一種無頻閃的高功率因數恆流控制電路及led照明設備的製作方法
2023-12-05 11:45:41
一種無頻閃的高功率因數恆流控制電路及led照明設備的製作方法
【專利摘要】本實用新型適用於LED恆流驅動【技術領域】，提供了一種無頻閃的高功率因數恆流控制電路及LED照明設備。該高功率因數恆流控制電路採用兩級結構設計，利用高功率因數處理電路實現該恆流控制電路的高功率因數，並利用線性恆流驅動電路實現該恆流控制電路的恆流控制，並避免其他恆流控制電路的頻閃缺陷。其中，接收反饋環路反饋信號的高功率因數處理電路基於高功率因數驅動控制晶片設計；線性恆流驅動電路基於LED恆流驅動控制晶片設計。該恆流控制電路在實現無頻閃的高功率因數恆流控制條件下，避免使用內部結構複雜、成本高的LED驅動晶片IW3617，因而降低了整個電路的元器件成本，有利於產品的推廣應用。
【專利說明】—種無頻閃的高功率因數恆流控制電路及LED照明設備
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於LED恆流驅動【技術領域】，尤其涉及一種無頻閃的高功率因數恆流控制電路及LED照明設備。
【背景技術】
[0002]在LED恆流驅動領域，傳統的高功率因數恆流控制電路，例如:基於型號為BP3309的LED恆流控制晶片的高功率因數恆流控制電路中，雖然晶片外圍電路簡單、整個電路的元器件成本較低，但由於是將整流橋輸出的、具有與市電二倍頻同頻率的正弦半波信號直接輸出給LED負載，使得LED負載中存在與市電的二倍頻同頻率的頻閃，從而造成對人眼的損害。
[0003]因此，現有技術提出了一種無頻閃的高功率因數恆流控制電路，其基於型號為IW3617的LED驅動晶片設計，由於晶片內部需要集成兩套調製電路，導致晶片內部控制電路複雜，進而使得整個電路的元器件成本高，不利於產品的推廣應用。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在於提供一種無頻閃的高功率因數恆流控制電路，旨在解決現有的無頻閃的高功率因數恆流控制電路基於型號為IW3617的LED驅動晶片設計，由於晶片內部控制電路複雜，導致整個電路元器件成本高的問題。
[0005]本實用新型是這樣實現的，一種無頻閃的高功率因數恆流控制電路，包括連接市電輸入的整流電路，所述高功率因數恆流控制電路還包括:
[0006]連接所述整流電路和LED負載，基於高功率因數驅動控制晶片、對所述整流電路輸出的電流進行高功率因數處理的高功率因數處理電路；
[0007]連接所述高功率因數處理電路和所述LED負載，接收反饋信號並基於LED恆流驅動控制晶片、在所述高功率因數驅動控制晶片的調製下使得所述LED恆流驅動控制晶片對所述LED負載進行恆流驅動控制的線性恆流驅動電路；
[0008]連接所述高功率因數處理電路和所述線性恆流驅動電路，基於把所述線性恆流驅動電路的電流輸入端與所述線性恆流驅動電路的參考地之間的壓降信號作為所述反饋信號反饋給所述高功率因數處理電路的反饋環路。
[0009]其中，所述高功率因數驅動控制晶片可以是型號為SM7330的高功率因數驅動控制晶片，所述LED恆流驅動控制晶片可以是型號為SM1503或SM1506的LED恆流驅動控制
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[0010]在一種情況下，所述高功率因數處理電路可以包括:型號為SM7330的第一高功率因數驅動控制晶片、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一開關管、第五二極體、第六二極體、第七二極體、變壓器；所述第一電容連接在所述整流電路的正輸出端和負輸出端之間，所述第一電阻連接在所述整流電路的正輸出端和所述第一高功率因數驅動控制晶片的供電引腳之間，所述第一高功率因數驅動控制晶片的供電引腳還通過所述第三電容連接參考地、並通過所述第二電阻連接所述第五二極體的陰極，所述第五二極體的陽極連接所述變壓器次級線圈的第一端，所述變壓器次級線圈的第二端連接參考地，所述第五二極體的陽極還連接所述第三電阻的第一端，所述第三電阻的第二端通過所述第四電阻連接參