PFC)控制電路102。進一步而言，整流橋BI的輸入端接交流電源Vac，整流橋BI的正輸出端連接輸入電容Cin的第一端,整流橋BI的負輸出端連接輸入電容Cin的第二端,輸入電容Cin的第二端接地。輸出二極管Do的負極和變壓器T的原邊繞組Wp的同名端連接，輸出二極管Do的正極連接變壓器T的副邊繞組Ws的異名端。變壓器T的原邊繞組Wp的異名端連接輸出電容Co的第一端,輸出電容Co的第二端連接功率開關(guān)管Ql的第一功率端，輸出電容Co配置為與負載并聯(lián)，該負載例如可以是LED等。功率開關(guān)管Ql的第二功率端連接電流檢測電路Rsen的第一端，電流檢測電路Rsen的第二端接地。變壓器T副邊繞組Ws的同名端接地。功率開關(guān)管Ql的控制端接收控制電路產(chǎn)生的驅(qū)動信號Vg。作為一個非限制性的例子，本實施例中的電流檢測電路Rsen包括電流采樣電阻Rsen,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，電流檢測電路Rsen也可以采用其他具有電流檢測功能的電路結(jié)構(gòu)。在控制電路中，負載電流控制電路101的輸入端連接恒流驅(qū)動電路100內(nèi)功率開關(guān)管Ql的第二功率端，也即連接電流檢測電路Rsen的第一端。負載電流控制電路101用于檢測流經(jīng)功率開關(guān)管Ql的電流ip的平均值并產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號Vcomp。負載電流控制電路101的輸出端連接PFC控制電路102的輸入端，PFC控制電路102的輸出端連接功率開關(guān)管Ql的控制端。PFC控制電路102根據(jù)負載電流控制電路101產(chǎn)生的調(diào)節(jié)信號Vcomp和變壓器T的副邊繞組Ws異名端輸出的電流信號is產(chǎn)生驅(qū)動信號Vg。作為一個非限制性的例子，在本實施例中，當流經(jīng)功率開關(guān)管Ql的電流ip的平均值增大時，調(diào)節(jié)信號Vcomp減小，當流經(jīng)功率開關(guān)管Ql的電流ip的平均值減小時，調(diào)節(jié)信號Vcomp增大。在圖3所示的電路結(jié)構(gòu)中，負載電流控制電路101包括輸入電阻R1、誤差放大器Uf、基準源Vref、補償網(wǎng)絡(luò)IOlb以及濾波器101a。其中，輸入電阻Rl的第一端可以作為負載電流控制電路101的輸入端，當然，作為一個優(yōu)選的實施例，輸入電阻Rl的第一端可以經(jīng)由濾波器IOla連接功率開關(guān)管Ql的第二功率端。輸入電阻102的第二端連接誤差放大器Uf的負輸入端。誤差放大器Uf的正輸入端連接基準電壓源Vref的輸出端(即正端)，基準電壓源Vref的負端接地，誤差放大器Uf的負輸入端經(jīng)由補償網(wǎng)絡(luò)IOlb連接至誤差放大器Uf自身的輸出端，誤差放大器Uf的輸出端產(chǎn)生上述調(diào)節(jié)信號Vcomp。在圖3所示的電路結(jié)構(gòu)中，PFC控制電路102可以采用恒導通時間控制的臨界導通的功率因數(shù)校正控制電路、采樣峰值電流實現(xiàn)的臨界導通控制的功率因數(shù)校正控制電路、斷續(xù)電流模式控制的功率因數(shù)校正控制電路、或者連續(xù)模式控制的功率因數(shù)校正電路。PFC控制電路102通過接收負載電流控制電路101輸出的調(diào)節(jié)信號Vcomp和變壓器T的副邊繞組Ws異名端的電壓信號Z⑶產(chǎn)生脈寬調(diào)制的驅(qū)動信號Vg。功率開關(guān)管Ql根據(jù)驅(qū)動信號Vg周期性地導通和截止，以此來驅(qū)動高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路，并且保證負載電流1維持恒定。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，功率開關(guān)管Ql可以為不同類型的開關(guān)器件。