本發(fā)明總體上涉及負載驅(qū)動器領(lǐng)域，具體來說，涉及一種減小輸出紋波電流的負載驅(qū)動器。本發(fā)明還涉及一種用于減小負載驅(qū)動器的輸出紋波電流的方法。

背景技術(shù)：
對于采用直流供電的負載，供電電流的紋波電流的大小對于負載的工作狀態(tài)、效率等會產(chǎn)生重要影響。如何減小負載驅(qū)動器的輸出紋波電流一直以來是研究的熱點。特別地，發(fā)光二極管(LED)作為一種采用直流驅(qū)動的新型綠色照明光源已得到了越來越廣泛的應(yīng)用，LED具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長等優(yōu)點。由于其驅(qū)動方式不同于采用交流供電的普通白熾燈，通常需要有能夠輸出直流電流的驅(qū)動器來保證其正常工作。因此，高性能、小型化的驅(qū)動器的開發(fā)成為該領(lǐng)域的一個重要課題。為了提高功率因數(shù)以達到實際應(yīng)用的標準(例如，美國“能源之星”商業(yè)及住宅照明應(yīng)用要求)，可采用功率因數(shù)校正電路。單級反激式功率因數(shù)校正電路是LED驅(qū)動器的芯片級和流行的解決方案，如圖1所示，它可以僅采用單級來實現(xiàn)高功率因數(shù)和高效率。相比于傳統(tǒng)的兩級功率因數(shù)校正電路，具有電路拓撲簡單和成本低的優(yōu)點。但是，該電路具有一個顯著的缺點，即輸出紋波電流很大，通常需要大的電解電容器來減小紋波，否則在一些應(yīng)用中會出現(xiàn)問題。例如，由于紋波電流的頻率為工頻的兩倍，在紋波電流很大的情況下，雖然人眼感覺不到燈光閃爍，但是在室內(nèi)應(yīng)用中，有些照相機可以捕捉到這種頻率的紋波。但是，電解電容器的體積通常較大，對于大小受限的LED驅(qū)動器而言，如何容納若干個大尺寸的電容器是一個挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
鑒于以上問題，作出了本發(fā)明。需要說明的是，雖然本發(fā)明針對上述問題而提出，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明所提出的負載驅(qū)動器和減小負載驅(qū)動器的輸出紋波電流的方法不限于與發(fā)光二極管結(jié)合使用，而是可以適當(dāng)?shù)赜糜谌魏纹渌蓄愃埔蟮呢撦d或場合。同樣，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于應(yīng)用于單級反激式功率因數(shù)校正電路。具體地，本發(fā)明意在提出一種減小輸出紋波電流的負載驅(qū)動器以及減小負載驅(qū)動器的輸出紋波電流的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出了一種負載驅(qū)動器，包括：直流-直流變換器，所述直流-直流變換器具有第一輸出端和第二輸出端；反相紋波電流生成電路，所述反相紋波電流生成電路連接到所述第二輸出端，且被配置為生成第二電流，所述第二電流的紋波電流的相位與所述第一輸出端的第一電流的紋波電流的相位相反，其中所述第一電流和所述第二電流合并成為輸出電流，以驅(qū)動負載，其中，反相紋波電流生成電路包括線性穩(wěn)壓器，線性穩(wěn)壓器的輸出端耦接到第一輸出端，輸入端耦接到第二輸出端。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提出了一種用于減小負載驅(qū)動器的輸出紋波電流的方法，其特征在于：在直流-直流變換器的第一輸出端處生成第一電流；使用反相紋波電流生成電路生成第二電流，反相紋波電流生成電路連接到直流-直流變換器的第二輸出端，所述第二電流的紋波電流的相位與所述第一電流的紋波電流的相位相反；所述第一電流和所述第二電流合并成為輸出電流，以驅(qū)動負載，其中，反相紋波電流生成電路包括線性穩(wěn)壓器，線性穩(wěn)壓器的輸出端耦接到第一輸出端，輸入端耦接到第二輸出端。通過以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的詳細說明，本發(fā)明的這些以及其他優(yōu)點將更加明顯。附圖說明為了進一步闡述本發(fā)明的以上和其它優(yōu)點和特征，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。所述附圖連同下面的詳細說明一起包含在本說明書中并且形成本說明書的一部分。應(yīng)當(dāng)理解，這些附圖僅描述本發(fā)明的典型示例，而不應(yīng)看作是對本發(fā)明的范圍的限定。在附圖中：圖1是現(xiàn)有技術(shù)的采用單級反激式功率因數(shù)校正電路的發(fā)光二極管(LED)驅(qū)動器的電路圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的負載驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的反相紋波電流生成電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的LED驅(qū)動器的電路圖；圖5是采用圖4的驅(qū)動器驅(qū)動LED時的輸出紋波電流的波形圖；圖6是采用圖1的驅(qū)動器驅(qū)動LED時的輸出紋波電流的波形圖；以及圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的反相紋波電流生成電路的電路圖。