用于實現(xiàn)可控硅調(diào)光和高功率因數(shù)的電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于實現(xiàn)可控硅調(diào)光和高功率因數(shù)的電路，本實用新型通過第一采樣電路和第二采樣電路來采樣初級的電壓信號，實現(xiàn)了為負(fù)載LED的平均輸出電流與輸出電壓和負(fù)載無關(guān)，從而得到了較好的輸入電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，實現(xiàn)了對負(fù)載LED的恒流輸出控制；同時，在將本實用新型用于實現(xiàn)可控硅調(diào)光和高功率因數(shù)的電路加入現(xiàn)有的基于原邊反饋的反激式LED驅(qū)動電路之后，使得初級輸入電流可以跟蹤交流輸入正弦波形以及對負(fù)載LED的平均輸出電流可以隨著可控硅觸發(fā)角的變化而變化，從而實現(xiàn)了較高的功率因數(shù)和可控硅調(diào)光。
【專利說明】用于實現(xiàn)可控硅調(diào)光和高功率因數(shù)的電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于實現(xiàn)可控硅調(diào)光和高功率因數(shù)的電路，特別是涉及一種基于原邊反饋的用于實現(xiàn)可控硅調(diào)光和高功率因數(shù)的電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在全球能源短缺、環(huán)保要求不斷提高的背景下，世界各國均大力發(fā)展綠色節(jié)能照明。LED照明作為一種革命性的節(jié)能照明技術(shù)，正在飛速發(fā)展。然而，LED驅(qū)動電源的要求也在不斷提高。高效率、高功率因數(shù)、安全隔離、符合EMI標(biāo)準(zhǔn)、高電流控制精度、高可靠性、體積小、成本低等正成為LED驅(qū)動電源的關(guān)鍵評級指標(biāo)。此外，由于需要LED燈直接替代白熾燈，LED驅(qū)動電源也必須能夠適應(yīng)傳統(tǒng)的可控硅調(diào)光器來調(diào)光。
[0003]現(xiàn)有的基于原邊反饋的反激式LED驅(qū)動電路，如圖1所示，包括:交流電源；LC濾波器；初級吸收電路；由初級繞組、次級繞組及輔助繞組構(gòu)成的變壓器；連接于所述次級繞組的次級電路；連接于所述輔助繞組的輔助供電電路；功率開關(guān)管Ml ;功率開關(guān)管電流采樣電阻R4和LED驅(qū)動控制電路。
[0004]圖1中的LED驅(qū)動控制電路(本實用新型中稱該控制電路為臨界導(dǎo)通模式反激恒流控制模塊)包括:第一比較器、第二比較器、觸發(fā)器、柵極驅(qū)動和前沿消隱電路。該LED驅(qū)動控制電路在工作時，需要提取與輸出電壓和初級峰值電流有關(guān)的信息，并通過GATE端口的GATE信號來輸出調(diào)制信號控制功率開關(guān)管Ml的導(dǎo)通和截止，來恒定負(fù)載LED的電流。在圖1所示的系統(tǒng)中，上述與輸出電壓和初級峰值電流有關(guān)的信息可以通過CS端口的信號CS和DEMAG端口的信號DEMAG被提取。根據(jù)相關(guān)理論可推導(dǎo)出負(fù)載LED的平均電流符合下面
公式:
[0005]
【權(quán)利要求】
1.一種用于實現(xiàn)可控硅調(diào)光和高功率因數(shù)的電路，其特征在于，該電路包括:第一采樣電路(101);第二采樣電路(118);第一開關(guān)(SW1)，所述第一開關(guān)(SWl)包括第一柵極、第一終端和第二終端；第二開關(guān)(SW2)，所述第二開關(guān)(SW2)包括第二柵極、第三終端和第四終端；第三開關(guān)(SW3)，所述第三開關(guān)(SW3)包括第三柵極、第五終端和第六終端；第二晶體管(M2)，所述第二晶體管(M2)包括第四柵極、第七終端和第八終端；第三晶體管(M3)，所述第三晶體管(M3)包括第五柵極、第九終端和第十終端；第四晶體管(M4)，所述第四晶體管(M4)包括第六柵極、第十一終端和第十二終端；數(shù)模轉(zhuǎn)換器(103);計數(shù)器(104);反相器(102);第一運算放大器(105);第二運算放大器(106);第七電阻(R7);第五電容(C5);第一比較器(107);第一觸發(fā)器(110);延遲電路(109);第五電阻(R5);第六電阻(R6);第八電阻(R8);第二比較器(108);其中，所述第一采樣電路(101)采樣外部電壓信號并處理后傳送至所述第二運算放大器(106)的正輸入端，所述第二運算放大器(106)的負(fù)輸入端連接至所述第十二終端，所述第二運算放大器(106)的輸出端連接至所述第六柵極，所述第二采樣電路(118)采樣外部電壓信號并處理后傳送至所述第一運算放大器(105)的正輸入端，所述第一運算放大器(105)的負(fù)輸入端連接至所述第十終端，所述第一運算放大器(105)的輸出端連接至所述第五柵極，所述第九終端連接至所述第二終端，所述第十一終端連接至所述第四終端，所述第一終端和第三終端合并后連接至所述第八終端，所述第七終端接收外部供電電壓，所述第四柵極分別連接至所述第八終端和所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器(103 )，所述第一柵極分別連接至所述反相器(102)的輸入端、第三柵極和外部第二觸發(fā)器(112)的Q非端，所述第二柵極連接至所述反相器(102)的輸出端，所述第十終端連接至所述第二比較器(108)的正輸入端，所述第十終端和第十二終端分別通過所述第五電阻(R5)和第六電阻(R6)接地，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器(103)分別連接至所述計數(shù)器(104)、第五終端和第七電阻(R7)的一端，所述第七電阻(R7)的另一端分別連接至第八電阻(R8)的一端和外部第三比較器(111)的負(fù)輸入端，所述第八電阻(R8)的另一端接地，所述第六終端分別連接至所述第五電容(C5)的一端和第一比較器(107)的負(fù)輸入端,所述第五電容(C5)的另一端接地,所述第一比較器(107)的正輸入端連接至第一基準(zhǔn)電壓(Vrefl)，所述第二比較器(108)的負(fù)輸入端連接至第二基準(zhǔn)電壓(Vref2)，所述第一比較器(107)輸出至所述第一觸發(fā)器(110)，所述第二比較器(108)的輸出端分別連接至所述計數(shù)器(104)的CLK端和延遲電路(109)的一端，所述第一觸發(fā)器(110 )的D端接收外部供電電壓，所述第一觸發(fā)器(110 )的Q非端連接至所述計數(shù)器(104)的UP/DN端，所述第一觸發(fā)器(110)的CLR端連接至所述延遲電路(109)的另一端。`
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于實現(xiàn)可控硅調(diào)光和高功率因數(shù)的電路，其特征在于，所述第一采樣電路(101)包括:第九電阻(R9)、第十電阻(R10)、第十一電阻(R11)、第五晶體管(M5)、第六電容(C6)和第二反相器，所述第十電阻(RlO)的一端連接至外部第一晶體管(MD的漏極，所述第十電阻(RlO)的另一端分別連接至所述第十一電阻(Rll)的一端和第九電阻(R9)的一端，所述第十一電阻(Rll)的另一端接地，所述第九電阻(R9)的另一端連接至所述第五晶體管(M5)的一端，所述第五晶體管(M5)的另一端分別連接至所述第六電容(C6)的一端和所述第二運算放大器(106)的正輸入端，所述第五晶體管(M5)的柵極連接至所述第二反相器的輸出端，所述第二反相器的輸入端連接至外部第一晶體管(Ml)的柵極，所述第六電容(C6)的另一端接地；所述第二采樣電路(118)包括:第十二電阻(R12)和第十三電阻(R13)，所述第十二電阻(R12)的一端連接至外部LC濾波器的輸出端，所述第十二電阻(R12)的另一端分別連接至所述第一運算放大器(105)的正輸入端和第十三電阻(R13)的一端，所述第十三電阻(R13)的另一端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于實現(xiàn)可控硅調(diào)光和高功率因數(shù)的電路，其特征在于，所述第五晶體管(M5)為N型場效應(yīng)管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于實現(xiàn)可控硅調(diào)光和高功率因數(shù)的電路，其特征在于，所述第一采樣電路(101)包括:第九電阻(R9)、第十電阻(R10)、第十一電阻(Rll)和第六電容(C6)，所述第十電阻(RlO)的一端連接至外部第一晶體管(Ml)的漏極，所述第十電阻(RlO)的另一端分別連接至所述第十一電阻(Rll)的一端和第九電阻(R9)的一端，所述第十一電阻(Rll)的另一端接地，所述第九電阻(R9)的另一端分別連接至所述第六電容(C6)的一端和第二運算放大器(106)的正輸入端，所述第六電容(C6)的另一端接地；所述第二采樣電路(118)包括:第十二電阻(R12)、第十三電阻(R13)、第十四電阻(R14)、第五晶體管(M5)和第七電容(C7)，所述第十二電阻(R12)的一端連接至外部LC濾波器的輸出端，所述第十二電阻(R12)的另一端分別連接至所述第五晶體管(M5)的一端、第十三電阻(R13)的一端和第十四電阻(R14)的一端，所述第十三電阻(R13)的另一端接地，所述第五晶體管(M5)的另一端接地，所述第五晶體管(M5)的柵極連接至外部第一晶體管(Ml)的柵極，所述第十四電阻(R14)的另一端分別連接至所述第一運算放大器(105)的正輸入端和第七電容(C7)的一端，所述第七電容(C7)的另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于實現(xiàn)可控硅調(diào)光和高功率因數(shù)的電路，其特征在于，所述第一采樣電路(101)包括:第十電阻(RlO)和第十一電阻(R11)，所述第十電阻(RlO)的一端連接至外部LC濾波器的輸出端，所述第十電阻(RlO)的另一端分別連接至所述第十一電