本发明专利技术涉及一种支持可控硅调光的高功率因数LED驱动电路。本发明专利技术实现的替换型小功率LED驱动器为电气隔离型电路，电路采用反激变换拓扑结构，使用隔离式变压器进行能量的存储和传输，使用外接的三端可控硅调光器进行调光。为实现调光功能，考虑使用集成了MOSFET的开关电源管理芯片NXPSSL2101T、使用三端可控硅调光开关产生输入信号、使用电阻分压方式产生亮度控制信号等。为实现高功率因数，考虑使用了填谷式PFC校正电路，包括3个电容和2个二极管。在小功率限制下，为实现较高效率，采用反激式拓扑结构。本发明专利技术提高了电路集成度、功率因数及电路转换效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种支持可控硅调光的高功率因数LED驱动电路，特别是一种基于隔离式反激变换拓扑结构的、具有功率因数校正 电路的可调光LED驱动电路，属于LED照明
技术介绍
LED具有发光效率高、使用寿命长、稳定性好等优点，被广泛应用于照明领域。LED的可控硅调光技术，是将传统的可控硅调光器和新兴的LED驱动技术结合在一起，发展而来的，主要用于替换型LED灯具市场。TRIAC调光器本来用于白炽灯、荧光灯的调光。在推广LED照明的过程中，要求不能改变现有照明系统的基础设施。因此，如果LED灯具能利用现有TRIAC调光器进行调光，就可以大大降低其进入市场的门槛。如图I所示，现有的LED可控硅调光技术的主要原理是，通过给LED驱动器前端串联一个TRIAC可控硅调光器，对交流市电进行斩波，减少输入进LED驱动器的电能，同时，LED驱动器检测输入电压有效值或者相位的变化，调节LED驱动器的输出电流，从而调节LED的亮度。其优点在于，电压调节速度快，调光精度高，体积小，成本低。缺点在于，调光器工作在斩波方式，会造成大量谐波，造成电磁干扰，导致电源效率和功率因数的降低；可控硅调光容易出现闪烁问题，且闪烁问题不易解决。虽然各大LED驱动芯片厂商针对谐波、功率因数以及闪烁问题提出了不少解决方案，但是市场上可控硅调光器的种类多样，参数各有区别，LED驱动器无法与之一一兼容，造成实际应用上的困难。
技术实现思路
针对目前可控硅调光LED驱动器产品存在的不足，本专利技术的目的在于解决目前小功率LED驱动器功率因数不高和电路效率低的问题，提供一种支持可控硅调光的高功率因数LED驱动电路，在支持主流的三端可控硅调光器的同时，提高LED驱动器在额定工作状态时的功率因数，并适当提高工作效率。为了达到上述目的，本专利技术的构思是 本专利技术实现的替换型小功率LED驱动器为电气隔离型电路，电路采用反激变换拓扑结构，使用隔离式变压器进行能量的存储和传输，使用外接的三端可控硅调光器进行调光。为实现调光功能，考虑使用集成了 MOSFET的开关电源管理芯片NXPSSL2101T、使用三端可控硅调光开关产生输入信号、使用电阻分压方式产生亮度控制信号等。为实现高功率因数，考虑使用了填谷式PFC校正电路，包括3个电容和2个二极管。在小功率限制下，为实现较高效率，采用反激式拓扑结构。根据上述专利技术构思，本专利技术采用的技术方案是 一种支持可控硅调光的高功率因数LED驱动电路，包括EMI滤波电路、输入整流电路、功率因数校正电路、电阻分压采样电路、强-弱分压泄流电路、外接RC振荡电路、输入电流采样电路、变压器初级钳位电路、隔离式高频开关变压器、开关电源管理芯片、VCC产生电路、输出整流滤波电路、输出电压采样电路、参考电压产生电路、比较电路和光电耦合电路，其特征在于 