考地、並連接所述第一高功率因數驅動控制晶片的反饋引腳，所述第五二極體的陽極還連接所述第七二極體的陽極，所述第七二極體的陰極連接所述第五電阻的第一端，所述第五電阻的第二端連接所述線性恆流驅動電路的供電端，所述變壓器初級線圈的第一端連接所述整流電路的負輸出端和所述第六二極體的陽極，所述變壓器初級線圈的第二端連接所述第四電容的第一端和所述LED負載的負端，所述第一高功率因數驅動控制晶片的補償引腳通過所述第二電容連接參考地，所述第一高功率因數驅動控制晶片的接地引腳連接參考地，所述第一高功率因數驅動控制晶片的電流採樣引腳連接所述線性恆流驅動電路，所述第一開關管的高端連接所述整流電路的正輸出端，所述第一開關管的低端連接所述第六二極體的陰極、所述第四電容的第二端以及所述線性恆流驅動電路，所述第一開關管的控制端連接所述第一高功率因數驅動控制晶片的驅動引腳。
[0011]其中，所述第一開關管可以是N型的MOS管，所述MOS管的漏極為所述第一開關管的高端，所述MOS管的源極為所述第一開關管的低端，所述MOS管的柵極為所述第一開關管的控制端。
[0012]此時，所述線性恆流驅動電路可以包括型號為SM1503的第一 LED恆流驅動控制晶片、第五電容、第八電阻和第一穩壓管；所述第一 LED恆流驅動控制晶片的供電端連接所述第五電容的第二端和所述第一穩壓管的陰極，所述第五電容的第一端和所述第一穩壓管的陽極連接參考地，所述第一 LED恆流驅動控制晶片的第一輸出引腳、第二輸出引腳、第三輸出引腳相互連接並連接所述第一開關管的低端，所述LED恆流驅動控制晶片的基準電壓設置引腳連接所述第八電阻的第一端，所述第八電阻的第二端連接參考地並連接所述LED負載的正端，所述LED負載的負端連接所述變壓器初級線圈的第二端。
[0013]此時，所述反饋環路可以包括第六電阻和第七電阻；所述第六電阻的第一端連接所述第一開關管的低端，所述第六電阻的第二端連接所述第一高功率因數驅動控制晶片的電流採樣引腳、以及所述第七電阻的第一端，所述第七電阻的第二端連接所述第一 LED恆流驅動控制晶片的參考地。
[0014]在另一種情況下，所述高功率因數處理電路可以包括:型號為SM7330的第二高功率因數驅動控制晶片、第六電容、第七電容、第八電容、第八二極體、第九二極體、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第一電感、第二開關管；所述第六電容連接在所述整流電路的正輸出端和負輸出端之間，所述第九電阻連接在所述整流電路的正輸出端和所述第二高功率因數驅動控制晶片的供電引腳之間，所述第二高功率因數驅動控制晶片的供電引腳還通過所述第七電容連接參考地、並通過所述第十電阻連接第所述九二極體的陰極，所述第九二極體的陽極連接所述第一電感的第一端、所述線性恆流驅動電路、並通過所述第八電容連接所述整流電路的負輸出端，所述第一電感的第二端連接所述第二開關管的低端、並連接參考地，所述第二開關管的高端連接所述整流電路的正輸出端，所述第二開關管的控制端連接所述第二高功率因數驅動控制晶片的驅動引腳，所述第十一電阻和所述第十二電阻串聯後、並聯在所述第一電感的兩端，所述第十一電阻與所述第十二電阻連接的一端同時連接所述第二高功率因數驅動控制晶片的補償引腳，所述第二高功率因數驅動控制晶片的接地引腳連接參考地，所述第二高功率因數驅動控制晶片的反饋引腳連接所述線性恆流驅動電路，所述第八二極體連接在所述第一電感的第二端和所述整流電路的負輸出端之間、且所述第八二極體的陽極連接所述整流電路的負輸出端。
[0015]此時，所述反饋環路可以包括第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、第十七電阻、第十八電阻、第九電容、光耦和三端穩壓源，所述線性恆流驅動電路包括型號為SM1503的第二 LED恆流驅動控制晶片、第十電容、第十六電阻和第二穩壓管；
