總諧波失真優(yōu)化電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及開關電源中LED照明高功率因數(shù)低總諧波失真應用技術領域，尤其涉及適用于基于有源功率因數(shù)校正的降壓(Buck)、升降壓(Buckboost)和反激式(Flyback)的電路拓撲結構，以及適用于這些拓撲結構電流控制回路的實地架構和浮地架構的一種總諧波失真優(yōu)化電路。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)在居民所使用的市電供電電源為交流電流，而LED需要通過直流電流驅(qū)動，所以如何將交流電流轉(zhuǎn)換成直流電流供LED使用成為了 LED普及過程中必須要解決的一個問題。在過去，要解決這個問題，往往是通過LED驅(qū)動電源將交流電流轉(zhuǎn)換成對應的直流電流；而在使用LED驅(qū)動電源的時候，為了避免LED驅(qū)動電源對市電電網(wǎng)的干擾，所以就需要制定相應的標準來規(guī)范LED驅(qū)動電源，而要實現(xiàn)這種規(guī)范LED驅(qū)動電源使用的標準的時候，必須滿足一定的指標，如:功率因數(shù)大于0.9，總諧波失真小于20%等。
[0003]有源功率因數(shù)校正(ActivePower Factor Correct1n，簡稱 APFC) LED 驅(qū)動芯片目的是為了提高電網(wǎng)的利用率，總諧波失真(Total Harmonic Distort1n，簡稱THD)是衡量這一目的的重要指標。但是LED驅(qū)動非線性特質(zhì)的客觀存在，在常規(guī)全壓范圍應用中(85-265V)總諧波失真很難滿足小于20%的要求。盡管已經(jīng)通過變換電源控制的拓撲結構，例如從降壓型拓撲改為升降壓型拓撲，總諧波失真的結果還是不具備足夠的余量供客戶生產(chǎn)。
[0004]因此，尋求一種實現(xiàn)LED照明高功率因數(shù)低總諧波失真的總諧波失真優(yōu)化方式，使總諧波失真達到滿足全壓范圍應用中小于20%甚至更低，具有十分重要的意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于，針對現(xiàn)有技術有源功率因數(shù)校正中存在的總諧波失真較高的技術問題，提供一種有源功率因數(shù)校正總諧波失真優(yōu)化電路，實現(xiàn)LED照明高功率因數(shù)低總諧波失真。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種總諧波失真優(yōu)化電路，應用于有源功率因數(shù)校正LED驅(qū)動系統(tǒng)，所述LED驅(qū)動系統(tǒng)包括整流橋以及LED驅(qū)動芯片，所述整流橋的兩輸入端與輸入市電相連，所述整流橋的輸出端電連接至所述LED驅(qū)動芯片，所述電路包括:市電相位采集模塊以及總諧波失真補償模塊；所述市電相位采集模塊的輸入端耦接至所述整流橋，所述市電相位采集模塊的輸出端電連接至所述總諧波失真補償模塊的輸入端，所述市電相位采集模塊用于實時采集輸入市電的相位并傳送至所述總諧波失真補償模塊；所述總諧波失真補償模塊的輸出端與設置在LED驅(qū)動芯片中的功率因數(shù)補償回路的輸入端相連，用于實時提供所述相位信息至所述功率因數(shù)補償回路；所述LED驅(qū)動芯片采用閉環(huán)控制，根據(jù)所述相位信息校準LED驅(qū)動系統(tǒng)工作和市電輸入之間存在的相差，以優(yōu)化總諧波失真。
