[发明专利]LED驱动电路及包含该驱动电路的开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及LED照明技术，尤其涉及LED驱动技术，及其包含LED驱动电路的开关电源技术。

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。

通常的交流供电的具有功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)功能的LED恒流驱动电路，有隔离型和非隔离型两种结构。隔离型结构又有两种控制结构，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反激式单级控制PFC LED驱动电路。

隔离型反激式单级控制PFC LED驱动电路中，一般采用光耦反馈，把输出电压信号传递到输入级，来实现输入级和输出级的完全隔离。

图1是现有的隔离型反激式单级控制PFC LED驱动开关电源电路的拓扑结构，其中功率因数控制器是采用基于临界导通模式(Transition Mode，TM)的功率因数控制器。

如图1所示，现有的隔离型反激式单级控制PFC LED驱动电路100，简称为LED驱动电路，包括反激变换器，所述反激变换器由整流桥102、输入滤波电容Cin、变压器111、开关管S1，输出整流管D1、输出滤波电容Cbulk、PFC控制器101以及反馈环路构成。从所述变压器的原边绕组L1和副边绕组L2的同名端标识很容易判别出其为反激转换器类型。

所述整流桥和输入滤波电容Cin一端相连，接到所述变压器的原边绕组L1的同名端，输入滤波电容Cin另外一端接地。原边绕组L1的异名端连接到一开关管S1的漏端，开关管S1的栅极接到所述PFC控制器，开关管S1的源端接地。副边绕组L2的同名端接地，异名端接到一输出整流管D1的阳极，输出整流管D1的阴极与一输出滤波电容Cbulk相连接到输出端，输出滤波电容Cbulk的另一端接地。

当开关管S1开通时，输入级通过原边绕组L1和开关管S1向所述变压器存储能量，副边绕组L2的异名端电压低于同名端电压，输出整流管D1反偏，输出滤波电容Cbulk单独向负载供电。当开关管S1关断时，励磁电感的电流使得副边绕组L2电压反向，输出整流管D1正偏，所述变压器将存储的能量传送到负载和输出滤波电容Cbulk。

所述LED驱动电路是用来驱动LED灯，因此输出电流必须是恒流。为了实现恒流目的，所述LED驱动电路里面采用了运算放大器109，所述运算放大器将电阻Rc上面电压与内部基准电压比较，控制光耦器件110a和110b，来实现恒流。所述光耦器件再通过电阻Rfa和Rfb，完成反馈环路。采用所述光耦器件，可以实现输入和输出的完全隔离。

所述LED驱动电路是基于临界导通模式的PFC控制器，包括误差放大器103，乘法器104，电流感应比较器105，零电流检测器106，RS触发器107以及栅极驱动电路108。

误差放大器103，所述误差放大器比较两个输入信号：1、来自反馈环路的反馈信号，反馈环路是由电阻Rc，运算放大器109，光耦器件110a和110b以及反馈电阻Rfa和Rfb组成；2、内部参考电压。所述误放输出信号是两个输入信号之间误差的放大信号。例如，如果所述误差放大器的带宽足够窄(例如低于20Hz)，则所述误差信号在给定的输入交流电的半周期内是直流值。

乘法器104，所述误差放大器输出信号提供给所述乘法器。所述乘法器另外一个输入信号是交流输入电压经过所述整流桥整流之后，再通过电阻R1a和电阻R1b产生的分压，简称整流分压信号。所述乘法器的输出信号是两个输入信号的乘积。作为示例，所述乘法器的输出信号是一个类似于正弦全波整流的电压波形。

电流感应比较器105，所述乘法器的输出信号提供给所述电流感应比较器，所述电流感应比较器另外一个输入是流过所述功率管的电流在采样电阻Rs上面产生的电压，简称电流采样信号。在某些实现方式中，当所述电流感应比较器确定两个输入上的电压相等时，所述电流感应比较器使RS触发器107复位，并使得开关管S1关断。