降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括：分別連接在所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與輸出端之間的第一BUCK電路和第二BUCK電路，均用于將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換為較低的直流電壓并輸出；具有與所述第一BUCK電路連接的第一輸出端和與所述第二BUCK電路連接的第二輸出端的PFC控制電路，所述第一輸出端輸出驅(qū)動(dòng)所述第一BUCK電路的第一信號(hào)，所述第二輸出端輸出驅(qū)動(dòng)所述第二BUCK電路的第二信號(hào)，其中，所述第一信號(hào)與所述第二信號(hào)的周期相同且相位相反。本實(shí)用新型在保證高功率因數(shù)的同時(shí)降低了驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓和電流紋波，提升了驅(qū)動(dòng)電路的效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種驅(qū)動(dòng)電路，特別涉及一種降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的AC/DC功率因數(shù)校正(PFC)電路，例如交錯(cuò)式PFC電路，只能升壓，其輸出電壓較高。而很多應(yīng)用電源要求的電壓比較低，因此需要輸出電壓較低的PFC電路。
[0003]另外，當(dāng)今很多器件，例如LED，要求電流紋波小，LED沒(méi)有頻閃。而現(xiàn)有的具有PFC電路的驅(qū)動(dòng)電路電流紋波大，不能滿(mǎn)足該要求，需要降低電流紋波和提高效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為此，本實(shí)用新型提供了一種降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括:分別連接在所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與輸出端之間的第一 BUCK電路和第二 BUCK電路,均用于將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換為較低的直流電壓并輸出；具有與所述第一 BUCK電路連接的第一輸出端和與所述第二 BUCK電路連接的第二輸出端的PFC控制電路，所述第一輸出端輸出驅(qū)動(dòng)所述第一BUCK電路的第一信號(hào),所述第二輸出端輸出驅(qū)動(dòng)所述第二 BUCK電路的第二信號(hào),其中，所述第一信號(hào)與所述第二信號(hào)的周期相同且相位相反。
[0005]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入負(fù)端與輸出負(fù)端均接地；所述第一 BUCK電路包括:串聯(lián)連接后串聯(lián)在所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入正端與輸出正端之間的第一開(kāi)關(guān)管和第一電感、以及陽(yáng)極接地且陰極連接到所述第一開(kāi)關(guān)管和所述第一電感的連接處形成的第一節(jié)點(diǎn)的第一二極管；所述第二 BUCK電路包括:串聯(lián)連接后串聯(lián)在所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入正端與輸出正端之間的第二開(kāi)關(guān)管和第二電感、以及陽(yáng)極接地且陰極連接到所述第二開(kāi)關(guān)管和所述第二電感的連接處形成的第二節(jié)點(diǎn)的第二二極管，其中，所述第一信號(hào)用來(lái)驅(qū)動(dòng)所述第一開(kāi)關(guān)管，所述第二信號(hào)用來(lái)驅(qū)動(dòng)所述第二開(kāi)關(guān)管。
[0006]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)電路還包括:第一電阻和第一負(fù)載電流控制電路，所述第一電阻串聯(lián)連接在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第一電感之間，所述第一負(fù)載電流控制電路的輸入端連接到所述第一節(jié)點(diǎn)以使得所述第一節(jié)點(diǎn)輸出的第一電位作為所述第一負(fù)載電流控制電路的輸入信號(hào)；第二電阻和第二負(fù)載電流控制電路，所述第二電阻串聯(lián)連接在所述第二節(jié)點(diǎn)和所述第二電感之間，所述第二負(fù)載電流控制電路的輸入端連接到所述第二節(jié)點(diǎn)以使得所述第二節(jié)點(diǎn)輸出的第二電位作為所述第二負(fù)載電流控制電路的輸入信號(hào)。
[0007]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)電路還包括:輸入端連接到所述第一節(jié)點(diǎn)以使得其輸入信號(hào)為流過(guò)所述第一電感的電流的第一過(guò)零檢測(cè)電路，以及輸入端連接到所述第二節(jié)點(diǎn)以使得其輸入信號(hào)為流過(guò)所述第二電感的電流的第二過(guò)零檢測(cè)電路。
