專利名稱：一種高功率因數(shù)恒流電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高功率因數(shù)恒流電路。
背景技術(shù)：
目前恒流電路中比較常用的一種是有源功率因數(shù)校正電路(PFC，Powerfactor Correction)+DC/DC變換器電路，PFC電路用于功率因數(shù)的調(diào)節(jié)，提高電源的工作效率。參見圖1，該圖為現(xiàn)有技術(shù)中由PFC電路和DC/DC變換器組成的恒流電路。該恒流電路包括整流橋101、PFC主電路102、隔離DC/DC變換器103、PFC母線控 制電路104和PFC控制器105。整流橋101將交流輸入電壓Vac整流后輸出整流電壓Vdc給PFC主電路102。PFC主電路102接收來自PFC控制器105的反饋電壓信號，經(jīng)過功率因數(shù)校正后向 隔離DC/DC變換器103輸出直流電壓Vbus。隔離DC/DC變換器103將直流電壓Vbus進行DC/DC變換后向LED負載輸出電壓 Vo,并且為LED負載提供恒流控制。PFC控制器105接收來自PFC母線控制電路104的控制信號，向PFC主電路102輸
出反饋電壓信號。PFC母線控制電路104用于對隔離DC/DC變換器103的輸出電壓Vo或輸出電壓的 等效電壓進行采樣，輸出控制信號控制PFC控制器105輸出的反饋電壓信號，實現(xiàn)PFC主電 壓102輸出的直流電壓Vbus隨隔離DC/DC變換器103的輸出電壓Vo而變化。目前，PFC主電路102通常采用升壓型Boost電路，升壓型電路的輸出電壓隨著隔 離DC/DC變換器103的輸出電壓而變化，這樣可以提供電源的工作效率，但由于升壓型電路 的輸出電壓比輸入電壓高，當用于輸入電壓較高的寬輸出電壓范圍場合，將造成Boost電 路輸出電壓遠高于輸入電壓，高壓將造成整個電路器件選取困難，成本高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高功率因數(shù)恒流電路，能夠降低輸出電壓， 使電路器件選取簡單。本發(fā)明提供一種高功率因數(shù)恒流電路，包括整流橋、Buck型PFC主電路、Buck型 PFC控制器、Buck型PFC主電路輸出電壓控制電路和DC/DC變換電路；整流橋，用于將交流輸入電壓整流為整流電壓輸給Buck型PFC主電路；Buck型PFC主電路，用于接收Buck型PFC控制器的反饋信號，在所述反饋信號的 控制下將所述整流電壓進行功率因數(shù)校正后向DC/DC變換電路輸出直流電壓；Buck型PFC主電路輸出電壓控制電路，用于對DC/DC變換電路的輸出電壓或輸出 電壓的等效電壓進行采樣，輸出控制信號給Buck型PFC控制器；Buck型PFC控制器，用于由所述控制信號輸出反饋信號，所述反饋信號用于控制 Buck型PFC主電路，以使Buck型PFC主電路輸出的直流電壓與DC/DC變換電路的輸出電壓變化相一致；DC/DC變換電路，用于將Buck型PFC主電路輸出的直流電壓進行DC/DC變換后向 LED負載進行恒流供電。優(yōu)選地，所述Buck型PFC主電路包括第一電感、第一開關(guān)管、第一二極管和第一 電容；整流橋的正輸出端依次通過連接的第一開關(guān)管第一端和第二端、第一電感和第一 電容接地；第一二級管的陰極連接第一開關(guān)管和第一電感的公共端，第一二極管的陽極接 地；Buck型PFC控制器的輸出端連接第一開關(guān)管的第三端，控制第一開關(guān)管的閉合和 斷開。優(yōu)選地，所述Buck型PFC主電路輸出電壓控制電路還用于對直流電壓進行采樣， 將對直流電壓的采樣信號和對輸出電壓的采樣信號進行疊加后輸出控制信號。優(yōu)選地，所述Buck型PFC主電路輸出電壓控制電路包括第一采樣電阻、第二采樣 二電阻、三極管、第三電阻、電壓控制環(huán)、輸出電壓采樣繞組、第四二極管、第四電容和輸出 電壓采樣處理模塊；所述第一采樣電阻和第二采樣電阻串聯(lián)后并聯(lián)在第一電容的兩端，用于采樣直流 電壓；第一采樣電阻和第二采樣電阻公共端的電壓作為電壓控制環(huán)的輸入；輸出電壓采樣繞組為DC/DC變換器中變壓器的輔助繞組，輔助繞組的一端連接第 四二極管的陽極和第四電容的一端，第四電容的另一端和輔助繞組的另一端接地，第四二 極管的陰極輸出的電壓作為輸出電壓的采樣電壓；輸出電壓采樣處理模塊，用于將輸出電壓的采樣電壓進行處理后輸出給三極管的 基極，三極管的集電極上的電壓作為電壓控制環(huán)的輸入，三級管的發(fā)射極通過第三電阻連 接輔助電源Vcc ；電壓控制環(huán)的輸出端連接Buck型PFC控制器的輸入端。