電流檢測電路Rsen可以為檢測電阻等檢測元件；PFC控制電路102可以為不同類型的功率因數(shù)校正控制電路，如采樣峰值電流實現(xiàn)的臨界導通控制的功率因數(shù)校正控制電路、斷續(xù)電流模式(DCM)控制的PFC控制電路或連續(xù)模式(CCM)控制的功率因數(shù)校正控制電路，并相應(yīng)地對與恒流驅(qū)動電路100的連接方式進行稍微調(diào)整即可；電路中串聯(lián)的元件可以變換位置，而電路實質(zhì)不會發(fā)生改變。按照主功率開關(guān)管Ql的導通和關(guān)斷的情況，高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路100主要有兩種工作模態(tài)，其等效電路分別如圖4a和圖4b所示，電路的主要工作波形如圖5所示。( I)工作模態(tài)1:當PWM驅(qū)動信號Vg為高電平，功率開關(guān)管Ql導通，整流后的輸入電壓加在變壓器T的原邊繞組Wp兩端，原邊電流ip上升；在此期間，輸出二極管Do反向截止。(2)工作模態(tài)I1: 當PWM驅(qū)動信號Vg為低電平，功率開關(guān)管Ql關(guān)斷，輸出二極管Do導通，儲存在變壓器T的原邊繞組Wp的能量轉(zhuǎn)移到變壓器T的副邊繞組Ws，并流經(jīng)輸出二極管Do釋放給輸入電容Cin，同時流經(jīng)變壓器T的副邊繞組Ws的副邊電流is下降。圖6為圖3所示的恒流裝置的一種更加詳細的電路圖。其中，高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路100、負載電流控制電路101以及PFC控制電路102的整體連接方式和圖3相同，但是圖6給出了 PFC控制電路102 —種具體的實施方式。參考圖6，在圖6所示的實例中，PFC控制電路102為恒導通時間控制的臨界導通的功率因數(shù)校正電路，包括:輸出二極管電流過零檢測電路201、三角波產(chǎn)生電路202、RS觸發(fā)器203和第一比較器Uc2。輸出二極管電流過零檢測電路201對副邊繞組Ws異名端輸出的電流信號進行過零檢測，三角波產(chǎn)生電路202用于產(chǎn)生三角波信號，第一比較器Uc2用于對調(diào)節(jié)信號Vcomp和三角波產(chǎn)生電路202產(chǎn)生的三角波信號進行比較。[0084]進一步而言，輸出二極管電流過零檢測電路201包括第一電阻R2、第二電阻R3、第二比較器Ucl和比較基準源VDC。其中，第一電阻R2的第一端接恒流驅(qū)動電路100中變壓器T的副邊繞組Ws的異名端，第一電阻R2的第二端連接第二比較器Ucl的負輸入端和第二電阻R3的第一端，第二電阻R3的第二端接地。第二比較器Ucl的正輸入端接收預設(shè)的參考電壓，本實施例中具體為連接比較基準源VDC的正輸入端，比較基準源VDC的負輸入端接地。第二比較器Ucl的輸出端接RS觸發(fā)器203的置位輸入端S。三角波產(chǎn)生電路202包括直流電流源IDC、電容Cl和開關(guān)Q2 (例如，開關(guān)Q2可以采用開關(guān)管來實現(xiàn))。其中，直流電流源IDC的輸入端連接電源Vcc，直流電流源IDC的輸出端接電容Cl的第一端，電容Cl的第二端接地。開關(guān)Q2的輸入端連接電容Cl的第一端，輸出端連接電容Cl的第二端并接地，控制端連接RS觸發(fā)器203的負輸出端G。三角波產(chǎn)生電路202在RS觸發(fā)器203的負輸出端G的控制下產(chǎn)生三角波信號。第一比較器Uc2的負輸入端接收負載電流控制電路101的輸出的調(diào)節(jié)信號Vcomp,第一比較器Uc2的正輸入端連接電容Cl的第一端,第一比較器Uc2的輸出端接RS觸發(fā)器203的復位輸入端R，RS觸發(fā)器203的正輸出端Q輸出PWM驅(qū)動信號Vg至功率開關(guān)管Ql的控制端。此外，圖6所示的恒流裝置還利用自舉電路二極管Dl和輔助電容C2產(chǎn)生輔助電源Vcc，該輔助電源Vcc可以用于向控制電路供電。具體而言，自舉電路二極管Dl的正極接輸出電容Co的第一端，自舉電路二極管Dl的負極接輔助電容C2的第一端，輔助電容C2的第二端接地，輔助電容C2的輸出即為輔助電源Vcc。當功率開關(guān)管Ql開通的時候，輔助電容Co兩端的電壓Vo通過自舉電路二極管Dl施加至輔助電容C2兩端；當功率開關(guān)管Ql關(guān)斷時，自舉電路二極管Dl反向截止，輔助電容C2繼續(xù)維持輔助電源Vcc的電壓。