[0016]所述第二 LED恆流驅動控制晶片的輸入引腳連接所述第二穩壓管的陰極，所述第二穩壓管的陽極連接所述整流電路的負輸出端，所述第二 LED恆流驅動控制晶片的輸入引腳通過所述第十四電阻連接所述第九二極體的陽極、並通過所述第十電容和所述第二穩壓管連接所述整流電路的負輸出端、並通過所述第十五電阻連接所述光耦中發光二極體的陽極，所述光耦中發光二極體的陰極連接所述三端穩壓源的陰極，所述三端穩壓源的陽極連接所述整流電路的負輸出端，所述光耦中光敏三極體的集電極通過所述第十三電阻連接所述第二高功率因數驅動控制晶片的供電引腳，所述光耦中光敏三極體的發射極連接參考地，所述第九電容連接在所述光耦中光敏三極體的集電極和發射極之間，所述第二 LED恆流驅動控制晶片的接地引腳連接所述整流電路的負輸出端，所述第二 LED恆流驅動控制晶片的基準電壓設置引腳通過所述第十六電阻連接所述整流電路的負輸出端，所述第二 LED恆流驅動控制晶片的第一輸出引腳、第二輸出引腳、第三輸出引腳相互連接並連接所述LED負載的負端的負端、並順次通過第十八電阻和第十七電阻連接所述整流電路的負輸出端，所述第十八電阻與所述第十七電阻連接的一端同時連接所述三端穩壓源的控制端，所述LED負載的正端連接所述第一電感的第一端。
[0017]本實用新型的另一目的在於，還提供了一種LED照明設備，包括LED負載，所述LED照明設備還包括連接所述LED負載的無頻閃的高功率因數恆流控制電路，所述無頻閃的高功率因數恆流控制電路是如上所述的無頻閃的高功率因數恆流控制電路。
[0018]本實用新型提供的無頻閃的高功率因數恆流控制電路採用兩級結構設計，利用高功率因數處理電路實現該恆流控制電路的高功率因數，並利用線性恆流驅動電路實現該恆流控制電路的恆流控制，並避免其他恆流電路的頻閃缺陷。其中，接收反饋環路反饋信號的高功率因數處理電路基於高功率因數驅動控制晶片設計；線性恆流驅動電路基於LED恆流驅動控制晶片設計。該恆流控制電路在實現無頻閃的高功率因數恆流控制條件下，由於避免使用內部結構複雜、成本高的LED驅動晶片IW3617，因而降低了整個電路的元器件成本，有利於產品的推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型實施例提供的無頻閃的高功率因數恆流控制電路的結構原理圖；
[0020]圖2是圖1的一種電路圖；
[0021]圖3是圖1的另一種電路圖。
【具體實施方式】[0022]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0023]針對現有技術存在的問題，本實用新型提出了一種無頻閃的高功率因數恆流控制電路，該電路採用兩級結構設計，利用高功率因數處理電路實現該恆流控制電路的高功率因數，並利用線性恆流驅動電路實現該恆流控制電路的恆流控制，並避免其他恆流控制電路的頻閃缺陷。其中的高功率因數處理電路基於高功率因數驅動控制晶片設計，其中的線性恆流驅動電路基於LED恆流驅動控制晶片設計。
[0024]圖1示出了本實用新型實施例提供的無頻閃的高功率因數恆流控制電路的結構原理，為了便於說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分。
[0025]詳細而言，本實用新型實施例提供的無頻閃的高功率因數恆流控制電路包括:連接市電輸入AC_IN的整流電路11 ;連接整流電路11和LED負載，接收反饋信號並基於高功率因數驅動控制晶片、對整流電路11輸出的電流進行高功率因數處理的高功率因數處理電路12 ;連接高功率因數處理電路12和LED負載，基於LED恆流驅動控制晶片、在高功率因數驅動控制晶片的調製下使得LED恆流驅動控制晶片對LED負載進行恆流驅動控制的線性恆流驅動電路13 ;連接高功率因數處理電路12和線性恆流驅動電路13，基於把線性恆流驅動電路的電流輸入端與線性恆流驅動電路的參考地之間的壓降信號作為反饋信號反饋給高功率因數處理電路12的反饋環路14。
[0026]優選地，高功率因數驅動控制晶片是型號為SM7330的高功率因數驅動控制晶片，LED恆流驅動控制晶片是型號為SM1503或SM1506的LED恆流驅動控制晶片。
[0027]圖2示出了圖1的一種電路。
[0028]詳細地，整流電路11可以包括:第一二極體D1、第二二極體D2、第三二極體D3、第四二極體D4構成的整流橋，該整流橋的兩個輸入端連接市電輸入AC_IN，該整流橋的兩個輸出端連接高功率因數處理電路12。