所述的EMI滤波电路输入端串联一个可控硅调光器，接入交流市电，输出端与输入整流电路的输入端联接；所述的功率因数校正电路与输入整流电路的输出端并联；所述的电阻分压采样电路联接输入整流电路的整流输出高压端和开关电源管理芯片的功率地端，输出端联接开关电源管理芯片；所述的强-弱分压泄流电路联接输入整流电路的整流输出高压端和开关电源管理芯片；所述的外接RC振荡电路联接所述的开关电源管理芯片；所述的输入电流采样电路联接所述的开关电源管理芯片的功率地端和输入整流电路的整流参考地端，输出端联接所述的开关电源管理芯片；所述的变压器初级钳位电路与所述的隔离式高频开关变压器的初级绕组a并联；所述的隔离式高频开关变压器，其初级绕组a通过开关电源管理芯片和输入电流采样电路，与输入整流电路的输出端联接；所述的的隔离式高频开关变压器，其辅助绕组b通过所述的VCC产生电路，与开关电源管理芯片联接；所述的输出整流滤波电路的输入端与隔离式高频开关变压器的次级绕组c联接，输出端与LED负载联接；所述的输出电压采样电路的输入端与输出整流滤波电路的输出端联接，其输出端与 所述的比较电路的输入端联接，比较电路的输入端联接至所述参考电压产生电路；所述的比较电路通过所述的光电耦合电路，与开关电源管理芯片联接； 所述的EMI滤波电路用于滤除共模干扰和谐波；所述的输入整流电路将工频交流电整流成脉动的直流高压后，经过所述的功率因数校正电路滤波、储能，供给所述的隔离式高频开关变压器；所述的电阻分压采样电路与开关电源管理芯片联接，产生亮度控制信号送给开关电源管理芯片，控制MOSFET的开关频率和导通关断时间，从而控制输出电流，调节LED灯负载的亮度；所述的强-弱分压泄流电路，一端与输入整流后的直流脉动电压联接，另一端与开关电源管理芯片联接，强分压泄流电路用于调光器的过零重启和可控硅锁存，在低输入电流情况下，弱分压泄流电路作为电流回路用于产生维持电流；所述的外接RC振荡电路与开关电源管理芯片联接，用于设置开关频率，并设定频率的上限和下限；所述的输入电流采样电路与开关电源管理芯片联接，一路用于设定维持电流阈值，控制弱分压泄流电路的导通或关断，另一路用于设定原边峰值电流，在开关管的开关频率和占空比一定的情况下，限制输出功率；所述的开关电源管理芯片内集成有高压大功率M0SFET，在MOSFET导通期间，隔离式高频开关变压器将电能存储在初级绕组中；在MOSFET关断期间，存储在隔离式开关变压器初级绕组中的电能传送至变压器次级绕组和辅助绕组；所述的开关变压器的辅助绕组，通过一个VCC产生电路，给开关电源管理芯片提供VCC电压；所述的变压器初级钳位电路可吸收功率MOSFET关断时变压器初级绕组两端产生的尖峰电压并限制次级绕组反射回来的电压，以保护功率MOSFET ;所述的输出整流滤波电路将隔离式开关变压器次级绕组电压平滑成无纹波直流输出；所述的输出电压采样电路检测输出电压；所述的参考电压产生电路产生所需的基准参考电压；所述比较电路将电压采样值与参考值进行比较，产生反馈控制信号；所述的光电耦合电路将反馈控制信号传输至开关电源管理芯片并实现输入与输出之间的电气隔离，开关电源管理芯片根据反馈控制信号调节其内部功率MOSFET的导通、关断，以控制隔离式变压器的能量传递，最终使输出电压不会过高； 所述EMI滤波电路由一个电容Cl和一个共模电感LI组成,所述共模电感LI有两个输入端和两个输出端，电容Cl的两端与共模电感LI的输入端并联,共模电感LI的输入端通过串联一个可控硅调光器与交流市电联接，共模电感LI的输出端与所述的输入整流电路的输入端联接；所述的输入整流电路由四个二极管Dl、D2、D3、D4组成，Dl的阴极与D2的阴极联接，Dl的阳极与D3的阴极联接，D3阳极与D4的阳极联接，D4的阴极与D2的阳极联接，D1、D2的阴极作为整流输出高压端，D3、D4的阳极作为整流参考地端。