[发明专利]高功率因数LED驱动电源及其控制电路

权利要求书

1.一种高功率因数LED驱动电源系统，其特征在于，包括：

整流电路，用于输入交流电压，输出一周期性整流电压，所述周期性整流电压的相位与所述交流电压的相位相同；

变压器，具有与所述整流电路耦合的原边绕组和副边绕组，以及一个辅助绕组；

功率开关，耦合到原边绕组；

控制电路，耦合到所述功率开关，用于通过所述功率开关控制变压器的原边绕组中的电流，使得原边绕组中电流脉冲的峰值的包络与整流电路的交流输入电压的相位保持相同，并且输出恒定的平均输出电流；通过所述辅助绕组接收一个反映与副边绕组耦合的整流器件工作状态的输入信号；功率开关的每一个开关周期内副边绕组的电流脉冲的特征由副边整流器件的导通时间和关断时间确定；控制所述整流器件的导通时间和关断时间的比例为一特定表达式。

2.如权利要求1所述的高功率因数LED驱动电源系统，其特征在于，所述整流器件的导通时间与开关周期时间的比例为k1*sinθ；

所述原边绕组中的电流脉冲的峰值形成的包络通过下面的表达式定义：

Ipp(t)＝(Ns/Np)*(1+1/k1)*(1/2)*π*Io*|sin(2πft)|；

其中，Np是原边绕组的匝数，Ns是副边绕组的匝数，f是所述交流电压的频率，Io是所述平均输出电流的期望值，k1是一个常量。

3.如权利要求1所述的高功率因数LED驱动电源控制电路，其特征在于，所述整流器件的导通时间与开关周期时间的比例为k2*sinθ/(1+k2*sinθ)；

所述原边绕组中的电流脉冲的峰值形成的包络通过下面的表达式定义：

Ipp(t)＝(Ns/Np)*(1+1/k2)*(1/2)*π*Io*|sin(2πft)|；

其中，Np是原边绕组的匝数，Ns是副边绕组的匝数，f是所述交流电压的频率，Io是所述平均输出电流的期望值，k2是一个常量。

4.如权利要求1所述的高功率因数LED驱动电源系统，其特征在于，所述控制电路包括：

除法器电路，一个输入端为输入交流电压检测瞬时信号，另一输入端为输入交流电压检测的峰值信号，输出端输出的结果为输入交流电压检测瞬时信号除以输入交流电压检测的峰值信号；

参考电压产生电路，用于根据所述除法器电路输出的结果产生一交变的参考电压，该交变的参考电压具有与所述交流电压相同的相位；

功率开关断开时刻控制电路，分别与所述参考电压产生电路和所述第二输入端CS耦接，用于检测到所述第二输入端CS的电压达到所述交变参考电压时，通过控制功率开关驱动电路控制所述功率开关断开，以切断所述原边绕组中的电流。

5.如权利要求4所述的高功率因数LED驱动电源系统，其特征在于，所述控制电路进一步包括：

副边绕组状态检测电路，用于接收来自第四输入端FB的电压信号，产生反映所述整流器件导通情况的电压信号；

功率开关导通时刻控制电路，用于在所述整流器件关断时，通过第一恒流源为一电容充电；在所述整流器件导通时，通过第二恒流源为所述电容放电；在所述电容电压超过预设的参考电压值时，通过所述功率开关驱动电路控制所述功率开关导通。

6.如权利要求4所述的高功率因数LED驱动电源系统，其特征在于，所述交变参考电压为一个近似的取绝对值的正弦电压信号，其频率是输入交流电压频率的两倍，至少每隔一次到达最低电压的时刻与输入交流电压由正到负过零时刻或者由负到正过零时刻重合；所述参考电压的电压平均值与所述高功率因数LED驱动电源系统输出的电流的平均值成正比。

7.一种高功率因数LED驱动电源控制电路，用于控制高功率因数LED驱动电源系统的输出电流，其特征在于，所述控制电路包括：

第一输入端VS，用于检测输入周期性变化的交流电压；

第二输入端Vpk，用于检测输入周期性变化的交流电压的峰值；

第三输入端CS，用于感应高功率因数LED驱动电源系统中的电流；

控制信号输出端OUT，用于输出控制信号给功率开关，以调节所述高功率因数LED驱动电源系统中的电流，使所述高功率因数LED驱动电源系统中的电流的峰值的包络与第一输入端输入的交流电压同相，并且使高功率因数LED驱动电源系统输出的电流为恒定的平均输出电流；控制所述控制电路的整流器件的导通时间和关断时间的比例为一特定表达式。