高功率因数发光二极管驱动电路结构制造技术

本发明专利技术涉及一种高功率因数发光二极管驱动电路结构，属于电路结构技术领域。该高功率因数发光二极管驱动电路结构的驱动控制电路模块通过将所述的负电压信号采样端采样获得的辅助绕组的负电压信号转换为相应的电流信号表征所述的母线的电压，进而控制所述的功率管的开关占空比，使该高功率因数发光二级管驱动电路结构从交流电压源抽取的电流峰值包络为正弦波形，且电流峰值包络与其电压同相位，从而能够无需母线电压采样电路，省去了控制电路的采样输入管脚，有效降低了电路结构的成本、降低了电路待机功耗，有利于整机体积的小型化，也有利于控制电路面积的减小和功能的丰富，且本发明专利技术的高功率因数发光二极管驱动电路结构应用范围较为广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路结构
，特别涉及驱动电路结构
，具体是指一种高功率因数发光二极管驱动电路结构。
技术介绍
随着LED技术的发展，LED照明逐渐成为节能和绿色照明的主流。对于接入交流电网的LED，功率因数都有一定的要求，如果功率因数不够，则会对电网造成一定的污染。如今，欧洲和美国都已对接入电网的LED灯泡做了明确的功率因数要求。传统的带功率因数校正(PFC)的反激式LED驱动结构，均采用采样电路从整流后的母线上采样输入交流电压信号的方法，再通过内部乘法器，控制功率管开关占空比，实现功率因数校正。图1是传统LED驱动电路普遍采用的反激式原边调制LED驱动电路的示意图。输入端由AC电压源、桥式整流电路100等模块组成。负载输出端包括续流二极管106、输出滤波电容C3、LED负载107。输入端和输出端之间由变压器XFMR起电气隔离和能量转换作用，该变压器包含初级绕组103，次级绕组105、辅助绕组104。母线电压采样电路由电阻R5和R6组成。控制电路109的供电电路包括启动电阻R4、二极管102和供电电容C2。环路电压采样电路由电阻R1、R2组成。电路还包括功率管108和峰值电流采样电阻R3。工作时，经整流后的母线电压101通过采样电阻R5和R6，得到采样信号进入控制电路109的MULTI脚。控制电路109利用该采样到的信号，控制功率管108的开关占空比，使得整个LED驱动电路从AC电压源抽取的电流峰值包络为正弦波形，且与其电压同相位。 这种驱动电路结构需要母线电压采样电路，并且需要控制电路单独给出管脚MULTI来采样信号。由于采样电阻R5和R6的存在，会增大该驱动电路的待机功耗，尤其是在交流输入电压较高的情况下，同时也限制了整机体积的小型化。由于需要单独的控制电路管脚，不利于控制电路面积的减小和功能的丰富。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种无需母线电压采样电路，省去控制电路的采样输入管脚，可以有效降低电路成本、降低电路待机功耗，有利于整机体积的小型化，有利于控制电路面积的减小和功能的丰富，且应用范围较为广泛的高功率因数发光二极管驱动电路结构。为了实现上述的目的，本专利技术的高功率因数发光二极管驱动电路结构具有如下构成该高功率因数发光二极管驱动电路结构包括桥式整流电路和变压器，该变压器包括初级绕组、次级绕组和辅助绕组，所述的桥式整流电路的输入端连接交流电压源，其输出端通过母线连接所述的初级绕组，所述的次级绕组连接发光二级管负载。所述的电路结构还包括驱动控制电路模块、环路电压采样电路模块和功率管；所述的驱动控制电路模块包括负电压信号采样端FB，所述的环路电压采样电路模块连接于所述的辅助绕组与接地端之间，该环路电压采样电路模块还连接于所述的负电压信号采样端FB，该驱动控制电路模块根据所述的负电压信号采样端FB采样获得的辅助绕组的负电压信号控制所述的功率管的开关占空比，构成带功率因数的反激式发光二极管驱动电路结构。该高功率因数发光二级管驱动电路结构中，所述的驱动控制电路模块还包括电源输入端VCC、驱动信号输出端OUT和原边信号采样端CS，所述的母线通过启动电阻分别连接供电电容以及所述的驱动控制电路模块的电源输入端VCC，所述的辅助绕组通过二极管连接所述的启动电阻与供电电容间的节点；所述的功率管的集电极连接所述的初级绕组，该功率管的发射极通过电流峰值采样电阻接地，所述的驱动信号输出端OUT连接所述的功率管的基极，该功率管的发射极连接所述的原边信号采样端CS，该驱动控制电路模块通过将所述的负电压信号采样端FB采样获得的辅助绕组的负电压信号转换为相应的电流信号表征所述的母线的电压，进而控制所述的功率管的开关占空比，使该高功率因数发光二级管驱动电路结构从交流电压源抽取的电流峰值包络为正弦波形，且电流峰值包络与其电压同相位。 