優(yōu)選地，所述輸出電壓采樣處理模塊，包括第三集成運放，所述第三集成運放的反向輸入端連接第四二極管的陰極和第三集成運放的輸出 端，第三集成運放的正向輸入端接輸出電壓采樣繞組的輸入端。 優(yōu)選地，所述DC/DC變換電路包括DC/DC變換器、DC/DC控制器和DC/DC電流控制 環(huán)；所述DC/DC變換器的輸入端連接Buck型PFC主電路的輸出端，用于在DC/DC控制 器的控制下將Buck型PFC主電路輸出的直流電壓進行DC/DC變換后向LED負載進行恒流 控制供電；DC/DC電流控制環(huán)，用于采集LED負載上的電流信號，將所述電流信號反饋給DC/ DC控制器；DC/DC控制器，用于根據(jù)所述電流信號控制DC/DC變換器中開關(guān)的閉合和關(guān)斷。優(yōu)選地，所述DC/DC變換器為LLC諧振變換電路、不對稱半橋變換電路、對稱半橋 變換電路、全橋變換電路、推挽電路、正激變換電路或反激變換電路。
優(yōu)選地，當所述DC/DC變換器為LLC諧振變換電路時，包括第二開關(guān)管、第三開關(guān) 管、第二電感、第二電容、變壓器、整流模塊和第三電容；所述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管串聯(lián)后并聯(lián)在所述Buck型PFC主電路的輸出端；所述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管的公共端依次通過串聯(lián)的第二電感和第二電容連 接變壓器的初級繞組的同名端或異名端；所述變壓器的次級繞組連接整流模塊；所述第三電容并聯(lián)在所述整流模塊的輸出端。優(yōu)選地，當所述DC/DC變換器為不對稱半橋變換電路時，包括第二開關(guān)管、第三 開關(guān)管、第二電容、變壓器、整流模塊和第三電容；所述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管串聯(lián)后并聯(lián)在所述Buck型PFC主電路的輸出端；所述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管的公共端通過第二電容連接變壓器初級繞組的同 名端或異名端；所述變壓器的次級繞組連接整流模塊；所述第三電容并聯(lián)在所述整流模塊的輸出端。優(yōu)選地，當所述DC/DC變換器為對稱半橋變換電路時，包括第二開關(guān)管、第三開 關(guān)管、第二電容、第四電容、變壓器、整流模塊和第三電容；所述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管串聯(lián)后并聯(lián)在所述Buck型PFC主電路的輸出端；所述第二電容和第四電容串聯(lián)后并聯(lián)在所述Buck型PFC主電路的輸出端；所述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管的公共端連接變壓器初級繞組的一端；所述第二電容和第四電容的公共端連接所述變壓器初級繞組的另一端；所述變壓器的次級繞組連接整流模塊；所述第三電容并聯(lián)在所述整流模塊的輸出端。優(yōu)選地，當所述DC/DC變換器為全橋變換電路時，包括第二開關(guān)管、第三開關(guān)管、 第四開關(guān)管、第五開關(guān)管、變壓器、整流模塊和第三電容；所述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管串聯(lián)后并聯(lián)在所述Buck型PFC主電路的輸出端；所述第四開關(guān)管和第五開關(guān)管串聯(lián)后并聯(lián)在所述Buck型PFC主電路的輸出端；所述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管的公共端連接變壓器的初級繞組的一端；所述第四開關(guān)管和第五開關(guān)管的公共端連接變壓器的初級繞組的另一端；所述變壓器的次級繞組連接整流模塊；所述第三電容并聯(lián)在所述整流模塊的輸出端。優(yōu)選地，當所述DC/DC變換器為推挽電路時，包括第二開關(guān)管、第三開關(guān)管、變壓 器、整流模塊和第三電容；所述Buck型PFC主電路的正輸出端通過第二開關(guān)管連接變壓器初級繞組的同名 端，通過第三開關(guān)管連接變壓器初級繞組的異名端；所述Buck型PFC主電路的負輸出端連接變壓器初級繞組的中心抽頭；所述變壓器的次級繞組連接整流模塊；所述第三電容并聯(lián)在所述整流模塊的輸出端。優(yōu)選地，當所述DC/DC變換器為正激變換電路時，包括第二開關(guān)管、復位電路、變
