專利名稱：Pfc電路、負(fù)載驅(qū)動電路及電流控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，尤其涉及一種功率因數(shù)校正(PFC)電路、負(fù)載驅(qū)動電路及電流控制方法。
背景技術(shù)：
在照明領(lǐng)域，很多場合需要調(diào)節(jié)光源的亮度或顏色，這就要求照明系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)功能。目前較為常用的是斬波調(diào)光技術(shù)，如圖1所示，虛線部分為現(xiàn)有的斬波調(diào)光器的一種實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，電網(wǎng)電壓Vac經(jīng)斬波調(diào)光器作用后，負(fù)載RL上的電壓為如圖2所示的斬波電壓，斬波調(diào)光器內(nèi)晶體管TRIAC觸發(fā)導(dǎo)通時間對應(yīng)的相位角α為斬波電壓的斬波角。斬波調(diào)光器內(nèi)電阻Rll為一可變電阻，調(diào)整可變電阻RU的阻值可改變斬波角α的大小，具體的:可變電阻Rll阻值越小，晶體管TRIAC的觸發(fā)導(dǎo)通時間越短，斬波角α越小；可變電阻Rll阻值越大，晶體管TRIAC的觸發(fā)導(dǎo)通時間越長，斬波角α越大。當(dāng)可變電阻Rll調(diào)節(jié)到最大阻值時，對應(yīng)的斬波角α稱為最大斬波角，當(dāng)可變電阻Rll調(diào)節(jié)到最小阻值時,對應(yīng)的斬波角α稱為最小斬波角。如圖3所示，負(fù)載驅(qū)動電路包括:第一整流器和PFC電路，電網(wǎng)電壓Vac經(jīng)斬波調(diào)光器、第一整流器后，得到斬波電壓作為PFC電路的輸入電壓Vin，PFC電路的輸入電流為Iin, PFC電路的輸出電流1用于驅(qū)動負(fù)載，例如光源負(fù)載，所述光源負(fù)載可以是LED等。PFC電路還包括:電流控制單元、ton產(chǎn)生單元以及驅(qū)動控制單元；其中，電流控制單元根據(jù)輸出電流1輸出對應(yīng)的信號乂代匕作為ton產(chǎn)生單元的參考信號，ton產(chǎn)生單元將比較信號Vc與參考信號Vref比較，決定主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時間ton，驅(qū)動控制單元根據(jù)該導(dǎo)通時間輸出驅(qū)動信號Vd以對主開關(guān)管SI進行控制。如圖4所示，ton產(chǎn)生單元將一比較信號Vc與一參考信號Vref進行比較，其中比較信號Vc的幅值在tl時刻由初始電壓開始上升，比較信號Vc的幅值上升到與參考信號Vref相等的時刻為t2時刻，主開關(guān)管SI導(dǎo)通的初始時刻為tl時刻，主開關(guān)管SI導(dǎo)通的結(jié)束時刻為t2時刻，主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時間ton就等于比較信號Vc的幅值的上升時間，如圖4所示，驅(qū)動信號Vd驅(qū)動主開關(guān)管SI導(dǎo)通的時間為ton ο如圖5所示，是PFC電路的輸入電流Iin和輸入電壓Vin的關(guān)系示意圖，輸入電流Iin的相位基本跟隨輸入電壓Vin的相位，因此功率因數(shù)高。當(dāng)用在斬波調(diào)光過程中，電流控制單元輸出的參考信號Vref為一定值，不隨輸出電流的變化而變化，如果比較信號Vc也不變，PFC電路中主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時間ton固定，輸入電流Iin的大小由輸入電壓Vin決定，在一定斬波角α下，輸入電流Iin與輸入電壓Vin的關(guān)系如圖6所示。因此，隨著斬波角α的增大，輸入電壓Vin越小、輸入電流Vin也越小，于是PFC電路的輸入功率也越小，從而輸出功率也越小，而PFC電路的輸出電壓基本不變，因此輸出電流1也越小，即隨著斬波角α的增大，主開關(guān)管SI導(dǎo)通時間ton固定，輸出電流1越小。當(dāng)斬波角α為最大斬波角時，PFC電路的輸出電流1為最小值，光源的亮度為最小亮度。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在調(diào)光過程中 ，當(dāng)電網(wǎng)電壓較高時，對于同一斬波調(diào)光器，PFC電路的輸入電壓Vin的最大斬波角α較小，PFC電路的輸出電流1較大，該最大斬波角α下光源的最小亮度較亮，不能滿足最小亮度的調(diào)節(jié)需求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種PFC電路、負(fù)載驅(qū)動電路及電流控制方法，能夠降低光源負(fù)載的最小亮度。為此，本發(fā)明實施例采用如下技術(shù)方案:本發(fā)明實施例提供一種PFC電路，所述PFC電路的輸入端接收斬波電壓，PFC電路的輸出電流與所述斬波電壓的斬波角反相關(guān)；所述PFC電路包括:主開關(guān)管和ton產(chǎn)生單元;所述PFC電路還包括:檢測補償單元，用于檢測斬波電壓的斬波角，根據(jù)所述斬波角生成與斬波角相關(guān)的補償信號，根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號，以便控制所述主開關(guān)管的導(dǎo)通時間與所述斬波角反相關(guān)，控制PFC電路輸出電流減小的速率與斬波角正相關(guān)。其中，檢測補償單元包括:檢測子單元，用于檢測所述斬波電壓的斬波角；生成子單元，用于根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角正相關(guān)的補償信號；或者，根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角反相關(guān)的補償信號；控制子單元，用于根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號，以便控制所述主開關(guān)管的導(dǎo)通時間與所述斬波角反相關(guān)，控制PFC電路輸出電流減小的速率與斬波角正相關(guān)。