该高功率因数发光二级管驱动电路结构中，所述的环路电压采样电路模块包括第一电阻和第二电阻，该第一电阻的一端连接于所述的第二电阻的一端，该第一电阻的另一端连接于所述的辅助绕组与二极管之间的节点，所述的第二电阻的另一端接地，所述的第一电阻和第二电阻之间的节点连接于所述的负电压信号采样端FB。该高功率因数发光二级管驱动电路结构中，所述的驱动控制电路模块包括负压转换单元、过零检测单元、乘法器、电流估算单元、误差放大单元、比较器、RS锁存器和输出驱动单元；所述的负压转换单元和过零检测单元均连接所述的负电压信号采样端FB，所述的负压转换单元还连接所述的乘法器的一个输入端；所述的过零检测单元的输出端连接所述的RS锁存器的S输入端；所述的原边信号采样端CS分别连接所述的电流估算单元的输入端和所述的比较器的正相输入端；所述的电流估算单元的输出端连接所述的误差放大单元的一个输入端，该误差放大单兀的另一个输入端连接参考电压Vref,该误差放大单兀的输出端连接所述的乘法器的另一个输入端，该乘法器的输出端连接所述的比较器的反相输入端；该比较器的输出端连接所述的RS锁存器的R输入端，该RS锁存器的Q输出端连接所述的输出驱动单元的输入端，该输出驱动单元的输出端为所述的驱动信号输出端OUT。该高功率因数发光二级管驱动电路结构中，所述的负压转换单元包括负压电路子单元和镜像电路子单元，所述的负压电路子单元的输入端为所述的电源输入端VCC，该负压电路子单元的输出端分别连接所述的镜像电路子单元的输入端，该负压电路子单元还通过负电压信号采样端电阻Rfb连接所述的负电压信号采样端FB，所述的镜像电路子单元的输出端为Imulti电流信号,该Imulti电流信号连通所述的乘法器。该高功率因数发光二级管驱动电路结构中，所述的镜像电路子单元包括第一 P型MOS管和第二 P型MOS管，所述的第一 P型MOS管栅极和第二 P型MOS管的栅极相互连接，所述的两个栅极的节点连接所述的负压电路子单元的输出端，该负压电路子单元的输出端还连接所述的第一 P型MOS管的漏极，所述的第一 P型MOS管源极和第二 P型MOS管的源极相互连接，所述的第二 P型MOS管的漏极为所述的镜像电路子单元的输出端为电流信号Imulti0该高功率因数发光二级管驱动电路结构中，所述的负压电路子单元包括放大器、第一 N型MOS管、第一 PNP型三极管和第二 PNP型三极管，所述的电源输入端VCC的电流分别连通所述的第一 PNP型三极管和第二 PNP型三极管的发射极以及所述的放大器的两个输入端，所述的第一 PNP型三极管的基极通过第三电阻接地，所述的第一 PNP型三极管和第二PNP型三极管的集电极均接地，所述的放大器的输出端连接所述的第一 N型MOS管的栅极，所述的第一 N型MOS管的漏极连接所述的镜像电路子单元的输入端，所述的第一 N型MOS管的源极通过负电压信号采样端电阻Rfb连接所述的负电压信号采样端FB，该第一 N型MOS管的源极还通过第四电阻连接所述的第二 PNP型三极管的基极。该高功率因数发光二级管驱动电路结构中，所述的负压电路子单元包括基极偏置电路，该基极偏置电路的分别连接所述的电源输入端VCC的电流和镜像电路子单元，并通过所述的负电压信号采样端电阻Rfb连接所述的负电压信号采样端FB。该高功率因数发光二级管驱动电路结构中，所述的基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高功率因数发光二极管驱动电路结构，该电路结构包括桥式整流电路（200）和变压器（XFMR），该变压器（XFMR）包括初级绕组（203）、次级绕组（205）和辅助绕组（204），所述的桥式整流电路（200）的输入端连接交流电压源，其输出端通过母线（201）连接所述的初级绕组（203），所述的次级绕组（205）连接发光二级管负载（207），其特征在于，所述的电路结构还包括驱动控制电路模块、环路电压采样电路模块和功率管（208）；所述的驱动控制电路模块包括负电压信号采样端（FB），所述的环路电压采样电路模块连接于所述的辅助绕组（204）与接地端之间，该环路电压采样电路模块还连接于所述的负电压信号采样端（FB），该驱动控制电路模块根据所述的负电压信号采样端（FB）采样获得的辅助绕组（204）的负电压信号控制所述的功率管（208）的开关占空比，以使该高功率因数发光二极管驱动电路结构为带功率因数的反激式发光二极管驱动电路结构。

