[发明专利]基于功率因数校正的LED恒流驱动电路

说明书

技术领域

本发明属于电力电子领域，涉及一种开关电源的设计，特别是一种基于功率因数校正的LED恒流驱动电路。

背景技术

开关电源中的非隔离式DC/DC转换器，按输入电压和输出电压之间的关系，可以分为降压式（Buck）DC/DC转换器 ，升压式（Boost）DC/DC转换器、升降压式（Buck Boost）DC/DC转换器三种基本拓扑结构，这三种基本结构均由电感、单向导通器件和开关器件组成，只是三者的连接关系不同。

使用开关电源可以利用交流电对LED供电，交流电供电LED照明可降低成本，但是电网电压波动会造成 LED过流驱动而影响其使用寿命，所以在交流供电的场合对LED进行恒流驱动是重要的。

目前LED驱动电路主要采用线性控制LED恒流方案、PSR原边反馈和隔离脉冲宽度调制(PWM)开关电源等方案、非隔离降压方案。线性LED恒流方案虽然结构简单，但LED灯串上会承受巨大的纹波电压，对LED本身寿命有影响，同时电流纹波也较大。PSR原边反馈对变压器要求高，批量生产一致性不好控制，且生产成本相对较高。PWM开关电源方案恒流电路主要有两种方法：一种直接应用PWM集成电路进行峰值限流，这种方法结构简单，但是恒流精度差。

另外一种方法对LED工作电流进行采样，得到采样电压与基准电压进行比较放大后驱动光耦对PWM集成电路进行闭环反馈控制，这种方法恒流精度高，但是由于需要专用的恒流电路，外围电路复杂，不容易，成本比较高。非隔离降压方案结构相对简单，不需要变压器，同时对电感上的电流采用可获得高精度的恒流效果，但常规降压方案本身不能获得良好的功率因数，容易对电网造成较大的污染难以满足日益强化的环保标准。

发明内容

为克服现有技术功率因数差，系统运行效率低的技术缺陷，本发明公开了一种基于功率因数校正的LED恒流驱动电路。

 本发明所述基于功率因数校正的LED恒流驱动电路，由电流采样放大器、第一电压比较器、斜波发生器、方波比较器、第一基准电压和逻辑驱动电路组成；

 所述电流采样放大器对电感电流进行采样，其输出端分别与第一电压比较器和方波比较器的第一输入端连接，所述第一电压比较器的第二输入端连接第一基准电压，输出端与逻辑驱动电路连接，所述方波比较器的第二输入端连接斜波发生器的输出端，输出端连接逻辑驱动电路，所述斜波发生器输出恒定斜率和宽度的周期性三角波，所述逻辑驱动电路的输出信号用于驱动功率开关管；

 所述逻辑驱动电路具备以下功能：使功率开关管的开启时间长度等于方波比较器输出的高电平持续时间长度；当第一基准电压低于电流采样放大器的输出电压时，关闭功率开关管。 

 优选的，所述电感与一采样电阻串联，所述电流采样放大器的两个输入端分别连接采样电阻两端。

进一步的，所述采样电阻阻值为1-10欧姆。

 优选的，还包括电感电压采样电路，所述电感电压采样电路由第二电压比较器、第二基准电压、与电感并联的电阻串组成；

 所述第二电压比较器的两个输入端分别连接第二基准电压的输出端和电阻串的中间结点，所述第二电压比较器和下降沿检测电路的输出端均与逻辑驱动电路连接；

 所述逻辑驱动电路还具备以下功能：当第二电压比较器检测到基准电压低于被比较电压时，功率开关管开启。

    进一步的，所述第一基准电压和第二基准电压为同一基准电压源通过电阻分压产生。

采用本发明所述的基于功率因数校正的LED恒流驱动电路，本发明为LED恒流驱动电源提供了一种应用电路结构简单的LED恒流驱动电路方式，并且可实现高功率因数。整个电路结构简单，具有高功率因数和低谐波失真度。用户调试、安装方便，使用灵活，生产成本低。

附图说明

图1示出功率因数校正后的理想状态示意图；

图2示出本发明的一种具体实施方式的电路结构图；

图3示出本发明所述电感电压采样时的时序逻辑图；

各图中附图标记名称为：1-电流采样放大器2-第一电压比较器 3-方波比较器 4-逻辑驱动电路 5-斜波发生器6-第二电压比较器 7-第一基准电压 8-第二基准电压。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。