專利名稱：高功率因素led恒流驅動電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子技術。
背景技術：
由于LED具有環(huán)保、節(jié)能、壽命長、高亮度等優(yōu)點被視為21世紀照明光源，為了滿足LED本身特性要求，所以LED恒流驅動電源應允而生；目前在LED恒流驅動電源的應用領域中，可將其分為兩類產品，一為非隔離LED恒流驅動電源，此類電源主要應用于室內的 LED燈管，其余場合基本上很少使用，此類電源的缺點在于其輸入與輸出的電氣性能沒有隔離，所以在安全標準上有所欠缺；另一類為隔離LED恒流驅動電源，此類電源由于輸入與輸出的電氣性能徹底通過變壓器進行隔離，它的使用場合是全方位的，應用于各種LED的驅動，是非隔離電源的升級品；隔離LED驅動電源在設計和使用過程中，都希望得到高功率因數(shù)，減少輸入端電流諧波污染，目前常用方法是采用有源校正，即使用專用的功率因數(shù)校正芯片，這種方案的優(yōu)點是可以得到更高的功率因數(shù)，缺點是電路的成本升高，專用PFC校正芯片的價格昂貴，增加了電路成本。顯然在LED驅動電源的一般應用領域中，在實現(xiàn)相同功能及性能的情況下，保證電路的穩(wěn)定性，更低的成本，讓性價比得到更高的體現(xiàn)，才能讓LED 的推廣及應用更加廣闊。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種能夠，使入端電流形成正弦波，提高功率因數(shù)的LED恒流驅動電路。本發(fā)明解決所述技術問題采用的技術方案是，高功率因素LED恒流驅動電路，包括電源輸入單元、整流濾波單元、變壓器隔離單元和輸出單元，還包括一個設置于整流濾波單元和變壓器隔離單元之間的PFC充電泵單元。進一步的，本發(fā)明還包括EMI濾波單元，位于電源輸入單元和整流濾波單元之間；PWM恒流控制單元，和整流濾波單元連接，還通過開關單元連接到變壓器隔離單元；電流采樣單元，和PWM恒流控制單元連接；電壓反饋單元，設置于變壓器隔離單元和PWM恒流控制單元之間；開關單元，與PWM恒流控制單元、變壓器隔離單元和電流采樣單元連接。更進一步的，所述PFC充電泵單元包括第二電感L2、第四電容C4和第一二極管 Dl，第二電感L2和第一二極管Dl串聯(lián)于整流濾波單元和變壓器隔離單元之間，第二電感L2 和第一二極管Dl的連接點通過第四電容C4接開關單元的輸入端，第一二極管Dl的負極通過變壓器隔離單元的初級繞組接開關單元的輸入端；開關單元的輸出端接電流采用單元， 開關單元的控制端接PWM恒流控制單元。所述PWM恒流控制單元包括控制IC，控制IC的Vcc端接電壓反饋單元接，Vin端
3接第二電感L2和第一二極管Dl的連接點，Vin端還通過第十電容ClO接地，COMP端通過電壓反饋單元的第八電阻R8接地，COMP端還通過第九電容C9接地，CS端通過第七電容R7 接地，Output端通過第四電阻R4接開關單元的控制端，開關單元為MOS管。本發(fā)明的有益效果是，利用EMI濾波單元有效的抑制恒流電源的電磁干擾，從而使電源符合GB17743-2007的輻射電磁騷擾及騷擾電壓標準；利用PFC充電泵單元提高了恒流電源的功率因數(shù)使PF >0.8，有效的降低了電流諧波，使電源符合GB17625. 1的電磁兼容性標準；提高了轉換效率，Π >78%，轉換效率提高，降低了元器件溫升，從而提高了使用壽命；恒定電流輸出，線性調整率小于士 3%，負載調整率小于士 3%，從而使LED工作更穩(wěn)定；在相同實現(xiàn)功率因數(shù)的情況下，降低了成本，使得LED應用的推廣更加廣泛。


圖1為本發(fā)明新型實現(xiàn)高功率因數(shù)的簡化原理圖。圖2為現(xiàn)有RCD吸收電路的簡化原理圖。圖3為本發(fā)明新型高功率因素LED恒流驅動電源的結構圖。圖4為本發(fā)明新型高功率因素LED恒流驅動電源的電路圖。圖中芯片可采用愛瓦特公司IW1692芯片。
具體實施例方式本發(fā)明提出一種新型無源單級高功率因數(shù)校正電路充電泵高功率因數(shù)校正，該電路的特點是利用電容充電泵升壓原理，使直流濾波電容上電壓高于輸入交流電壓的峰值，在功率開關器件切換過程中，利用負載電流和入端電流的差值對充電泵電容充放電，使入端電流形成正弦波，提高了功率因數(shù)，簡化了電路結構，提高了電路穩(wěn)定性，降低了電路成本。本發(fā)明包括下述部分1、電源輸入端。2、與電源輸入端相連的EMI濾波單元。3、與EMI濾波單元相連的整流濾波單元。4、與整流濾波單元相連的PFC充電泵單元，并連接至變壓器隔離單元。5、與整流濾波單元相連的PWM恒流控制單元發(fā)生控制信號連接至開關單元，開關單元根據(jù)其導通和關斷控制對變壓器進行儲存和釋放能量的轉換。