[发明专利]高功率因数恒流驱动电路及恒流装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高功率因数恒流驱动电路及恒流装置。

背景技术

目前大多数用电设备中存在非线性元件和储能元件，会使输入交流电流波形发生严重畸变，导致网侧输入功率因数很低，为了满足国际标准IEC61000-3-2的谐波要求，必须在用电设备中加入功率因素校正（PFC）装置。

传统的有源功率因素校正电路一般采用升压（Boost）拓扑、升降压（Buck-boost）拓扑或降压型（Buck）拓扑。其中，Boost拓扑具有控制容易、驱动简单以及在整个工频周期内都可以进行开关工作、输入电流的功率因数可以接近于1等特点。但是Boost电路具有输出电压高的缺点，而且在宽范围输入（通常为90Vac-265Vac）条件下，在低电压段（通常为90Vac-110Vac）效率会比高压段（通常为220Vac-265Vac）低1-3%。而采用Buck-boost升降压拓扑，电路损耗相对Buck拓扑会大一些。在小功率应用场合，Buck拓扑能够在整个输入电压范围内保持较高效率。由于工业上的热设计都是根据效率最低点来设计的，因此Buck拓扑的热设计也比Boost拓扑和Buck-boost拓扑简单。所以，目前Buck拓扑被越来越多地用到工业产品中，如中小功率的直流-直流变换器的前级PFC电路或者单级LED驱动器等。

图1所示为现有技术中的一种采用降压型拓扑的LED驱动电路，主要包括整流桥、输入电容Cin、功率开光管Q₁、隔离或自举驱动电路、输出二极管Do、电容L、输出电容Co、电流采样电阻Rsen以及PFC控制电路。图1所示电路的主要缺点是由于功率电路中的功率开关管Q₁和PFC控制电路不在同一电位上，因此功率开关管Q₁的驱动器需要采用浮驱动技术（例如隔离驱动或者自举电路驱动），增加了电路的复杂度，成本也相对较高。并且，一般的浮驱动电路的损耗也比采用直接驱动方式的驱动电路的损耗大一些。

图2所示为现有技术中一种采用变结构的降压型拓扑的LED驱动电路，主要包括整流桥、输入电容Cin、电感L、输出电容Co、输出二极管Do、PFC控制电路、功率开关管Q₁以及采样电阻Rsen。采用图2所示电路的主要缺点是采样电阻Rsen只能采样功率开关管Q₁导通时的输出电感的电流，使得控制电路无法直接接收LED上的电流信号。尽管可以通过一些控制算法通过采样电阻Rsen上检测到的流经功率开关管Q₁的电流间接获得输出电流信息，但相比直接采样输出电流的方法，LED电流的调整精度不高。尤其是对于输入电压范围较宽、输出电感L的电感量变化范围较大和输出LED灯串数量变化较多的应用场合，LED电流的调整精度会进一步下降，导致无法满足一些特定的参数指标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高功率因数恒流驱动电路及恒流装置，能够解决常规Buck型高功率因数恒流驱动电路中功率开关管驱动电路复杂和电流采样精度不准的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高功率因数恒流驱动电路，包括：

整流桥；

输入电容，其第一端和第二端分别与所述整流桥的正、负输出端连接；

输出二极管，其负极连接所述输入电容的第一端；

变压器，其原边绕组的同名端连接所述输入电容的第一端，其副边绕组的异名端连接所述输出二极管的正极，其副边绕组的同名端接地；

输出电容，其第一端连接所述原边绕组的异名端；

功率开关管，其第一功率端连接所述输出电容的第二端，其第二功率端经由电流检测电路接地，其控制端接收外部输入的驱动信号。

根据本发明的一个实施例，所述电流检测电路包括电流采样电阻。

根据本发明的一个实施例，所述高功率因数恒流驱动电路还包括：

自举电路二极管，其正极连接所述输出电容的第一端；

辅助电容，其第一端连接所述自举电路二极管的负极，其第二端接地，所述辅助电容的第一端向外输出辅助电源信号。

根据本发明的一个实施例，所述输出电容配置为与负载并联。

本发明还提供了一种高功率因数恒流装置，包括：

以上任一项所述的高功率因数恒流驱动电路；

控制电路，用于产生所述驱动信号。

根据本发明的一个实施例，所述控制电路包括：