生成子單元根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角正相關(guān)的補償信號時，所述控制子單元具體用于:將所述補償信號疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上；或者，將所述補償信號反向后疊加到ton產(chǎn)生單元的所述參考信號上。所述比較信號為鋸齒波；控制子單元具體用于:根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的斜率，使得所述補償信號與比較信號的斜率正相關(guān)。ton控制單元包括:第一運算放大器的正相輸入端用于接收參考信號，反相輸入端用于接收比較信號；控制子單元包括:第一電阻的第一端連接生成子單元的補償信號輸出端，第一電阻的第二端連接第一運算放大器的反相輸入端。所述比較信號為鋸齒波；控制子單元具體用于:根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的初始電壓，使得所述補償信號與比較信號的初始電壓正相關(guān)。ton產(chǎn)生單元包括:恒流源的輸出端通過第一電容接地，恒流源的輸出端還連接第二運算放大器的反相輸入端，第二運算放大器的正相輸入端用于接收參考信號；所述控制子單元包括:第二開關(guān)管的第一端通過第四電阻接地，第二開關(guān)管的第一端連接生成子單元的補償信號輸出端，第二開關(guān)管的第二端連接第二運算放大器的反相輸入端。所述比較信號為鋸齒波，控制子單元具體用于:根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的參考信號的幅值，使得所述補償信號與參考信號的幅值反相關(guān)。ton產(chǎn)生單元包括:第三運算放大器的反相輸入端用于接收比較信號；所述控制子單元包括:反相器的輸入端連接生成子單元的補償信號輸出端，反相器的輸出端通過第二電阻連接第三運算放大器的正相輸入端；第三電阻的第一端連接參考信號，第二端連接第三運算放大器的正相輸入端。生成子單元根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角反相關(guān)的補償信號時，所述控制子單元具體用于:將所述補償信號反向后疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上；或者，將所述補償信號疊加到ton產(chǎn)生單元的所述參考信號上。所述比較信號為鋸齒波；控制子單元具體用于:根據(jù)反向后的補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的斜率，使得所述補償信號與比較信號的斜率反相關(guān)；或者，控制子單元具體用于:根據(jù)反向后的補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的初始電壓，使得所述補償信號與比較信號的初始電壓反相關(guān)；或者，控制子單元具體用于:根據(jù)反向后的補償信號控制ton產(chǎn)生單元的參考信號的幅值，使得所述補償信號與參考信號的幅值正相關(guān)。本發(fā)明實施例一種電流控制方法，該方法應(yīng)用于PFC電路中，所述PFC電路的輸入端接收斬波電壓，PFC電路的輸出電流與所述斬波電壓的斬波角反相關(guān)；所述PFC電路包括:主開關(guān)管和ton產(chǎn)生單元；該方法包括:檢測所述斬波電壓的斬波角；根據(jù)所述斬波角生成與斬波角相關(guān)的補償信號；根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號，以便控制所述主開關(guān)管的導(dǎo)通時間與所述斬波角反相關(guān)，控制PFC電路輸出電流減小的速率與斬波角正相關(guān)。根據(jù)所述斬波角生成與斬波角相關(guān)的補償信號包括:根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角正相關(guān)的補償信號；或者，根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角反相關(guān)的補償信號。根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角正相關(guān)的補償信號時，根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號包括:將所述補償信號疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上；或者，將所述補償信號反向后疊加到ton產(chǎn)生單元的所述參考信號上。所述比較信號為鋸齒波，將所述補償信號疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上包括:根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的斜率，使得所述補償信號與比較信號的斜率正相關(guān)；或者，根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的初始電壓，使得所述補償信號與比較信號的初始電壓正相關(guān)；或者，
根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的參考信號的幅值，使得所述補償信號與參考信號的幅值反相關(guān)。根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角反相關(guān)的補償信號時，根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號包括:將所述補償信號反向后疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上；或者，將所述補償信號疊加到ton產(chǎn)生單元的所述參考信號上。