所述功率因数校正电路由三个二极管D5、D6、D7和两个电解电容C2、C3组成，D5 的阴极接输入整流电路的整流输出高压端，D5的阳极接D6的阴极，D6的阳极接D7的阴极，D7的阳极接所述输入整流电路的整流参考地端；电解电容C2的正极接所述输入整流电路整流输出高压端，负极接D7的阴极；电解电容C3的正极接D5的阳极，负极接所述输入整流电路的整流参考地端。所述开关电压管理芯片为NXP公司生产的SS本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种支持可控硅调光的高功率因数LED驱动电路，包括EMI滤波电路（1）、输入整流电路（2）、功率因数校正电路（3）、电阻分压采样电路（4）、强？弱分压泄流电路（5）、外接RC振荡电路（6）、输入电流采样电路（7）、变压器初级钳位电路（8）、隔离式高频开关变压器（9）、开关电源管理芯片（10）、VCC产生电路（11）、输出整流滤波电路（12）、输出电压采样电路（13）、参考电压产生电路（14）、比较电路（15）和光电耦合电路（16），其特征在于：所述的EMI滤波电路（1）输入端串联一个可控硅调光器，接入交流市电，输出端与输入整流电路（2）的输入端联接；所述的功率因数校正电路（3）与输入整流电路（2）的输出端并联；所述的电阻分压采样电路（4）联接输入整流电路（2）的整流输出高压端和开关电源管理芯片（10）的功率地端，输出端联接开关电源管理芯片（10）；所述的强？弱分压泄流电路（5）联接输入整流电路（2）的整流输出高压端和开关电源管理芯片（10）；所述的外接RC振荡电路（6）联接所述的开关电源管理芯片（10）；所述的输入电流采样电路（7）联接所述的开关电源管理芯片（10）的功率地端和输入整流电路（2）的整流参考地端，输出端联接所述的开关电源管理芯片（10）；所述的变压器初级钳位电路（8）与所述的隔离式高频开关变压器（9）的初级绕组a并联；所述的隔离式高频开关变压器（9），其初级绕组a通过开关电源管理芯片（10）和输入电流采样电路（7），与输入整流电路（2）的输出端联接；所述的的隔离式高频开关变压器（9），其辅助绕组b通过所述的VCC产生电路（11），与开关电源管理芯片（10）联接；所述的输出整流滤波电路（12）的输入端与隔离式高频开关变压器（9）的次级绕组c联接，输出端与LED负载联接；所述的输出电压采样电路（13）的输入端与输出整流滤波电路（12）的输出端联接，其输出端与所述的比较电路（15）的输入端联接，比较电路（15）的输入端联接至所述参考电压产生电路（14）；所述的比较电路（15）通过所述的光电耦合电路（16），与开关电源管理芯片（10）联接；首先，所述的可控硅调光器将交流市电转换成一个缺相的交流电压，通过所述的EMI滤波电路（1）、输入整流电路（2），将交流市电转换为缺相的直流脉动电压；然后，通过所述的电阻分压采样电路（4）将直流脉动电压的有效值转换成一个调光控制信号，送给所述的开关电源管理芯片（10）；最后，由所述的开关电源管理芯片（10）控制内部MOSFET导通或关断，对所述的隔离式高频开关变压器（9）的初级绕组a进行充电、放电，将能量传递到次级绕组c，经过所述的输出整流滤波电路（12）进行整流滤波，产生一个平滑的直流电压信号，用于驱动LED负载。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘廷章，曹凌云，杨卫桥，周颖圆，乔波，姚丽霞，
申请(专利权)人：上海大学，上海半导体照明工程技术研究中心，
类型：发明
国别省市：
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