[发明专利]开关电源系统及开关电源控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，特别涉及一种开关电源系统及开关电源控制电路。

背景技术

开关电源相对于传统线性电源具有体积小、稳定性好、转换效率高的特点，因此被广泛应用于手机充电器和笔记本电脑适配器等场合。近年来，随着发光二极管照明技术的日趋成熟，开关电源也广泛用于驱动发光二极管，构成发光二极管灯泡取代白炽灯泡。

开关电源用于驱动发光二极管时，为使二极管的发光亮度保持恒定，一般要求开关电源具有恒流输出的功能。特别地，如果用于驱动发光二极管的开关电源能够满足全电压范围内输出电流恒定，则发光二极管灯泡在不同交流电规格的地方使用时会得到同样的亮度，有利于发光二极管灯泡的普及和生产成本的降低。

在许多家庭和宾馆中，采用传统的白炽灯照明的场合通常利用可控硅调光装置调节白炽灯的亮度，以满足不同环境下照明的需求。而如果采用发光二极管灯泡直接替换传统的白炽灯，由于发光二极管灯泡的特点与传统的白炽灯不同，接入交流电网的发光二极管灯泡的负载特性不能等效为纯电阻，而且由于可控硅调光装置的特点，则原有的可控硅调光装置将无法正常调节发光二极管灯泡的亮度，造成闪烁等现象。

另外，对于接入交流电网的发光二极管灯泡的功率因数都有一定的要求，因为如果功率因数不够，则会对电网造成一定程度的污染。美国能源之星标准规定，对于功率大于5W的发光二极管灯泡要求功率因数不低于0.7。欧洲标准规定，对于大于25W的发光二极管灯泡要求功率因数高于0.9。从实际应用的情况看，对功率因数的要求大都高于标准的规定。

因此，如何使二极管灯泡能够兼容现有的各种可控硅调光器并且满足功率因数的要求，是目前迫切需要解决的一个技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种开关电源系统及开关电源控制电路，以使开关电源应用于驱动发光二极管时，避免产生闪烁现象，并且使发光二极管灯泡具有较高的功率因数。

一种开关电源系统，包括：

整流电路，用于输入交流电压，输出一周期性整流电压，所述周期性整流电压的相位与所述交流电压的相位相同；

变压器，具有与所述整流电路耦合的原边绕组和副边绕组，以及一个辅助绕组；

功率开关，耦合到原边绕组；

控制电路，耦合到所述功率开关，用于通过所述功率开关控制原边绕组中的电流，使得原边绕组中电流脉冲的峰值的包络与交流输入电压的相位保持相同，并且使所述开关电源系统输出恒定的平均输出电流。

优选地，所述整流电路包括：串联相接的可控硅调光器和整流桥。

优选地，所述可控硅调光器在所述交流电压每个周期的一部分时间内切断所述交流电压；

所述控制电路在所述交流电压被所述可控硅调光器切断的时间内，通过所述功率开关控制，停止将所述输入电压传输到副边绕组。

优选地，所述控制电路包括：

相位检测电路，用于检测整流电路输出的整流电压；

参考电压产生电路，用于根据所述相位检测电路的检测结果产生一交变的参考电压，该交变的参考电压具有与所述整流电压相同的相位；

控制模块，用于检测到反映原边绕组中电流的电压信号达到所述交变参考电压时，控制所述功率开关断开，以切断所述原边绕组中的电流。

优选地，所述交变参考电压为一个近似的取绝对值的正弦电压信号，其频率是输入交流电压频率的两倍，至少每隔一次到达最低电压的时刻与输入交流电压由正到负过零时刻或者由负到正过零时刻重合；其电压平均值与所述开关电源系统输出的电流的平均值成正比。

优选地，所述控制电路，还用于通过所述辅助绕组接收一个反映与副边绕组耦合的整流器件工作状态的输入信号。

优选地，每一个功率开关的开关周期内副边绕组的电流脉冲的特征由副边整流器件的导通时间和关断时间确定；

所述控制电路，还用于控制所述整流器件的导通时间和关断时间的比例为恒定值。

一种开关电源控制电路，用于控制开关电源系统的输出电流，所述控制电路包括：

第一输入端，用于输入周期性变化的交流电压；

第二输入端，用于感应所述开关电源系统中的电流；

控制信号输出端，用于输出控制信号给功率开关，以调节所述开关电源系统中的电流，使所述开关电源系统中的电流的峰值的包络与第一输入端输入的交流电压同相，并且使所述开关电源系统输出的电流为恒定的平均输出电流。

优选地，所述开关电源系统中的电流为变压器的原边绕组中的电流；所述开关电源系统输出的电流为所述变压器的副边绕组的电流。