[发明专利]一种原边控制LED恒流驱动开关电源控制器及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED照明技术，尤其涉及功率因数调整(PFC)、可控硅调光、原边LED恒流 驱动技术。

背景技术

随着LED技术的发展，LED的亮度和效率不断提高。日常家用的LED照明不断发展，逐 渐成为节能减排、绿色照明的主流。

传统的交流供电的带功率因数调整(PFC)功能的LED恒流驱动电路，隔离型和非隔离 型两种结构。在隔离型结构中又有两种控制结构，一种是两级控制，一种是单级控制。相 对于两级控制来说，单级控制的电路相对简单，成本也相对较低，本发明主要针对隔离型 单级控制的LED驱动电路。

在隔离型单级控制的LED驱动电路中，一般采用光耦反馈得到恒流控制信号，如图1为 传统的反激式单级LED驱动开关电源的结构图。电路在副边采样输出电流，由放大器120放 大误差信号，而后把该信号通过光耦传递到原边的PFC控制器109，通过控制功率开关106 实现恒流和PFC的功能。由于一般的PFC(功率因数调整)控制器是专门用于升压模式控制， 导致电路的PFC性能不是很理想，特别是在输入电压很高的情况下，功率因数下降。由于 采用光耦反馈，需要在副边增加误差放大器，采样输出电流，还需要光耦来实现隔离，把 输出电流信号传递到输入端，所需要的元件较多，电路实现较为复杂。PCB布版空间很大， 不利于产品小型化发展趋势，而且电路成本高。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的缺陷，提出了一种原边控制LED恒流 驱动开关电源控制器及其方法，该控制器集成了功率因数调整、可控硅调光、原边LED恒 流控制功能。

一种原边控制LED恒流驱动开关电源控制器，包括：

振荡器电路，所述振荡器电路输入控制电压，产生一个振荡频率随控制电压变化的 振荡信号，所述的振荡信号的最大占空比决定了功率开关的最大占空比，所述的振荡信号 的周期决定了开关周期，所述的控制电压与开关电源的LED灯上的电压降落成正比，所述 的振荡信号提供到逻辑控制电路；

输入交流平均值计算电路，计算并输出开关电源的输入交流电压的平均值或有效值， 输入交流平均值计算电路的输入端连接开关电源的输入交流电压的采样电路；

导通时间控制电路，所述导通时间控制电路的输入端连接输入交流平均值计算电路， 产生导通时间控制信号后提供给逻辑控制电路，所述导通时间控制信号与输入交流电压平 均值或有效值控成反比，当导通时间控制信号达到所述功率开关的导通时间时，导通时间 控制电路输出功率开关的关断信号；

逻辑控制电路，接收所述的振荡器电路输出的振荡信号和所述的导通时间控制电路 输出的导通时间控制信号，由所述的振荡信号得到功率开关的开通信号，由所述的导通时 间控制信号得到功率开关的关断信号，输出到驱动电路；

驱动电路，接收所述的逻辑控制电路的输出信号，其输出控制功率开关的导通和关 断，实现当导通时间控制信号为功率开关关断信号时，功率开关关断；振荡器给出下一个 周期的开通信号时，功率开关开通；当功率开关开通时，原边峰值电流变大，变压器存储 能量；当功率开关关断时，变压器把存储能量反激输出到输出端。

所述控制电压由连接到辅组绕组的采样保持电路得到。

所述控制电压还可由连接到辅组绕组的整流滤波电路得到。

当开关电源的输入端不需要与LED灯恒流输出端隔离时，控制电压直接由LED灯恒流 输出端采样得到。

为使得电路始终处于断续工作模式，所述控制器还包括过零检测电路，所述过零检 测电路的输入端连接到辅助绕组，在功率开关关断后，必须检测到辅助绕组上的电压过零， 下一个开关周期才能开始，过零检测电路的输出端连接到所述振荡器电路，控制下一个开 关周期的开始。

为了防止原边电流过大，所述控制器还包括过流检测电路，所述过流检测电路的输 入端连接开关电源的采样电阻，过流检测电路的输出端连接逻辑控制电路，当流过功率开 关的电流过大时，过流检测电路输出功率开关的关断信号。