所述比較信號為鋸齒波，將所述補償信號反向后疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上包括:根據(jù)反向后的補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的斜率，使得所述補償信號與比較信號的斜率反相關(guān)；或者，根據(jù)反向后的補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的初始電壓，使得所述補償信號與比較信號的初始電壓反相關(guān)；或者，根據(jù)反向后的補償信號控制ton產(chǎn)生單元的參考信號的幅值，使得所述補償信號與參考信號的幅值正相關(guān)。本發(fā)明實施例一種負(fù)載驅(qū)動電路，包括上述的PFC電路。對于上述技術(shù)方案的技術(shù)效果分析如下:檢測補償單元，用于檢測斬波電壓的斬波角，根據(jù)所述斬波角生成與斬波角相關(guān)的補償信號，根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號，以便控制所述主開關(guān)管的導(dǎo)通時間與所述斬波角反相關(guān)，控制PFC電路輸出電流減小的速率與斬波角正相關(guān)。從而使得最大斬波角下輸出電流減小，也即最大斬波角下光源負(fù)載的最小亮度變暗，滿足亮度調(diào)節(jié)需求。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)斬波調(diào)光器的一種實現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)一種斬波電壓示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)光源負(fù)載驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)參考信號與比較信號關(guān)系示意圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)輸入電壓與輸入電流關(guān)系不意圖；圖6為現(xiàn)有技術(shù)斬波調(diào)光中輸入電壓與輸入電流關(guān)系示意圖；圖7為本發(fā)明實施例第一種PFC電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖7a為本發(fā)明實施例第二種PFC電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明實施例檢測補償單元實現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明實施例一種PFC電路實例；圖1Oa為本發(fā)明實施例第三種PFC電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖1Ob為本發(fā)明實施例信號關(guān)系示意圖；圖1la為本發(fā)明實施例第四種PFC電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖1lb為本發(fā)明實施例信號關(guān)系示意圖；圖12a本發(fā)明實施例第五種PFC電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖12b為本發(fā)明實施例信號關(guān)系示意圖13為補償前后信號關(guān)系對比圖；圖14為補償前后調(diào)光曲線對比圖；圖15a為檢測補償單元中檢測子單元和生成子單元的電路結(jié)構(gòu)示例圖；圖15b為信號關(guān)系示意圖；圖16為本發(fā)明實施例電流控制方法流程示意圖。
具體實施例方式以下，結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明實施例PFC電路、負(fù)載驅(qū)動電路及電流控制方法的實現(xiàn)。圖7為第一種PFC電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7所示，所述PFC電路的輸入端接收斬波電壓，PFC電路的輸出電流與所述斬波電壓的斬波角反相關(guān)；所述PFC電路包括:主開關(guān)管(圖7中未示出)和ton產(chǎn)生單元；所述PFC電路還包括:檢測補償單元，用于檢測斬波電壓的斬波角，根據(jù)所述斬波角生成與斬波角相關(guān)的補償信號，根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號，以便控制所述主開關(guān)管的導(dǎo)通時間與所述斬波角反相關(guān)，控制PFC電路輸出電流減小的速率與斬波角正相關(guān)。通過檢測補償單元根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號，可以得到新的比較信號，從而，ton產(chǎn)生單元可以將新的比較信號與參考信號進行比較，確定主開關(guān)管的導(dǎo)通時間ton，而由于使用新的比較信號替換原來的比較信號，從而實現(xiàn)控制所述主開關(guān)管的導(dǎo)通時間與所述斬波角反相關(guān)，控制PFC電路輸出電流減小的速率與斬波角正相關(guān)?；蛘?，通過檢測補償單元根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的參考信號，可以得到新的參考信號，從而，ton產(chǎn)生單元可以將比較信號與新的參考信號進行比較，確定主開關(guān)管的導(dǎo)通時間ton，而由于使用新的參考信號替換原來的參考信號，從而實現(xiàn)控制所述主開關(guān)管的導(dǎo)通時間與所述斬波角反相關(guān)，控制PFC電路輸出電流減小的速率與斬波角正相關(guān)。優(yōu)選的，如圖7所示，PFC電路和第一整流器可以構(gòu)成負(fù)載驅(qū)動電路，該第一整流器用于對斬波調(diào)光器輸出的斬波電壓進行整流，從而得到負(fù)載驅(qū)動電路的輸入電壓Vin。其中，如圖7所示，檢測補償單元的兩個輸入端可以連接第一整流器的兩個輸出端，對第一整流器輸出的斬波電壓進行斬波角的檢測；或者，如圖7a所示，也可以另外設(shè)置第二整流器，第二整流器對斬波調(diào)光器輸出的斬波電壓進行整流；而檢測補償單元的兩個輸入端連接第二整流器的兩個輸出端，對第二整流器輸出的斬波電壓進行斬波角的檢測。本發(fā)明實施例中，斬波調(diào)光器輸出的斬波電壓可以為前沿斬波電壓、后沿斬波電壓或者前后沿斬波電壓等，這里不限制。