[0029]詳細地，高功率因數處理電路12可以包括:型號為SM7330的第一高功率因數驅動控制晶片U1、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一開關管Q1、第五二極體D5、第六二極體D6、第七二極體D7、變壓器Tl。其中，第一電容Cl連接在整流電路11的正輸出端和負輸出端之間；第一電阻Rl連接在整流電路11的正輸出端和第一高功率因數驅動控制晶片Ul的供電引腳VDD之間；第一高功率因數驅動控制晶片Ul的供電引腳VDD還通過第三電容C3連接參考地、並通過第二電阻R2連接第五二極體D5的陰極，第五二極體D5的陽極連接變壓器Tl次級線圈的第一端，變壓器Tl次級線圈的第二端連接參考地，第五二極體D5的陽極還連接第三電阻R3的第一端，第三電阻R3的第二端通過第四電阻R4連接參考地、並連接第一高功率因數驅動控制晶片Ul的反饋引腳FB，第五二極體D5的陽極還連接第七二極體D7的陽極，第七二極體D7的陰極連接第五電阻R5的第一端，第五電阻R5的第二端連接線性恆流驅動電路13的供電端；變壓器Tl初級線圈的第一端連接整流電路11的負輸出端和第六二極體D6的陽極，變壓器Tl初級線圈的第二端連接第四電容C4的第一端和LED負載的負端；第一高功率因數驅動控制晶片Ul的補償引腳COMP通過第二電容C2連接參考地，第一高功率因數驅動控制晶片Ul的接地引腳GND連接參考地，第一高功率因數驅動控制晶片Ul的電流採樣引腳CS連接線性恆流驅動電路13 ;第一開關管Ql的高端連接整流電路11的正輸出端，第一開關管Ql的低端連接第六二極體D6的陰極、第四電容C4的第二端以及線性恆流驅動電路13，第一開關管Ql的控制端連接第一高功率因數驅動控制晶片Ul的驅動引腳GATE。
[0030]優選地，第一開關管Ql可以是N型的MOS管，該MOS管的漏極為第一開關管Ql的高端，該MOS管的源極為第一開關管Ql的低端，該MOS管的柵極為第一開關管Ql的控制端。
[0031]線性恆流驅動電路13可以包括型號為SM1503的第一 LED恆流驅動控制晶片U2、第五電容C5、第八電阻R8和第一穩壓管DZ1。其中，第一 LED恆流驅動控制晶片U2的供電端連接第五電容C5的第二端和第一穩壓管DZl的陰極,第五電容C5的第一端和第一穩壓管DZl的陽極連接參考地；第一 LED恆流驅動控制晶片U2的第一輸出引腳0UT1、第二輸出引腳0UT2、第三輸出引腳0UT3相互連接並連接第一開關管Ql的低端；第一 LED恆流驅動控制晶片U2的基準電壓設置引腳連接第八電阻R8的第一端，第八電阻R8的第二端連接參考地並連接LED負載的正端，LED負載的負端連接變壓器Tl初級線圈的第二端。
[0032]本實用新型實施例中，第六電阻R6和第七電阻R7組成反饋環路14，用於反饋第一LED恆流驅動控制晶片U2的第一輸出引腳OUTl、第二輸出引腳0UT2或第三輸出引腳0UT3相對第一 LED恆流驅動控制晶片U2的接地引腳GND的電壓。
[0033]以下說明圖2所示電路中，高功率因數處理電路12實現高功率因數處理的原理:
[0034]該高功率因數處理電路12是一個BUCK型拓撲電路，型號為SM7330的第一高功率因數驅動控制晶片Ul是一款高精度、高效率、高功率因數的高功率因數驅動控制晶片。該第一高功率因數驅動控制晶片Ui工作在臨界導通模式，在全輸入電壓範圍內，恆流精度可達到±3%，功率因數大於0.95。其中，驅動引腳GATE用以驅動第一開關管Ql ;接地引腳GND用以提供晶片的參考地；供電引腳VDD為晶片提供穩定的工作電壓；反饋引腳FB用以通過採樣消磁時間結束，使得高功率因數處理電路12工作在臨界導通模式；補償引腳COMP的電容用以根據不同輸入電壓和不同帶載來確定高功率因數處理電路12的一固定的導通時間Ton，在系統穩定工作後，導通時間Ton是固定的；電流採樣引腳CS用以採樣第一 LED恆流驅動控制晶片U2中，第一輸出引腳OUTl與參考地之間、由第六電阻R6和第七電阻R7形成的分壓電壓Uout_R，通過電流採樣引腳CS的採樣，第一高功率因數驅動控制晶片Ul作出相應的調製、以穩住分壓電壓Uout_R。
