CN101925236A - 隔离型高功率因数反激式led驱动器原边恒流控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔离型高功率因数反激式LED驱动器原边恒流控制装置。本发明中的峰值采样保持模块的输出端接副边电流模拟模块的输入端，副边电流模拟模块的输出端接平均电流环的一个输入端，平均电流环的另一个输入端接正弦半波基准模块，平均电流环的输出端接乘法模块的一个输入端，乘法模块的另一个输入端接正弦半波产生模块，乘法模块的输出端接比较模块的一个输入端，比较模块的输出端接驱动脉冲产生模块的一个输入端，电感电流过零检测模块接驱动脉冲产生模块的另一个输入端，驱动脉冲产生模块的输出端接驱动模块。本发明无需光耦和副边反馈电路，即可实现高功率因数和输出恒流控制。

Description

隔离型高功率因数反激式LED驱动器原边恒流控制装置

技术领域

本发明属于开关电源技术领域，涉及一种隔离型高功率因数反激式LED驱动器原边恒流控制装置。

背景技术

LED的光特性通常都描述为电流的函数，而不是电压的函数，LED的正向压降微小变化会引起较大的LED电流变化，从而引起亮度的较大变化。所以，采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性，并且影响LED的可靠性、寿命和光衰。因此，LED通常采用恒流源驱动。

出于安全的考虑，很多的LED灯具均要求LED驱动器具备隔离功能，即实现输出与电网输入的电器隔离。因此，当前的LED驱动电源多采用光耦对输出采样进行反馈控制。通过对LED电流的进行采样、调制，再利用光耦将调制后的信号传送到原边的控制芯片。在控制芯片当中，该电流信号与设置好的电流基准进行比较，以控制变换器的占空比，形成负反馈控制，实现恒流输出。由于隔离反馈采用的光耦存在老化问题，影响电路的稳定性，同时弱化了电气隔离的强度。

另一方面，电力电子装置的广泛应用，给公用电网造成严重污染，谐波和无功问题日益受到重视。为了减轻电力污染的危害程度，许多国家纷纷制定了相应的标准，如国际电工委员会的谐波标准IEEE555-2和IEC1000-3-2等。LED驱动器作为一种电力电子装置，当功率超过一定值(＞5W)，也必须强制满足以上标准。因此，大功率的LED驱动器需采用功率因数校正(Power Factor Correction，简称PFC)技术，如有源功率因数校正(Active Power Factor Correction，简称APFC)技术来有效地抑制谐波。

反激式变换器由于成本低廉，广泛应用于中小功率LED驱动器。目前单端反激式变换器构成的带功率因数校正的隔离型LED驱动器大多数采用两级结构：第一种结构如图1所示：前级是PFC电路，后级是反激式变换器构成的直流-直流恒流电路；另一种结构如图2所示：前级是反激式变换器构成的PFC电路，后级是恒流控制的直流-直流变换电路。两级电路最大的缺点是电路元器件多，成本高。一种改进方案是采用单级PFC电路，如图3所示的带功率因数校正和副边恒流控制的隔离型单级反激式LED驱动器。其中，恒流控制通过采样副边电流，并经光耦反馈到原边控制实现。该方案同样存在光耦老化的问题，此外副边采样控制电路使得电路元器件数量较多。

因此，研究隔离型高功率因数反激式LED驱动器的原边恒流控制装置是一项具有挑战性的工作。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种隔离型高功率因数反激式LED驱动器原边恒流控制装置。

本发明解决技术问题所采取的技术方案为：

本发明包括峰值采样保持模块、副边电流模拟模块、平均电流环、正弦半波基准模块、正弦半波产生模块、乘法模块、比较模块、电感电流过零检测模块、驱动脉冲产生模块、驱动模块。

峰值采样保持模块的输出端接副边电流模拟模块的输入端，副边电流模拟模块的输出端接平均电流环的一个输入端，平均电流环的另一个输入端接正弦半波基准模块，平均电流环的输出端接乘法模块的一个输入端，乘法模块的另一个输入端接正弦半波产生模块，乘法模块的输出端接比较模块的一个输入端，比较模块的输出端接驱动脉冲产生模块的一个输入端，电感电流过零检测模块接驱动脉冲产生模块的另一个输入端，驱动脉冲产生模块的输出端接驱动模块。

本发明作为隔离型反激式LED驱动器的控制装置，与反激式LED驱动器的主电路共同构成开关电源，传统的单管反激式LED驱动器的主电路包括输入整流器、输入电容、吸收网络、变压器、原边开关管、原边电流采样网络、输出整流器和输出电容器。本发明的反激式LED驱动器的主电路也可以为传统单管反激式拓扑的变结构拓扑，如双管反激式变换器等。

