专利名称：一种基于功率因数校正和原边反馈控制的led照明电源控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种LED照明电源控制器，尤其涉及一种基于功率因数校正和原边反馈控制的LED照明电源控制器。
背景技术：
传统照明技术存在发光效率低、耗电量大、使用寿命短等缺点，LED照明具有寿命长、节能、安全、绿色环保等优点，正在迅速替代传统照明。传统的LED驱动电源均由交流-直流转换器调整而来，这种系统的主要缺点一是相对传统照明来说驱动系统复杂，成本高，体积较大；二是功率因数较低，对电网污染大，对LED照明电源普及不利。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种LED照明电源控制器，通过采用原边反馈控制技术(PSR技术)减少外围电路组件，降低成本，同时引入功率因数校正技术(PFC技术)使LED照明电源系统获得高的功率因数和效率。为了达到上述目的，本发明提供了以下技术方案一种基于功率因数校正和原边反馈控制的LED照明电源控制器，其特征在于，包括检测器，用于侦测原边变压器电压和原边电流信号，将关断时间的原边变压器电压与谷值基准电压进行比较得到开关开通信号，将开通时间的原边变压器电压与原边电流信号进行运算后与限流基准电压进行比较得到开关关断信号；时序控制器，用于根据开关开通信号、开关关断信号和时钟信号确定开关的导通时间和关断时间，输出开通逻辑信号和关断逻辑信号；驱动器，用于根据开通逻辑信号和关断逻辑信号确定开关管开通与关断时间，并且以恒定电流驱动开关管。优选的，所述检测器包括基准电压源、谷值电压比较器、运算放大单元、限流比较器、锁存器，其中，所述基准电压源，用于输出谷值基准电压和限流基准电压信号，提供给谷值电压比较器及限流比较器用；所述谷值电压比较器，用于比较原边变压器电压与谷值基准电压，当原边变压器电压达到谷值时输出开关开通信号；所述运算放大单元，用于将检测到的原边电流信号与开通时间的原边变压器电压进行运算，再进行放大处理，所得结果提供给限流比较器；所述限流比较器，用于比较所述运算放大单元的结果与限流基准电压，输出开关关断信号；所述锁存器，用于锁存开关开通信号和开关关断信号。
优选的，所述运算放大单元的输出端通过补偿电容接地。优选的，所述时序控制器包括振荡器、开通时间计数器、关断时间计数器，其中，所述振荡器，用于产生时钟信号，提供给开通时间计数器、关断时间计数器和驱动器使用；所述开通时间计数器，用于根据开关开通信号、开关关断信号产生的导通时间和时钟信号相比较产生开通逻辑信号；所述关断时间计数器，用于根据开关开通信号、开关关断信号产生的关断时间和时钟信号相比较产生关断逻辑信号。优选的，所述驱动器包括基准电流源、逻辑与门和恒流驱动门；所述基准电流源，用于输出基准电流及偏置电流信号；所述逻辑与门，用于将开通逻辑信号、关断逻辑信号及时钟信号进行逻辑组合得到开关逻辑控制信号；所述恒流驱动门，用于根据基准电流信号和开关逻辑控制信号驱动LED电源的开关管。与现有技术相比，本发明所述的PFC+PSR LED照明电源控制技术通过检测器侦测LED照明电源系统的原边变压器谷值电压产生电源开通信号，由振荡器产生的固定系统时钟通过开通时间计数器确定LED照明电源开关的固定导通时间，由关断时间计数器将第N次的开关关断时间与最小/最大关断时间进行比较，以屏蔽/输出关断时间信号。最后通过恒定电流驱动器控制LED照明电源开关的开通与关断。本发明通过采用原边反馈控制技术(PSR技术)减少外围电路组件，降低成本，同时引入功率因数校正控制技术使LED照明电源系统获得高功率因数和效率。
图1是本发明所述的LED照明电源的第一实施例的结构框图；图2是本发明所述的LED照明电源包括的检测器的结构框图；图3是本发明所述的LED照明电源包括的转换器的结构框图；图4是本发明所述的LED照明电源包括的驱动器的结构框图；图5为本发明所述的LED照明电源谷值电压采样功能时序图；图6是本发明所述的LED照明电源的典型应用电路图；图7是本发明所述的LED照明电源的第二实施例的结构框图；图8是本发明所述的LED照明电源的PFC控制功能的时序图。