壓器、第二二極管和第三二極管、第二電感和第三電容；
所述Buck型PFC主電路的正輸出端連接變壓器初級繞組的同名端，變壓器初級繞 組的異名端通過第二開關(guān)管連接所述Buck型PFC主電路的負輸出端；所述復位電路并聯(lián)于所述變壓器初級繞組的兩端；所述變壓器的次級繞組同名端連接第二二極管的陽極，另一端接輸出負端；所述第二二極管的陰極連接第三二極管的陰極和第三電容正端，第三電容負端和 第三二極管的陽極均連接輸出負端。優(yōu)選地，當所述DC/DC變換器為反激變換電路時，包括第二開關(guān)管、變壓器、第
二二極管和第三電容；所述Buck型PFC主電路的正輸出端連接變壓器初級繞組的同名端；變壓器初級繞 組的異名端通過第二開關(guān)管連接Buck型PFC主電路的負輸出端；所述變壓器次級繞組的異名端依次通過第二二極管和第三電容連接次級繞組的 同名端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本實施例提供的高功率因數(shù)恒流電路采用的是降壓型Buck有源功率因數(shù)校正功 能的恒流電路，該恒流電路通過調(diào)節(jié)Buck型PFC主電路的輸出電壓跟隨DC/DC變換電路的 輸出電壓而變化，使DC/DC變換電路在較寬的輸出電壓范圍內(nèi)工作占空比或工作頻率基本 保持不變，從而使DC/DC變換電路工作在效率最優(yōu)的狀態(tài)，這樣可以使DC/DC變換電路保持 較高的工作效率。由于本恒流電路中的PFC主電路采用Buck型降壓電路，其輸入電壓可以 比輸出電壓高，可以應用于輸入電壓較高的寬輸出電壓范圍的場合，由于輸出電壓低于輸 入電壓，因此電路可以選取承受較低電壓的器件，這樣可以降低成本。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中由PFC電路和DC/DC變換器組成的恒流電路；圖2是本發(fā)明提供的高功率因數(shù)恒流電路實施例一結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明提供的高功率因數(shù)恒流電路實施例二結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明提供的高功率因數(shù)恒流電路實施例三結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明提供的高功率因數(shù)恒流電路實施例四結(jié)構(gòu)圖；圖6是本發(fā)明提供的高功率因數(shù)恒流電路實施例五結(jié)構(gòu)圖；圖7是本發(fā)明提供的高功率因數(shù)恒流電路實施例六結(jié)構(gòu)圖；圖8是本發(fā)明提供的高功率因數(shù)恒流電路實施例七結(jié)構(gòu)圖；圖9是本發(fā)明提供的高功率因數(shù)恒流電路實施例八結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 的具體實施方式
做詳細的說明。參見圖2，該圖為本發(fā)明提供的高功率因數(shù)恒流電路實施例一結(jié)構(gòu)圖。本實施例提供的高功率因數(shù)恒流電路，包括整流橋201、Buck型PFC主電路202、 Buck型PFC控制器205、Buck型PFC主電路輸出電壓控制電路204和DC/DC變換電路203。整流橋201，用于將交流輸入電壓Vac整流為整流電壓Vdc輸給Buck型PFC主電路 202。Buck型PFC主電路202，用于接收Buck型PFC控制器205的反饋信號，在所述反饋信號的控制下將所述整流電壓Vdc進行功率因數(shù)校正后向DC/DC變換電路203輸出直流 電壓Vbus ；Buck型PFC主電路輸出電壓控制電路204，用于對DC/DC變換電路203的輸出電 壓Vo或輸出電壓Vo的等效電壓進行采樣，輸出控制信號給Buck型PFC控制器205 ；Buck型PFC控制器205，用于由所述控制信號輸出反饋信號，所述反饋信號用于控 制Buck型PFC主電路202，以使Buck型PFC主電路202輸出的直流電壓Vbus與DC/DC變 換電路203的輸出電壓Vo的變化相一致； DC/DC變換電路203，用于將Buck型PFC主電路202輸出的直流電壓Vbus進行 DC/DC變換后向LED負載進行恒流供電。本實施例提供的高功率因數(shù)恒流電路采用的是降壓型Buck有源功率因數(shù)校正功 能的恒流電路，由于本恒流電路中的PFC主電路采用Buck型降壓電路，其輸入電壓比輸出 電壓高，因此，可以應用于輸入電壓較高的寬輸出電壓范圍的場合，而不必增加Buck型PFC 主電路的成本。