CN104968075A - 单级高功率因数的led驱动电源 - Google Patents

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Abstract

一种单级高功率因数的LED驱动电源，包括整流电路、电荷泵PFC电路和LLC谐振半桥电路，其中，电荷泵PFC电路包括：第一电容、第二电容和二极管，所述第一电容的一端分别与所述二极管的正极和所述LLC谐振半桥电路的输出端电连接，所述第一电容的另一端分别与所述二极管的负极和所述第二电容的一端电连接，所述二极管的负极与所述整流电路的负极输出端电连接，所述第二电容的另一端接工作地。采用本发明，电荷泵PFC电路只需第一电容、第二电容和二极管，相对于现有技术中的电荷泵PFC电路结构简单且节约成本。

Description

单级高功率因数的LED驱动电源
技术领域
本发明涉及LED电源领域，尤其涉及一种单级高功率因数的LED驱动电源。
背景技术
近年来，用户对LED驱动电源要求越来越高，例如，低谐波、高PF值、无频闪、体积小、效率高、成本低，由于普通的LED驱动电源采用传统的桥式整流、电容滤波电路会使AC输入电流产生严重的波形畸变，向电网注入大量的高次谐波，因此电网侧的功率因数不高，仅有0.6左右，大量的高次谐波对电网和其它电气设备造成严重谐波污染与干扰，使得的其它电气设备无法正常工作，因此为了减少谐波干扰，在LED驱动电源中增加了功率因数校正电路(即PFC)，用于提高LED驱动电源中的功率因数从而减少谐波干扰，现有技术中提高功率因数的方式主要有两种，分别为：
主动式PFC电路(也称有源式PFC电路)，PFC的英文全称为“Power FactorCorrection”，意思是“功率因数校正”。主动式PFC电路由电感电容及功率电子元器件组成，元器件较多，可将功率因数提高到0.95～0.98左右，但成本较高。
被动式PFC电路(也称无源式PFC电路)，其中被动式PFC电路又可分为：
1、电感补偿式PFC电路：是使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数，被动式PFC的功率因数只能达到0.7～0.8。
2、填谷电路式PFC电路：其特点是利用整流桥后面的填谷电路来大幅度增加整流管的导通角，通过填平谷点，使输入电流从尖峰脉冲变为接近于正弦波的波形，将功率因数提高到0.85～0.87。
3、电荷泵式PFC电路，其特点是利用电容分时充电和放电，将电网能量转移给高压储能电容,使输入平均电流为正弦波,并与电网电压同相位,将功率因数提高到0.95～0.99。
因电荷泵式PFC电路相比于主动式PFC电路结构简单，且功率因数可提高到0.95～0.99，因此选用电荷泵式PFC电路的效果为最好，而现有技术中所用的电荷泵式PFC电路一般由4只二极管和3只以上电容组成，结构依然较为复杂且因所使用的电子元器件较多，电路成本较高。
发明内容
为解决现有LED驱动电源的缺陷，本发明提供一种单级高功率因数的LED驱动电源，可解决现有技术中所用的电荷泵式PFC电路一般由4只二极管和3只以上电容组成，结构较为复杂且因所使用的电子元器件较多，电路成本较高的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种单级高功率因数的LED驱动电源，包括：输入电路、整流电路、电荷泵PFC电路和LLC谐振半桥电路，所述输入电路的输入端接入供电电网，所述输入电路的输出端分别与整流电路的第一输入端和第二输入端电连接，所述整流电路的正极输出端与所述LLC谐振半桥电路的输入端电连接，所述电荷泵PFC电路的第一端与所述整流电路的负极输出端电连接，所述电荷泵PFC电路的第二端与所述LLC谐振半桥电路的输出端电连接；所述电荷泵PFC电路包括：第一电容、第二电容和二极管，所述第一电容的一端分别与所述二极管的正极和所述LLC谐振半桥电路的输出端电连接，所述第一电容的另一端分别与所述二极管的负极和所述第二电容的一端电连接，所述二极管的负极与所述整流电路的负极输出端电连接，所述第二电容的另一端接工作地；所述LLC谐振半桥电路的输入端和LLC谐振半桥电路的输出端之间并联有高压储能电容。
