灯具控制系统中的升压型功率因素校正电路技术方案

本实用新型专利技术提供了一种灯具控制系统中的升压型功率因素校正电路，其连接在灯具控制系统的交流输入整流滤波单元后侧，包括：功率因素校正控制芯片U1和供电变压器T1，其中，供电变压器T1的原边绕组一端与交流输入整流滤波单元的信号输出端相连，另一端向外引出构成该电路的信号输出，供电变压器T1的辅助绕组一端通过二极管D32连接至串稳单元，串稳单元包括开关管Q32，开关管Q32的基极通过稳压管ZD31接地，集电极与二极管D32的阴极相连、且通过电阻R46连接至自身的基极，发射极通过二极管D34接入功率因素校正控制芯片U1的供电端口，同时在二极管D34的阴极侧还连接有稳压管ZD30，稳压管ZD31、稳压管ZD30的阳极接地。本实用新型专利技术提出的PFC电路工作稳定，效率高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及灯具控制
，具体涉及一种灯具控制系统中的升压型功率因素校正电路。
技术介绍
路灯，给道路提供照明功能的灯具，泛指交通照明中路面照明范围内的灯具。随着科学技术和电子行业的发展与进步，对于诸如LED路灯等灯具的控制器系统变得越发复杂，功能也变得越发多元化。通常，LED路灯以市电交流电作为供电电源，然后经过整流滤波电路、升压型功率因素校正电路、LLC谐振变换器控制电路和输出滤波整流电路输送给所需要供电的LED路灯。其中，升压型功率因素校正电路(即PFC升压电路)用于对馈入该电路的直流(DC)或者交流(AC)电压进行升压，同时还能够布置为形成功率因数接近1的消耗装置(功率因数校正)。功率因素指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，即有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值，该值越接近1，代表电力利用率越高。传统灯具控制系统的PFC升压电路：①有采用电感等分立元件构成的被动式PFC，其结构简单、成本低，稳定性良好，但功率因数不是很高，只能达到0.7～0.8，因此其效率也比较低，发热量也比较大；②也有以功率因素控制器芯片为主进行设计的主动式PFC，其功率因数高达0.99、低损耗和高可靠、输入电压可以从90V到270V(宽幅输入)等，由于输出DC电压纹波很小，因此采用主动式PFC的电源不需要采用很大容量的滤波电容。在以芯片为主进行设计的主动式PFC升压电路中，芯片的供电端口通常直接经整流二极管与PFC升压电路中的供电变压器辅助绕组相连，而一旦辅助绕组上感应的电压信号出现不稳定情况甚至波动较大时，芯片工作便会受到影响，进而使得PFC升压电路不能正常运行。进一步的是，PFC升压电路的外部开关管通断驱动缓慢，使得在对输入电流进行相位调整时存在一定的影响。
技术实现思路
针对现有技术中所存在的不足，本技术提供了一种灯具控制系统中的升压型功率因素校正电路，该电路以功率因素控制器芯片为主进行设计，并在芯片的供电端口设计了特殊的串稳单元，保证了PFC升压电路的正常运行。为实现上述目的，本技术采用了如下的技术方案：一种灯具控制系统中的升压型功率因素校正电路，其连接在灯具控制系统的交流输入整流滤波单元后侧，该电路包括：功率因素校正控制芯片U1和供电变压器T1，其中，所述供电变压器T1的原边绕组一端与交流输入整流滤波单元的信号输出端相连，另一端向外引出构成该电路的信号输出，所述供电变压器T1的辅助绕组一端通过二极管D32连接至一个串稳单元，所述串稳单元包括开关管Q32，所述开关管Q32的基极通过稳压管ZD31接地，所述开关管Q32的集电极与二极管D32的阴极相连、且通过电阻R46连接至自身的基极，所述开关管Q32的发射极通过二极管D34接入功率因素校正控制芯片U1的供电端口，同时在二极管D34的阴极侧还连接有稳压管ZD30，所述稳压管ZD31、稳压管ZD30的阳极接地。相比于现有技术，本技术具有如下有益效果：本技术提供的升压型功率因素校正电路应用在灯具控制系统中，主要通过在供电变压器与PFC芯片的供电端口之间设计相应的串稳单元，使得PFC芯片能够控制整个校正电路工作在一个比较稳定的高效率状态，进而保证对功率因素的调整达到最优值。附图说明图1为本技术所述灯具控制系统中的升压型功率因素校正电路原理图；图2为本技术所述功率因素校正控制芯片U1的低电压保护电路图。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步阐述：本技术首先对主动式PFC电路(“功率因素校正电路”的简称)进行简单概述：主动式PFC电路通常由高频电感、开关管和电容等元件构成，可简单归纳为升压型开关电源电路，它能将110V或220V的交流市电转变为380V甚至更高的直流高压。具有体积小，重量轻，主要是通过专用IC芯片去调整电流的波形，对电流电压间的相位差进行补偿。主动式PFC可以达到较高的功率因数—通常可达98％以上，输入电压范围宽等优越的电气性能，但成本也相对较高。具体做法是在输入整流桥与输出滤波电容之间插入一个开关变换器线圈，以控制输入电流的波形跟随电网电压波形，使电源呈现阻性，从而提高功率因素。本技术下面所提到的PFC电路属于主动式校正电路，运作原理与上述类似。