所述的峰值采样保持模块与反激式LED驱动器主电路的原边电流采样网络相连，在每个开关周期对原边电流采样信号进行峰值采样保持，提取原边电流采样信号峰值。

所述的副边电流模拟模块接到峰值采样保持模块之后，用来模拟副边输出整流器电流。输出整流器电流波形的包络线为正弦半波，具体到单个开关周期，副边输出整流器电流波形为斜率线性下降的直角三角形。副边电流模拟模块的单个开关周期的输出波形是一矩形波，宽度等于原边开关管关断时间(约等于副边输出整流器导通时间)，幅值等于原边电流采样信号单个开关周期的峰值电压，因此面积与副边输出整流器电流波形面积的两倍成比例。

所述的正弦半波基准模块用来产生幅值固定、与反激式LED驱动器输入整流器的输出电压同频同相的正弦半波电压信号。

所述的平均电流环为一带补偿网络的运算放大器，对副边电流模拟模块的输出信号平均值与所述的正弦半波基准模块产生的正弦半波基准进行比较并对二者之间误差加以放大。

所述的正弦半波产生模块用来产生幅值随输入电压变化、与反激式LED驱动器输入整流器的输出电压同频同相的正弦半波电压信号。

所述的乘法模块的输入为平均电流环的输出和正弦半波产生电路的输出，乘法模块的输出为幅值随输入电压变化、与反激式LED驱动器输入整流器的输出电压同频同相的正弦半波电压信号。

所述的比较模块的输入分别为乘法模块的输出信号和反激式LED驱动器的原边电流采样信号。比较模块对原边电流采样信号与乘法模块的输出信号进行比较，当原边电流采样信号上升到与乘法模块的输出信号相等时，比较模块输出从低电平翻转为高电平。

所述的电感电流过零检测模块检测反激式LED驱动器的变压器辅助绕组电压信号，间接检测出变压器激磁电感电流过零点。当变压器辅助绕组电压信号降到零时，电感电流过零检测模块输出高电平。

所述的驱动脉冲产生模块根据比较模块和电感电流过零检测模块的输出电平信号产生脉冲信号：当比较模块产生一个低电平到高电平的翻转时，驱动脉冲产生模块的脉冲信号由高电平复位到低电平；当电感电流过零检测模块产生一个低电平到高电平的翻转时，驱动脉冲产生模块的脉冲信号由低电平置位到高电平；周而复始，产生脉冲序列。

所述的驱动模块用来增强所述驱动脉冲产生模块的驱动能力。

其中，所述的反激式LED驱动器工作在临界断续模式(BCM)。

其中，所述的正弦半波基准模块，可以用一直流电源替代，装置可以正常工作，但输入功率因数会变差。

其中，所述的平均电流环的运算放大器可以是电压型或电流型(跨导型)。

进一步，所述平均电流环的补偿网络可以为纯积分环节，也可以为比例积分环节，或者比例积分微分环节，属于公知技术。

其中，所述驱动模块可以是两个双极晶体管或金属氧化物半导体场效应管构成的推挽结构(图腾柱结构)，属于公知技术。

基于以上阐述，本发明的核心思想在于：通过电感电流过零检测模块检测反激式LED驱动器变压器电感电流过零点，并在变压器电感电流过零时开通原边开关管，从而使反激式LED驱动器工作在电流临界断续模式(BCM)；通过所述的峰值采样保持模块对原边电流采样信号进行峰值采样和保持，获取原边电流采样信号的峰值包络线；获取原边电流采样信号的峰值包络线之后，通过所述的副边电流模拟模块，模拟出面积与副边二极管电流两倍面积成比例的信号；将副边电流模拟模块的输出信号送到平均电流环中，利用平均电流环自身具有平均值滤波功能，在平均电流环的输入端得到与输出电流平均值成比例的正弦半波信号，通过与正弦半波基准模块产生的正弦半波基准进行比较，将二者的误差信号经过平均电流环的补偿网络进行放大，得到一误差放大的直流信号；平均电流环的输出与正弦半波产生模块产生的正弦半波信号经乘法模块相乘，得到与反激式LED驱动器输入整流器的输出电压同频、同相的正弦半波电压信号；原边电流采样信号经所述的比较模块与乘法模块的输出进行比较，使原边电流采样信号峰值包络线跟踪与输入整流器输出正弦半波成比例的乘法模块输出信号，从而实现反激式LED驱动器的高功率因数；此外原边开关管的导通时间随着输出电流变化自动进行调整，从而控制输出电流平均值为恒定值。输出电流的恒流值可以通过改变原边电流采样系数或者改变平均电流环中的正弦半波基准实现。

本发明的有益效果在于：本发明提出的隔离型高功率因数反激式LED驱动器的原边恒流控制装置，无需光耦和副边反馈电路，即可实现高功率因数和输出恒流控制。由于采用单级电路，并省去了光耦和次级反馈电路，原边核心控制电路可以集成为单芯片，元件数量减少，电路更加可靠。此外本发明的控制方法使反激式LED驱动器的原边开关管工作在电流临界断续模式(BCM)，提升了电路效率，并降低了电路的电磁干扰。

