[发明专利]改善谐波的有源功率因数校正电路、方法及驱动系统

说明书

本发明提供一种改善谐波的有源功率因数校正电路、方法及驱动系统，包括：降压式变换模块；检测输出电流并产生补偿电压的输出电流检测模块；采集开关控制信号的占空比的占空比补偿模块；产生锯齿波的锯齿波发生模块，所述锯齿波的充电电流正比于所述开关控制信号的占空比；产生开关控制信号的开关信号产生模块。以所述开关控制信号的占空比对所述锯齿波的充电电流进行补偿，使得所述锯齿波的充电电流正比于所述开关控制信号的占空比，从而使功率开关管的导通时间反比于开关控制信号的占空比；进而减小输入电流的谐波分量。本发明的开关管的导通时间不再固定，而是随占空比的增大而减小，从而实现高功率因数以及低的总谐波及谐波分量。

技术领域

本发明涉及电源管理领域，特别是涉及一种改善谐波的有源功率因数校正电路、方法及驱动系统。

背景技术

有源功率因数校正是指通过有源电路(主动电路)让输入功率因数提高，控制开关器件让输入电流波形跟随输入电压波形。相对于无源功率因数校正电路(被动电路)，有源功率因数校正电路结构更加复杂，功率因数的改善效果更好，因此，有源功率因数校正被广泛应用于电源管理领域。

在采用有源功率因数校正电路的LED驱动应用中，通常采用开关管固定导通时间的方法来实现高功率因数，这种方法有控制简单，外围器件少，也可以达到较高的功率因数。如图1所示，现有技术中的采用有源功率因数校正电路的LED驱动电路1包括：电压输入模块11、功率开关管M’、电阻R1’、电感L’、二极管D’、电阻R2’、电阻R3’、有源功率因数校正模块12、电容C2’、电阻R4’、LED负载、电容C3’。所述电压输入模块11包括整流桥和电容C1’；所述功率开关管M’的漏端连接于所述整流桥的第一输出端、源端连接所述电阻R1’的一端；所述电感L’连接于所述电阻R1’的另一端和所述电容C2’的上极板之间，所述电容C2’的下极板连接所述整流桥的第二输出端；所述电阻R4’及所述LED负载并联于所述电容C2’的两端；所述有源功率因数校正模块12连接于所述功率开关管M’与所述电阻R1’之间，还连接所述电容C3’的上极板，所述电容C3’的下极板接地；所述电阻R2’及所述电阻R3’对所述电感L’两端电压分压，并将分压信号输出到所述有源功率因数校正模块12，所述有源功率因数校正模块12据此产生所述功率开关管M’的控制信号。

所述电阻R1’上的峰值电流其中，Ton为所述功率开关管M’的导通时间，L_L’为所述电感L’的电感量，V_in为所述电压输入模块11提供的输入电压，V_out为输出电压。因而整个系统的输入电流满足如下关系式：

从该式中可以看出，输入电流Iin和输出电压Vout强相关，所以输入电流含有较大的谐波分量。

如图2所示为所述采用有源功率因数校正电路的LED驱动电路1的工作波形示意图，由所述输入电流Iin的波形可知，其波形呈现类方波的形状，因此含有较大的谐波分量。

为了降低谐波分量，现有技术中，通常会在外围线路上增加RC补偿，如图3所示，电阻R5’及电容C3’串联构成RC补偿模块13，连接于所述电压输入模块11及所述电容C3’之间。但是，由于这两个器件都需要是高压器件，所以体积较大，成本较高，也无法集成至芯片内部；而且在不同的系统中，这两个器件的取值也不同，没有自适应的特点。

因此，如何在改善谐波的前提下，实现体积小、成本低、易集成等目的已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善谐波的有源功率因数校正电路、方法及驱动系统，用于解决现有技术中有源功率因数校正电路的输入电流谐波分量大的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善谐波的有源功率因数校正电路，所述改善谐波的有源功率因数校正电路至少包括：