該恒流電路通過調(diào)節(jié)Buck型PFC主電路的輸出電壓跟隨DC/DC變換電路 的輸出電壓而變化，使DC/DC變換電路在較寬的輸出電壓范圍內(nèi)工作占空比或工作頻率基 本保持不變，從而使DC/DC變換電路工作在效率最優(yōu)的狀態(tài)，這樣可以使DC/DC變換電路保 持較高的工作效率。本發(fā)明實施例提供的DC/DC變換電路包括DC/DC變換器、DC/DC控制器和DC/DC 電流控制環(huán)；所述DC/DC變換器的輸入端連接Buck型PFC主電路的輸出端，用于在DC/DC控制 器的控制下將Buck型PFC主電路輸出的直流電壓進行DC/DC變換變換后向LED負載進行 恒流控制供電；DC/DC電流控制環(huán)，用于采集LED負載上的電流信號，將所述電流信號反饋給DC/ DC控制器；DC/DC控制器，用于根據(jù)所述電流信號控制DC/DC變換器中開關(guān)的閉合和關(guān)斷。需要說明的是，本發(fā)明實施例中的DC/DC變換器可以為LLC諧振變換電路、不對稱 半橋變換電路、對稱半橋變換電路、全橋變換電路、推挽電路、正激變換電路或反激變換電 路。下面結(jié)合附圖分別介紹DC/DC變換器為各種拓撲電路時的恒流電路。參見圖3，該圖為本發(fā)明提供的高功率因數(shù)恒流電路實施例二結(jié)構(gòu)圖。本實施例提供的恒流電路中的DC/DC變換器203a為LLC諧振變換電路。首先介紹Buck型PFC主電路202，包括第一電感Li、第一開關(guān)管Si、第一二極管 Dl和第一電容Cl。整流橋的正輸出端依次通過連接的第一開關(guān)管第一端和第二端、第一電感和第一 電容接地；第一二級管的陰極連接第一開關(guān)管和第一電感的公共端，第一二極管的陽極接 地；Buck型PFC控制器的輸出端連接第一開關(guān)管的第三端，控制第一開關(guān)管的閉合和 斷開。
下面介紹Buck型PFC主電路輸出電壓控制電路204。所述Buck型PFC主電路輸出電壓控制電路204還用于對直流電壓Vbus進行采樣， 將對直流電壓Vbus的采樣信號和對輸出電壓Vo的采樣信號進行疊加后輸出控制信號。所述Buck型PFC主電路輸出電壓控制電路204包括第一采樣電阻R1、第二采樣 二電阻R2、三極管Q1、第三電阻R3、電壓控制環(huán)、輸出電壓采樣繞組和輸出電壓采樣處理模 塊；所述第一采樣電阻Rl和第二采樣電阻R2串聯(lián)后并聯(lián)在第一電容Cl的兩端；第一采樣電阻Rl和第二采樣電阻R2公共端的電壓作為電壓控制環(huán)的輸入；輸出電壓采樣繞組為DC/DC變換器中變壓器的輔助繞組，輔助繞組上的電壓Voi 作為輸出電壓的采樣電壓；輸出電壓采樣處理模塊，用于將輸出電壓的采樣電壓Voi進行處理 后輸出給三極 管Ql的基極，三極管Ql的集電極上的電壓作為電壓控制環(huán)的輸入；電壓控制環(huán)的輸出端連接Buck型PFC控制器205的輸入端。需要說明的是，輸出電壓采樣處理模塊，包括第三集成運放IC3，第三集成運放 IC3連接為電壓跟隨器的形式，即第三集成運放IC3的反向輸入端連接第四二極管D4的陰 極和第三集成運放IC3的輸出端，第三集成運放IC3的正向輸入端接輸出電壓采樣繞組的 輸入端。需要說明的是，三極管Ql優(yōu)選為PNP管。PNP管Ql的發(fā)射極通過第三電阻R3接 Vcc0變壓器Tl的輔助繞組的同名端經(jīng)過第四二極管D4連接輸出電壓采樣處理模塊的 輸入端，異名端通過第四電容連接輸出電壓采樣處理模塊的輸入端。需要說明的是，本實施例提供的電壓控制環(huán)包括放大器IC2和補償網(wǎng)絡(luò)；放大器IC2的負輸入端通過補償網(wǎng)絡(luò)連接放大器IC2的輸出端，放大器IC2的輸 出端連接Buck型PFC控制器205的輸入端。第一采樣電阻Rl和第二采樣電阻R2的公共端連接放大器IC2的負輸入端。PNP管Ql的集電極也連接放大器IC2的負輸入端。放大器IC2的正輸入端接參考電壓Vrefl。下面介紹LLC諧振變換電路的具體結(jié)構(gòu)。LLC諧振變換電路包括第二開關(guān)管S2、第三開關(guān)管S3、第二電感L2、第二電容 C2、變壓器Tl、整流模塊和第三電容C3 ；所述第二開關(guān)管S2和第三開關(guān)管S3串聯(lián)后并聯(lián)在所述Buck型PFC主電路202 的輸出端；所述第二開關(guān)管S2和第三開關(guān)管S3的公共端依次通過串聯(lián)的第二電感L2和第 二電容C2連接變壓器Tl的初級繞組的同名端或異名端；所述變壓器Tl的次級繞組連接整流模塊；所述第三電容C3并聯(lián)在所述整流模塊的輸出端。需要說明的是，所述整流模塊由第二二極管D2和第三二極管D3組成。其中，第二二極管D2的陽極連接變壓器Tl的次級繞組的同名端，陰極連接LED負 載的正端。
