高功率因數(shù)無頻閃輸出恒定電流的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的實施例提出了一種高功率因數(shù)無頻閃輸出恒定電流的方法，包括以下步驟：高功率因數(shù)處理電路接收整流后的輸入信號，以及接收恒流控制電路輸出的信號作為驅(qū)動信號；高功率因數(shù)處理電路輸出恒壓信號，恒壓信號輸入恒流控制電路；恒流控制電路輸出恒定電流，驅(qū)動LED恒流負載。本發(fā)明的實施例還提出了一種高功率因數(shù)無頻閃輸出恒定電流的裝置。本發(fā)明提出的上述方案，通過高功率因數(shù)處理電路以及接收恒流控制電路輸出的信號作為驅(qū)動信號，實現(xiàn)了高功率因數(shù)且無頻閃的恒流電路。
【專利說明】高功率因數(shù)無頻閃輸出恒定電流的方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及高功率因數(shù)無頻閃輸出恒定電流的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，現(xiàn)在流行的高功率因數(shù)LED恒流方案分為兩類，一類有工頻閃爍(簡稱頻閃)，另一類無工頻閃爍(簡稱無頻閃)。
[0003]第一類有頻閃方案，輸出LED燈頻閃方案往往外圍簡單，系統(tǒng)BOM成本較低。但研究已經(jīng)表明，LED燈頻閃會對人眼有很大的傷害，此類方案如果想要減輕頻閃，要么加大輸入電容，要么加大輸出濾波電容。加大輸入電容，往往是以犧牲高功率因數(shù)為代價，頻閃減輕得越好，功率因數(shù)犧牲得越大。加大輸出濾波電容，雖然可以減輕LED燈頻閃，但不能根本解決頻閃問題，并且這樣做會增加系統(tǒng)BOM成本，也就是說犧牲掉此類方案的系統(tǒng)BOM低成本優(yōu)勢。
[0004]第二類無頻閃方案，此類方案雖然無頻閃，但外圍復雜，系統(tǒng)BOM成本不菲，PCB布局較同類方案困難?？刂破鲀?nèi)部需要集成兩套調(diào)制電路，導致控制器內(nèi)部控制電路復雜，價格較一般高功率因數(shù)芯片貴，導致系統(tǒng)BOM成本高。
[0005]因此，有必要提出有效的技術(shù)方案，解決現(xiàn)有的LED恒流方案中的有頻閃或者是無頻閃但是控制電路復雜且成本高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，特別是通過高功率因數(shù)處理電路接收整流后的輸入信號，以及接收恒流控制電路輸出的信號作為驅(qū)動信號；高功率因數(shù)處理電路輸出恒壓信號，恒壓信號輸入恒流控制電路；恒流控制電路輸出恒定電流，驅(qū)動LED恒流負載，實現(xiàn)了高功率因數(shù)且無頻閃的恒流電路。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明的實施例一方面提出了一種高功率因數(shù)無頻閃輸出恒定電流的方法，包括以下步驟:
[0008]高功率因數(shù)處理電路接收整流后的輸入信號，以及接收恒流控制電路輸出的信號作為驅(qū)動信號；
[0009]所述高功率因數(shù)處理電路輸出恒壓信號，所述恒壓信號輸入所述恒流控制電路；
[0010]所述恒流控制電路輸出恒定電流,驅(qū)動LED恒流負載。
[0011]本發(fā)明的實施例另一方面提出了一種高功率因數(shù)無頻閃輸出恒定電流的裝置，包括高功率因數(shù)處理電路和恒流控制電路；
[0012]所述高功率因數(shù)處理電路，用于接收整流后的輸入信號，以及接收所述恒流控制電路輸出的信號作為驅(qū)動信號；