如圖8所示，檢測補償單元可以包括:檢測子單元810，用于檢測所述斬波電壓的斬波角；生成子單元820，用于根據(jù)所述斬波角生成與斬波角相關(guān)的補償信號；控制子單元830，用于根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號，以便控制所述主開關(guān)管的導(dǎo)通時間與所述斬波角反相關(guān)，控制PFC電路輸出電流減小的速率與斬波角正相關(guān)。優(yōu)選的，在根據(jù)斬波角生成補償信號時，可以生成與斬波角正相關(guān)的補償信號也可以生成與斬波角反相關(guān)的補償信號；所述正相關(guān)是指:斬波角越大，補償信號的幅值越大，斬波角越小，則補償信號的幅值越?。凰龇聪嚓P(guān)是指:斬波角越大，補償信號的幅值越小，斬波角越小，補償信號的幅值越大。因此，生成子單元820具體可以用于:根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角正相關(guān)的補償信號；或者，根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角反相關(guān)的補償信號。其中，生成子單元820根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角正相關(guān)的補償信號時，所述控制子單元830具體可以用于:將所述補償信號疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上；或者，將所述補償信號反向后疊加到ton產(chǎn)生單元的所述參考信號上。所述比較信號可以為鋸齒波；此時，所述控制子單元830可以通過以下方式實現(xiàn)將所述補償信號疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上，具體的:控制子單元830具體可以用于:根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的斜率，使得所述補償信號與比較信號的斜率正相關(guān)；或者，控制子單元830具體可以用于:根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的初始電壓，使得所述補償信號與比較信號的初始電壓正相關(guān)；或者，控制子單元830具體可以用于:根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的參考信號的幅值，使得所述補償信號與參考信號的幅值反相關(guān)。生成子單元820根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角反相關(guān)的補償信號時，所述控制子單元830具體可以用于:將所述補償信號反向后疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上；或者，將所述補償信號疊加到ton產(chǎn)生單元的所述參考信號上。所述比較信號可以為鋸齒波；此時，控制子單元830可以通過以下方式實現(xiàn)將所述補償信號反向后疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上，具體的:控制子單元830具體可以用于:根據(jù)反向后的補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的斜率，使得所述補償信號與比較信號的斜率反相關(guān)；或者，控制子單元830具體可以用于:根據(jù)反向后的補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的初始電壓，使得所述補償信號與比較信號的初始電壓反相關(guān)；或者，控制子單元830具體可以用于:根據(jù)反向后的補償信號控制ton產(chǎn)生單元的參考信號的幅值，使得所述補償信號與參考信號的幅值正相關(guān)。優(yōu)選的，本發(fā)明實施例負(fù)載驅(qū)動電路和PFC電路驅(qū)動的光源負(fù)載可以是任何光源，如LED光源，DC/DC變換電路等，這里不限制。優(yōu)選的，所述PFC電路可以通過任何單級PFC電路實現(xiàn)，如FLYBACK電路、單級BUCK電路、單級BOOST電路等，這里不限制。以下，以負(fù)載驅(qū)動電路通過如圖9所示的FLYBACK電路實現(xiàn)為例，對本發(fā)明實施例負(fù)載驅(qū)動電路的具體實現(xiàn)進行更為詳細(xì)的說明。參見圖9，第一整流器和FLYBACK結(jié)構(gòu)的單級PFC電路，構(gòu)成負(fù)載驅(qū)動電路，所述負(fù)載可以為光源負(fù)載。負(fù)載驅(qū)動電路的輸入電壓為斬波調(diào)光器輸出的交流斬波電壓，第一整流器將交流斬波電壓整流后輸出，作為PFC電路的輸入電壓Vin，PFC電路的輸出電流1供給光源負(fù)載，PFC電路內(nèi)的ton產(chǎn)生單元決定負(fù)載驅(qū)動電路中主開關(guān)的導(dǎo)通時間ton，使PFC電路的輸入電流Iin跟隨輸入電壓Vin，提高功率因數(shù)。進行斬波調(diào)光時，ton產(chǎn)生單兀內(nèi)的參考信號Vref的幅值為一定值,不隨輸出電流的變化而變化；比較信號Vc為第一電容Cl上的電壓信號，恒流源Id對第一電容Cl充電，第一電容Cl上的電壓幅值開始上升，當(dāng)Vc的幅值增大到與參考信號Vref的幅值相等時，主開關(guān)SI的導(dǎo)通時間結(jié)束，第二開關(guān)管S2閉合，第一電容Cl開始迅速放電，因此，主開關(guān)SI的導(dǎo)通時間ton就等于第一電容Cl在這個過程中的充電時間，由于參考信號Vref的幅值為一定值，且第一電容Cl的充電速度一定，即第一電容Cl上電壓信號的斜率一定,所以主開關(guān)SI的導(dǎo)通時間ton固定不變。以圖9所示的負(fù)載驅(qū)動電路為例，對本發(fā)明實施例的PFC電路和負(fù)載驅(qū)動電路的實現(xiàn)進行舉例如下:1、所述比較信號為鋸齒波；生成子單元820根據(jù)斬波角生成與所述斬波角正相關(guān)的補償信號；控制子單元830根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的斜率，使得所述補償信號與比較信號的斜率正相關(guān)。