结合图1，本技术提出了一种灯具控制系统中的升压型功率因素校正电路，其连接在灯具控制系统的交流输入整流滤波单元后侧(即接收经过整流滤波单元处理过的信号)，该电路包括：功率因素校正控制芯片U1和供电变压器T1，其中，所述供电变压器T1的原边绕组一端(pin10)与交流输入整流滤波单元的信号输出端相连，另一端(pin8)向外引出构成该电路的信号输出，所述供电变压器T1的辅助绕组一端(pin4)通过二极管D32连接至一个串稳单元，所述串稳单元包括开关管Q32，所述开关管Q32的基极通过稳压管ZD31接地，所述开关管Q32的集电极与二极管D32的阴极相连、且通过电阻R46连接至自身的基极，所述开关管Q32的发射极通过二极管D34接入功率因素校正控制芯片U1的供电端口，同时在二极管D34的阴极侧还连接有稳压管ZD30，所述稳压管ZD31、稳压管ZD30的阳极接地。其中，电阻R46优先取值在3.9K，ZD31的稳定电压优先取值在18V，ZD30的稳定电压优先取值在18V。二极管D32的优先参数取值在100V/1A(100V为二极管D32承受的最大反向电压，1A为二极管D32流过的最大正向电流，以下类似)。二极管D34的优先参数取值在40V/0.5A。上述方案中，在供电变压器T1辅助线圈产生的信号通过二极管D32整流后，送入到开关管Q32的集电极，此时由于稳压管ZD31的存在使得开关管Q32的基极稳压到18V，开关管Q32的输出3脚(即发射极)会在18-0.3V左右，然后再经过D34单向导通，ZD30再次保护，可以保证功率因素校正控制芯片U1的供电端口VCC恒工作在17V左右。此时不论电路电压如何波动，电压/电流冲击都承受在开关管Q32上，对芯片U1起到了很好的保护作用。其中稳压管ZD31的工作电流只需要1mA不到，就可以给芯片U1提供工作所需电流，稳压管ZD31功耗低，电路工作稳定可靠。在一些灯具控制系统中，稳压电路并没有设计开关管，那电压/电流便会完全加载稳压管上，如果芯片U1工作在重载情况下，稳压管功耗高，易损坏。其中上述方案优选的是，所述供电变压器T1原边绕组的所述另一端通过串联的二极管D2、热敏电阻RTH1向外引出构成升压型功率因素校正电路的信号输出，且在该信号输出端设置有滤波大电容C5。C5采用红宝石电容，在规定的工作温度范围内，该电容能够长期可靠地工作，它能承受的最大直流电压在450V，即额定工作电压在450V。本技术更进一步的实施方案是，所述串稳单元中还包括滤波电容组，所述滤波电容组包括：连接在二极管D32阴极与地线之间的电容C36(参数优先选取在50V/47uf，50V为额定工作电压)，和并联在稳压管ZD31两端的电容C38(参数优先选取在25V/100uf)。参见图1，电容C36、电容C38均采用极性电容，二者均起到对信号滤波的作用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种灯具控制系统中的升压型功率因素校正电路，其连接在灯具控制系统的交流输入整流滤波单元后侧，其特征在于，该电路包括：功率因素校正控制芯片U1和供电变压器T1，其中，所述供电变压器T1的原边绕组一端与交流输入整流滤波单元的信号输出端相连，另一端向外引出构成该电路的信号输出，所述供电变压器T1的辅助绕组一端通过二极管D32连接至一个串稳单元，所述串稳单元包括开关管Q32，所述开关管Q32的基极通过稳压管ZD31接地，所述开关管Q32的集电极与二极管D32的阴极相连、且通过电阻R46连接至自身的基极，所述开关管Q32的发射极通过二极管D34接入功率因素校正控制芯片U1的供电端口，同时在二极管D34的阴极侧还连接有稳压管ZD30，所述稳压管ZD31、稳压管ZD30的阳极接地。

【技术特征摘要】
1.一种灯具控制系统中的升压型功率因素校正电路，其连接在灯具控制系统的交流输入整流滤波单元后侧，其特征在于，该电路包括：功率因素校正控制芯片U1和供电变压器T1，其中，所述供电变压器T1的原边绕组一端与交流输入整流滤波单元的信号输出端相连，另一端向外引出构成该电路的信号输出，所述供电变压器T1的辅助绕组一端通过二极管D32连接至一个串稳单元，所述串稳单元包括开关管Q32，所述开关管Q32的基极通过稳压管ZD31接地，所述开关管Q32的集电极与二极管D32的阴极相连、且通过电阻R46连接至自身的基极，所述开关管Q32的发射极通过二极管D34接入功率因素校正控制芯片U1的供电端口，同时在二极管D34的阴极侧还连接有稳压管ZD30，所述稳压管ZD31、稳压管ZD30的阳极接地。2.如权利要求1所述的灯具控制系统中的升压型功率因素校正电路，其特征在于，所述串稳单元中还包括滤波电容组，所述滤波电容组包括：连接在二极管D32阴极与地线之间的电容C36，和并联在稳压管ZD30两端的电容C38。3.如权利要求1或2所述的灯具控制系统中的升压型功率因素校正电路，其特征在于，在二极管D32的阳极和供电变压器T1辅助绕组的所述一端之间还设置有电容C35。4.如权利要求3所述的灯具控制系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：王科，胡特奇，李长建，张彬，朱黎丽，
申请(专利权)人：重庆灿源电子有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50