[0013]所述恒流控制電路，用于接收所述高功率因數(shù)處理電路輸出的恒壓信號，以及用于輸出恒定電流，驅(qū)動LED恒流負載。[0014]本發(fā)明提出的上述方案，通過高功率因數(shù)處理電路接收整流后的輸入信號，以及接收恒流控制電路輸出的信號作為驅(qū)動信號；高功率因數(shù)處理電路輸出恒壓信號，恒壓信號輸入恒流控制電路；恒流控制電路輸出恒定電流，驅(qū)動LED恒流負載，實現(xiàn)了高功率因數(shù)且無頻閃的恒流電路。此外，本發(fā)明提出的技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡單，控制開關(guān)電源輸出電流的控制器成本較低，有利于本發(fā)明技術(shù)方案的推廣應(yīng)用，具有很高的實用價值。
[0015]本發(fā)明提出的上述方案，對現(xiàn)有系統(tǒng)的改動很小，不會影響系統(tǒng)的兼容性，而且實現(xiàn)簡單、高效。
[0016]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0018]圖1為本發(fā)明實施例高功率因數(shù)無頻閃輸出恒定電流的方法流程圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實施例的電路原理圖示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明實施例的整體原理圖示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明實施例恒流控制器的原理示意圖；
[0022]圖5為本發(fā)明實施例恒流保持與消磁時間檢測電路示意圖；
[0023]圖6為本發(fā)明實施例對應(yīng)圖5電路的時序圖；
[0024]圖7為本發(fā)明實施例時鐘產(chǎn)生及管理電路示意圖；
[0025]圖8為本發(fā)明實施例在BCM模式下，輸入平均電流與整流后的輸入電壓相位變化示意圖；
[0026]圖9為本發(fā)明實施例在DCM模式下，輸入平均電流與整流后的輸入電壓相位變化示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0028]本發(fā)明提出的方案，通過高功率因數(shù)處理電路接收整流后的輸入信號，以及接收恒流控制電路輸出的信號作為驅(qū)動信號；高功率因數(shù)處理電路輸出恒壓信號，恒壓信號輸入恒流控制電路；恒流控制電路輸出恒定電流，驅(qū)動LED恒流負載，實現(xiàn)了高功率因數(shù)且無頻閃的恒流電路。此外，本發(fā)明提出的技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡單，控制開關(guān)電源輸出電流的控制器成本較低，有利于本發(fā)明技術(shù)方案的推廣應(yīng)用，具有很高的實用價值。
[0029]如圖1所示，為本發(fā)明實施例高功率因數(shù)無頻閃輸出恒定電流的方法流程圖，包括以下步驟:
[0030]SllO:高功率因數(shù)處理電路接收整流后的輸入信號，以及接收恒流控制電路輸出的信號作為驅(qū)動信號。
[0031]作為本發(fā)明的實施例，高功率因數(shù)處理電路包括:[0032]BOOST升壓電路或CUK斬波電路。
[0033]作為本發(fā)明的實施例，高功率因數(shù)處理電路內(nèi)部具有功率開關(guān)。
[0034]作為本發(fā)明的實施例，功率開關(guān)為MOS管或BJT雙極晶體管。
[0035]S120:高功率因數(shù)處理電路輸出恒壓信號，恒壓信號輸入恒流控制電路。
[0036]作為本發(fā)明的實施例，恒流控制電路內(nèi)部具有功率開關(guān)。
[0037]作為本發(fā)明的實施例，功率開關(guān)為MOS管或BJT雙極晶體管。
[0038]作為本發(fā)明的實施例，恒流控制電路輸出恒定電流與本裝置的市電輸入電壓瞬時變化無關(guān)。
[0039]作為本發(fā)明的實施例，恒流控制電路包括:
[0040]BUCK-B00ST拓撲開關(guān)電源、BUCK拓撲開關(guān)電源、BOOST拓撲開關(guān)電源、反激拓撲開關(guān)電源和正激拓撲開關(guān)電源。