此時，如圖1Oa所示，ton控制單元包括:第一運算放大器的正相輸入端用于接收參考信號，反相輸入端用于接收比較信號；ton產(chǎn)生單元還包括比較信號Vc的產(chǎn)生子單元，該子單元包括:恒流源Id的輸出端分別通過第一電容Cl以及第二開關(guān)管S2接地，恒流源Id的輸出端還連接第二運算放大器A2的反相輸入端。控制子單元包括:第一電阻Rl的第一端連接生成子單元820的補償信號輸出端，第一電阻Rl的第二端連接第一運算放大器Al的反相輸入端。如圖10a、IOb所示，ton產(chǎn)生單元內(nèi)的參考信號Vref的幅值為一固定值，恒流源Id對第一電容Cl充電，比較信號Vc為第一電容Cl上的鋸齒波電壓信號,補償信號Va經(jīng)第一電阻R4后為第一電容Cl提供另一充電電流源I a ,在第一電容Cl上獲得另一鋸齒波電壓信號Vp，補償信號V a產(chǎn)生的鋸齒波信號Vp與比較信號Vc疊加后，即將補償信號V a與比較信號Vc間接疊加后，得到新的比較信號Vc’= Vc+Vp，從而使原來的比較信號Vc，變?yōu)槿鐖D1Ob所示的新的比較信號Vc’，即比較信號Vc的斜率變大。如圖1Ob所示，比較信號Vc、Vc’在tl時刻由初始電壓開始上升，比較信號Vc、Vc’的幅值上升到與參考信號Vref相等的時刻為時刻分別為t2，t2’，即主開關(guān)管SI導(dǎo)通的結(jié)束時刻由t2變?yōu)閠2’，即補償信號Va使主開關(guān)管的導(dǎo)通時間ton減小。當(dāng)檢測補償電路輸出的補償信號Va幅值與斬波角正向相關(guān)時，即斬波角越大，補償信號V a幅值越大時，電流源I a的幅值越大，第一電容Cl上的電壓信號幅值的上升速度越大，即比較信號Vc’的斜率越大，從而使得主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時間ton越小。2、生成子單元820根據(jù)斬波角生成與所述斬波角正相關(guān)的補償信號；控制子單元830根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的初始電壓，使得所述補償信號與比較信號的初始電壓正相關(guān)；此時，本發(fā)明實施例PFC電路的實現(xiàn)如圖1la所示:ton產(chǎn)生單元包括:恒流源Id的輸出端通過第一電容Cl接地，恒流源Id的輸出端還連接第二運算放大器A2的反相輸入端，第二運算放大器A2的正相輸入端用于接收參考信號Vref ；
所述控制子單元包括:第二開關(guān)管S2的第一端通過第四電阻R4接地，并且連接生成子單元的補償信號輸出端，第二開關(guān)管S2的第二端連接第二運算放大器A2的反相輸入端。如圖11a、Ilb所示，ton產(chǎn)生單元內(nèi)的參考信號Vref的幅值為一固定值，補償信號V α通過第四電阻R4疊加到第一電容Cl上，即ton產(chǎn)生單元自身生成的比較信號Vc上疊加了直流量Va，從而第二運算放大器A2的反相輸入端接收到的比較信號變?yōu)槿鐖D1lb中所示的Vc’，于是Vc’的初始電壓等于Va的幅值。如圖1lb所示，比較信號Vc、Vc’在tl時刻分別由各自的初始電壓開始上升，比較信號Vc、Vc’的幅值上升到與參考信號相等的時刻分別為t2、t2’時刻，于是主開關(guān)管SI導(dǎo)通的結(jié)束時刻由t2變?yōu)閠2’，即補償信號Va使得主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時間ton減小。當(dāng)檢測補償單元輸出的補償信號V a幅值與斬波角正相關(guān)時，即斬波角越大，補償信號Va幅值越大時，比較信號Vc疊加的直流量越大，即Vc’含有的直流量越大，從而使得主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時間ton越小。3、生成子單元820根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角正相關(guān)的補償信號時，所述控制子單元830用于將所述補償信號反向后疊加到ton產(chǎn)生單元的所述參考信號上。此時，本發(fā)明實施例PFC電路的實現(xiàn)如圖12a所示:ton產(chǎn)生單元包括:第三運算放大器A3的反相輸入端用于接收比較信號；此時，ton產(chǎn)生單元還包括比較信號Vc的產(chǎn)生子單元，該產(chǎn)生子單元包括:恒流源Id的輸出端分別通過第一電容Cl以及第二開關(guān)管S2接地，恒流源Id的輸出端還連接第三運算放大器A3的反相輸入端。所述控制子單元830包括:反相器的輸入端連接生成子單元820的補償信號Va輸出端，反相器的輸出端通過第二電阻R2連接第三運算放大器A3的正相輸入端；第三電阻R3的第一端連接參考信號Vref，第二端連接第三運算放大器A3的正相輸入端。其中，第三電阻R3的第一端所連接的參考信號即為現(xiàn)有技術(shù)中電流控制電路為ton產(chǎn)生單元提供的參考信號Vref ;而ton產(chǎn)生單元中第三運算放大器A3的正相輸入端輸入的信號Vref’則是參考信號Vref與反向的補償信號Va疊加后的信號。如圖12a、12b所示,補償信號Va反相后變?yōu)閂 a ’，Vref、V a ’分別通過第二電阻R2、第三電阻R3疊加后，得到如圖12b中虛線所述的Vref’。如圖12b所示，第一電容Cl上的比較信號Vc在tl時刻由初始電壓開始上升，比較信號Vc的幅值上升到與參考信號Vref相等的時刻t2時刻，比較信號Vc的幅值上升到與參考信號Vref ’的時刻為t2’時刻，主開關(guān)管SI導(dǎo)通的初始時刻為tl時刻，而主開關(guān)導(dǎo)通SI的結(jié)束時刻由t2變?yōu)閠2’，補償信號Va使主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時間由ton減小為ton’，即補償信號使主開關(guān)管的導(dǎo)通時間ton減小。當(dāng)檢測補償單元輸出的補償信號V a幅值與斬波角正向相關(guān)時，即斬波角越大，補償信號V a幅值越大時，補償信號V a反相后與參考信號Vref疊加，得到的Vref ’越小，從而使得主開關(guān)管SI的導(dǎo)通時間ton越小。