第三二極管D3陽極連接變壓器Tl的次級繞組的異名端，陰極連接LED負載的正端。第三電容C3的一端連接LED負載的正端，另一端連接變壓器Tl次級繞組的中心抽頭。由于本實施例提供的DC/DC變換器是LLC諧振變換電路，DC/DC變換器的輸入電壓 Vbus為跟隨其輸出電壓Vo變化的直流電壓，在較寬的輸出電壓范圍內(nèi)，LLC諧振變換電路 可以工作在諧振頻率附近，因此諧振單元的增益范圍減小，工作頻率范圍縮小，可以使DC/ DC變換器在寬輸出電壓范圍內(nèi)實現(xiàn)較高的工作效率，另外，在某些DC/DC控制器的作用下， 也可以實現(xiàn)DC/DC變換器的工作占空比在輸出電壓很寬的范圍內(nèi)保持不變。并且，在DC/DC電流控制環(huán)203c和DC/DC控制器203b的作用下，DC/DC變換器 203a的輸出實現(xiàn)恒流負載特性，而且由于DC/DC電流控制環(huán)203c獨立于Buck型PFC控制器 及環(huán)路控制，因此，DC/DC電流控制環(huán)203c的響應速度快，對負載動態(tài)變化的適應能力強； DC/DC變換器203a輸出電壓Vo降低，DC/DC變換器203a的輸入電壓Vbus也跟隨降低，從 而可以提高低壓輸出時Buck型PFC主電路的功率因數(shù)及降低輸入諧波電流。本發(fā)明實施例提供了 DC/DC變換器的各種拓撲電路，下面將結(jié)合附圖分別予以介 紹，由于其他部分的電路與圖3所示實施例中的相同，因此，以下實施例將不再贅述，僅介 紹不同的DC/DC變換器的拓撲結(jié)構(gòu)。參見圖4，該圖為本發(fā)明提供的高功率因數(shù)恒流電路實施例三結(jié)構(gòu)圖。本實施例提供的DC/DC變換器203a為不對稱半橋變換電路，包括第二開關(guān)管 S2、第三開關(guān)管S3、第二電容C2、變壓器Tl、整流模塊和第三電容C3 ；所述第二開關(guān)管S2和第三開關(guān)管S3串聯(lián)后并聯(lián)在所述Buck型PFC主電路的輸 出端；所述第二開關(guān)管S2和第三開關(guān)管S3的公共端通過第二電容C2連接變壓器Tl初 級繞組的同名端或異名端；所述變壓器Tl的次級繞組連接整流模塊；所述第三電容C3并聯(lián)在所述整流模塊的輸出端。該實施例中的整流模塊與圖3所示的LLC諧振變換電路中的整流模塊相同，在此 不再贅述。參見圖5，該圖為本發(fā)明提供的高功率因數(shù)恒流電路實施例四結(jié)構(gòu)圖。本實施例提供的DC/DC變換器203a為對稱半橋變換電路，包括第二開關(guān)管S2、 第三開關(guān)管S3、第二電容C2、第四電容C4、變壓器Tl、整流模塊和第三電容C3 ；所述第二開關(guān)管S2和第三開關(guān)管S3串聯(lián)后并聯(lián)在所述Buck型PFC主電路的輸 出端；所述第二電容C2和第四電容C4串聯(lián)后并聯(lián)在所述Buck型PFC主電路的輸出端；所述第二開關(guān)管S2和第三開關(guān)管S3的公共端連接變壓器Tl初級繞組的異名端；所述第二電容C2和第四電容C4的公共端連接所述變壓器Tl初級繞組的同名端；所述變壓器Tl的次級繞組連接整流模塊；所述第三電容C3并聯(lián)在所述整流模塊的輸出端。該實施例中的整流模塊與圖3所示的LLC諧振變換電路中的整流模塊相同，在此不再贅述。參見圖6，該圖為本發(fā)明提供的高功率因數(shù)恒流電路實施例五結(jié)構(gòu)圖。本實施例提供的DC/DC變換器203a為全橋變換電路，包括第二開關(guān)管S2、第三開關(guān)管S3、第四開關(guān)管S4、第五開關(guān)管S5、變壓器Tl、整流模塊和第三電容C3 ；所述第二開關(guān)管S2和第三開關(guān)管S3串聯(lián)后并聯(lián)在所述Buck型PFC主電路的輸 出端；所述第四開關(guān)管S4和第五開關(guān)管S5串聯(lián)后并聯(lián)在所述Buck型PFC主電路的輸 出端；所述第二開關(guān)管S2和第三開關(guān)管S3的公共端連接變壓器Tl的初級繞組的一端；所述第四開關(guān)管S4和第五開關(guān)管S5的公共端連接變壓器Tl的初級繞組的另一 端；所述變壓器Tl的次級繞組連接整流模塊；所述第三電容C3并聯(lián)在所述整流模塊的輸出端。