[0041]作為本發(fā)明的實施例，當恒流控制電路為反激拓撲開關(guān)電源時，輸出恒定電流包括以下步驟:
[0042]輸入電路接收外部輸入的電壓，驅(qū)動控制器與功率開關(guān)處于工作狀態(tài)；
[0043]控制器控制功率開關(guān)，使得功率開關(guān)的電流輸入端的輸入電流Ip的峰值為恒定值，以及控制功率開關(guān)的開關(guān)頻率f與反激型變壓器的消磁時間Tdemag的乘積為恒定值，使得Tdemag*f=c, c為常數(shù)；
[0044]將功率開關(guān)的電流輸入端與反激型變壓器的初級線圈相連，初級線圈上的原邊電流為IP，反激型變壓器的輔助線圈信號反饋回輸入電路；
[0045]反激變壓器的次級線圈輸出電流經(jīng)輸出電路整流和濾波后得到恒定的輸出電流。
[0046]S130:恒流控制電路輸出恒定電流，驅(qū)動LED恒流負載。
[0047]作為本發(fā)明的實施例，恒流控制電路內(nèi)部具有功率開關(guān)。
[0048]作為本發(fā)明的實施例，功率開關(guān)為MOS管或BJT雙極晶體管。
[0049]作為本發(fā)明的實施例，恒流控制電路輸出恒定電流與恒流控制電路的輸入電壓無關(guān)。
[0050]作為本發(fā)明的實施例，恒流控制電路包括:
[0051]BUCK-B00ST拓撲開關(guān)電源、BUCK拓撲開關(guān)電源、BOOST拓撲開關(guān)電源、反激拓撲開關(guān)電源和正激拓撲開關(guān)電源。
[0052]作為本發(fā)明的實施例，當恒流控制電路為反激拓撲開關(guān)電源時，輸出恒定電流包括以下步驟:
[0053]輸入電路接收外部輸入的電壓，驅(qū)動控制器與功率開關(guān)處于工作狀態(tài)；
[0054]控制器控制功率開關(guān)，使得功率開關(guān)的電流輸入端的輸入電流Ip的峰值為恒定值，以及控制功率開關(guān)的開關(guān)頻率f與反激型變壓器的消磁時間Tdemag的乘積為恒定值，使得Tdemag*f=c, c為常數(shù)；
[0055]將功率開關(guān)的電流輸入端與反激型變壓器的初級線圈相連，初級線圈上的原邊電流為IP，反激型變壓器的輔助線圈信號反饋回輸入電路；
[0056]反激變壓器的次級線圈輸出電流經(jīng)輸出電路整流和濾波后得到恒定的輸出電流。
[0057]本發(fā)明提出的上述方案，通過高功率因數(shù)處理電路接收整流后的輸入信號，以及接收恒流控制電路輸出的信號作為驅(qū)動信號；高功率因數(shù)處理電路輸出恒壓信號，恒壓信號輸入恒流控制電路；恒流控制電路輸出恒定電流，驅(qū)動LED恒流負載，實現(xiàn)了高功率因數(shù)且無頻閃的恒流電路。此外，本發(fā)明提出的技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡單，控制開關(guān)電源輸出電流的控制器成本較低，有利于本發(fā)明技術(shù)方案的推廣應(yīng)用，具有很高的實用價值。
[0058]相應(yīng)于上述方法，本發(fā)明實施例高功率因數(shù)無頻閃輸出恒定電流的裝置包括高功率因數(shù)處理電路10和恒流控制電路20。
[0059]具體而言，高功率因數(shù)處理電路10，用于接收整流后的輸入信號，以及接收恒流控制電路輸出的信號作為驅(qū)動信號。
[0060]具體而言，高功率因數(shù)處理電路10包括:
[0061 ] BOOST升壓電路或CUK斬波電路。
[0062]具體而言，高功率因數(shù)處理電路10內(nèi)部具有功率開關(guān)。
[0063]具體而言，高功率因數(shù)處理電路10內(nèi)部的功率開關(guān)為MOS管或BJT雙極晶體管。
[0064]恒流控制電路20，用于接收高功率因數(shù)處理電路10輸出的恒壓信號，以及用于輸出恒定電流，驅(qū)動LED恒流負載。