【技术特征摘要】
1.一种高功率因数发光二极管驱动电路结构，该电路结构包括桥式整流电路(200)和变压器(XFMR)，该变压器(XFMR)包括初级绕组(203)、次级绕组(205)和辅助绕组(204)， 所述的桥式整流电路(200)的输入端连接交流电压源，其输出端通过母线(201)连接所述的初级绕组(203)，所述的次级绕组(205)连接发光二级管负载(207)，其特征在于，所述的电路结构还包括驱动控制电路模块、环路电压采样电路模块和功率管(208);所述的驱动控制电路模块包括负电压信号采样端(FB)，所述的环路电压采样电路模块连接于所述的辅助绕组(204)与接地端之间，该环路电压采样电路模块还连接于所述的负电压信号采样端 (FB)，该驱动控制电路模块根据所述的负电压信号采样端(FB)采样获得的辅助绕组(204) 的负电压信号控制所述的功率管(208)的开关占空比，以使该高功率因数发光二极管驱动电路结构为带功率因数的反激式发光二极管驱动电路结构。2.根据权利要求1所述的高功率因数发光二级管驱动电路结构，其特征在于，所述的驱动控制电路模块还包括电源输入端(VCC)、驱动信号输出端(OUT)和原边信号米样端 (CS)，所述的母线(201)通过启动电阻(R4)分别连接供电电容(C2)以及所述的驱动控制电路模块的电源输入端(VCC)，所述的辅助绕组(204)通过二极管(202)连接所述的启动电阻(R4)与供电电容(C2)间的节点；所述的功率管(208)的集电极连接所述的初级绕组(203)，该功率管(208)的发射极通过电流峰值采样电阻(R3)接地，所述的驱动信号输出端 (OUT)连接所述的功率管(208)的基极，该功率管(208)的发射极连接所述的原边信号采样端(CS)，该驱动控制电路模块通过将所述的负电压信号采样端(FB)采样获得的辅助绕组(204)的负电压信号转换为相应的电流信号表征所述的母线(201)的电压(Vin)，进而控制所述的功率管(208)的开关占空比，使该高功率因数发光二级管驱动电路结构从交流电压源抽取的电流峰值包络为正弦波形，且电流峰值包络与其电压同相位。3.根据权利要求2所述的高功率因数发光二级管驱动电路结构，其特征在于，所述的环路电压采样电路模块包括第一电阻(Rl)和第二电阻(R2)，该第一电阻(Rl)的一端连接于所述的第二电阻(R2)的一端，该第一电阻(Rl)的另一端连接于所述的辅助绕组(204)与二极管(202)之间的节点，所述的第二电阻(R2)的另一端接地，所述的第一电阻(Rl)和第二电阻(R2)之间的节点连接于所述的负电压信号采样端(FB)。4.根据权利要求3所述的高功率因数发光二级管驱动电路结构，其特征在于，所述的驱动控制电路模块包括负压转换单元(216)、过零检测单元(213)、乘法器(211)、电流估算单元(209)、误差放大单元(210)、比较器(212)、RS锁存器(214)和输出驱动单元(215);所述的负压转换单元(216)和过零检测单元(213)均连接所述的负电压信号采样端(FB)，所述的负压转换单元(216)还连接所述的乘法器(211)的一个输入端；所述的过零检测单元(213)的输出端连接所述的RS锁存器(214)的S输入端；所述的原边信号采样端(CS)分别连接所述的电流估算单元(209)的输入端和所述的比较器(212)的正相输入端；所述的电流估算单元(209)的输出端连接所述的误差放大单元(210)的一个输入端，该误差放大单元(210)的另一个输入端连接参考电压(Vref)，该误差放大单元(210)的输出端连接所述的乘法器(211)的另一个输入端，该乘法器(211)的输出端连接所述的比较器(212)的反相输入端；该比较器(212)的输出端连接所述的RS锁存器(214)的R输入端，该RS锁存器(214)的Q输出端连接所述的输出驱动单元(215)的输入端，该输出驱动单元(215)的输出端为所述的驱动信号输出端(OUT)。5.根据权利要求4所述的高功率因数发光二级管驱动电路结构，其特征在于，所述的负压转换单元(216)包括负压电路子单元和镜像电路子单元，所述的负压电路子单元的输入端为所述的电源输入端(VCC)，该负压电路子单元的输出端分别连接所述的镜像电路子单元的输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：田剑彪，朱振东，孙菊根，孙文浩，
申请(专利权)人：绍兴光大芯业微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：