附图说明

图1为传统的带功率因数校正和恒流控制两级结构的LED驱动器；

图2为另一种带功率因数校正和恒流控制两级结构的LED驱动器；

图3为带功率因数校正和副边恒流控制的隔离型单级反激式LED驱动器；

图4为本发明与反激式LED驱动器的主电路连接示意图；

图5为本发明的第一具体实施例示意图；

图6为副边电流模拟模块模拟副边电流的原理波形分析图；

图7为本发明的第二具体实施例示意图；

图8为本发明的第三具体实施例示意图；

图9为本发明的第四具体实施例示意图

图10为本发明的第五具体实施例示意图；

图11为本发明与非隔离的升降压电路的主电路连接示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例以及附图对本发明内容进行详细说明。

参照图4，隔离型高功率因数反激式LED驱动器原边恒流控制装置包括峰值采样保持模块21、副边电流模拟模块22、正弦半波基准模块23、平均电流环24、正弦半波产生模块25、乘法模块26、比较模块27、电感电流过零检测模块28、驱动脉冲产生模块29和驱动模块30。

本发明的应用对象为反激式LED驱动器的主电路，包括输入整流桥B₁、输入电容C_in、变压器T、吸收网络、原边开关管Q₁、原边电流采样网络、输出整流器(选用二极管D₁)和输出电容器C_o。

峰值采样保持模块21与反激式LED驱动器主电路的原边电流采样网络相连，在每个开关周期对原边电流采样信号进行峰值采样保持，提取原边电流采样信号峰值。

峰值采样保持模块具体可选用中国专利(公开号：CN 101615432)公开的峰值采样保持电路。

副边电流模拟模块22接在峰值采样保持模块21之后，用来模拟输出整流器的两倍电流波形。参照图5，开关管M₁和电阻R₁构成副边电流模拟模块22的实际电路。其中M₁的控制信号由驱动脉冲产生模块29产生，与反激式LED驱动器原边开关管驱动信号逻辑相同。

进一步，副边电流模拟模块22中的开关管M₁可以是金属氧化物半导体场效应管，绝缘栅双极晶体管或双极晶体管。

图6是反激式LED驱动器工作在电流临界断续模式下原副边的关键波形，参考图6对副边电流模拟原理的详细说明：

图中v_{GS_M1}&v_{GS_Q1}是反激式LED驱动器原边开关管M₁和Q₁的驱动波形；i_pri是反激式LED驱动器原边开关管电流波形；i_soc是反激式LED驱动器副边输出整流器电流波形；v_sample是峰值采样保持模块21的输出波形；v_{DS_M1}是开关管M₁漏极和源极(集电极和发射极)两端的电压波形，v_{DS_M1}的幅值等于原边电流采样信号的峰值。根据图6可以看到，只要反激式LED驱动器工作在电流临界断续模式，在单个开关周期内，v_{DS_M1}的面积正比于副边电流面积。输出整流器电流在一个开关周期之内的平均值

为：

${\stackrel{\‾}{I}}_{\sec }=\frac{{\∫}_0^{\mathrm{DT}}{i}_{\sec }\mathrm{dt}}{T}---\left(3\right)$

其中T是反激式LED驱动器的开关周期，D是反激式LED驱动器的占空比。将输出整流器电流波形在整个工频周期的求平均值可得到输出电流I_o表达式，如式(4)所示。

$I_o=\frac{{\∫}_0^{T_{\mathrm{grid}}}\stackrel{\‾}{I_{\sec }}\mathrm{dt}}{T_{\mathrm{grid}}}---\left(4\right)$

其中，T_grid是电网周期，对于中国电网而言，T_grid＝O.02秒。

参照图6，v_{DS_M1}在一个开关周期之内的平均值可由式(5)得到：

${\stackrel{\‾}{V}}_{\mathrm{DS}\_M1}={2K}_1\frac{N_s}{N_p}{\stackrel{\‾}{I}}_{\sec }---\left(5\right)$

其中K₁是原边电流采样系数，N_p是反激式LED驱动器变压器原边匝数，N_s是反激式LED驱动器变压器副边匝数。由方程(5)可见，当电流采样系数和变压器匝数都确定之后，与成正比。

正弦半波基准模块23用来产生幅值固定、与反激式LED驱动器输入整流器的输出电压同频同相的正弦半波电压信号。

平均电流环24包括补偿网络和运算放大器。参照图5的实施例，副边电流模拟模块22的输出经电阻R₂接平均电流环24中的运算放大器负端输入，正弦半波基准模块23接平均电流环24中的运算放大器正端输入。由于平均电流环具有开关周期平均值滤波效果，因此平均电流环24的运算放大器正端输入信号为滤除了开关周期纹波之后副边电流模拟模块22输出信号的平均值。该信号与正弦半波基准模块23进行比较，二者之间误差经平均电流环24加以放大，平均电流环24的输出为一叠加了两倍交流电网频率的低频纹波和高频开关纹波的直流电平。

