[发明专利]功率转换器和包括其的LED照明电路

说明书

技术领域

本发明涉及基于LED的照明。

背景技术

RCC(振铃扼流转换器)由于成本低而被广泛用作LED驱动器电路和充电器。然而，在要求高性能的应用中RCC并未广泛使用。RCC电路很难同时实现高功率因数、低THD和良好的线路调节。

图1示出了一种基于RCC的转换器电路，其是来自CN204104165U和WO2015/181665A1的降压转换器。储能电感器为L2，功率开关为Q1。自振荡通过辅助绕组L3而实现，其中辅助绕组L3与储能电感器L2磁耦合并连接到功率开关Q1的基极。电阻器R16和R17感测通过功率开关Q1的功率电流，并将该信息反馈给开关组，例如达林顿桥Q2和Q3，以调节功率开关Q1的基极电流。更具体地，达林顿桥Q2和Q3在导通/关断状态下工作，以断开/接通功率开关Q1。

发明内容

关于如图1所示的电路，由于需要电流感测回路，因此成本较高，并且设计和调试非常困难。

本发明的实施例旨在提供一种低成本的解决方案，以实现基于RCC电路的高功率因数、低THD和良好的线路调节。良好的线路调节意味着对于例如从110V市电到220V市电(或称为通用市电)的给定的不同输入电压水平，转换器的输出基本相同。这里，术语“水平”是指输入功率的标称值，例如正弦波市电的有效值。例如，北美的市电水平为110V，而欧洲的水平为220V。术语“水平”并不意指正弦波市电的瞬时值或峰值。

为了解决这个问题，本发明的第一方面提供了一种振铃扼流功率转换器，其包括：用于接收具有标称市电水平的输入功率的输入端，其中所述标称市电水平是可变的并且落在至少90V至240V内；由输入功率驱动的主功率开关；以及用于控制主功率开关的控制电流的控制电路，其中所述控制电路适于感测所述输入功率的水平，并根据所述水平从所述功率开关的控制端子汲取电流，并且所述控制电路适于在线性区域中工作，并且在所述输入功率的整个所述可变标称市电水平下随着所述水平的增加而增加汲取的电流；其中，所述控制电路包括：具有第一晶体管和第二晶体管的达林顿桥，所述第一晶体管的基极端子连接到指示所述输入功率的电压幅度的电路位置，所述第二晶体管的基极端子连接到所述第一晶体管的发射极端子，所述第二晶体管的集电极端子连接到所述主功率开关的控制端子和所述第一晶体管的集电极端子；以及耦合到第二晶体管的发射极的电阻器网络，以用于调节第二晶体管的放大率，并且保持第二晶体管在输入功率的整个可变标称市电水平下在线性区域工作。

在这方面，控制电路将感测输入功率的水平并从功率开关汲取电流，因此功率开关将维持基本恒定的驱动电流，而不管输入功率的水平的变化如何；由此，所汲取的电流将抵消输入功率对功率开关的影响。这减轻了电流感测回路的需要，因此简单且成本低。此外，控制电路适于在整个可变标称市电水平下在线性区域内工作，因此可以在90V至240V的范围内实现良好的线路调节。更具体地说，如果像现有技术那样没有电阻器网络，则通过达林顿电桥的基极的电流仅在一个小范围内是线性的。但是当加入了电阻器网络时，从达林顿桥的基极通过电阻器网络的电流将增加达林顿桥的基极的电阻，并将线性工作范围扩大到可变标称市电水平的期望范围，该范围落在90V到240V之间。此外，连接到第二开关的发射极的电阻器将用作负反馈元件，以调节第二开关的放大，而不管部件偏差如何。这里，可变标称市电水平落在90V到240V之间意味着标称市电水平是不同的，例如它可以是日本的100V，北美的110V或欧洲的230V，所有这些都落在90V到240V之间。

在另一个实施例中，电阻器网络包括连接到第二晶体管的发射极的第一电阻器。

在另一个实施例中，主功率开关是主功率晶体管，并且功率转换器还包括连接在主功率晶体管的发射极和地之间的第二电阻器，其中所述第二电阻器适于增加第二晶体管的集电极电压，使得第二晶体管的集电极-基极电压被正向偏置远离饱和区域，并且第一晶体管的基极与第二电阻器解耦。

在该实施例中，第二电阻器通过增加主功率晶体管的基极电压并继而增加第二晶体管的集电极电压，以正向偏置第二晶体管的集电极-基极电压并保持其处在线性区域，从而确保达林顿桥在线性区域中工作。

在又一个实施例中，所述开关组还包括：阻抗调谐电路，其用于根据所述输入功率的幅度调谐所述电阻器网络的阻抗。

在本实施例中，能够根据输入功率进一步调谐第二开关的放大率，从而可以更灵活地调谐所汲取的电流。