[发明专利]一种单位功率因数的降压式单级LED驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种高功率因数、低THD的交流-直流开关变换LED驱动电路，具体说是一种单位功率因数的降压式LED恒流驱动电路。

背景技术

近几十年来，电力电子技术得到迅猛发展，电力电子装置应用范围日益广泛，几乎涉及从发电、输电、配电到用电的所有电能应用领域。但随着越来越多的电力电子装置接入电网和用户设备之间，开关电源等产生的各次谐波对电网造成了污染。若没有对谐波进行处理，可能导致电网设备之间互相干扰、通讯系统紊乱、电器误动作、电力系统过热引起火灾等危害。谐波治理问题已越来越受到政府组织、企业、研究机构的重视，权威机构制订了一系列强制性相关标准，如IEC61000-3-2，GB17625.1，明确规定电子设备的谐波电流限值，只有满足规范要求的电子设备才允许上市。25瓦以上的照明电器必需采取功率因数校正技术。

从结构上划分，可以将单相PFC电路分为单级式电路和两级式电路。

两级式电路具有电源输入电压范围宽、输入电流畸变小、THD低、PF高、恒流输出精确，可满足不同场合的LED驱动电源的需求等优点，但是两级式结构所需元器件较多，成本较高；电路结构复杂，损耗高导致效率降低。典型单相Boost PFC输出电压一般在400V左右，所以在PFC输出端往往需要一个高电压等级的电解电容，这将严重影响驱动电源的功率密度以及可靠性。两级式电路主要应用在对成本不敏感，对功率因数要求较高的中大功率场合。

在残酷的市场竞争力面前，在中低功率的LED驱动电源中采用两级功率因数校正，较高的成本给照明LED驱动电源的大力推广带来了阻碍，因此，研究人员开始关注集成式的单级LED驱动电路。单级式电路式将PFC级和DC/DC级结合在一个功率级中，开关管共用，控制电路相对简单，器件少，成本低。目前，常见的单级PFC电路有Boost-Flyback、Buck-Boost-Flyback、 Buck-Flyback等。降压隔离型Buck-Flyback因具有较低母线电压和实现宽降压范围，具有应用价值。研究提高其特性具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单位功率因的降压式LED恒流驱动电路，以解决降压式PFC电路输入电流死区造成较大的输入电流THD的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种单位功率因数降压式单级LED驱动电路，包括：、单相交流输入电源u_ac、单相整流桥DB、功率开关管S₁、功率开关管S₂，二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄、二极管D₅、电感L₁、输出滤波电容C_o、母线电容C_f、高频变压器T_x以及LED灯负载；所述交流输入电源u_ac的两个输入相电压分别与所述整流桥DB的两个交流输入端相连；所述单相整流桥DB的直流侧正输出端分别与所述二极管D₁的阴极以及所述电感L₁的一端相连；所述单相整流桥DB的直流侧负输出端分别与所述功率开关管S₁源极、所述的功率开关管S₂源极以及所述二极管D₃阳极相连；所述电感L₁另一端分别与所述二极管D₂的阳极以及所述功率开关管S₂漏极相连；所述二极管D₂阴极分别与所述母线电容C_f的正极以及所述高频变压器T_x的一次侧同名端相连；所述母线电容C_f负极分别与所述二极管D₁阳极、所述二极管D₄阳极以及所述二极管D₃阴极相连；所述高频变压器T_x的一次侧异名端分别与所述二极管D₄的阴极以及所述功率开关管S₁漏极相连；所述高频变压器T_x的二次侧异名端与所述二极管D₅阳极相连，所述高频变压器T_x的二次侧同名端分别与所述输出滤波电容C_o负极性端以及所述LED灯负载一端相连；所述二极管D₅阴极分别与所述输出滤波电容C_o正极性端以及所述LED灯负载另一端相连。