[0008]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)電路還包括:輸入端通過(guò)分壓電阻連接到所述輸出正端的電壓檢測(cè)和過(guò)壓保護(hù)電路。
[0009]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)電路還包括:并聯(lián)連接在所述輸出正端與所述輸出負(fù)端之間的濾波電容。
[0010]優(yōu)選地，所述第一開(kāi)關(guān)管為第一 MOS管，所述第一 MOS管的柵極連接到所述第一輸出端、漏極連接到所述輸入正端、源極連接到所述第一電感；所述第二開(kāi)關(guān)管為第二 MOS管，所述第二 MOS管的柵極連接到所述第二輸出端、漏極連接到所述輸入正端、源極連接到所述第二電感。
[0011]優(yōu)選地，所述第一信號(hào)與所述第二信號(hào)的波形均為方波且占空比相等。
[0012]進(jìn)一步地，所述PFC控制電路、所述第一負(fù)載電流控制電路、所述第二負(fù)載電流控制電路、所述第一過(guò)零檢測(cè)電路、所述第二過(guò)零檢測(cè)電路、所述電壓檢測(cè)電路、以及所述過(guò)壓保護(hù)電路形成為控制芯片，其中，所述控制芯片包括第一 GATE端、第二 GATE端、第一 CS端、第二 CS端、以及FB端，所述PFC控制電路的所述第一輸出端形成為所述第一 GATE端，所述PFC控制電路的所述第二輸出端形成為所述第二 GATE端，所述第一負(fù)載電流控制電路的輸入端形成為所述第一 CS端，所述第二負(fù)載電流控制電路的輸入端形成為所述第二 CS端，所述電壓檢測(cè)和過(guò)壓保護(hù)電路的輸入端形成為所述FB端。
[0013]進(jìn)一步地，所述控制芯片還包括:連接到輔助電源的VCC端、以及接地的GND端。
[0014]本實(shí)用新型的降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路，能夠適應(yīng)較低的輸出電壓；且由于采用了恒定輸出電流的反饋控制方式，能夠產(chǎn)生恒定的輸出電流。該驅(qū)動(dòng)電路在高功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，降低了驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓和電流紋波，提升了效率，并能夠降低對(duì)電源器件的耐壓要求。本實(shí)用新型的降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路，提升了電源系統(tǒng)的整體能效，降低了功耗，用在LED驅(qū)動(dòng)中，可實(shí)現(xiàn)LED無(wú)頻閃。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為第一信號(hào)和第二信號(hào)的優(yōu)選的實(shí)施方式的波形的示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型的降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)選的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型的降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括第一 BUCK電路100、第二 BUCK電路200、以及PFC控制電路。第一 BUCK電路100和第二 BUCK電路200分別連接在驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與輸出端之間，均用于將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換為較低的直流電壓并輸出。PFC控制電路的第一輸出端與第一 BUCK電路100連接，第二輸出端與第二 BUCK電路200連接。第一輸出端輸出用于驅(qū)動(dòng)第一 BUCK電路100的第一信號(hào),第二輸出端輸出用于驅(qū)動(dòng)第二 BUCK電路200的第二信號(hào),且第一信號(hào)與第二信號(hào)的周期相同且相位相反。
[0020]由于PFC控制電路能夠輸出周期相同且相位相反第一信號(hào)和第二信號(hào)，則第一BUCK電路100和第二 BUCK電路200在第一信號(hào)和第二信號(hào)的控制下交替導(dǎo)通。
[0021]優(yōu)選地，如圖2所示，第一信號(hào)的波形Vl與第二信號(hào)的波形V2均為方波且占空比相等，優(yōu)選地，第一信號(hào)和第二信號(hào)的占空比均為50%。因此，能夠保證第一 BUCK電路100和第二 BUCK電路200交替導(dǎo)通，即既能夠保證在同一時(shí)刻只有一個(gè)BUCK電路導(dǎo)通，又能夠保證全過(guò)程中都有且只有一個(gè)BUCK電路導(dǎo)通。
[0022]參考圖3，為本實(shí)用新型的降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)選的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。在該優(yōu)選的實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)電路的輸入負(fù)端VIN-與輸出負(fù)端VOUT-均接地。