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當理解，如果輸出電壓Vo過高，還可以在上述電路基礎(chǔ)上通過電阻分壓或者其他適當?shù)姆绞揭垣@得合適電壓范圍的輔助電源Vcc。圖6所示恒流裝置的工作過程簡單描述如下:負載電流控制電路101檢測恒流驅(qū)動電路100中流經(jīng)功率開關(guān)管Ql的電流ip的平均值，并產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號Vcomp，當電流ip的平均值增大時，調(diào)節(jié)信號Vcomp減小，當電流ip的平均值變小時,調(diào)節(jié)信號Vcomp增大。第一比較器Uc2對三角波產(chǎn)生電路202產(chǎn)生的三角波信號和調(diào)節(jié)信號Vcomp進行比較，產(chǎn)生PWM驅(qū)動信號Vg的復位信號；輸出二極管Do的電流過零之后，變壓器T的副邊繞組Ws兩端的電壓ZCD開始下降，當其經(jīng)由第一電阻R2和第二電阻R3分壓之后的信號降至低于比較基準源VDC輸出的參考電壓時，第二比較器Ucl產(chǎn)生PWM驅(qū)動信號Vg的置位信號；RS觸發(fā)器203根據(jù)第二比較器Ucl和第一比較器Uc2的輸出信號來產(chǎn)生周期性的PWM驅(qū)動信號Vg0當開關(guān)管電流ip的平均值增大時，控制電路使得PWM驅(qū)動信號Vg的占空比變?。划旈_關(guān)管電流ip的平均值減小時，控制電路使得PWM驅(qū)動信號Vg的占空比變大，從而調(diào)節(jié)輸出電流1恒定。圖7為第二實施例中的恒流裝置的詳細電路圖。與圖6所示電路相比，圖7采用了另一種臨界導通模式控制的PFC控制電路102，而高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路100和負載電流控制電路101的整體連接方式仍然保持不變。參考圖7，PFC控制電路102包括輸出二極管電流過零檢測電路201、RS觸發(fā)器203、比例電路204、乘法器205和第三比較器Uc3。輸出二極管電流過零檢測電路201對副邊繞組Ws異名端輸出的電壓信號進行過零檢測；比例電路204用于檢測和采樣整流橋BI整流后的輸入電壓Vin ;乘法器205對比例電路204和負載電流控制電路101的輸出信號進行相乘。 其中，輸出二極管電流過零檢測電路201的具體結(jié)構(gòu)以及連接方式與圖6所示的實施例相同，這里不再重復說明。比例電路204的輸入端接高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路100內(nèi)整流橋BI的正輸出端，用來檢測和采樣整流后的輸入電壓Vin，比例電路204的輸出端接乘法器205的第一輸入端，乘法器205的第二輸入端接收負載電流控制電路101輸出的調(diào)節(jié)信號Vcomp，乘法器205的輸出端接第三比較器Uc3的負輸入端，第三比較器Uc3的正輸入端接電流檢測電路Rsen的第一端，第三比較器Uc3的輸出端接RS觸發(fā)器203的復位輸入端R，RS觸發(fā)器203的正輸出端輸出PWM驅(qū)動信號Vg至功率開關(guān)管Ql的控制端。圖7所示的電路的工作過程簡單描述如下:負載電流控制電路101檢測流經(jīng)功率開關(guān)管Ql的電流ip的平均值并產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號Vcomp，當開關(guān)管電流ip的平均值增大，調(diào)節(jié)信號Vcomp減??；當開關(guān)管電流ip的平均值增變小，則調(diào)節(jié)信號Vcomp增大。高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路100內(nèi)整流橋BI的正輸出端輸出的正弦半波信號Vin經(jīng)比例電路204采樣之后傳輸至乘法器205的第一輸入端，并與調(diào)節(jié)信號Vcomp相乘得到幅值可變的正弦半波信號。