[0035]假設高功率因數處理電路12的輸入電流平均值是Imavg (t)，整流電路11輸出電壓的瞬時值為Uin (t)，高功率因數處理電路12的消磁時間為Tdemag，高功率因數處理電路12中電感的電感值是Lp，高功率因數處理電路12中電感的峰值電流瞬時值是Ip⑴，高功率因數處理電路12的開關周期為T，高功率因數處理電路12的輸出電壓為Vout，則有:
[0036]Imavg (t) = (1/2) X Ip (t) X (Ton/T) (I)
[0037](Uin(t)-Vout) XTon=LpXIp(t)=VoutXTdemag (2)
[0038]由式(I)和式(2)可得:
[0039]Imavg(t) =1/2X ((TonXTon)/(LpXT) ) X (Uin(t)-Vout) (3)
[0040]由式(3)可知，由於在系統穩定工作後，導通時間Ton是固定值，電感值Lp是固定值，峰值電流Ip是固定值，高功率因數處理電路12的輸出電壓Vout也是固定值，開關周期T為固定值，因此，輸入電流平均值Imavg (t)為一與整流電路11輸出電壓的瞬時值Uin (t)相差一個固定量的同頻同相信號，從而實現了高功率因數。
[0041]以下說明圖2所示電路中，線性恆流驅動電路13實現恆流控制並避免頻閃的原理:
[0042]該線性恆流驅動電路13通過型號為SM1503的第一 LED恆流驅動控制晶片U2實現，第一 LED恆流驅動控制晶片U2的內部集成有恆流控制模塊。第一 LED恆流驅動控制晶片U2的三個輸出弓丨腳輸入電壓範圍為OV~40V，通過調節第一 LED恆流驅動控制晶片U2的基準電壓設置引腳R_IN外接電阻的阻值，可產生所需的恆定電流。本實用新型實施例中，第一高功率因數驅動控制晶片Ul通過電流採樣引腳CS採樣分壓電壓Uout_R，並通過第一高功率因數驅動控制晶片Ul的內部調節來穩住該分壓電壓Uout_R。
[0043]假設基準電壓設置引腳R_IN的基準電壓是VR_IN，第一高功率因數驅動控制晶片Ul的電流採樣引腳CS的基準電壓是Vcs，線性恆流驅動電路13的輸出電流為lout，則有:1ut=VR_IN/R8 ；Uout_R=VcsX (R6+R7) /R7。
[0044]可見，通過調節分壓電壓Uout_R，使得第一 LED恆流驅動控制晶片U2內部的MOS管工作在飽和區，實現線性恆流控制的要求。另外，由於輸出電流1ut與整流電路11輸出電壓的瞬時值Uin (t )無關，無工頻電流紋波，故不存在頻閃問題。
[0045]圖3示出了圖1的另一種電路，其中的整流電路11的組成及結構與圖2所示相同，在此不贅述。
[0046]詳細地，高功率因數處理電路12可以包括:型號為SM7330的第二高功率因數驅動控制晶片U3、第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第八二極體D8、第九二極體D9、第九電阻R9、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第一電感L1、第二開關管Q2。其中，第六電容C6連接在整流電路11的正輸出端和負輸出端之間；第九電阻R9連接在整流電路11的正輸出端和第二高功率因數驅動控制晶片U3的供電引腳VDD之間；第二高功率因數驅動控制晶片U3的供電引腳VDD還通過第七電容C7連接參考地、並通過第十電阻RlO連接第九二極體D9的陰極，第九二極體D9的陽極連接第一電感LI的第一端、線性恆流驅動電路13、並通過第八電容C8連接整流電路11的負輸出端；第一電感LI的第二端連接第二開關管Q2的低端、並連接參考地，第二開關管Q2的高端連接整流電路11的正輸出端，第二開關管Q2的控制端連接第二高功率因數驅動控制晶片U3的驅動引腳GATE ;第十一電阻Rll和第十二電阻R12串聯後、並聯在第一電感LI的兩端，第十一電阻Rll與第十二電阻R12連接的一端同時連接第二高功率因數驅動控制晶片U3的補償引腳COMP ;第二高功率因數驅動控制晶片U3的接地引腳GND連接參考地；第二高功率因數驅動控制晶片U3的反饋引腳FB連接線性恆流驅動電路13 ;第八二極體D8連接在第一電感LI的第二端和整流電路11的負輸出端之間、且第八二極體D8的陽極連接整流電路11的負輸出端。