6、與變壓器隔離單元相連的輸出單元，并連接至LED負載。7、一個與開關單元和PWM恒流控制單元連接的電流采樣單元，電流采樣單元采集變壓器原邊的電流信號并送至PWM恒流控制單元；PWM恒流控制單元根據(jù)所述電流信號輸出矩形脈沖開關信號，控制所述開關單元周期性導通和關斷，實現(xiàn)電流大小的輸出。8、一個與變壓器隔離單元和PWM恒流控制單元連接的電壓反饋單元，所訴電壓反饋單元是采集變壓器輔助繞組兩端的誤差信號，送至PWM恒流控制單元由芯片內部進行計數(shù)對比，實現(xiàn)電流的恒定輸出。參見圖1 3。假定交流輸入電壓為230V，在MOS管Ql導通時，漏極電壓從600V左右跳降到零，
4變壓器Tl的初級電感開始充電，初級電流線性上升；導通的同時，漏極電壓的降低也會通過第四電容C4傳送到第二電感L2和第一二極管Dl之間的連接點上，所以此點的電壓從 400V降到接近200V。由于有交流電壓的存在，流過扼流圈(第二電感I^)的電流會逐步上升，并向第四電容C4充電；當變壓器和扼流圈的充電階段完成后，MOS管Ql轉換為截止，漏極電流為零，而漏極電壓和第四電容C4上的電壓會急劇上升，直到第四電容C4的電壓與第五電容C5的電壓相等約為400V。此后漏極電壓改為緩慢爬升，而第四電容C4和第五電容 C5的電壓則維持在400V不變，與此同時，第二電感L2(它最初是向第四電容C4充電)上的電流改為經過第一二極管Dl流進第五電容C5中，這使得蘊含在第二電感L2中的能量轉移到了第五電容C5中，利用這個原理，就使輸入電流從較低的第四電容C4處流向較高的第五電容C5處。 第二電感L2的作用是避免MOS管導通后有交流整流后產生的大幅度脈沖電流向第四電容C4充電；第一二極管Dl阻斷第五電容C5(濾波電容)和第四電容C4(充電電容)， 由于有阻斷的作用所以使得第二電感L2上的波形接近正弦波；第四電容C4是利用低電壓向第五電容C5充電的電容，第四電容C4的選值是在nF IOnF之間，第五電容C5的選值微法級別電容，根據(jù)電源功率選擇，第二電感L2的選值是在毫亨級別。
與現(xiàn)有技術相比(如圖2)，利用PFC充電泵電路取代了以前的RCD吸收電路，由于 PFC充電泵電路不僅具有PFC功能，可使電源功率因數(shù)達到0. 8以上，而且兼有吸收緩沖功能，因此不再需要RCD吸收電路，而且由于沒有了 RCD吸收電路中的電阻成分，所以不含有功率消耗，從而提高了整機的工作效率。
權利要求
1.高功率因素LED恒流驅動電路，包括電源輸入單元、整流濾波單元、變壓器隔離單元和輸出單元，其特征在于，還包括一個設置于整流濾波單元和變壓器隔離單元之間的PFC 充電泵單元。
2.如權利要求1所述的高功率因素LED恒流驅動電路，其特征在于，還包括 EMI濾波單元，位于電源輸入單元和整流濾波單元之間；PWM恒流控制單元，和整流濾波單元連接，還通過開關單元連接到變壓器隔離單元；電流采樣單元，和PWM恒流控制單元連接；電壓反饋單元，設置于變壓器隔離單元和PWM恒流控制單元之間；開關單元，與PWM恒流控制單元、變壓器隔離單元和電流采樣單元連接。
3.如權利要求2所述的高功率因素LED恒流驅動電路，其特征在于，所述PFC充電泵單元包括第二電感(L2)、第四電容(C4)和第一二極管(Dl)，第二電感(U)和第一二極管 (Dl)串聯(lián)于整流濾波單元和變壓器隔離單元之間，第二電感(U)和第一二極管(Dl)的連接點通過第四電容(C4)接開關單元的輸入端，第一二極管(Dl)的負極通過變壓器隔離單元的初級繞組接開關單元的輸入端；開關單元的輸出端接電流采用單元，開關單元的控制端接PWM恒流控制單元。
4.如權利要求3所述的高功率因素LED恒流驅動電路，其特征在于，所述PWM恒流控制單元包括控制IC，控制IC的Vcc端接電壓反饋單元接，Vin端接第二電感(U)和第一二極管(Dl)的連接點，Vin端還通過第十電容(ClO)接地，COMP端通過電壓反饋單元的第八電阻(R8)接地，COMP端還通過第九電容(C9)接地，CS端通過第七電容(R7)接地，Output 端通過第四電阻(R4)接開關單元的控制端，開關單元為MOS管。
全文摘要
高功率因素LED恒流驅動電路，涉及電子技術。本發(fā)明包括電源輸入單元、整流濾波單元、變壓器隔離單元和輸出單元，其特征在于，還包括一個設置于整流濾波單元和變壓器隔離單元之間的PFC充電泵單元。本發(fā)明轉換效率提高，降低了元器件溫升，從而提高了使用壽命。
文檔編號H05B37/02GK102438377SQ201110430328
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權日2011年12月20日
發(fā)明者于廷江, 李文昌, 溫強, 袁進, 黃國輝 申請人:成都成電硅?？萍脊煞萦邢薰?br>