正弦半波产生模块25用来产生幅值随输入电压变化、与反激式LED驱动器输入整流器的输出电压同频同相的正弦半波电压信号。参照图5的实施例，正弦半波产生模块25通过电阻R₃和R₄分压实现。其中R₃一端接反激式LED驱动器输入整流器的高电平输出，另一端与R₄的一端相连；R₄的另一端接地。R₃和R₄的相连点即为所述正弦半波产生模块25的输出。

乘法模块26(选用单独的乘法器)的输入分别为平均电流环24的输出和正弦半波产生模块25的输出。由于平均电流环24的输出基本为一直流电平，正弦半波产生模块25的输出为与反激式LED驱动器输入整流器的输出同频同相的正弦半波信号，因此二者的乘积，即乘法器的输出为一稍有畸变、与反激式LED驱动器输入整流器的输出同频同相的正弦半波信号。

比较模块27包括第一比较器，其负端输入接乘法器的输出，正端输入接反激式LED驱动器原边电流采样网络的输出。当原边电流采样信号触及到乘法器的输出电平，比较模块27的输出电平从低电平翻转为高电平。比较模块27的作用是使原边开关管电流波形包络线跟随乘法器的输出信号。由于乘法器的输出为与反激式LED驱动器输入整流器的输出同频同相的正弦半波信号，因此经过调节之后的原边开关管电流波形包络线也为反激式LED驱动器输入整流器的输出同频同相的正弦半波。

假设原边开关管电流波形包络线函数为：I_pk|sinωt|，其中ω＝2π/T_grid，I_pk为原边开关管峰值电流，则可以推出副边整流管电流在一个开关周期内的平均值函数为：

${\stackrel{\‾}{I}}_{\sec }=\frac{(1-D)}{2}\frac{N_p}{N_s}{I}_{\mathrm{pk}}\left|\sin \mathrm{\ωt}\right|---\left(6\right)$

根据式(4)，输出电流的平均值为：

$I_o=\frac{(1-D)}{2}\frac{N_p}{N_s}\frac{{\∫}_0^{T_{\mathrm{grid}}}{I}_{\mathrm{pk}}\left|\sin \mathrm{\ωt}\right|\mathrm{dt}}{T_{\mathrm{grid}}}---\left(7\right)$

根据式(7)，v_{DS_M1}在一个开关周期之内的平均值为：

${\stackrel{\‾}{V}}_{\mathrm{DS}\_M1}={2K}_1\frac{N_s}{N_p}{I}_{\sec }=K_1(1-D)I_{\mathrm{pk}}\left|\sin \mathrm{\ωt}\right|---\left(8\right)$

由于平均电流环24的基准为幅值固定的正弦半波基准，由方程(8)可知，由于平均电流环24的作用，使得K₁(1-D)I_pk为常数。由于电流采样系数K₁是常数，当输入电压变化或负载变化使得I_pk发生变化时，平均电流环通过调整占空比使得(1-D)I_pk保持为常数。由方程(7)可知，当(1-D)I_pk保持为常数，输出电流平均值即可保持不变，即实现恒流输出。

参照图5，电感电流过零检测模块28包括第二比较器和延时模块，第二比较器的负端输入接反激式LED驱动器变压器的辅助绕组异名端，正端输入接地。通过检测变压器辅助绕组电压信号过零点，可间接检测出变压器电感电流过零点。当检测到变压器辅助绕组的电压信号过零，第二比较器输出高电平。由于反激式LED驱动器变压器辅助绕组电压信号过零点与原边开关管漏源极(或集电极与发射极)之间的谐振电压谷底存在一定时间差，即反激式LED驱动器变压器辅助绕组电压信号过零点要稍微超前原边开关管漏源极之间的谐振电压谷底。通过延时模块，对该时间差进行补偿，可获得原边开关管在漏源极之间的谐振电压谷底开通。

进一步，电感电流过零检测模块28中的第二比较器的正端输入也可改接一低幅值的直流电压源，减少因地线干扰而造成的误差。

驱动脉冲产生模块29可采用RS触发器实现，其中R脚接比较模块27的输出，S脚接电感电流过零检测模块28的输出：当比较模块27产生一个低电平到高电平的翻转时，驱动脉冲产生模块29的输出信号由高电平复位到低电平；当电感电流过零检测模块28产生一个低电平到高电平的翻转时，驱动脉冲产生模块29的输出信号由低电平置位到高电平，如此周而复始，产生输出脉冲序列。

驱动脉冲产生模块29的输出经驱动模块30送到反激式LED驱动器原边开关管的门极，驱动脉冲产生模块29的输出同时直接作为副边电流模拟模块22中的开关管M₁的门极信号。