[0047]此時，反饋環路14包括第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十七電阻R17、第十八電阻R18、第九電容C9、光耦U5和三端穩壓源U6，線性恆流驅動電路13可以包括型號為SM1503的第二 LED恆流驅動控制晶片U4、第十電容C10、第十六電阻R16和第二穩壓管DZ2。其中，第二 LED恆流驅動控制晶片U4的輸入引腳VIN連接第二穩壓管DZ2的陰極，第二穩壓管DZ2的陽極連接整流電路11的負輸出端，第二 LED恆流驅動控制晶片U4的輸入引腳VIIN通過第十四電阻R14連接第九二極體D9的陽極、並通過第十電容ClO和第二穩壓管DZ2連接整流電路11的負輸出端、並通過第十五電阻R15連接光耦U5中發光二極體的陽極；光耦U5中發光二極體的陰極連接三端穩壓源U6的陰極，三端穩壓源U6的陽極連接整流電路11的負輸出端，光耦U5中光敏三極體的集電極通過第十三電阻R13連接第二高功率因數驅動控制晶片U3的供電引腳VDD，光耦U5中光敏三極體的發射極連接參考地；第九電容C9連接在光耦U5中光敏三極體的集電極和發射極之間；第二 LED恆流驅動控制晶片U4的接地引腳GND連接整流電路11的負輸出端；第二 LED恆流驅動控制晶片U4的基準電壓設置引腳R_IN通過第十六電阻R16連接整流電路11的負輸出端，第二 LED恆流驅動控制晶片U4的第一輸出引腳OUTl、第二輸出引腳0UT2、第三輸出引腳0UT3相互連接並連接LED負載的負端的負端、並順次通過第十八電阻R18和第十七電阻R17連接整流電路11的負輸出端，第十八電阻R18與第十七電阻R17連接的一端同時連接三端穩壓源U6的控制端,LED負載的正端連接第一電感LI的第一端。優選地,三端穩壓源U6是型號為TL431的三端穩壓源。
[0048]圖3所示電路中，高功率因數處理電路12是一個BUCK型拓撲電路，關於第二高功率因數驅動控制晶片U2如上所述，在此不贅述。其中，驅動引腳GATE用以驅動第二開關管Q2 ;接地引腳GND用以提供晶片的參考地；供電引腳VDD為晶片提供穩定的工作電壓；反饋引腳FB用以通過採樣消磁時間結束，使得高功率因數處理電路12工作在臨界導通模式；電流採樣引腳CS懸空；補償引腳COMP的電容電壓由光耦U5等元器件組成的反饋環路確定，該反饋環路用以根據不同輸入電壓和不同帶載來確定高功率因數處理電路12的一固定的導通時間Ton，在系統穩定工作後，導通時間Ton是固定的。該高功率因數處理電路12實現高功率因數的原理如上所述，在此不贅述。
[0049]以下說明圖3所示電路中，線性恆流驅動電路13實現恆流控制並避免頻閃的原理:
[0050]該線性恆流驅動電路13通過型號為SM1503的第二 LED恆流驅動控制晶片U4實現，第二 LED恆流驅動控制晶片U4的內部集成有LED恆流控制模塊。第二 LED恆流驅動控制晶片U4的三個輸出引腳輸入電壓範圍為OV?40V，通過調節第二 LED恆流驅動控制晶片U4的基準電壓設置引腳R_IN外接電阻的阻值，可產生所需的恆定電流。同時，在本實用新型實施例中，三端穩壓源U6與光耦U5等元器件組成反饋環路14，使得高功率因數處理電路12的補償引腳COMP的電容電壓與第二 LED恆流驅動控制晶片U4的輸出引腳OUTl對接地引腳GND的電壓成負反饋關係，以保證第二 LED恆流驅動控制晶片U4的內部開關管的源-漏極電壓Vds (即:晶片輸出引腳OUTl對接地引腳GND的電壓)足夠大，使得第二 LED恆流驅動控制晶片U4的內部開關管工作在飽和區，實現線性恆流控制的要求。同樣地，由公式:1ut=VR_IN/R16可知，線性恆流驅動電路13的輸出電流1ut與整流電路11輸出電壓的瞬時值Uin (t)無關，無工頻電流紋波，故不存在頻閃問題。
[0051]另外，本實用新型實施例還提供了一種LED照明設備，包括LED負載，還包括連接LED負載的、如上所述的無頻閃的高功率因數恆流控制電路，在此不贅述。