[0007]本實用新型的優(yōu)點在于:本實用新型在有源功率因數(shù)校正LED驅(qū)動芯片典型應用基礎上通過外圍電路提供輸入電壓的相位信息拓展芯片內(nèi)部集成的有源功率校正補償回路，獲得高功率因數(shù)和極低的總諧波失真，提供了非?？煽糠€(wěn)定的高性價比總諧波失真解決方案，且適用于多種有源功率校正LED驅(qū)動芯片。
【附圖說明】
[0008]圖1A，本實用新型總諧波失真優(yōu)化電路一實施方式架構示意圖；
[0009]圖1B，本實用新型總諧波失真優(yōu)化電路另一實施方式架構示意圖；
[0010]圖2，本實用新型總諧波失真優(yōu)化電路第一實施例所述電路示意圖；
[0011]圖3，本實用新型總諧波失真優(yōu)化電路第二實施例所述電路示意圖；
[0012]圖4，本實用新型總諧波失真優(yōu)化電路第三實施例所述電路示意圖；
[0013]圖5，本實用新型總諧波失真優(yōu)化電路第四實施例所述電路示意圖；
[0014]圖6，本實用新型總諧波失真優(yōu)化電路第五實施例所述電路示意圖；
[0015]圖7，本實用新型總諧波失真優(yōu)化方法流程圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本實用新型提供的總諧波失真優(yōu)化電路及方法做詳細說明，其中相同標號表示相同或相似組件。
[0017]參考圖1A，本實用新型所述的總諧波失真優(yōu)化電路一實施方式架構示意圖。本實用新型所述的總諧波失真優(yōu)化電路，應用于有源功率因數(shù)校正LED驅(qū)動系統(tǒng)，所述LED驅(qū)動系統(tǒng)包括整流橋11以及LED驅(qū)動芯片19 ;所述整流橋11的兩輸入端與輸入市電AC (圖中未示出)相連，所述整流橋11的輸出端電連接至所述LED驅(qū)動芯片19 ;LED驅(qū)動芯片為高功率因數(shù)、恒流/恒壓驅(qū)動芯片，其中設有功率因數(shù)補償回路17。所述總諧波失真優(yōu)化電路包括市電相位采集模塊12以及總諧波失真補償模塊14。其中，市電相位采集模塊12、總諧波失真補償模塊14和功率因數(shù)補償回路17共同構成功率因數(shù)校正總諧波失真的補償回路，通過功率因數(shù)校正總諧波失真的補償回路來幫助改善電壓-電流波形的跟隨程度，從而改善總諧波失真，可以根據(jù)應用需求調(diào)整到需要的諧波水平；以下給出詳細解釋。
[0018]所述市電相位采集模塊12的輸入端耦接至所述整流橋11，本實施方式中所述市電相位采集模塊12包括兩輸入端，分別電連接所述整流橋11的兩輸入端(也即所述市電相位采集模塊12連接在輸入市電AC的零線和火線之間)；所述市電相位采集模塊12的輸出端電連接至所述總諧波失真補償模塊14的輸入端；所述市電相位采集模塊12用于實時采集輸入市電AC的相位并傳送至所述總諧波失真補償模塊14。
[0019]所述總諧波失真補償模塊14的輸出端與設置在LED驅(qū)動芯片19中的功率因數(shù)補償回路17的輸入端相連，用于實時提供所述相位信息至所述功率因數(shù)補償回路17。所述總諧波失真補償模塊14包括RC電路，RC電路一端連接市電相位采集模塊12，一端接入功率因數(shù)補償回路17的C0MP引腳，通過增加從市電相位采集模塊12到C0MP引腳的RC回路來幫助改善電壓-電流波形的跟隨程度，從而改善總諧波失真。