[0023]第一 BUCK電路100包括第一開(kāi)關(guān)管Q1、第一電感L1、第一二極管Dl和第一電阻Rl0第一開(kāi)關(guān)管Ql和第一電感LI串聯(lián)連接，然后串聯(lián)在驅(qū)動(dòng)電路的輸入正端VIN+與輸出正端VOUT+之間，其連接處形成第一節(jié)點(diǎn)。其中，第一開(kāi)關(guān)管Ql優(yōu)選為第一 NMOS管，第一NMOS管的漏極連接到輸入正端VIN+、源極連接到第一電感LI。第一二極管Dl的陽(yáng)極接地，陰極連接到第一節(jié)點(diǎn)。第一電阻Rl串聯(lián)連接在第一節(jié)點(diǎn)和第一電感LI之間。第一 NMOS管的柵極連接到PFC控制電路的第一輸出端，以使得第一信號(hào)用來(lái)驅(qū)動(dòng)第一 NMOS管。
[0024]類(lèi)似地，第二 BUCK電路200包括第二開(kāi)關(guān)管Q2、第二電感L2、第二二極管D2和第二電阻R2。第二開(kāi)關(guān)管Q2和第二電感L2串聯(lián)連接，然后串聯(lián)在驅(qū)動(dòng)電路的輸入正端VIN+與輸出正端VOUT+之間，其連接處形成第二節(jié)點(diǎn)。其中，第二開(kāi)關(guān)管Q2優(yōu)選為第二 NMOS管，第二 NMOS管的漏極連接到輸入正端VIN+、源極連接到第二電感L2。第二二極管D2的陽(yáng)極接地，陰極連接到第二節(jié)點(diǎn)。第二電阻R2串聯(lián)連接在第二節(jié)點(diǎn)和第二電感L2之間。第二NMOS管的柵極連接到PFC控制電路的第二輸出端，以使得第二信號(hào)用來(lái)驅(qū)動(dòng)第二 NMOS管。
[0025]優(yōu)選地，該驅(qū)動(dòng)電路還包括:第一負(fù)載電流控制電路和第二負(fù)載電流控制電路，第一負(fù)載電流控制電路的輸入端連接到第一節(jié)點(diǎn)以使得第一節(jié)點(diǎn)輸出的第一電位作為第一負(fù)載電流控制電路的輸入信號(hào)，第二負(fù)載電流控制電路的輸入端連接到第二節(jié)點(diǎn)以使得第二節(jié)點(diǎn)輸出的第二電位作為第二負(fù)載電流控制電路的輸入信號(hào)；輸入端連接到第一節(jié)點(diǎn)以使得其輸入信號(hào)為流過(guò)第一電感LI的電流的第一過(guò)零檢測(cè)電路，以及輸入端連接到第二節(jié)點(diǎn)以使得其輸入信號(hào)為流過(guò)第二電感L2的電流的第二過(guò)零檢測(cè)電路；輸入端通過(guò)分壓電阻R3、R4連接到輸出正端VOUT+的電壓檢測(cè)和過(guò)壓保護(hù)電路；并聯(lián)連接在輸出正端VOUT+與輸出負(fù)端VOUT-之間的濾波電容C4。
[0026]優(yōu)選地，如圖3所示，上述PFC控制電路、第一負(fù)載電流控制電路、第二負(fù)載電流控制電路、第一過(guò)零檢測(cè)電路、第二過(guò)零檢測(cè)電路、電壓檢測(cè)電路、以及過(guò)壓保護(hù)電路形成為控制芯片1C。
[0027]其中，控制芯片IC包括第一 GATE端GATEl、第二 GATE端GATE2、第一 CS端CSl、第二CS端CS2、以及FB端FB。
[0028]PFC控制電路的第一輸出端形成為第一 GATE端GATEl，PFC控制電路的第二輸出端形成為第二 GATE端GATE2，第一負(fù)載電流控制電路的輸入端形成為第一 CS端CS1，第二負(fù)載電流控制電路的輸入端形成為第二 CS端CS2，電壓檢測(cè)和過(guò)壓保護(hù)電路的輸入端形成為FB端FB。
[0029]另外，該控制芯片IC還包括連接到輔助電源的VCC端VCC、以及接地的GND端GND。
[0030]在該優(yōu)選的實(shí)施方式中，第一開(kāi)關(guān)管Q1、第一電阻R1、第一電感LI和第一二極管Dl形成了第一 BUCK電路的工作充電回路和續(xù)流回路，第二開(kāi)關(guān)管Q2、第二電阻R2、第二電感L2和第二二極管D2形成了第二 BUCK電路的工作充電回路和續(xù)流電路。
[0031]第一電阻Rl和第一 CS端CSl、以及第二電阻R2和第二 CS端CS2用作電流檢測(cè)，同時(shí)用作電感LI和L2的電流過(guò)零檢測(cè)。
[0032]FB端用作輸出電壓檢測(cè)和電感放電過(guò)零檢測(cè)，同時(shí)還可以用作過(guò)壓保護(hù)功能。
[0033]本實(shí)用新型可以很好地實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)、高效率和輸出低紋波，當(dāng)用作LED驅(qū)動(dòng)時(shí)，LED完全無(wú)頻閃，能夠滿(mǎn)足客戶(hù)的高功率因數(shù)，高效率和無(wú)頻閃的要求。
[0034]以上【具體實(shí)施方式】?jī)H為本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式，不能用于限定本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型做出各種修改或等同替換，這些修改或等同替換也應(yīng)視為落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括: 分別連接在所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與輸出端之間的第一 BUCK電路和第二 BUCK電路，均用于將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換為較低的直流電壓并輸出； 