電流檢測電路Rsen米樣的功率開關(guān)管Ql的電流ip與乘法器205的輸出信號經(jīng)第三比較器Uc3進行比較，產(chǎn)生PWM驅(qū)動信號Vg的復位信號；輸出二極管Do的電流過零之后，變壓器副邊繞組Ws兩端的電壓ZCD開始下降，當其經(jīng)由第一電阻R2和第二電阻R3分壓之后的電壓信號降至低于比較基準源VDC輸出的參考電壓時，第二比較器Ucl產(chǎn)生PWM驅(qū)動信號Vg的置位信號；RS觸發(fā)器203根據(jù)第二比較器Ucl和第三比較器Uc3的輸出信號來產(chǎn)生周期性的PWM驅(qū)動信號Vg。當開關(guān)管電流ip的平均值增大時，控制電路使得PWM驅(qū)動信號Vg的空比變小，當開關(guān)管電流ip的平均值減小時，控制電路使得PWM驅(qū)動信號Vg的占空比變大,從而調(diào)節(jié)輸出電流1恒定。本實用新型雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本實用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本實用新型的保護范圍應(yīng)當以本實用新型權(quán)利要求所界定的范圍為準。
權(quán)利要求1.一種高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路，其特征在于，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(guān)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(jīng)由電流檢測電路接地，其控制端接收外部輸入的驅(qū)動信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述電流檢測電路包括電流采樣電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路，其特征在于，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。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述輸出電容配置為與負載并聯(lián)。
5.一種高功率因數(shù)恒流裝置，其特征在于，包括: 權(quán)利要求1至4中任一項所述的高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路； 控制電路，用于產(chǎn)生所述驅(qū)動信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高功率因數(shù)恒流裝置，其特征在于，所述控制電路包括: 負載電流控制電路，其輸入端連接所述功率開關(guān)管的第二功率端，檢測流經(jīng)所述功率開關(guān)管的電流的平均值并產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號； 功率因數(shù)校正控制電路，根據(jù)所述負載電流控制電路輸出的調(diào)節(jié)信號和所述變壓器的副邊繞組異名端輸出的電壓信號產(chǎn)生所述驅(qū)動信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高功率因數(shù)恒流裝置，其特征在于，所述負載電流控制電路包括: 輸入電阻，其第一端連接所述功率開關(guān)管的第二功率端； 誤差放大器，其負輸入端連接所述輸入電阻的第二端，其負輸入端還經(jīng)由補償網(wǎng)絡(luò)連接至所述誤差放大器的輸出端； 基準電壓源，其輸出端連接所述誤差放大器的正輸入端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高功率因數(shù)恒流裝置，其特征在于，所述輸入電阻的第一端經(jīng)由濾波器連接所述功率開關(guān)管的第二功率端。