图7是本发明的第二实施例，其他部分都与图5所示的实施例相同，与图5的区别是图7给出了正弦半波基准模块23一种具体实施方式。参考图7，正弦半波基准模块23包括除法器、电阻R₅、电阻R₆和电容C₁；其中，R₅一端接反激式LED驱动器输入整流器B₁的高电平输出端，另一端与R₆和C₁并联支路的一端相连，R₆和C₁并联的另一端接地。R₅、R₆和C₁构成的电网络对输入整流器的正端输出电压分压和滤波，R₅与R₆、C₁连接点电压为一叠加了较小低频纹波的直流电压，其平均值与反激式LED驱动器输入交流电压峰值成正比。正弦半波基准模块23中的除法器的除数端A接R₃和R₄的连接点，被除数端B与R₅、R₆和C₁的连接点相连，二者信号在除法器中进行相除(A/B)，使得除法器的输出为幅值恒定、与反激式LED驱动器输入整流器的输出同频同相的正弦半波信号。

图8是本发明的第三实施例，与图7所示实施例的区别主要在于本实施例分别给出了副边电流模拟模块22、正弦半波产生模块25、正弦半波基准模块23和乘法模块26另一种具体实现方式。参考图8，(1)副边电流模拟模块由开关管M₁₁、开关管M₂₂和反相器U₁₁组成；开关管M₁₁的源极接地，开关管M₁₁的漏极接开关管M₂₂源极，开关管M₁₁的门极接驱动脉冲产生模块29的Q端；开关管M₂₂的漏极接峰值采样保持模块21的输出，开关管M₂₂的门极接反相器U₁₁的输出；反相器U₁₁的输入接驱动脉冲产生模块29的Q端；开关管M₂₂的门极也可以不经反相器U₁₁，而直接接到驱动脉冲产生模块29的反相输出端

二者实现功能相同。(2)正弦半波产生模块25包括电阻R₉和晶体管M₂，电阻R₉的一端接反激式LED驱动器输入整流器B₁的高电平输出端，电阻R₉的另一端、晶体管M₂的基极、集电极均为正弦半波产生模块输出端，晶体管M₂的发射极极接地；反激式LED驱动器输入整流器B₁输出的正弦半波电压信号经R₉和晶体管M₂转换成正弦半波电流信号；其中，正弦半波产生模块25中晶体管M₂可以是金属氧化物半导体场效应管，绝缘栅双极晶体管或双极晶体管。(3)乘法模块26包括乘法器、镜像电流模块III(第三镜像电流模块)和电阻R₁₀；镜像电流模块III获取与流经R₉支路电流成比例的正弦半波电流信号，并经电阻R₁₀转换成电压信号，接到乘法器的输入负端；(4)正弦半波基准模块23包括除法器、镜像电流模块I(第一镜像电流模块)、电阻R₇、电容C₂、镜像电流模块II(第二镜像电流模块)和电阻R₈；镜像电流模块I获取与流经R₉支路电流成比例的正弦半波电流信号，并经阻容网络R₇和C₂获得与反激式LED驱动器输入交流电压幅值成比例的直流电压信号，接到除法器的除数端B；镜像电流模块II获取与流经R₉支路电流成比例的正弦半波电流信号，并经电阻R₈转换成电压信号，接到除法器的被除数端A；二者信号在除法器中进行相除(A/B)，在正弦半波基准模块23的除法器输出端产生幅值恒定、与输入整流器输出电压波形同频同相的正弦半波电压基准信号。镜像电流模块可由金属氧化物半导体场效应管或双极晶体管构成，属于公知技术。

图9是本发明的第四实施例。其中，峰值采样保持模块、平均电流环、电感电流过零检测模块、驱动脉冲产生模块、驱动模块等都与图8所示实施例相同，与图8所示实施例的主要区别在于本实施例分别给出了副边电流模拟模块22和比较模块27的又一种具体实施方式。参考图9，(1)副边电流模拟模块由开关管M₃₃、电阻R₃₃和反相器U₃₃组成；电阻R₃₃的一端接开关管M₃₃的源极，电阻R₃₃的另一端接地；开关管M₃₃的漏极接峰值采样保持模块的输出，开关管M₃₃的门极接反相器U₃₃的输出；反相器U₃₃的输入接驱动脉冲产生模块29的Q端；开关管M₃₃的门极也可以不经反相器U₃₃，而直接接到驱动脉冲产生模块的反相输出端

二者实现功能相同。(2)比较模块27包括第一比较器、镜像电流模块IV(第四镜像电流模块)、电容C₃和开关管M₃；第一比较器的正端输入是由镜像电流模块IV、电容C₃和开关管M₃产生的包络线为正弦半波的锯齿波信号，其中，镜像电流源模块IV用来获取与流经R₉支路电流成比例的正弦半波镜像电流信号；开关管M₃的门极信号来自驱动脉冲产生模块29的反相输出