[0065]具體而言，恒流控制電路20內(nèi)部具有功率開關(guān)。
[0066]具體而言，恒流控制電路20內(nèi)部的功率開關(guān)為MOS管或BJT雙極晶體管。
[0067]具體而言，恒流控制電路輸出恒定電流20與恒流控制電路10的輸入電壓無關(guān)。
[0068]具體而言，恒流控制電路20包括:
[0069]BUCK-B00ST拓撲開關(guān)電源、BUCK拓撲開關(guān)電源、BOOST拓撲開關(guān)電源、反激拓撲開關(guān)電源和正激拓撲開關(guān)電源。
[0070]具體而言，當恒流控制電路20為反激拓撲開關(guān)電源時，恒流控制電路20輸出恒定電流包括輸入電路、控制器、功率開關(guān)、反激型變壓器及輸出電路，
[0071]輸入電路，用于接收外部輸入的電壓，驅(qū)動控制器與功率開關(guān)處于工作狀態(tài)；
[0072]控制器，用于控制功率開關(guān)，使得功率開關(guān)的電流輸入端的輸入電流Ip的峰值為恒定值，以及控制功率開關(guān)的開關(guān)頻率f與反激型變壓器的消磁時間Tdemag的乘積為恒定值，使得Tdemag*f=c，c為常數(shù)；
[0073]功率開關(guān)，用于控制變壓器原邊電流IP，且電流輸入端與反激型變壓器的初級線圈相連；
[0074]反激型變壓器，用于從次級線圈輸出電流，以及從輔助線圈反饋與輸入電路相連；
[0075]輸出電路，用于將變壓器的輸出繞組的電流進行整流和濾波，而后輸出恒定的輸出電流。
[0076]本發(fā)明提出的上述方案，通過高功率因數(shù)處理電路10接收整流后的輸入信號，以及接收恒流控制電路20輸出的信號作為驅(qū)動信號；高功率因數(shù)處理電路10輸出恒壓信號，恒壓信號輸入恒流控制電路20 ;恒流控制電路20輸出恒定電流，驅(qū)動LED恒流負載，實現(xiàn)了高功率因數(shù)且無頻閃的恒流電路。此外，本發(fā)明提出的技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡單，控制開關(guān)電源輸出電流的控制器成本較低，有利于本發(fā)明技術(shù)方案的推廣應(yīng)用，具有很高的實用價值。
[0077]為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合更具體、更完整的電路器件，對本發(fā)明上述提出的方法或裝置作進一步闡述。
[0078]圖2為本發(fā)明實施例的電路原理圖不意圖。由圖2可以知道,本發(fā)明的聞功率因數(shù)無頻閃的恒流電路，該電路只需要一個驅(qū)動信號，以及一個調(diào)制電路，以達到簡化電路和節(jié)約成本，改善PCB布局。
[0079]該電路是這樣實現(xiàn)高功率因數(shù)無頻閃的，線網(wǎng)電壓經(jīng)過整流電路后，進入高功率因數(shù)處理電路，然后經(jīng)過恒流控制模塊，得到恒流輸出，同時具有高功率因數(shù)。
[0080]高功率因數(shù)處理電路，采用恒流控制電路的驅(qū)動信號驅(qū)動該模塊電路的功率管(M0S管，BJT晶體管)。該模塊電路可以是BOOST升壓電路，以及CUK電路等。
[0081]恒流控制電路，能量守恒公式推出
【權(quán)利要求】
