本发明专利技术公开一种无需环路补偿的高PFC恒流控制装置及电压变换器，该装置包括自动增益控制器，输入端为原边电压采样网络的交流输入电压采样信号，输出端输出与输入电压同频同相但幅值恒定的信号；峰值电流控制比较器，具有正、负输入端和输出端，负输入端与自动增益控制器的输出端相连，正输入端与原边电流感应电阻的正端相连;时钟信号发生器，输入端为辅助绕组电压采样网络的直流电压采样信号，输出端输出一个频率与直流采样电压成正比的时钟信号；触发器，用于接收时钟信号以及峰值电路控制比较器输出的比较信号，并基于时钟信号与比较信号来控制功率开关管的开启或关断。本发明专利技术无需光偶和环路补偿，即可实现高PFC和输出恒流控制。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种无需环路补偿的高PFC恒流控制装置及电压变换器，该装置包括自动增益控制器，输入端为原边电压采样网络的交流输入电压采样信号，输出端输出与输入电压同频同相但幅值恒定的信号；峰值电流控制比较器，具有正、负输入端和输出端，负输入端与自动增益控制器的输出端相连，正输入端与原边电流感应电阻的正端相连;时钟信号发生器，输入端为辅助绕组电压采样网络的直流电压采样信号，输出端输出一个频率与直流采样电压成正比的时钟信号；触发器，用于接收时钟信号以及峰值电路控制比较器输出的比较信号，并基于时钟信号与比较信号来控制功率开关管的开启或关断。本专利技术无需光偶和环路补偿，即可实现高PFC和输出恒流控制。【专利说明】无需环路补偿的高PFC恒流控制装置及电压变换器
本专利技术涉及开关电源
，更具体的说涉及一种无需环路补偿的高PFC恒流 控制装置，其可同时适用于隔离型反激式变换器、非隔离的升降压变换器以及非隔离的降 压变换器。
技术介绍
LED的光特性通常都描述为电流的函数，而不是电压的函数，LED正向电压的微小 变化会引起较大的LED电流变化，从而引起电流的较大变化。所以，采用恒压源驱动不能保 证LED亮度的一致性，并且影响LED的可靠性、寿命和光衰。因此，LED通常都采用恒流源 驱动。 出于安全的考虑，很多的LED灯具均要求LED驱动器具有隔离功能，即实现输出与 电网输入的电气隔离；在中小功率(小于150W)的应用中，反激式变换器是应用最为广泛的 隔离变换器，目前最通用的反馈方式是通过光耦对输出进行采样来反馈控制。但由于光耦 存在老化问题，故会影响电路的稳定性，同时亦弱化了电气隔离的强度。 另一方面，电力电子的广泛应用给公共电网造成严重污染，无功功率日益受到重 视。为了减轻电力污染的危害程度，许多国家纷纷制定相应的标准，当功率超过一定值 (>5W)，必须满足高功率因数（PF>0. 9)。因此较大功率的LED驱动器需要采用功率因数校 正（Power Factor Correction,简称PFC)技术，来达到高PFC。其中，在本申请中所称的高 PFC，是指功率因数超过0. 9。 目前，市面的控制方式几乎都是基于传统开关电源的环路控制方式，在不同的架 构下进行一些算法的变化，但都有一个共同的特点就是需要环路补偿才能达到系统稳定， 并且针对不同的应用场合，比如不同的功率，不同的外围架构，需要不同的环路补偿，这给 应用带来了不便。如图1所示，其为现有技术中反激式PFC恒流控制装置的示意图，该PFC 恒流控制装置的核心是一个恒流PFC控制器，该恒流PFC控制器设置在LED负载的驱动电 路中，从而起到高PFC以及恒流控制的作用。 该驱动电路具有整流模块、输入电容Cin、原边电压采样网络Rl、R2、变压器T、功 率开关管Q1、原边电流感应电阻R0、副边整流二极管D1、输出电容Cout、输出LED负载L、辅 助绕组边整流二极管D2、辅助绕组电压采样网络R3、R4 ;该恒流PFC控制器中设置有一个单 独的补偿引脚，可以用来外接一个补偿电容Ccomp，在不同的应用条件下，需要调整这个补 偿电容Ccomp的容值来达到系统的稳定性；当然也有个别设计通过巧妙的控制方式不需要 环路补偿的，但由于其特定的控制方式使其通用性降低。 除了环路补偿的不同以外，市面上还有单级和两级这两种方式来达到高PFC的恒 流系统，两级控制方式设计较为简单，但效率较低；单级控制方式设计较为复杂，但效率较 商。 因此，研究一种通用的无需环路补偿的反激式单级高PFC恒流控制方式，不仅在 技术上是具有挑战性的工作，同时具有高集成度，低成本，高效率，通用性强的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无需环路补偿的高PFC恒流控制装置，其反馈环节基 于大信号的形式，去掉了传统形式的小信号闭合环路，进而在不需要环路补偿及相关的环 路稳定调试下，即可实现自动稳定。 