[发明专利]高PFC的反激式恒流控制系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及反激式恒流控制电路，尤其涉及高PFC(Power FactorCorrection，功率校正因数)的反激式恒流控制电路。

背景技术

用大功率LED灯进行市电照明符合节能环保要求，LED照明是市电照明发展的必然趋势。目前，通常采用反激式变换器为市政LED灯提供恒流电能。

图1是现有技术中的反激式变换器结构原理图。图1中，NMOS管M3是开关管，用于驱动变压器T1的主级线圈电感；LED1、LED2......LEDn是用于市电照明的若干串联大功率LED灯，设该若干串联LED灯正向导通压降为VLED，即输出电压为VLED；反激式变换器的输入电压Vin-ac是市政民用交流电，目前世界上最常用的民用交流电有两种，一种是110V、100Hz，另一种是220V、50Hz。

如果直接将市政交流电接入到反激式变换器中，则输送到LED灯的有效功率将非常低，即导致PFC值非常低。PFC(Power Factor Correction，功率校正因数)指的是有效功率与视在功率之间的关系，其用来衡量电力被有效利用的程度，PFC值越大，代表电力利用率越高。

在模拟电路中，电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失。因此如果要提高市政交流电的有效功率，增大PFC值，就需要使图1中反激式变换器的变压器T1主级电感线圈上的峰值电流相位与交流输入电压Vin-ac相位之间差值最小。

发明内容

本发明提供了一种高PFC的反激式恒流控制系统及其方法。

在第一方面，本发明提供了一种恒流控制系统，该系统包括反激式变换器，该变换器包括开关管和变压器，该恒流控制系统的输入电压为交流电压，并且该恒流控制系统包括直流取样电路和控制电路。

该直流取样电路用于提取该恒流控制系统的交流输入电压中的直流分量，并将该提取到的直流电压发送至控制电路。该控制电路基于该提取到的直流电压控制开关管的开启时间，并使该开关管开启时间与该提取到的直流电压成反比，进而使变压器主级线圈电感峰值电流的相位与该恒流控制系统交流输入电压的相位相等。

进一步地，该控制电路还包括用于接收该恒流控制系统输出电压并基于该输出电压控制开关管周期，使该开关管周期与该输出电压成反比，进而使该恒流控制系统输出的平均电流恒定的模块。

进一步地，该直流取样电路包括第四二极管和第六电容，且该第四二极管与该第六电容相连，并将该连接点作为该直流取样电路与控制电路间的连接点。

在第二方面，本发明提供了一种基于控制反激式变换器中开关管开启的恒流控制方法，该反激式变换器包括开关管和变压器，且该恒流控制方法包括以下步骤：

首先，提取该反激式变换器的交流输入电压中的直流分量；

然后，基于该提取到的直流电压控制开关管的开启时间，使该开关管开启时间与该提取到的直流电压成反比，进而使变压器主级线圈电感峰值电流的相位与该交流输入电压的相位相等。

本发明通过使反激式变换器的开关管开启时间与市政交流输入电压中的直流分量成反比的方式，使该变压器的主级电感线圈上的峰值电流相位与该交流输入电压相位相等，从而得到高PFC的恒流控制系统。因此，本发明在得到恒定输出电流的同时，使得输出至LED灯的有效功率最大。

附图说明

下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，在附图中：

图1是现有技术中的反激式变换器结构原理图；

图2是本发明一个实施例的反激式恒流控制系统框图；

图3是本发明一个实施例的整流后的交流输入电压、主级线圈峰值电流、次级线圈输出电流的波形对照图；

图4是图2反激式恒流控制系统的一个具体实现电路图。

具体实施方式

图2是本发明一个实施例的反激式恒流控制系统框图。该恒流控制系统包括若干LED照明灯、反激式变换器、整流电路210、直流取样电路220、控制电路230。其中，该若干LED照明灯由LED1......LEDn串联组成，且该若干串联LED的压降为VLED。

该反激式变换器可以是现有技术中的任意一种反激式变换电路，图2仅示意出一种常见的反激式变换器结构，其用于向LED灯提供电能。图2中，反激式变换器包括变压器T1、MOS管M3、二极管D2、电容C4，且该变压器T1的主级线圈与开关管M3相连，该变压器T1的次级线圈与二极管D2、电容C4相连。