1.一種高功率因數(shù)無頻閃輸出恒定電流的方法，其特征在于，包括以下步驟: 高功率因數(shù)處理電路接收整流后的輸入信號，以及接收恒流控制電路輸出的信號作為驅(qū)動信號； 所述高功率因數(shù)處理電路輸出恒壓信號，所述恒壓信號輸入所述恒流控制電路； 所述恒流控制電路輸出恒定電流，驅(qū)動LED恒流負載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率因數(shù)無頻閃輸出恒定電流的方法，其特征在于，所述高功率因數(shù)處理電路包括: BOOST升壓電路或CUK斬波電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率因數(shù)無頻閃輸出恒定電流的方法，其特征在于，所述恒流控制電路包括: BUCK-B00ST拓撲開關(guān)電源、BUCK拓撲開關(guān)電源、BOOST拓撲開關(guān)電源、反激拓撲開關(guān)電源和正激拓撲開關(guān)電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高功率因數(shù)無頻閃輸出恒定電流的方法，其特征在于，當所述恒流控制電路為反激拓撲開關(guān)電源時，所述輸出恒定電流包括以下步驟: 輸入電路接收外部輸入的 電壓，驅(qū)動控制器與功率開關(guān)處于工作狀態(tài)； 所述控制器控制所述功率開關(guān)，使得所述功率開關(guān)的電流輸入端的輸入電流Ip的峰值為恒定值，以及控制所述功率開關(guān)的開關(guān)頻率f與反激型變壓器的消磁時間Tdemag的乘積為恒定值，使得Tdemag*f=c，c為常數(shù)； 將所述功率開關(guān)的電流輸入端與所述反激型變壓器的初級線圈相連，所述初級線圈上的原邊電流為IP，所述反激型變壓器的輔助線圈信號反饋回所述輸入電路； 所述反激變壓器的次級線圈輸出電流經(jīng)輸出電路整流和濾波后得到恒定的輸出電流。
5.一種高功率因數(shù)無頻閃輸出恒定電流的裝置，其特征在于，包括高功率因數(shù)處理電路和恒流控制電路； 所述高功率因數(shù)處理電路，用于接收整流后的輸入信號，以及接收所述恒流控制電路輸出的信號作為驅(qū)動信號； 所述恒流控制電路，用于接收所述高功率因數(shù)處理電路輸出的恒壓信號，以及用于輸出恒定電流，驅(qū)動LED恒流負載。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高功率因數(shù)無頻閃輸出恒定電流的裝置，其特征在于，所述高功率因數(shù)處理電路包括: BOOST升壓電路或CUK斬波電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高功率因數(shù)無頻閃輸出恒定電流的裝置，其特征在于，所述恒流控制電路包括: BUCK-B00ST拓撲開關(guān)電源、BUCK拓撲開關(guān)電源、BOOST拓撲開關(guān)電源、反激拓撲開關(guān)電源和正激拓撲開關(guān)電源。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高功率因數(shù)無頻閃輸出恒定電流的裝置，其特征在于，當所述恒流控制電路為反激拓撲開關(guān)電源時，所述恒流控制電路輸出恒定電流包括輸入電路、控制器、功率開關(guān)、反激型變壓器及輸出電路， 所述輸入電路，用于接收外部輸入的電壓，驅(qū)動所述控制器與所述功率開關(guān)處于工作狀態(tài)；所述控制器，用于控制所述功率開關(guān)，使得所述功率開關(guān)的電流輸入端的輸入電流Ip的峰值為恒定值，以及控制所述功率開關(guān)的開關(guān)頻率f與所述反激型變壓器的消磁時間Tdemag的乘積為恒定值,使得Tdemag*f=c, c為常數(shù)； 所述功率開關(guān)，用于控制變壓器原邊電流IP，且電流輸入端與所述反激型變壓器的初級線圈相連； 所述反激型變壓器，用于從次級線圈輸出電流，以及從輔助線圈反饋與所述輸入電路相連； 所述輸出電路，用于將變壓器的輸出繞組的電流進行整流和濾波，而后輸出恒定的輸出電流。
【文檔編號】H05B37/02GK103747600SQ201410042936
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月29日
【發(fā)明者】周鵬, 于井亮, 朱興安, 李照華, 謝靖, 付凌云 申請人:深圳市明微電子股份有限公司