[0052]綜上所述，本實用新型提供的無頻閃的高功率因數恆流控制電路採用兩級結構設計，利用高功率因數處理電路實現該恆流控制電路的高功率因數，並利用線性恆流驅動電路實現該恆流控制電路的恆流控制，並避免其他恆流控制電路的頻閃缺陷。其中，接收反饋環路反饋信號的高功率因數處理電路基於高功率因數驅動控制晶片設計；線性恆流驅動電路基於LED恆流驅動控制晶片設計。該恆流控制電路在實現無頻閃的高功率因數恆流控制條件下，避免使用內部結構複雜、成本高的LED驅動晶片IW3617，因而降低了整個電路的元器件成本，有利於產品的推廣應用。
[0053]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種無頻閃的高功率因數恆流控制電路，包括連接市電輸入的整流電路，其特徵在於，所述高功率因數恆流控制電路還包括: 連接所述整流電路和LED負載，接收反饋信號並基於高功率因數驅動控制晶片、對所述整流電路輸出的電流進行高功率因數處理的高功率因數處理電路； 連接所述高功率因數處理電路和所述LED負載，基於LED恆流驅動控制晶片、在所述高功率因數驅動控制晶片的調製下使得所述LED恆流驅動控制晶片對所述LED負載進行恆流驅動控制的線性恆流驅動電路； 連接所述高功率因數處理電路和所述線性恆流驅動電路，基於把所述線性恆流驅動電路的電流輸入端與所述線性恆流驅動電路的參考地之間的壓降信號作為所述反饋信號反饋給所述高功率因數處理電路的反饋環路。
2.如權利要求1所述的無頻閃的高功率因數恆流控制電路，其特徵在於，所述高功率因數驅動控制晶片是型號為SM7330的高功率因數驅動控制晶片，所述LED恆流驅動控制晶片是型號為SM1503或SM1506的LED恆流驅動控制晶片。
3.如權利要求1所述的無頻閃的高功率因數恆流控制電路，其特徵在於，所述高功率因數處理電路包括:型號為SM7330的第一高功率因數驅動控制晶片、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一開關管、第五二極體、第六二極體、第七二極體、變壓器； 所述第一電容連接在所述整流電路的正輸出端和負輸出端之間，所述第一電阻連接在所述整流電路的正輸出端和所述第一高功率因數驅動控制晶片的供電引腳之間，所述第一高功率因數驅動控制晶片的供電引腳還通過所述第三電容連接參考地、並通過所述第二電阻連接所述第五二極體的陰極，所述第五二極體的陽極連接所述變壓器次級線圈的第一端，所述變壓器次級線圈的第二端連接參考地，所述第五二極體的陽極還連接所述第三電阻的第一端，所述第三電阻的第二端通過所述第四電阻連接參考地、並連接所述第一高功率因數驅動控制晶片的反饋引腳，所述第五二極體的陽極還連接所述第七二極體的陽極，所述第七二極體的陰極連接所述第五電阻的第一端，所述第五電阻的第二端連接所述線性恆流驅動電路的供電端，所述變壓器初級線圈的第一端連接所述整流電路的負輸出端和所述第六二極體的陽極，所述變壓器初級線圈的第二端連接所述第四電容的第一端和所述LED負載的負端，所述第一高功率因數驅動控制晶片的補償引腳通過所述第二電容連接參考地，所述第一高功率因數驅動控制晶片的接地引腳連接參考地，所述第一高功率因數驅動控制晶片的電流採樣引腳連接所述線性恆流驅動電路，所述第一開關管的高端連接所述整流電路的正輸出端，所述第一開關管的低端連接所述第六二極體的陰極、所述第四電容的第二端以及所述線性恆流驅動電路，所述第一開關管的控制端連接所述第一高功率因數驅動控制晶片的驅動引腳。
4.如權利要求3所述的無頻閃的高功率因數恆流控制電路，其特徵在於，所述第一開關管是N型的MOS管，所述MOS管的漏極為所述第一開關管的高端，所述MOS管的源極為所述第一開關管的低端，所述MOS管的柵極為所述第一開關管的控制端。
5.如權利要求3所述的無頻閃的高功率因數恆流控制電路，其特徵在於，所述線性恆流驅動電路包括型號為SM1503的第一 LED恆流驅動控制晶片、第五電容、第八電阻和第一穩壓管；所述第一 LED恆流驅動控制晶片的供電端連接所述第五電容的第二端和所述第一穩壓管的陰極，所述第五電容的第一端和所述第一穩壓管的陽極連接參考地，所述第一 LED恆流驅動控制晶片的第一輸出引腳、第二輸出引腳、第三輸出引腳相互連接並連接所述第一開關管的低端，所述LED恆流驅動控制晶片的基準電壓設置引腳連接所述第八電阻的第一端，所述第八電阻的第二端連接參考地並連接所述LED負載的正端，所述LED負載的負端連接所述變壓器初級線圈的第二端。