为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是： 一种无需环路补偿的高PFC恒流控制装置，其中，包括： 自动增益控制器，输入端为原边电压采样网络的交流输入电压采样信号，输出端则输 出一个与输入电压同频同相但幅值恒定的信号； 峰值电流控制比较器，具有正输入端、负输入端以及输出端，该负输入端与自动增益控 制器的输出端相连，正输入端与原边电流感应电阻的正端相连； 时钟信号发生器，输入端为辅助绕组电压采样网络的直流电压采样信号，输出端则输 出一个频率与直流采样电压成正比的时钟信号； 触发器，用于接收时钟信号以及峰值电路控制比较器输出的比较信号，并基于时钟信 号与比较信号来控制功率开关管的开启或关断。 进一步，该自动增益控制器具有第一运算放大器、固定电阻、可变电阻、计数器以 及第一比较器，该第一运算放大器的正输入端与原边电压采样网络相连，该第一运算放大 器的负输入端通过固定电阻而与电源地相连，该第一运算放大器的负输入端还通过可变电 阻而与第一运算放大器的输出端相连，该第一比较器的负输入端与第一运算放大器的输出 端相连，该第一比较器的正输入端与第一标准电压相连，该第一比较器的输出端与计数器 的输入端相连，该计数器的输出端则与可变电阻相连以调节可变电阻的大小。 进一步，该时钟信号发生器具有第二运算放大器、第二比较器、第一 M0S管、第二 M0S管、第三M0S管、第四M0S管、第一电容以及第七电阻，该第二运算放大器的正输入端与 辅助绕组电压采样网络相连，该第二运算放大器的输出端与第一 M0S管的栅极相连，该第 一 M0S管还与第二运算放大器的负输入端和第七电阻相连，该第七电阻另外一端则与电源 地相连，该第二M0S管和第三M0S管组成1:1的镜像电流源，该第二比较器的输出端为时钟 端，该第四M0S管的栅极与第二比较器的输出端相连，源极与第二比较器的正输入端相连， 漏极与电源地相连；该第三M0S管的漏极通过第一电容而与电源地相连，该第二比较器的 负输入端连接有第二标准电压。 进一步，所述触发器为RS触发器，具有R端、S端以及Q端，该S端与时钟信号发 生器的输出端相连，R端与峰值电流控制比较器的输出端相连，Q端则与功率开关管的栅极 控制端相连以控制功率开关管的开启关断。 本专利技术还提供一种电压变换器，其包括根据前述任一项所述的高PFC恒流控制装 置，以及 整流模块，用于接收交流输入电压，并对所述交流输入电压进行整流； 原边电压采样网络，用于对所述整流模块所整流的交流输入电压进行采样，以生成所 述交流输入电压米样信号； 电压变换模块，其用于接收所述被整流的交流输入电压，并且与功率开关管以及原边 电流感应电阻串联连接，所述电压变换模块在所述功率开关管的控制下向负载提供输出电 压。 进一步，所述电压变换模块是反激式变换模块，其包括变压器，输出二极管以及输 出电容。变压器主级侧正端与母线VIN相连，其负端与功率管的漏级相连；变压器次级侧正 端与LED负端及输出电容负端相连，其正端与输出二极管阳极相连，输出电容正端与二极 管阴极相连；变压器辅助侧正端与主级侧大地相连，其负端与辅助侧二极管阳极相连。 进一步，所述电压变换模块是升本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无需环路补偿的高PFC恒流控制装置，其特征在于，包括：自动增益控制器，输入端为原边电压采样网络的交流输入电压采样信号，输出端则输出一个与输入电压同频同相但幅值恒定的信号；峰值电流控制比较器，具有正输入端、负输入端以及输出端，该负输入端与自动增益控制器的输出端相连，正输入端与原边电流感应电阻的正端相连;时钟信号发生器，输入端为辅助绕组电压采样网络的直流电压采样信号，输出端则输出一个频率与直流采样电压成正比的时钟信号；触发器，用于接收时钟信号以及峰值电路控制比较器输出的比较信号，并基于时钟信号与比较信号来控制功率开关管的开启或关断。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴超，郑鹏峰，
申请(专利权)人：矽恩微电子厦门有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35
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