具有與所述第一 BUCK電路連接的第一輸出端和與所述第二 BUCK電路連接的第二輸出端的PFC控制電路,所述第一輸出端輸出驅(qū)動(dòng)所述第一 BUCK電路的第一信號(hào),所述第二輸出端輸出驅(qū)動(dòng)所述第二 BUCK電路的第二信號(hào)，其中， 所述第一信號(hào)與所述第二信號(hào)的周期相同且相位相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入負(fù)端與輸出負(fù)端均接地； 所述第一 BUCK電路包括:串聯(lián)連接后串聯(lián)在所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入正端與輸出正端之間的第一開(kāi)關(guān)管和第一電感、以及陽(yáng)極接地且陰極連接到所述第一開(kāi)關(guān)管和所述第一電感的連接處形成的第一節(jié)點(diǎn)的第一二極管； 所述第二 BUCK電路包括:串聯(lián)連接后串聯(lián)在所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入正端與輸出正端之間的第二開(kāi)關(guān)管和第二電感、以及陽(yáng)極接地且陰極連接到所述第二開(kāi)關(guān)管和所述第二電感的連接處形成的第二節(jié)點(diǎn)的第二二極管，其中， 所述第一信號(hào)用來(lái)驅(qū)動(dòng)所述第一開(kāi)關(guān)管，所述第二信號(hào)用來(lái)驅(qū)動(dòng)所述第二開(kāi)關(guān)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路還包括: 第一電阻和第一負(fù)載電流控制電路，所述第一電阻串聯(lián)連接在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第一電感之間，所述第一負(fù)載電流控制電路的輸入端連接到所述第一節(jié)點(diǎn)以使得所述第一節(jié)點(diǎn)輸出的第一電位作為所述第一負(fù)載電流控制電路的輸入信號(hào)； 第二電阻和第二負(fù)載電流控制電路，所述第二電阻串聯(lián)連接在所述第二節(jié)點(diǎn)和所述第二電感之間，所述第二負(fù)載電流控制電路的輸入端連接到所述第二節(jié)點(diǎn)以使得所述第二節(jié)點(diǎn)輸出的第二電位作為所述第二負(fù)載電流控制電路的輸入信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路還包括:輸入端連接到所述第一節(jié)點(diǎn)以使得其輸入信號(hào)為流過(guò)所述第一電感的電流的第一過(guò)零檢測(cè)電路，以及輸入端連接到所述第二節(jié)點(diǎn)以使得其輸入信號(hào)為流過(guò)所述第二電感的電流的第二過(guò)零檢測(cè)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路還包括:輸入端通過(guò)分壓電阻連接到所述輸出正端的電壓檢測(cè)和過(guò)壓保護(hù)電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路還包括:并聯(lián)連接在所述輸出正端與所述輸出負(fù)端之間的濾波電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述第一開(kāi)關(guān)管為第一 MOS管，所述第一 MOS管的柵極連接到所述第一輸出端、漏極連接到所述輸入正端、源極連接到所述第一電感； 所述第二開(kāi)關(guān)管為第二 MOS管，所述第二 MOS管的柵極連接到所述第二輸出端、漏極連接到所述輸入正端、源極連接到所述第二電感。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述第一信號(hào)與所述第二信號(hào)的波形均為方波且占空比相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述PFC控制電路、所述第一負(fù)載電流控制電路、所述第二負(fù)載電流控制電路、所述第一過(guò)零檢測(cè)電路、所述第二過(guò)零檢測(cè)電路、所述電壓檢測(cè)電路、以及所述過(guò)壓保護(hù)電路形成為控制芯片，其中， 所述控制芯片包括第一 GATE端、第二 GATE端、第一 CS端、第二 CS端、以及FB端，所述PFC控制電路的所述第一輸出端形成為所述第一 GATE端，所述PFC控制電路的所述第二輸出端形成為所述第二 GATE端，所述第一負(fù)載電流控制電路的輸入端形成為所述第一 CS端，所述第二負(fù)載電流控制電路的輸入端形成為所述第二 CS端，所述電壓檢測(cè)和過(guò)壓保護(hù)電路的輸入端形成為所述FB端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的降壓式高功率因數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述控制芯片還包括:連接到輔助電源的VCC端、以及接地的GND端。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK204145816SQ201420466196
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】全勝利 申請(qǐng)人:上海貝嶺股份有限公司