具体实施例方式为使得本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明再做进一步详细的说明。本发明的具体实施的方式不仅限于下面的描述，现结合附图加以进一步的说明。如图1所示，本发明所述的LED光源的调节装置的第一实施例包括检测器3、时序控制器4和驱动器5 ；所述检测器3的输入信号是系统原边电压/电流信号，所述检测器3的输出信号是N22，N22包括电压检测信号和电流检测信号；所述时序控制器4的输入信号是所述检测器3的输出信号N22，所述时序控制器4输出开通信号及关断信号N23;所述驱动器5的输入信号是转换器202输出的基准电压信号N23和经过开关电源后的电源输入信号；所述检测器3，用于侦测原边变压器工作电压，当原边开关电压达到谷值时输出谷值电压检测信号，并结合原边反馈控制技术使系统实现可以不需要次级边的反馈电路的控制模式；所述时序控制器4，用于确定LED照明电源开关的固定导通时间，及根据电压检测信号/电流检测信号控制LED照明电源开关的关断时间；所述驱动器5，用于在LED光源的电源开关第N次开启后，根据控制逻辑信号调节LED光源的亮度及输入电流控制第N+1次开关的开启时间与关断时间；N为正整数。本发明所述的功率因数校正技术的理论推导如下，本发明所述LED照明电源采用谷值电压开启技术，由所述电压检测器检测原边变压器谷值电压得到开关开启信号，即边界导通模式。首先假设系统PF值为I可以推出瞬时输入功率的正弦平方定律，
权利要求
1.一种基于功率因数校正和原边反馈控制的LED照明电源控制器，其特征在于，包括: 检测器，用于侦测原边变压器电压和原边电流信号，将关断时间的原边变压器电压与谷值基准电压进行比较得到开关开通信号，将开通时间的原边变压器电压与原边电流信号进行运算后与限流基准电压进行比较得到开关关断信号； 时序控制器，用于根据开关开通信号、开关关断信号和时钟信号确定开关的导通时间和关断时间，输出开通逻辑信号和关断逻辑信号； 驱动器，用于根据开通逻辑信号和关断逻辑信号确定开关管开通与关断时间，并且以恒定电流驱动开关管。
2.如权利要求1所述的基于功率因数校正和原边反馈控制的LED照明电源控制器，其特征在于: 所述检测器包括基准电压源、谷值电压比较器、运算放大单元、限流比较器、锁存器，其中， 所述基准电压源，用于输出谷值基准电压和限流基准电压信号，提供给谷值电压比较器及限流比较器用； 所述谷值电压比较器，用于比较原边变压器电压与谷值基准电压，当原边变压器电压达到谷值时输出开关开通信号； 所述运算放大单元，用于将检测到的原边电流信号与开通时间的原边变压器电压进行运算，再进行放大处理，所得结果提供给限流比较器； 所述限流比较器，用于比较所述运算放大单元的结果与限流基准电压，输出开关关断信号;` 所述锁存器，用于锁存开关开通信号和开关关断信号。
3.如权利要求2所述的基于功率因数校正和原边反馈控制的LED照明电源控制器，其特征在于: 所述运算放大单元的输出端通过补偿电容接地。
4.如权利要求1所述的基于功率因数校正和原边反馈控制的LED照明电源控制器，其特征在于: 所述时序控制器包括振荡器、开通时间计数器、关断时间计数器，其中， 所述振荡器，用于产生时钟信号，提供给开通时间计数器、关断时间计数器和驱动器使用； 所述开通时间计数器，用于根据开关开通信号、开关关断信号产生的导通时间和时钟信号相比较产生开通逻辑信号； 所述关断时间计数器，用于根据开关开通信号、开关关断信号产生的关断时间和时钟信号相比较产生关断逻辑信号。
5.如权利要求1所述的基于功率因数校正和原边反馈控制的LED照明电源控制器，其特征在于: 所述驱动器包括基准电流源、逻辑与门和恒流驱动门； 所述基准电流源，用于输出基准电流及偏置电流信号； 所述逻辑与门，用于将开通逻辑信号、关断逻辑信号及时钟信号进行逻辑组合得到开关逻辑控制信号；所述恒流驱动门， 用于根据基准电流信号和开关逻辑控制信号驱动LED电源的开关管。
全文摘要
本发明提供了一种基于功率因数校正和原边反馈控制的LED驱动电路，包括检测器，用于侦测原边变压器电压和原边电流信号，输出开关开通信号和开关关断信号；时序控制器，根据开关开通信号、开关关断信号和时钟信号输出开通逻辑信号和关断逻辑信号；驱动器，用于根据开通逻辑信号和关断逻辑信号确定开关管开通与关断时间，并且以恒定电流驱动开关管。本发明采用的功率因数校正PFC控制技术使功率因数接近1，提高供电效率，减少电网污染，采用的原边反馈PSR控制技术，在原边即可采样次级边电压及电流信号，大大减少外围器件数量，降低系统成本及成品体积，这两种控制技术的完美结合为LED照明的推广和普及提供有利条件。
文档编号H05B37/02GK103079316SQ20131000585
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月8日 优先权日2013年1月8日
发明者刘洪涛, 朱樟明, 励勇远 申请人:成都启臣微电子有限公司