具體實施方式在下文中將結(jié)合附圖對本發(fā)明的示例性實施例進行描述。為了便于說明，在所描述的示例性實施例中采用發(fā)光二極管(LED)作為負載，并且該LED的驅(qū)動器為單級反激式功率因數(shù)校正電路驅(qū)動器。但是應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明所應(yīng)用的負載和驅(qū)動器結(jié)構(gòu)不限于此，這里所描述的實施例只是用于說明，而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求及其等效含義來限定。首先參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的負載驅(qū)動器100包括直流-直流(DC-DC)變換器101和反相紋波電流生成電路102。其中，DC-DC變換器101接收經(jīng)整流的電源輸入，以將其變換到負載所要求的電壓和電流水平。該DC-DC變換器101具有第一輸出端和第二輸出端，其中第一輸出端輸出第一電流，第二輸出端連接至反相紋波電流生成電路102，以便為該電路供電。反相紋波電流生成電路102被配置為生成第二電流，第二電流的紋波電流的相位與第一電流的紋波電流的相位相反，從而使得第一電流和第二電流合并得到的輸出電流的紋波電流由于相消而減小。所得到的具有較小的紋波電流的輸出電流用于驅(qū)動負載。在圖2中，根據(jù)所應(yīng)用的場合，可以采用各種DC-DC變換器，例如正激式變換器、反激式變換器等。所采用的DC-DC變換器的參數(shù)也根據(jù)具體的應(yīng)用而確定。但是這不涉及本發(fā)明的主題，在此不作詳細討論。另外，圖2的負載驅(qū)動器100可以用于驅(qū)動各種負載。具體地，可以用于驅(qū)動各種恒流裝置，例如LED等。在本發(fā)明的一個實施例中，DC-DC變換器101的第一輸出端和第二輸出端分別通過第一電容器和第二電容器接地，以用于濾波。特別地，其中第一電容器為電解電容器。而第二電容器可以為電容值很小的普通電容器。圖2中的反相紋波電流生成電路102可以被配置為包括集成電路芯片、分立電阻器、分立電容器等電路元件。下面將參照圖3描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的反相紋波電流生成電路的結(jié)構(gòu)。在圖3中，反相紋波電流生成電路102被配置為包括線性穩(wěn)壓器121、第一電阻器122和第二電阻器123。線性穩(wěn)壓器121被配置為使第一電阻器122和第二電阻器123上的電壓降為常數(shù)值。線性穩(wěn)壓器121的輸出端耦接到所述第一輸出端，輸入端耦接到所述第二輸出端。應(yīng)注意，此處所使用的“耦接”被限定為表示在兩個或更多電路對象之間沒有任何插入電路對象的直接連接，以及在兩個或更多電路對象之間通過一個或更多插入電路對象實現(xiàn)的間接連接。例如，兩個彼此直接連接的電路對象被稱為彼此“耦接”。同樣的兩個電路對象若其間連接有一個或更多插入電路對象則也被稱為彼此“耦接”。具體地，第一電阻器122的兩端分別連接到線性穩(wěn)壓器121的輸出端和第一輸出端，第二電阻器123的兩端分別連接到第一輸出端和負載。下面參照圖3具體說明該電路如何產(chǎn)生反相紋波電流。如圖3所示，假定來自第一輸出端的第一電流的紋波電流為Delta_Iout，由反相紋波電流生成電路102生成的電流的紋波電流為Delta_Ido。由于線性穩(wěn)壓器121被配置為使得第一電阻器122和第二電阻器123上的電壓降為常數(shù)值，即電壓的波動可以忽略不計。因此，第一電流的紋波電流Delta_Iout和反相紋波電流生成電路生成的電流的紋波電流Delta_Ido滿足下式(1)：(Delta_Iout+Delta_Ido)×R3+Delta_Ido×R2＝0(1)其中，R2為第一電阻器122的電阻值，R3為第二電阻器123的電阻值。對上式作簡單的線性變換，可以得到關(guān)系式(2)：Delta_Iout/Delta_Ido＝-(R2+R3)/R3(2)由式(2)可以看出，反相紋波電流生成電路102生成的電流的紋波電流Delta_Ido的相位與第一電流的紋波電流Delta_Iout的相位相反。因此，合并后的到負載的輸出電流由于紋波電流的相消而具有減小的紋波電流。由式(2)還可以看出，第一電阻器122和第二電阻器123的電阻值的比例決定了輸出電流的紋波電流的大小。實際應(yīng)用中，可以根據(jù)負載所要求的紋波電流的大小以及電源效率來確定其電阻值。另外，線性穩(wěn)壓器121可以采用已有的多種線性穩(wěn)壓器芯片來配置，例如LM317、LT3085或UTC317等。線性穩(wěn)壓器121和電阻器122、123可以是表面貼裝器件(SMD)，也可以是插件。