6.如權利要求5所述的無頻閃的高功率因數恆流控制電路，其特徵在於，所述反饋環路包括第六電阻和第七電阻； 所述第六電阻的第一端連接所述第一開關管的低端，所述第六電阻的第二端連接所述第一高功率因數驅動控制晶片的電流採樣引腳、以及所述第七電阻的第一端，所述第七電阻的第二端連接所述第一 LED恆流驅動控制晶片的參考地。
7.如權利要求1所述的無頻閃的高功率因數恆流控制電路，其特徵在於，所述高功率因數處理電路包括:型號為SM7330的第二高功率因數驅動控制晶片、第六電容、第七電容、第八電容、第八二極體、第九二極體、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第一電感、第二開關管； 所述第六電容連接在所述整流電路的正輸出端和負輸出端之間，所述第九電阻連接在所述整流電路的正輸出端和所述第二高功率因數驅動控制晶片的供電引腳之間，所述第二高功率因數驅動控制晶片的供電引腳還通過所述第七電容連接參考地、並通過所述第十電阻連接第所述九二極體的陰極，所述第九二極體的陽極連接所述第一電感的第一端、所述線性恆流驅動電路、並通過所述第八電容連接所述整流電路的負輸出端，所述第一電感的第二端連接所述第二開關管的低端、並連接參考地，所述第二開關管的高端連接所述整流電路的正輸出端，所述第二開關管的控制端連接所述第二高功率因數驅動控制晶片的驅動引腳，所述第十一電阻和所述第十二電阻串聯後、並聯在所述第一電感的兩端，所述第十一電阻與所述第十二電阻連接的一端同時連接所述第二高功率因數驅動控制晶片的補償引腳，所述第二高功率因數驅動控制晶片的接地引腳連接參考地，所述第二高功率因數驅動控制晶片的反饋引腳連接所述線性恆流驅動電路，所述第八二極體連接在所述第一電感的第二端和所述整流電路的負輸出端之間、且所述第八二極體的陽極連接所述整流電路的負輸出端。
8.如權利要求7所述的無頻閃的高功率因數恆流控制電路，其特徵在於，所述反饋環路包括第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、第十七電阻、第十八電阻、第九電容、光耦和三端穩壓源，所述線性恆流驅動電路包括型號為SM1503的第二 LED恆流驅動控制晶片、第十電容、第十六電阻和第二穩壓管； 所述第二 LED恆流驅動控制晶片的輸入引腳連接所述第二穩壓管的陰極，所述第二穩壓管的陽極連接所述整流電路的負輸出端，所述第二 LED恆流驅動控制晶片的輸入引腳通過所述第十四電阻連接所述第九二極體的陽極、並通過所述第十電容和所述第二穩壓管連接所述整流電路的負輸出端、並通過所述第十五電阻連接所述光耦中發光二極體的陽極，所述光耦中發光二極體的陰極連接所述三端穩壓源的陰極，所述三端穩壓源的陽極連接所述整流電路的負輸出端，所述光耦中光敏三極體的集電極通過所述第十三電阻連接所述第二高功率因數驅動控制晶片的供電引腳，所述光耦中光敏三極體的發射極連接參考地，所述第九電容連接在所述光耦中光敏三極體的集電極和發射極之間，所述第二 LED恆流驅動控制晶片的接地引腳連接所述整流電路的負輸出端，所述第二 LED恆流驅動控制晶片的基準電壓設置引腳通過所述第十六電阻連接所述整流電路的負輸出端，所述第二 LED恆流驅動控制晶片的第一輸出引腳、第二輸出引腳、第三輸出引腳相互連接並連接所述LED負載的負端的負端、並順次通過第十八電阻和第十七電阻連接所述整流電路的負輸出端，所述第十八電阻與所述第十七電阻連接的一端同時連接所述三端穩壓源的控制端，所述LED負載的正端連接所述第一電感的第一端。
9.一種LED照明設備，包括LED負載，其特徵在於，所述LED照明設備還包括連接所述LED負載的無頻閃的高功率因數恆流控制電路，所述無頻閃的高功率因數恆流控制電路是如權利要求1至8任一項所述的無頻閃的高功率因數恆流控制電路。
【文檔編號】H05B37/02GK203708600SQ201420063538
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年2月12日 優先權日:2014年2月12日
【發明者】於井亮, 周鵬, 李照華, 付凌雲, 吳乾煒, 範東亞 申請人:深圳市明微電子股份有限公司