[发明专利]一种用于高功率因数LED的照明驱动电路

说明书

本发明公开了一种用于高功率因数LED照明的驱动电源电路，包括启动电路、控制芯片、变压器T1、第一电流开关和第二电流开关；所述变压器T1包括原边主绕组Np1、原边绕组Np2、原边绕组Na和副边绕组Ns；原边主绕组Np1和原边绕组Np2同相位，原边绕组Na和副边绕组Ns同相位，原边主绕组Np1和副边绕组Ns反相位；所述启动电路和变压器T1均连接到输入端Vin；所述启动电路与第一电流开关和第二电流开关均连接到控制芯片；控制芯片通过控制第一电流开关和第二电流开关的导通和关断控制变压器T1副边绕组Ns的输出电流；该用于高功率因数LED照明的驱动电源电路输出电流的纹波显著减小，使得LED照明同时具有高功率因数、无频闪和成本低等优点。

技术领域

本发明涉及照明技术领域，特别涉及一种用于高功率因数LED的照明驱动电路。

背景技术

由于LED照明灯本身的节能特性，高电压AC/DC转换LED照明驱动电源本身的能耗指标(转换效率和功率因数)就成为整个照明系统节能的关键因素。就LED照明而言，功率因数(PF值)是一项重要的性能指标。能源之星(Energy Star)标准提出对于大于5W的LED照明产品，要求功率因数指标，即PF值必须大于0.7。对于10瓦以上的LED照明应用，PF值要大于0.9。把LED照明驱动电源的PF值提高到0.9以上，可采用有源或无源功率因数调节(PFC)控制方法，其中用控制芯片直接实现高PF值的有源调节方法更有效。由于安全要求，LED照明驱动电源通常应用以变压器实现电隔离式拓扑结构。对于30～70瓦以下的照明应用市场，为了降低驱动电源成本，常常用基于变压器原边或副边反馈控制的单级拓扑结构。而基于变压器的单级原边反馈(PSR)拓扑结构由于结构简单、所用元器件少，具有成本低的优点，在输出功率为30～70瓦以下的场合得到广泛应用，特别是在低端照明市场。然而，对于基于变压器的高功率因数单级拓扑结构驱动电源，无论是运用副边反馈还是原边反馈控制方法，在应用中都存在着两倍工频频率的输出电流正弦半波波动，导致LED照明亮度的频闪问题，致使一定比例(约10％)的人们在频闪环境中会出现不良反应，因此在高端照明市场会受到限制。图1(a)给出了半个工频周期即一个正弦半波内，工作于电流临界模式的传统高功率因数单级拓扑结构LED照明驱动电源中变压器原边和副边绕组电流的波形，图1(b)给出了对应图1(a)输入的电源输出LED电流波形。图1(a)中，Ipri是当变压器原边控制开关导通后，在导通时间ton内原边绕组的上升电流，Isen是当变压器原边控制开关关断后，在关断时间toff内副边绕组的下降电流，N是变压器原边和副边绕组的匝数比。在每一个开关周期内的原边峰值电流Ipri_pk和副边峰值电流Isen_pk的关系是：

Ipri_pk＝Isen_pk/N……………………………(1)

由于高功率因数的的特点，原边峰值电流Ipri_pk和副边峰值电流Isen_pk/N呈现出图1(a)所示的正弦半波波形，其中，阴影区部分是输出电流。因此，输出电流会呈现出图1(b)所示的正弦波动。

通常，解决该问题的方案有三种，但都需要采用两级拓扑结构：这三种方案分别是：

方案一：原边PFC+PSR，即第一级的功率因数调节，把具有高功率因数的正弦半波输入电压升高到400伏，并用较大的电容对第一级的输出能量进行存储。然后，再利用单级原边反馈拓扑构成第二级。

方案二：原边PSR+副边DC/DC恒流控制。

方案三：原边PSR+副边峰值电流吸收。

无论上述哪种方案，都会增加电源成本和体积，同时转换效率由于两级拓扑结构的应用而下降，特别是方案三。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于高功率因数LED的照明驱动电路。

为此，本发明技术方案如下：