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高功率因數(shù)恒流裝置，其特征在于，所述功率因數(shù)校正控制電路為恒導通時間控制的臨界導通的功率因數(shù)校正控制電路、采樣峰值電流實現(xiàn)的臨界導通控制的功率因數(shù)校正控制電路、斷續(xù)電流模式控制的功率因數(shù)校正控制電路、或者連續(xù)模式控制的功率因數(shù)校正電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高功率因數(shù)恒流裝置，其特征在于，所述功率因數(shù)校正控制電路包括:輸出二極管電流過零檢測電路，對所述副邊繞組異名端輸出的電壓信號進行過零檢測； 三角波產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生三角波信號； 第一比較器，對所述調(diào)節(jié)信號和三角波信號進行比較； RS觸發(fā)器，其置位輸入端連接所述輸出二極管電流過零檢測電路的輸出端，其復位輸入端連接所述第一比較器的輸出端，其正輸出端產(chǎn)生所述驅(qū)動信號，其負輸出端控制所述三角波產(chǎn)生電路產(chǎn) 生三角波信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高功率因數(shù)恒流裝置，其特征在于，所述輸出二極管電流過零檢測電路包括: 第一電阻，其第一端連接所述副邊繞組的異名端； 第二電阻，其第一端連接所述第一電阻的第二端，其第二端接地； 第二比較器，其負輸入端連接所述第一電阻的第二端，其正輸入端接收預設(shè)的參考電壓，其輸出端連接所述RS觸發(fā)器的置位端。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高功率因數(shù)恒流裝置，其特征在于，所述三角波產(chǎn)生電路包括: 直流電流源，其輸入端連接電源； 電容，其第一端連接所述直流電流源的輸出端，其第二端接地； 開關(guān)，其輸入端連接所述電容的第一端，其輸出端連接所述電容的第二端，其控制端連接所述RS觸發(fā)器的負輸出端。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高功率因數(shù)恒流裝置，其特征在于，所述功率因數(shù)校正控制電路包括: 輸出二極管電流過零檢測電路，對所述副邊繞組異名端輸出的電壓信號進行過零檢測； 比例電路，其輸入端連接所述整流橋的正輸出端，用于檢測和采樣整流后的輸入電壓； 乘法器，其第一輸入端連接所述比例電路的輸出端，其第二輸入端接收所述負載電流控制電路產(chǎn)生的調(diào)節(jié)信號； 第三比較器，其負輸入端連接所述乘法器的輸出端，其正輸入端連接所述功率開關(guān)管的第二功率端； RS觸發(fā)器，其置位輸入端連接所述輸出二極管電流過零檢測電路的輸出端，其復位輸入端連接所述第三比較器的輸出端，其正輸出端產(chǎn)生所述驅(qū)動信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高功率因數(shù)恒流裝置，其特征在于，所述輸出二極管電流過零檢測電路包括: 第一電阻，其第一端連接所述副邊繞組的異名端； 第二電阻，其第一端連接所述第一電阻的第二端，其第二端接地； 第二比較器，其負輸入端連接所述第一電阻的第二端，其正輸入端接收預設(shè)的參考電壓，其輸出端連接所述RS觸發(fā)器的置位端。
專利摘要本實用新型提供了一種高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路及恒流裝置，所述恒流驅(qū)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(guān)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(jīng)由電流檢測電路接地，其控制端接收外部輸入的驅(qū)動信號。本實用新型能夠解決常規(guī)Buck型高功率因數(shù)恒流驅(qū)動電路中功率開關(guān)管驅(qū)動電路復雜和電流采樣精度不準的問題。
文檔編號H02M3/28GK202997938SQ201220670818
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者謝小高, 葉美盼, 吳建興 申請人:杭州士蘭微電子股份有限公司