开关管M₃的门极信号也可以直接由驱动脉冲产生模块29的正相输出Q经反相器反相之后得到；进一步，M₃可以是金属氧化物半导体场效应管，绝缘栅双极晶体管或双极晶体管。

图10是本发明的第五实施例。其中，副边电流模拟模块22与图7所示实施例相同，此外其他主要模块都与图9所示实施例相同，主要区别在于图10中峰值采样保持模块的输入是镜像电流模块IV、电容C₃和开关管M₃产生的包络线为正弦半波的锯齿波信号，而非图9中所示的原边电流采样网络。因此图10中，反激式LED驱动器主电路省去了原边电流采样网络。

本发明可以应用到隔离型输出，也可以应用到非隔离型输出。图11为本发明与一种非隔离的升降压(buck-boost)电路的主电路连接示意图；其中，各模块的具体实现可参考图5，图7～图10中所示的具体实施例。

本发明包括的具体模块如正弦半波信号产生电路25、正弦半波信号基准产生电路23、峰值电流采样保持电路21和副边电流模拟模块22等，本领域技术人员可以在不违背其精神的前提下，可以有多种实施方式，或通过各种不同的组合方式，形成不同的具体实施例，这里不再详细描述。

无论上文说明如何详细，还有可以有许多方式实施本发明，说明书中所述的只是本发明的一个具体实施例子。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明实施例的上述详细说明并不是穷举的或者用于将本发明限制在上述明确的形式上。在上述以示意性目的说明本发明的特定实施例和实例的同时，本领域技术人员将认识到可以在本发明的范围内进行各种等同修改。

本发明这里所提供的启示并不是必须或仅限于应用到LED驱动器，还可以应用到其它系统中。可将上述各种实施例的元件和作用相结合以提供更多的实施例。可以根据上述详细说明对本发明进行修改，在上述说明描述了本发明的特定实施例并且描述了预期最佳模式的同时，无论在上文中出现了如何详细的说明，也可以许多方式实施本发明。上述电路结构及其控制方式的细节在其执行细节中可以进行相当多的变化，然而其仍然包含在这里所公开的本发明中。

如上述一样应当注意，在说明本发明的某些特征或者方案时所使用的特殊术语不应当用于表示在这里重新定义该术语以限制与该术语相关的本发明的某些特定特点、特征或者方案。总之，不应当将在随附的权利要求书中使用的术语解释为将本发明限定在说明书中公开的特定实施例，除非上述详细说明部分明确地限定了这些术语。因此，本发明的实际范围不仅包括所公开的实施例，还包括在权利要求书之下实施或者执行本发明的所有等效方案。

Claims (6)

1.隔离型高功率因数反激式LED驱动器原边恒流控制装置，包括峰值采样保持模块、副边电流模拟模块、平均电流环、正弦半波基准模块、正弦半波产生模块、乘法模块、比较模块、电感电流过零检测模块、驱动脉冲产生模块和驱动模块，其特征在于：

峰值采样保持模块的输出端接副边电流模拟模块的输入端，副边电流模拟模块的输出端接平均电流环的一个输入端，平均电流环的另一个输入端接正弦半波基准模块，平均电流环的输出端接乘法模块的一个输入端，乘法模块的另一个输入端接正弦半波产生模块，乘法模块的输出端接比较模块的一个输入端，比较模块的输出端接驱动脉冲产生模块的一个输入端，电感电流过零检测模块接驱动脉冲产生模块的另一个输入端，驱动脉冲产生模块的输出端接驱动模块。

2.根据权利要求1所述的隔离型高功率因数反激式LED驱动器原边恒流控制装置，其特征在于：

所述的副边电流模拟模块由开关管M₁和电阻R₁组成；电阻R₁的一端接峰值采样保持模块、另一端接开关管M₁的漏极且作为副边电流模拟模块的输出端，开关管M₁的源极接地，开关管M₁的门极接驱动脉冲产生模块的Q端；

所述的平均电流环由带补偿网络的运算放大器和电阻R₂组成；电阻R₂的一端接副边电流模拟模块的输出端、另一端接运算放大器的负端，运算放大器的正端接正弦半波基准模块的输出端；

所述的正弦半波产生模块由电阻R₃和电阻R₄组成，电阻R₃的一端和电阻R₃的一端均与乘法器的另一个输入端连接，电阻R₃的另一端接反激式LED驱动器输入整流器B₁的高电平输出端，电阻R₄的另一端接地；

所述的乘法模块包括乘法器；

所述的比较模块包括第一比较器；

所述的电感电流过零检测模块由第二比较器和延时模块组成，第二比较器的负端输入接反激式LED驱动器变压器的辅助绕组异名端，正端输入接地；第二比较器的输出端接延时模块；

所述的驱动脉冲产生模块包括RS触发器，比较模块的输出端接RS触发器的R端，电感电流过零检测模块接RS触发器的S端，RS触发器的Q端作为驱动脉冲产生模块的输出端。

3.根据权利要求1所述的隔离型高功率因数反激式LED驱动器原边恒流控制装置，其特征在于：

所述的副边电流模拟模块由开关管M₁和电阻R₁组成；电阻R₁的一端接峰值采样保持模块、另一端接开关管M₁的漏极且作为副边电流模拟模块的输出端，开关管M₁的源极接地，开关管M₁的门极接驱动脉冲产生模块的Q端；