該實施例中的整流模塊與圖3所示的LLC諧振變換電路中的整流模塊相同，在此 不再贅述。參見圖7，該圖為本發(fā)明提供的高功率因數(shù)恒流電路實施例六結(jié)構(gòu)圖。本實施例提供的DC/DC變換器203a為推挽電路，包括第二開關(guān)管S2、第三開關(guān) 管S3、變壓器Tl、整流模塊和第三電容C3 ；所述Buck型PFC主電路的正輸出端通過第二開關(guān)管S2連接變壓器Tl初級繞組 的一端，通過第三開關(guān)管S3連接變壓器Tl初級繞組的另一端；所述Buck型PFC主電路的負輸出端連接變壓器Tl初級繞組的中心抽頭；所述變壓器Tl的次級繞組連接整流模塊；所述第三電容C3并聯(lián)在所述整流模塊的輸出端。該實施例中的整流模塊與圖3所示的LLC諧振變換電路中的整流模塊相同，在此 不再贅述。參見圖8，該圖為本發(fā)明提供的高功率因數(shù)恒流電路實施例七結(jié)構(gòu)圖。本實施例提供的DC/DC變換器203a為正激變換電路，包括第二開關(guān)管S2、復位 電路、變壓器Tl、第二二極管D2和第三二極管D3、第二電感L2和第三電容C3 ；所述Buck型PFC主電路的正輸出端連接變壓器Tl初級繞組的同名端，變壓器Tl 初級繞組的異名端通過第二開關(guān)管S2連接所述Buck型PFC主電路的負輸出端；所述復位電路并聯(lián)于所述變壓器Tl初級繞組的兩端；所述變壓器Tl的次級繞組連接整流模塊；所述第二二極管D2的陽極連接變壓器Tl的次級繞組的同名端，陰極連接第二電 感L2的一端。第二二極管D2的陰極還連接第三二極管D3的陰極，第三二極管D3的陽極連接變 壓器Tl的次級繞組的異名端。第三電容C3并聯(lián)在第二電感L2的另一端。LED負載并聯(lián)在第三電容C3兩端。在圖8所述的實施例中，Voi電壓來自與變壓器副邊電感L的耦合繞組I。
由于DC/DC變換器的輸入電壓Vbus為跟隨輸出電壓Vo變化的直流電壓，在較寬 的輸出電壓范圍內(nèi)，DC/DC變換器可以工作在占空比接近保持不變的狀態(tài)。因此DC/DC變 換器工作占空比的變化范圍可大大縮小，從而有效提高工作效率。參見圖9，該圖為本發(fā)明提供的高功率因數(shù)恒流電路實施例八結(jié)構(gòu)圖。本實施例提供的DC/DC變換器203a為反激變換電路，包括第二開關(guān)管S2、變壓 器Tl、第二二極管D2和第三電容C3 ；所述Buck型PFC主電路的正輸出端連接變壓器Tl初級繞組的同名端；變壓器Tl 初級繞組的異名端通過第二開關(guān)管S2連接Buck型PFC主電路的負輸出端；所述變壓器Tl次級繞組的異名端依次通過第二二極管D2和第三電容C3連接變 壓器Tl次級繞組的同名端。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖 然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利 用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明 技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離 本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同 變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，包括整流橋、Buck型PFC主電路、Buck型PFC控制器、Buck型PFC主電路輸出電壓控制電路和DC/DC變換電路；整流橋，用于將交流輸入電壓整流為整流電壓輸給Buck型PFC主電路；Buck型PFC主電路，用于接收Buck型PFC控制器的反饋信號，在所述反饋信號的控制下將所述整流電壓進行功率因數(shù)校正后向DC/DC變換電路輸出直流電壓；Buck型PFC主電路輸出電壓控制電路，用于對DC/DC變換電路的輸出電壓或輸出電壓的等效電壓進行采樣，輸出控制信號給Buck型PFC控制器；Buck型PFC控制器，用于由所述控制信號輸出反饋信號，所述反饋信號用于控制Buck型PFC主電路，以使Buck型PFC主電路輸出的直流電壓與DC/DC變換電路的輸出電壓變化相一致；DC/DC變換電路，用于將Buck型PFC主電路輸出的直流電壓進行DC/DC變換后向LED負載進行恒流供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述Buck型PFC主電路包括第一電感、第一開關(guān)管、第一二極管和第一電容；整流橋的正輸出端依次通過連接的第一開關(guān)管第一端和第二端、第一電感和第一電容 