在斬波角a下，補償信號作用于ton產(chǎn)生單元后，使得主開關(guān)管的導(dǎo)通時間ton減小，從而使得PFC電路的輸入電流Iin變小，如圖13所示，補償前和補償后，PFC電路的輸入電流分別為Iin、Iin’，補償后PFC電路的輸入電流Iin’小于不進行補償時的輸入電流Iin，于是補償后PFC電路的輸入功率小于補償前PFC電路的輸入功率，從而補償后PFC電路的輸出功率小于補償前PFC電路的輸出功率,而光源負(fù)載的電壓恒定，于是在相同的斬波角下，補償后PFC電路的輸出電流1小于補償前的輸出電流1，且隨著斬波角α的增大，主開關(guān)管的導(dǎo)通時間ton越小，輸出電流1減小的速率變大。在斬波調(diào)光過程中，當(dāng)電網(wǎng)電壓較高時，最大斬波角較小，檢測補償單元檢測該最大斬波角，并輸出補償信號使主開關(guān)管的導(dǎo)通時間ton減小，于是該最大斬波角下的輸出電流1減小，于是該最大斬波角下的最小亮度變暗，滿足亮度調(diào)節(jié)需求。參照圖14,輸入電壓Vin為某一高輸入電壓值(如264V)時,在該斬波調(diào)光器的最大斬波角下，補償前負(fù)載驅(qū)動電路向光源的輸出電流為滿亮度的20%左右(帶圈曲線)；當(dāng)加入檢測補償單元進行補償后(帶叉曲線)，在最大斬波角下，負(fù)載驅(qū)動電路向光源的輸出電流接近為零。同時，由于在相同的最小斬波角下，補償后的輸出電流小于不進行補償時的輸出電流，可實現(xiàn)負(fù)載驅(qū)動電路啟機時的輸出電流較小，啟機亮度較低。優(yōu)選地，如圖15a所示，所述的檢測補償單元電路中的檢測子單元和生成子單元可以通過該電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，檢測子單元的輸入端接收到的斬波電壓Vin2為第一整流器或第二整流器輸出的整流后的斬波電壓。斬波電壓Vin2經(jīng)第五電阻R5和第六電阻R6分壓后，第六電阻R6上的電壓信號作用于第一三極管Ql的發(fā)射極；在斬波電壓的斬波角α對應(yīng)的tl時間內(nèi)，斬波電壓Vin2為零電平或低電平，即tl時間內(nèi)第一三極管Ql截止，預(yù)設(shè)電源電壓Vcc通過第七電阻R7為第二電容C2和第三電容C3充電，直到tl時間后斬波電壓Vin2變?yōu)楦唠娖?，此時，第六電阻R6上的電壓使得第一三極管Ql的發(fā)射極正偏，第一三極管Ql導(dǎo)通，第二電容C2開始通過第一三極管Ql放電，而第三電容C3上保持了第二電容C2的充電峰值，為第二三極管Q2的發(fā)射極提供正向偏置電壓，使得第二三極管Q2導(dǎo)通，從而在第九電阻R9上獲得補償信號V α。從而，如圖15b所示，在tl時間內(nèi)，檢測子單元輸出一個最大值與斬波電壓的斬波角α對應(yīng)的三角波信號Vcl，該三角波信號也即為所述電壓輸出信號，所述斬波電壓的斬波角α的角度越大,檢測子單元輸出的三角波信號的最大值越大；所述生成子單元的輸入信號為檢測子單元輸出的三角波信號，生成子單元將輸入的三角波信號轉(zhuǎn)換成與三角波信號的最大值對應(yīng)幅值的補償信號V α，即輸入的三角波信號的最大值越大，生成子單元輸出的補償信號Va幅值越大，從而得到一個幅值與斬波電壓的斬波角α正向相關(guān)的補償信號。與以上的PFC電路結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的，本發(fā)明實施例提供一種電流控制方法，該方法可以應(yīng)用于PFC電路中，所述PFC電路的輸入端接收斬波電壓，PFC電路的輸出電流與所述斬波電壓的斬波角反相關(guān)；所述PFC電路包括:主開關(guān)管和ton產(chǎn)生單元；如圖16所示，該方法包括:步驟1601:檢測所述斬波電壓的斬波角；步驟1602:根據(jù)所述斬波角生成與斬波角相關(guān)的補償信號；步驟1603:根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號，以便控制所述主開關(guān)管的導(dǎo)通時間與所述斬波角反相關(guān)，控制PFC電路輸出電流減小的速率與斬波角正相關(guān)。步驟1603中通過根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號，可以得到新的比較信號或者新的參考信號，后續(xù)ton產(chǎn)生單元可以對新的比較信號與原來的參考信號進行比較，或者，對比較信號和新的參考信號進行比較，確定主開關(guān)管的導(dǎo)通時間ton，進而實現(xiàn)控制所述主開關(guān)管的導(dǎo)通時間與所述斬波角反相關(guān)，控制PFC電路輸出電流減小的速率與斬波角正相關(guān)。。優(yōu)選的，根據(jù)所述斬波角生成與斬波角相關(guān)的補償信號可以包括:根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角正相關(guān)的補償信號；或者，根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角反相關(guān)的補償信號。優(yōu)選的，根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角正相關(guān)的補償信號時，根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號可以包括:將所述補償信號疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上；或者，將所述補償信號反向后疊加到ton產(chǎn)生單元的所述參考信號上。所述比較信號可以為鋸齒波，所述補償信號疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上包括:根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的斜率，使得所述補償信號與比較信號的斜率正相關(guān)；或者，根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的初始電壓，使得所述補償信號與比較信號的初始電壓正相關(guān)；或者，根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的參考信號的幅值，使得所述補償信號與參考信號的幅值反相關(guān)。