[0020]所述LED驅(qū)動芯片19采用閉環(huán)控制，根據(jù)所述相位信息校準LED驅(qū)動系統(tǒng)工作和市電輸入之間存在的相差，以優(yōu)化總諧波失真。開關電源中的有源功率因數(shù)校正LED驅(qū)動芯片19采用閉環(huán)控制來保持系統(tǒng)的穩(wěn)定工作；在閉環(huán)控制中包括功率因數(shù)補償回路17的閉環(huán)控制?？傊C波失真補償模塊14可以實時提供輸入市電的相位信息至功率因數(shù)補償回路17，使相位信息參與功率因數(shù)補償回路17的閉環(huán)控制中，用于校準LED驅(qū)動系統(tǒng)工作和市電輸入之間存在的相差，以消除市電輸入的電壓和電流信號在相位角度上偏差，使市電輸入的電壓和電流信號在相位角度上保持吻合，從而達到既能提高功率因數(shù)又能降低總諧波失真的目的，提高有源功率因數(shù)校正LED驅(qū)動系統(tǒng)應用的性能。
[0021]優(yōu)選的，功率因數(shù)補償回路17進一步外接一補償電容C-C0MP，以增加有源功率因數(shù)校正LED驅(qū)動系統(tǒng)工作穩(wěn)定性的裕度。所述補償電容C-C0MP —端與所述總諧波失真補償模塊14電連接，同時接入所述LED驅(qū)動芯片19的C0MP引腳，所述補償電容C-C0MP另一端電連接參考地端。
[0022]參考圖1B，本實用新型所述的總諧波失真優(yōu)化電路另一實施方式架構示意圖。與圖1A所示實施方式不同之處在于，本實施方式中所述市電相位采集模塊12包括一輸入端，所述輸入端電連接至所述整流橋11的輸出端。
[0023]接下來結合附圖給出本實用新型所述總諧波失真優(yōu)化電路的多個實施例，以對本實用新型所述總諧波失真優(yōu)化電路的工作原理作進一步說明。
[0024]參考圖2，本實用新型總諧波失真優(yōu)化電路第一實施例所述電路示意圖；本實施例對應于圖1A所示實施方式。本實施例中，所述整流橋11采用四個二極管組成全橋整流器；電容Cin用于對經(jīng)整流橋11整流后的直流電進行濾波；所述市電相位采集模塊12連接在輸入市電AC的零線和火線之間；電阻R-VCC以及電容C-VCC用于為LED驅(qū)動芯片19供電，芯片本身引腳的連接方式為現(xiàn)有常規(guī)連接方式，此處不再贅述；其中負載未示出。
[0025]具體為，所述市電相位采集模塊12包括串聯(lián)的第一電阻RC1和第二電阻RC2 ;所述第一電阻RC1 —端電接至所述整流橋11的一輸入端，所述第一電阻RC1另一端與所述第二電阻RC2的一端電連接同時電接至所述總諧波失真補償模塊14的輸入端；所述第二電阻RC2的另一端電接至所述整流橋11的另一輸入端。串聯(lián)的第一電阻RC1和第二電阻RC2用于實時采集所述整流橋11輸入端的相位，以獲取輸入市電的相位并傳送至所述總諧波失真補償模塊14。
[0026]在本實施例中，所述總諧波失真補償模塊14由串聯(lián)的電阻R-THD和電容C-THD構成；所述電阻R-THD —端電接至所述市電相位采集模塊12的輸出端(即串聯(lián)的第一電阻RC1和第二電阻RC2的共同端口)，所述電阻R-THD另一端與所述電容C-THD的一端電連接；所述電容C-THD的另一端電接至所述功率因數(shù)補償回路17的輸入端(即所述LED驅(qū)動芯片19的C0MP引腳)。串聯(lián)的電阻R-THD和電容C-THD用于實時提供所述相位信息至所述功率因數(shù)補償回路17。S卩，主要通過增加從母線到C0MP引腳的RC回路來幫助改善電壓-電流波形的跟隨程度，從而改善總諧波失真；可以根據(jù)應用需求調(diào)整到需要的諧波水平。
[0027]參考圖3，本實用新型總諧波失真優(yōu)化電路第二實施例所述電路示意圖；本實施例對應于圖1B所示實施方式。與圖2所示實施例不同之處在于，所述市電相位采集模塊12電連接至所述整流橋11的輸出端。
[0028]具體為，所述市電相位采集模塊12包括一導線；所述導線電接至所述整流橋11的輸出端，所述導線用于實時采集所述整流橋11輸出端的相位，以獲取輸入市電的相位并傳送至所述總諧波失真補償模塊14。在其它實施方式中，所