接地；第一二級管的陰極連接第一開關(guān)管和第一電感的公共端，第一二極管的陽極接地； Buck型PFC控制器的輸出端連接第一開關(guān)管的第三端，控制第一開關(guān)管的閉合和斷開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述Buck型PFC主電路 輸出電壓控制電路還用于對直流電壓進行采樣，將對直流電壓的采樣信號和對輸出電壓的 采樣信號進行疊加后輸出控制信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述Buck型PFC主電路 輸出電壓控制電路包括第一采樣電阻、第二采樣二電阻、三極管、第三電阻、電壓控制環(huán)、輸 出電壓采樣繞組、第四二極管、第四電容和輸出電壓采樣處理模塊；所述第一采樣電阻和第二采樣電阻串聯(lián)后并聯(lián)在第一電容的兩端，用于采樣直流電壓；第一采樣電阻和第二采樣電阻公共端的電壓作為電壓控制環(huán)的輸入； 輸出電壓采樣繞組為DC/DC變換器中變壓器的輔助繞組，輔助繞組的一端連接第四二 極管的陽極和第四電容的一端，第四電容的另一端和輔助繞組的另一端接地，第四二極管 的陰極輸出的電壓作為輸出電壓的采樣電壓；輸出電壓采樣處理模塊，用于將輸出電壓的采樣電壓進行處理后輸出給三極管的基 極，三極管的集電極上的電壓作為電壓控制環(huán)的輸入，三級管的發(fā)射極通過第三電阻連接 輔助電源Vcc ；電壓控制環(huán)的輸出端連接Buck型PFC控制器的輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述輸出電壓采樣處理 模塊，包括第三集成運放，所述第三集成運放的反向輸入端連接第四二極管的陰極和第三集成運放的輸出端，第 三集成運放的正向輸入端接輸出電壓采樣繞組的輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述DC/DC變換電路包括 DC/DC變換器、DC/DC控制器和DC/DC電流控制環(huán)；所述DC/DC變換器的輸入端連接Buck型PFC主電路的輸出端，用于在DC/DC控制器的 控制下將Buck型PFC主電路輸出的直流電壓進行DC/DC變換后向LED負載進行恒流控制 供電；DC/DC電流控制環(huán)，用于采集LED負載上的電流信號，將所述電流信號反饋給DC/DC控 制器；DC/DC控制器，用于根據(jù)所述電流信號控制DC/DC變換器中開關(guān)的閉合和關(guān)斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述DC/DC變換器為LLC 諧振變換電路、不對稱半橋變換電路、對稱半橋變換電路、全橋變換電路、推挽電路、正激變 換電路或反激變換電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，當所述DC/DC變換器為 LLC諧振變換電路時，包括第二開關(guān)管、第三開關(guān)管、第二電感、第二電容、變壓器、整流模 塊和第三電容；所述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管串聯(lián)后并聯(lián)在所述Buck型PFC主電路的輸出端； 所述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管的公共端依次通過串聯(lián)的第二電感和第二電容連接變 壓器的初級繞組的同名端或異名端；所述變壓器的次級繞組連接整流模塊； 所述第三電容并聯(lián)在所述整流模塊的輸出端。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，當所述DC/DC變換器為不 對稱半橋變換電路時，包括第二開關(guān)管、第三開關(guān)管、第二電容、變壓器、整流模塊和第三 電容；所述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管串聯(lián)后并聯(lián)在所述Buck型PFC主電路的輸出端； 所述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管的公共端通過第二電容連接變壓器初級繞組的同名端 或異名端；所述變壓器的次級繞組連接整流模塊； 所述第三電容并聯(lián)在所述整流模塊的輸出端。