所述的正弦半波基准模块包括除法器、电阻R₅、电阻R₆和电容C₁；电阻R₅的一端、电阻R₆的一端和电容C₁的一端均与除法器的除数端连接，电阻R₅的另一端接反激式LED驱动器输入整流器B₁的高电平输出端，电阻R₆的一端和电容C₁的一端均接地，除法器的被除数端接乘法器的一个输入端，除法器输出端作为正弦半波基准模块的输出端；

所述的平均电流环由带补偿网络的运算放大器和电阻R₂组成；电阻R₂的一端接副边电流模拟模块的输出端、另一端接运算放大器的负端，运算放大器的正端接正弦半波基准模块的输出端；

所述的正弦半波产生模块由电阻R₃和电阻R₄组成，电阻R₃的一端和电阻R₃的一端均与乘法器的另一个输入端连接，电阻R₃的另一端接反激式LED驱动器输入整流器B₁的高电平输出端，电阻R₄的另一端接地；

所述的比较模块包括第一比较器；

所述的电感电流过零检测模块由第二比较器和延时模块组成，第二比较器的负端输入接反激式LED驱动器变压器的辅助绕组异名端，正端输入接地；第二比较器的输出端接延时模块；

所述的驱动脉冲产生模块包括RS触发器，比较模块的输出端接RS触发器的R端，电感电流过零检测模块接RS触发器的S端，RS触发器的Q端作为驱动脉冲产生模块的输出端。

4.根据权利要求1所述的隔离型高功率因数反激式LED驱动器原边恒流控制装置，其特征在于：

所述的副边电流模拟模块由开关管M₁₁、开关管M₂₂和反相器U₁₁组成；开关管M₁₁的源极接地，开关管M₁₁的漏极接开关管M₂₂源极，开关管M₁₁的门极接驱动脉冲产生模块的Q端；开关管M₂₂的漏极接峰值采样保持模块的输出，开关管M₂₂的门极接反相器U₁₁的输出；反相器U₁₁的输入接驱动脉冲产生模块的Q端；

所述的正弦半波基准模块包括除法器、电阻R₇、电阻R₈、电容C₂、第一电流镜像模块和第二电流镜像模块；电阻R₇的一端和电容C₂的一端接地，电阻R₇的另一端、电容C₂的另一端、第一电流镜像模块输出端均与除法器除数端连接；第一电流镜像模块输入端接正弦半波产生模块的输出端；电阻R₈的一端和第二电流镜像模块的输出端均与除法器被除数端连接，电阻R₈的另一端接地，第二电流镜像模块的输入端接正弦半波产生模块的输出端；

所述的平均电流环由带补偿网络的运算放大器和电阻R₂组成；电阻R₂的一端接副边电流模拟模块的输出端、另一端接运算放大器的负端，运算放大器的正端接正弦半波基准模块的输出端；

所述的正弦半波产生模块由电阻R₉和晶体管M₂组成，电阻R₉的一端接反激式LED驱动器输入整流器B₁的高电平输出端，电阻R₉的另一端、晶体管M₂的基极、集电极均为正弦半波产生模块输出端，晶体管M₂的漏极接地；

所述的乘法模块包括第三电流镜像模块、电阻R₁₀和乘法器，乘法器的一个输入端作为乘法模块的一个输入端，第三电流镜像模块输入端作为乘法模块的另一个输入端，第三电流镜像模块输出端、电阻R₁₀的一端均与乘法器的另一个输入端连接，电阻R₁₀的另一端接地；

所述的比较模块包括第一比较器；

所述的电感电流过零检测模块由第二比较器和延时模块组成，第二比较器的负端输入接反激式LED驱动器变压器的辅助绕组异名端，正端输入接地；第二比较器的输出端接延时模块；

所述的驱动脉冲产生模块包括RS触发器，比较模块的输出端接RS触发器的R端，电感电流过零检测模块接RS触发器的S端，RS触发器的Q端作为驱动脉冲产生模块的输出端。

5.根据权利要求1所述的隔离型高功率因数反激式LED驱动器原边恒流控制装置，其特征在于：

所述的副边电流模拟模块由开关管M₃₃、电阻R₃₃和反相器U₃₃组成；电阻R₃₃的一端接开关管M₃₃的源极，电阻R₃₃的另一端接地；开关管M₃₃的漏极接峰值采样保持模块的输出，开关管M₃₃的门极接反相器U₃₃的输出；反相器U₃₃的输入接驱动脉冲产生模块的Q端；

