[发明专利]带功率因数校正的LED自适应恒流控制器

说明书

技术领域

本发明属于市电输入LED照明驱动器，具体涉及一种带功率因数校正的LED自适应恒流控制器。

背景技术

LED的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源。首先LED耗电非常低，光电转化效率高，在相同亮度的条件下，LED比普通灯源消耗更少的电能，而且LED的热辐射也大大的低于普通光源。在恰当的电流和电压下，LED的使用寿命可达10万小时。LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。基于LED的各种优点，LED目前已经成为照明领域的焦点，具有广大的市场潜力。

传统的LED驱动器是恒压驱动。由于LED的电学特性，施加在LED上的电压小的变化将会引起流经LED上的电流的大的变化，这样容易烧毁LED，所以对LED的电流必须加以限制。经常采用的方式是电阻串联限流。这种电阻串联限流方式不能保证流经LED的电流恒定，工作时很可能出现LED忽明忽暗的不稳定情况。如果电网忽然输出大电压，超过了串联电阻的限流的安全范围，LED会被烧毁。而且恒压驱动器所接的LED负载串联个数必须确定，驱动器不能自动根据负载LED串联个数对输出电压进行调整。传统的恒流源不带功率因数校正(PFC)模块，因此采用桥式整流、电容滤波电路后，会使AC输入电流产生严重的波形畸变，向电网注入大量的高次谐波，因此网侧的功率因数不高，仅有0.6左右，并对电网和其它电气设备造成严重谐波污染与干扰。

基于以上所述恒压驱动LED和不带功率因数校正(PFC)模块恒流源的缺点，需要一种带功率因数校正(PFC)模块的LED自适应恒流控制器来克服这种技术缺陷。

发明内容

本发明就是为了避免以上的不足，提供了一中电路结构简单，能使流经LED的电流恒定，带功率因数校正(PFC)模块，能自动适应负载LED所需电压，同时成本低廉，稳定性好，效率高的LED恒流驱动器。

本发明带功率因数校正的LED自适应恒流控制器的目的，可以通过以下方案来实现。

带功率因数校正的LED自适应恒流控制器包括以下部分：

整流滤波模块，功率因数校正模块，电流控制模块。市电交流输入电信号首先经过整流滤波模块，通过全桥整流将交流电转化为直流电，再加上一个滤波电容，滤掉电信号的交流成分。接下来通过功率因数校正模块，利用平衡半桥补偿功率因数校正电路，调整电压与电流的相位，从而改善驱动器的功率因数，提高驱动器的效率，降低电路对电网的污染与干扰。电流控制模块通过采样输出电流，对CMOS功率管进行PWM开关控制，并利用镇流电感和二极管的续流作用使输出电流恒定。

根据本发明的一方面，整流滤波模块包括：整流桥，将市电输入的交流电转化为直流；滤波电容，将经过整流后的交流成分滤除。

根据本发明的一方面，功率因数校正模块包括：三个二极管，两个电解电容和一个电阻构成平衡半桥补偿功率因数校正电路，其结构为：第一电解电容的阳极与第一二极管的阴极连接，第一电解电容的阴极与第三二极管的阴极连接；第三二极管的阳极与地连接；第二二极管的阳极与第一电解电容的阴极连接，第二二极管的阴极与电阻的一端连接；电阻的另一端与第一二极管的阳极连接；第二电解电容的阳极与电阻的另一端连接，第二电解电容的阴极与地连接。

根据本发明的一方面，电流控制模块包括：降压稳压模块、带隙基准电压源、振荡器、RS触发器、与门、比较器、电流采样模块、镇流电感、续流二极管、CMOS功率管、滤波电解电容；降压稳压模块的输入端与直流输入相连接，输出端连接带隙基准电压源的输入端和与门的第一输入端；带隙基准电压源输出端接比较器的同向输入端；比较器的反向输入端与CMOS功率管的源极连接，输出端与RS触发器的R端连接；RS触发器的S端与振荡器的输出端连接，RS触发器的输出端Q跟与门的第二输入端连接；与门输出端与CMOS功率管的栅极连接；CMOS功率管的漏极与续流二极管的阳极连接，CMOS功率管的源极与电流采样模块的第一端连接；电流采样模块的第二端与地相连接；镇流电感的第一端与续流二极管的阳极连接，第二端与滤波电解电容的阴极连接；续流二极管的阴极与直流输入模块连接；滤波电解电容的阳极与续流二极管的阳极连接。最后LED阵列阳极与滤波电解电容的阳极连接，LED阵列阴极与滤波电解电容的阴极连接。