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，當所述DC/DC變換器為 對稱半橋變換電路時，包括第二開關(guān)管、第三開關(guān)管、第二電容、第四電容、變壓器、整流模 塊和第三電容；所述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管串聯(lián)后并聯(lián)在所述Buck型PFC主電路的輸出端； 所述第二電容和第四電容串聯(lián)后并聯(lián)在所述Buck型PFC主電路的輸出端； 所述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管的公共端連接變壓器初級繞組的一端； 所述第二電容和第四電容的公共端連接所述變壓器初級繞組的另一端； 所述變壓器的次級繞組連接整流模塊； 所述第三電容并聯(lián)在所述整流模塊的輸出端。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，當所述DC/DC變換器為 全橋變換電路時，包括第二開關(guān)管、第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第五開關(guān)管、變壓器、整流模 塊和第三電容；所述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管串聯(lián)后并聯(lián)在所述Buck型PFC主電路的輸出端； 所述第四開關(guān)管和第五開關(guān)管串聯(lián)后并聯(lián)在所述Buck型PFC主電路的輸出端； 所述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管的公共端連接變壓器的初級繞組的一端； 所述第四開關(guān)管和第五開關(guān)管的公共端連接變壓器的初級繞組的另一端； 所述變壓器的次級繞組連接整流模塊； 所述第三電容并聯(lián)在所述整流模塊的輸出端。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，當所述DC/DC變換器為 推挽電路時，包括第二開關(guān)管、第三開關(guān)管、變壓器、整流模塊和第三電容；所述Buck型PFC主電路的正輸出端通過第二開關(guān)管連接變壓器初級繞組的同名端，通 過第三開關(guān)管連接變壓器初級繞組的異名端；所述Buck型PFC主電路的負輸出端連接變壓器初級繞組的中心抽頭； 所述變壓器的次級繞組連接整流模塊； 所述第三電容并聯(lián)在所述整流模塊的輸出端。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，當所述DC/DC變換器為正激變換電路時，包括第二開關(guān)管、復位電路、變壓器、第二二極管和第三二極管、第二電 感和第三電容；所述Buck型PFC主電路的正輸出端連接變壓器初級繞組的同名端，變壓器初級繞組的 異名端通過第二開關(guān)管連接所述Buck型PFC主電路的負輸出端； 所述復位電路并聯(lián)于所述變壓器初級繞組的兩端； 所述變壓器的次級繞組同名端連接第二二極管的陽極，另一端接輸出負端； 所述第二二極管的陰極連接第三二極管的陰極和第三電容正端，第三電容負端和第 三二極管的陽極均連接輸出負端。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，當所述DC/DC變換器為 反激變換電路時，包括第二開關(guān)管、變壓器、第二二極管和第三電容；所述Buck型PFC主電路的正輸出端連接變壓器初級繞組的同名端；變壓器初級繞組的 異名端通過第二開關(guān)管連接Buck型PFC主電路的負輸出端；所述變壓器次級繞組的異名端依次通過第二二極管和第三電容連接次級繞組的同名
全文摘要
本發(fā)明提供一種高功率因數(shù)恒流電路，包括整流橋，用于將交流輸入電壓整流為整流電壓輸給Buck型PFC主電路；Buck型PFC主電路，用于接收Buck型PFC控制器的反饋信號，在反饋信號的控制下將整流電壓進行功率因數(shù)校正后向DC/DC變換電路輸出直流電壓；Buck型PFC主電路輸出電壓控制電路，用于對DC/DC變換電路的輸出電壓進行采樣，輸出控制信號給Buck型PFC控制器；Buck型PFC控制器，用于由控制信號輸出反饋信號；DC/DC變換電路，用于將Buck型PFC主電路輸出的直流電壓進行DC/DC變換后向LED負載進行恒流供電。該電路可以選取承受較低電壓的器件，這樣可以降低成本。
文檔編號H02M7/219GK101834541SQ20101019220
公開日2010年9月15日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者華桂潮, 吳新科, 葛良安 申請人:英飛特電子(杭州)有限公司