優(yōu)選的，根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角反相關(guān)的補償信號時，根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號可以包括:將所述補償信號反向后疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上；或者，將所述補償信號疊加到ton產(chǎn)生單元的所述參考信號上。所述比較信號可以為鋸齒波，將所述補償信號反向后疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上包括:根據(jù)反向后的補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的斜率，使得所述補償信號與比較信號的斜率反相關(guān)；或者，根據(jù)反向后的補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的初始電壓，使得所述補償信號與比較信號的初始電壓反相關(guān)；或者，根據(jù)反向后的補償信號控制ton產(chǎn)生單元的參考信號的幅值，使得所述補償信號與參考信號的幅值正相關(guān)?；谝陨蠈嵤├?，檢測斬波電壓的斬波角，根據(jù)所述斬波角生成與斬波角相關(guān)的補償信號，根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號，以便控制所述主開關(guān)管的導(dǎo)通時間與所述斬波角反相關(guān)，控制PFC電路輸出電流減小的速率與斬波角正相關(guān)。從而使得最大斬波角下輸出電流減小，也即最大斬波角下光源負(fù)載的最小亮度變暗，滿足亮度調(diào)節(jié)需求。本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種PFC電路，其特征在于，所述PFC電路的輸入端接收斬波電壓，PFC電路的輸出電流與所述斬波電壓的斬波角反相關(guān)；所述PFC電路包括:主開關(guān)管和ton產(chǎn)生單元； 所述PFC電路還包括: 檢測補償單元，用于檢測斬波電壓的斬波角，根據(jù)所述斬波角生成與斬波角相關(guān)的補償信號，根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號，以便控制所述主開關(guān)管的導(dǎo)通時間與所述斬波角反相關(guān)，控制PFC電路輸出電流減小的速率與斬波角正相關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，檢測補償單元包括: 檢測子單元，用于檢測所述斬波電壓的斬波角； 生成子單元，用于根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角正相關(guān)的補償信號；或者，根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角反相關(guān)的補償信號； 控制子單元，用于根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號，以便控制所述主開關(guān)管的導(dǎo)通時間與所述斬波角反相關(guān)，控制PFC電路輸出電流減小的速率與斬波角正相關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，生成子單元根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角正相關(guān)的補償信號時，所述控制子單元具體用于: 將所述補償信號疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上；或者， 將所述補償信號反向 后疊加到ton產(chǎn)生單元的所述參考信號上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述比較信號為鋸齒波；控制子單元具體用于:根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的斜率，使得所述補償信號與比較信號的斜率正相關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，ton控制單元包括:第一運算放大器的正相輸入端用于接收參考信號，反相輸入端用于接收比較信號； 控制子單元包括:第一電阻的第一端連接生成子單元的補償信號輸出端，第一電阻的第二端連接第一運算放大器的反相輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述比較信號為鋸齒波；控制子單元具體用于:根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的初始電壓，使得所述補償信號與比較信號的初始電壓正相關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，其特征在于，ton產(chǎn)生單元包括: 恒流源的輸出端通過第一電容接地，恒流源的輸出端還連接第二運算放大器的反相輸入端，第二運算放大器的正相輸入端用于接收參考信號； 所述控制子單元包括:第二開關(guān)管的第一端通過第四電阻接地，第二開關(guān)管的第一端連接生成子單元的補償信號輸出端，第二開關(guān)管的第二端連接第二運算放大器的反相輸入端。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述比較信號為鋸齒波，控制子單元具體用于:根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的參考信號的幅值，使得所述補償信號與參考信號的幅值反相關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路，其特征在于，ton產(chǎn)生單元包括:第三運算放大器的反相輸入端用于接收比較信號；所述控制子單元包括: 反相器的輸入端連接生成子單元的補償信號輸出端，反相器的輸出端通過第二電阻連接第三運算放大器的正相輸入端；第三電阻的第一端連接參考信號，第二端連接第三運算放大器的正相輸入端。