在本發(fā)明的一個實施例中，采用LM317來配置反相紋波電流生成電路102，且采用LED作為負載，如圖4所示。應(yīng)當(dāng)理解，圖4所示的電路配置僅是本發(fā)明的一個具體示例，而不是對本發(fā)明的限制。圖4所示的LED驅(qū)動器包括功率因數(shù)校正電路、反激式變換器電路以及反相紋波電流生成電路。其中，為了不模糊本發(fā)明而簡略給出了功率因數(shù)校正電路的配置，其中集成電路IC可以采用現(xiàn)有技術(shù)的任何能夠?qū)崿F(xiàn)功率因數(shù)校正功能的電路或模塊，例如，圖1中所示的ST(意法半導(dǎo)體)公司的芯片L6561、TI(德州儀器)公司的TPS92210、TI公司的UCC28810和UCC28811等。這在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，在此不再詳細描述。功率因數(shù)校正電路和反激式變換器電路共用一個金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(MOSFET)Q1，構(gòu)成具有單級反激式功率因數(shù)校正電路的LED驅(qū)動器結(jié)構(gòu)。如圖4所示，電路中還包括與功率因數(shù)校正電路耦接的恒流反饋電路(OPTO+Amp)，用于通過電阻器R4將輸出到LED的電流反饋到功率因數(shù)校正電路，以控制MOSFETQ1的接通和關(guān)斷，從而實現(xiàn)高功率因數(shù)。反激式變換器電路具有變壓器，變壓器的次級側(cè)具有S1(主繞組)和S2(輔助繞組)兩個繞組，反相紋波電流生成電路與輔助繞組構(gòu)成線性電路，產(chǎn)生和主繞組相反的紋波電流，從而實現(xiàn)減小輸出到LED的紋波電流的目的。具體地，從主繞組S1和輔助繞組S2的同名端接出的抽頭分別通過正向連接的二極管D1和D2耦接到第一輸出端和第二輸出端，且第一輸出端和第二輸出端分別通過電容器C3和電容器C2接地。反相紋波電流生成電路采用三端可調(diào)線性穩(wěn)壓器LM317作為線性穩(wěn)壓器121，LM317的輸入端連接到第二輸出端，輸出端連接到第一電阻器R2，電壓調(diào)整端連接到第二電阻器R3和負載。LM317被配置為使得第一電阻器R2和第二電阻器R3上的電壓降為1.2V。基于式(1)和(2)，可以減小到LED的輸出紋波電流。理論上，為了保證有足夠的電壓差提供給線性穩(wěn)壓器LM317，輔助繞組S2的匝數(shù)應(yīng)當(dāng)多于主繞組S1的匝數(shù)。另外，應(yīng)當(dāng)注意，這里雖然采用LED作為負載，但是負載的類型并不限于此，而是可以應(yīng)用于例如任何恒流裝置。圖5給出了采用圖4的LED驅(qū)動器驅(qū)動LED時的輸出紋波電流的波形圖。其中LED的額定功率為15W，所述驅(qū)動器的輸出電流為450mA。在圖中，C1表示來自主繞組S1的電流，C2表示到LED的電流，C4表示線性穩(wěn)壓器的輸出電流?？梢钥闯?，C2的紋波電流為294mA，遠小于C1的紋波電流531mA。換言之，通過采用圖4的LED驅(qū)動器，減小了到LED的輸出電流的紋波電流。在該實施例中，僅采用了一個電解電容器C3，C3的電容值為680微法，額定電壓為35V。而電容器C2的電容值可以為很小。作為對比，圖6示出了采用圖1的LED驅(qū)動器驅(qū)動LED時的輸出紋波電流的波形圖，其中采用了兩個電容值為1000微法的電解電容器(額定電壓均為35V)。可以看出，采用該方案得到的輸出電流的紋波電流為326mA。在這兩種情況下，輸出電流的紋波電流大小近似，但是根據(jù)本發(fā)明的實施例的LED驅(qū)動器僅需要個數(shù)較少、電容值較小的電解電容器，從而在減小輸出紋波電流的同時節(jié)省了電解電容器所占用的空間。進一步地，通過在輸出側(cè)采用較少的電解電容器，可以降低LED驅(qū)動器的成本。此外，如上所述，圖4中的線性穩(wěn)壓器LM317還可以用其他線性穩(wěn)壓器例如UTC317代替。作為替選，圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的反相紋波電流生成電路的電路圖。在該電路中，采用凌力爾特公司(LinearTechnologyCorporation)的LT3085作為線性穩(wěn)壓器121。如圖7所示，LT3085的IN和VCONTROL引腳共同連接至第二輸出端，OUT引腳連接至第一電阻器R2，SET引腳通過一個可變電阻器連接至LED。類似地，利用LT3085的穩(wěn)壓特性，保持第一電阻器R2和第二電阻器R3上的電壓降為常數(shù)，從而可以通過反相紋波電流來減小輸出電流的紋波電流。雖然以上參照特定實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，所描述的實施例僅是說明性的而不是限定性的。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的情況下，可以進行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求及其等效含義來限定。