所述的正弦半波基准模块包括除法器、电阻R₇、电阻R₈、电容C₂、第一电流镜像模块和第二电流镜像模块；电阻R₇的一端和电容C₂的一端接地，电阻R₇的另一端、电容C₂的另一端、第一电流镜像模块输出端均与除法器除数端连接；第一电流镜像模块输入端接正弦半波产生模块的输出端；电阻R₈的一端和第二电流镜像模块的输出端均与除法器被除数端连接，电阻R₈的另一端接地，第二电流镜像模块的输入端接正弦半波产生模块的输出端；

所述的平均电流环由带补偿网络的运算放大器和电阻R₂组成；电阻R₂的一端接副边电流模拟模块的输出端、另一端接运算放大器的负端，运算放大器的正端接正弦半波基准模块的输出端；

所述的正弦半波产生模块由电阻R₉和晶体管M₂组成，电阻R₉的一端接反激式LED驱动器输入整流器B₁的高电平输出端，电阻R₉的另一端、晶体管M₂的基极、集电极均为正弦半波产生模块输出端，晶体管M₂的漏极接地；

所述的乘法模块包括第三电流镜像模块、电阻R₁₀和乘法器，乘法器的一个输入端作为乘法模块的一个输入端，第三电流镜像模块输入端作为乘法模块的另一个输入端，第三电流镜像模块输出端、电阻R₁₀的一端均与乘法器的另一个输入端连接，电阻R₁₀的另一端接地；

所述的比较模块包括第一比较器、第四电流镜像模块、开关管M₃和电容C₃，第一比较器的负端接乘法模块的输出端，第一比较器的输出端为比较模块的输出端，第一比较器的正端、第四电流镜像模块输出端、电容C₃的一端均与开关管M₃的的漏极连接，电容C₃的另一端和开关管M₃的源极接地，开关管M₃的门极接RS触发器的

端，第四电流镜像模块输如端接正弦半波产生模块输出端；

所述的电感电流过零检测模块由第二比较器和延时模块组成，第二比较器的负端输入接反激式LED驱动器变压器的辅助绕组异名端，正端输入接地；第二比较器的输出端接延时模块；

所述的驱动脉冲产生模块包括RS触发器，比较模块的输出端接RS触发器的R端，电感电流过零检测模块接RS触发器的S端，RS触发器的Q端作为驱动脉冲产生模块的输出端。

6.根据权利要求1所述的隔离型高功率因数反激式LED驱动器原边恒流控制装置，其特征在于：

所述的副边电流模拟模块由开关管M₁和电阻R₁组成；电阻R₁的一端接峰值采样保持模块、另一端接开关管M₁的漏极且作为副边电流模拟模块的输出端，开关管M₁的源极接地，开关管M₁的门极接驱动脉冲产生模块的Q端；

所述的正弦半波基准模块包括除法器、电阻R₇、电阻R₈、电容C₂、第一电流镜像模块和第二电流镜像模块；电阻R₇的一端和电容C₂的一端接地，电阻R₇的另一端、电容C₂的另一端、第一电流镜像模块输出端均与除法器除数端连接；第一电流镜像模块输入端接正弦半波产生模块的输出端；电阻R₈的一端和第二电流镜像模块的输出端均与除法器被除数端连接，电阻R₈的另一端接地，第二电流镜像模块的输入端接正弦半波产生模块的输出端；

所述的平均电流环由带补偿网络的运算放大器和电阻R₂组成；电阻R₂的一端接副边电流模拟模块的输出端、另一端接运算放大器的负端，运算放大器的正端接正弦半波基准模块的输出端；

所述的正弦半波产生模块由电阻R₉和晶体管M₂组成，电阻R₉的一端接反激式LED驱动器输入整流器B₁的高电平输出端，电阻R₉的另一端、晶体管M₂的基极、集电极均为正弦半波产生模块输出端，晶体管M₂的漏极接地；

所述的乘法模块包括第三电流镜像模块、电阻R₁₀和乘法器，乘法器的一个输入端作为乘法模块的一个输入端，第三电流镜像模块输入端作为乘法模块的另一个输入端，第三电流镜像模块输出端、电阻R₁₀的一端均与乘法器的另一个输入端连接，电阻R₁₀的另一端接地；

所述的比较模块包括第一比较器、第四电流镜像模块、开关管M₃和电容C₃，第一比较器的负端接乘法模块的输出端，第一比较器的输出端为比较模块的输出端，第一比较器的正端、第四电流镜像模块输出端、电容C₃的一端均与开关管M₃的的漏极连接，电容C₃的另一端和开关管M₃的源极接地，开关管M₃的门极接RS触发器的

端，第四电流镜像模块输如端接正弦半波产生模块输出端；

所述的电感电流过零检测模块由第二比较器和延时模块组成，第二比较器的负端输入接反激式LED驱动器变压器的辅助绕组异名端，正端输入接地；第二比较器的输出端接延时模块；

所述的驱动脉冲产生模块包括RS触发器，比较模块的输出端接RS触发器的R端，电感电流过零检测模块接RS触发器的S端，RS触发器的Q端作为驱动脉冲产生模块的输出端。

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