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，生成子單元根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角反相關(guān)的補償信號時，所述控制子單元具體用于: 將所述補償信號反向后疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上；或者， 將所述補償信號疊加到ton產(chǎn)生單元的所述參考信號上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路，其特征在于，所述比較信號為鋸齒波；控制子單元具體用于:根據(jù)反向后的補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的斜率，使得所述補償信號與比較信號的斜率反相關(guān)；或者， 控制子單元具體用于:根據(jù)反向后的補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的初始電壓，使得所述補償信號與比較信號的初始電壓反相關(guān)；或者， 控制子單元具體用于:根據(jù)反向后的補償信號控制ton產(chǎn)生單元的參考信號的幅值，使得所述補償信號與參考信號的幅值正相關(guān)。
12.—種電流控制方法，其特征在于，該方法應(yīng)用于PFC電路中，所述PFC電路的輸入端接收斬波電壓，PFC電路的輸出電流與所述斬波電壓的斬波角反相關(guān)；所述PFC電路包括:主開關(guān)管和ton產(chǎn)生單元；該方法包括: 檢測所述斬波電壓的斬波角； 根據(jù)所述斬波角生成與斬波角相關(guān)的補償信號； 根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號，以便控制所述主開關(guān)管的導(dǎo)通時間與所述斬波角反相關(guān)，控制PFC電路輸出電流減小的速率與斬波角正相關(guān)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述斬波角生成與斬波角相關(guān)的補償信號包括: 根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角正相關(guān)的補償信號；或者，根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角反相關(guān)的補償信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角正相關(guān)的補償信號時，根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號包括: 將所述補償信號疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上；或者， 將所述補償信號反向后疊加到ton產(chǎn)生單元的所述參考信號上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述比較信號為鋸齒波，將所述補償信號疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上包括: 根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的斜率，使得所述補償信號與比較信號的斜率正相關(guān)；或者， 根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的初始電壓，使得所述補償信號與比較信號的初始電壓正相關(guān)；或者， 根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的參考信號的幅值，使得所述補償信號與參考信號的幅值反相關(guān)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述斬波角生成與所述斬波角反相關(guān)的補償信號時，根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號包括: 將所述補償信號反向后疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上；或者， 將所述補償信號疊加到ton產(chǎn)生單元的所述參考信號上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述比較信號為鋸齒波，將所述補償信號反向后疊加到ton產(chǎn)生單元的所述比較信號上包括: 根據(jù)反向后的補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的斜率，使得所述補償信號與比較信號的斜率反相關(guān)；或者， 根據(jù)反向后的補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號的初始電壓，使得所述補償信號與比較信號的初始電壓反相關(guān)；或者， 根據(jù)反向后的補償信號控制ton產(chǎn)生單元的參考信號的幅值，使得所述補償信號與參考信號的幅值正相關(guān)。
18.一種負(fù)載驅(qū)動電路，其 特征在于，包括權(quán)利要求1至11任一項所述的PFC電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種PFC電路、負(fù)載驅(qū)動電路以及電流控制方法，所述PFC電路的輸入端接收斬波電壓，PFC電路的輸出電流與所述斬波電壓的斬波角反相關(guān)；所述PFC電路包括主開關(guān)管和ton產(chǎn)生單元；所述PFC電路還包括檢測補償單元，用于檢測斬波電壓的斬波角，根據(jù)所述斬波角生成與斬波角相關(guān)的補償信號，根據(jù)所述補償信號控制ton產(chǎn)生單元的比較信號或者參考信號，以便控制所述主開關(guān)管的導(dǎo)通時間與所述斬波角反相關(guān)，控制PFC電路輸出電流減小的速率與斬波角正相關(guān)。本申請能夠降低光源負(fù)載的最小亮度。
文檔編號H02M3/335GK103138555SQ20111037613
公開日2013年6月5日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者葛良安, 俞杭冬, 梅進光 申請人:英飛特電子(杭州)股份有限公司