阻(Rll)的一端和第二運算放大器(106)的正輸入端，所述第十一電阻(Rll)的另一端接地；所述第二采樣電路(118)包括:第十二電阻(R12)、第十三電阻(R13)、第十四電阻(R14)、第五晶體管(M5)和第七電`容(C7)，所述第十二電阻(R12)的一端連接至外部LC濾波器的輸出端，所述第十二電阻(R12)的另一端分別連接至所述第五晶體管(M5)的一端、第十三電阻(R13)的一端和第十四電阻(R14)的一端，所述第十三電阻(R13)的另一端接地，所述第五晶體管(M5)的另一端接地，所述第五晶體管(M5)的柵極連接至外部第一晶體管(Ml)的柵極，所述第十四電阻(R14)的另一端分別連接至所述第一運算放大器(105)的正輸入端和第七電容(C7)的一端，所述第七電容(C7)的另一端接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于實現(xiàn)可控硅調(diào)光和高功率因數(shù)的電路，其特征在于，所述第一采樣電路(101)包括:第九電阻(R9)、第十電阻(R10)、第十一電阻(R11)、第五晶體管(M5)、第六電容(C6)和第二反相器，所述第十電阻(RlO)的一端連接至外部第一晶體管(MD的漏極，所述第十電阻(RlO)的另一端分別連接至所述第十一電阻(Rll)的一端和第九電阻(R9)的一端，所述第十一電阻(Rll)的另一端接地，所述第九電阻(R9)的另一端連接至所述第五晶體管(M5)的一端，所述第五晶體管(M5)的另一端分別連接至所述第六電容(C6)的一端和所述第二運算放大器(106)的正輸入端，所述第五晶體管(M5)的柵極連接至所述第二反相器的輸出端，所述第二反相器的輸入端連接至外部第一晶體管(Ml)的柵極，所述第六電容(C6)的另一端接地；所述第二采樣電路(118)包括:第十二電阻(R12)、第十三電阻(R13)、第十四電阻(R14)和第七電容(C7)，所述第十二電阻(R12)的一端連接至外部第一晶體管(Ml)的漏極，所述第十二電阻(R12)的另一端分別連接第十三電阻(R13)的一端和第十四電阻(R14)的一端，所述第十三電阻(R13)的另一端接地，所述第十四電阻(R14)的另一端分別連接至所述第一運算放大器(105)的正輸入端和第七電容(C7)的一端，所述第七電容(C7)的另一端接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于實現(xiàn)可控硅調(diào)光和高功率因數(shù)的電路，其特征在于，該電路還包括:臨界導(dǎo)通模式反激恒流控制模塊，該模塊包括:第三比較器(111)、第二觸發(fā)器(112)、柵極驅(qū)動(113)、第四比較器(114)和前沿消隱電路(115);其中，所述第三比較器(111)的負(fù)輸入端連接至所述第七電阻(R7)和第八電阻(R8)的接合點上，所述第三比較器(111)的正輸入端連接至所述前沿消隱電路(115)的一端，所述第三比較器(111)的輸出端連接至所述第二觸發(fā)器(112)的D端，所述第二觸發(fā)器(112)的S端連接至所述第四比較器(114)的輸出端，所述第二觸發(fā)器(112)的Q端連接至所述柵極驅(qū)動(113)的輸入端，所述第二觸發(fā)器(112)的Q非端連接至所述第一柵極，所述第四比較器(114)的負(fù)輸入端用于采樣外部輔助繞組的電壓分壓信號，所述第四比較器(114)的正輸入端接收第四基準(zhǔn)電壓(Vref4)，所述柵極驅(qū)動(113)的輸出端連接至外部第一晶體管(Ml)的柵極，所述前沿消隱電路(115)的另一端連接至所述外部第一晶體管(Ml)的源極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于實現(xiàn)可控硅調(diào)光和高功率因數(shù)的電路，其特征在于，該電路還包括:整流橋；LC濾波器；初級吸收電路；由初級繞組、次級繞組及輔助繞組構(gòu)成的變壓器；連接于所述次級繞組的次級電路；連接于所述輔助繞組的輔助供電電路；第一晶體管(Ml);第四電阻(R4);所述整流橋、LC濾波器、初級吸收電路和變壓器依次串聯(lián)連接，所述第一晶體管(Ml)的漏極連接至所述初級繞組，所述第一晶體管(Ml)的源極通過第四電阻(R4)接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于實現(xiàn)可控硅調(diào)光和高功率因數(shù)的電路，其特征在于，該電路還包括:可控硅調(diào)光器(117)，所述可控硅調(diào)光器(117)連接至所述整流橋的前端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于實現(xiàn)可控硅調(diào)光和高功率因數(shù)的電路，其特征在于，該電路還包括:交流電源(116)，所述交流電源(116)連接至所述可控硅調(diào)光器(117)的前端。
【文檔編號】H05B37/02GK203467027SQ201320540247
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】陳暢, 楊全, 邊彬 申請人:陳暢