进一步的，所述二极管为快恢复型二极管。
进一步的，所述高压储能电容为电解电容。
进一步的，所述LLC谐振半桥电路包括：驱动电路和谐振电路。
进一步的，所述LED驱动电源还包括：控制芯片，所述控制芯片分别与所述LLC谐振半桥电路中的驱动电路以及所述LLC谐振半桥电路的输出端电连接。
采用本发明的有益效果为：
本发明提供的单级高功率因数的LED驱动电源，包括：电荷泵PFC电路，其功率因数校正可达0.95～0.99，并且电荷泵PFC电路包括第一电容、第二电容和二极管，与现有技术中的电荷泵PFC电路包括4只二极管和3只以上电容相比，电路结构简单且节约成本。
附图说明
图1为本发明一种实施例的单级高功率因数LED驱动电源的结构示意图；
图2为本发明一种实施例的单级高功率因数LED驱动电源中的电荷泵PFC电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明进行清楚、完整的说明。
如图1、图2所示，本实施例提供了一种单级高功率因数的LED驱动电源，包括：输入电路1、整流电路2、LLC谐振半桥电路3、电荷泵PFC电路4、控制芯片5和输出电路，其中，整流电路2为桥式整流电路，该整流电路2包括：第一输入端、第二输入端、正极输出端和负极输出端，输入电路1的输入端接入供电电网，输入电路1的输出端分别与整流电路2的第一输入端、第二输入端电连接，整流电路2经输入电路1获取供电电网中的电能后进行整流并输出整流电流，整流电路2的正极输出端与LLC谐振半桥电路3的输入端电连接，用于获取整流电路2输出的整流电流，以及对获取的整流电流进行处理，并输出处理后的谐振电流，电荷泵PFC电路4的第一端A与整流电路2的负极输出端电连接，电荷泵PFC电路4的第二端B与LLC谐振半桥电路3的输出端电连接，同时，LLC谐振半桥电路3的输入端和LLC谐振半桥电路3的输出端之间并联有具有高压储能的电解电容，具体的，电荷泵PFC电路4包括：第一电容C1、第二电容C2和二极管D1，其中，二极管D1为快恢复型二极管，第一电容C1的一端分别与二极管D1的正极和LLC谐振半桥电路3的输出端电连接，第一电容C1的另一端分别与二极管D1的负极和第二电容C2的一端电连接，二极管D1的负极与整流电路2的负极输出端电连接，第二电容C2的另一端接工作地，由于电荷泵PFC电路4置于LLC谐振半桥电路3的输出端和整流电路2的负极输出端的返回电流回路中，利用第一电容C1、第二电容C2分时充电和放电的特性，将整流电路2输出的电能转移给电解电容,使输入LLC谐振半桥电路3的平均电流为正弦波,并与整流电路2输出的电压同相位，因此最终将使得LED驱动电源的输出功率因数提高到0.95～0.99，LLC谐振半桥电路3输出端还与输出电路电连接，输出电路获取LLC谐振半桥电路3输出的谐振电流后输出恒定电流。
在本实施例中，LLC谐振半桥电路3包括：驱动电路和谐振电路，驱动电路的一端与谐振电路电连接，用于控制谐振电路工作或停止工作，芯片5分别与LLC谐振半桥电路3中的驱动电路以及LLC谐振半桥电路3的输出端电连接，其中，控制芯片5包括，TX1针脚、TX2针脚、FB针脚和CS针脚，其中，FB针脚与CS针脚分别与LLC谐振半桥电路3的输出端电连接，FB针脚用于检测LLC谐振半桥电路3所输出的电压，CS针脚用于检测LLC谐振半桥电路3所输出的电流，TX1针脚和TX2针脚分别与LLC谐振半桥电路3中的驱动电路电连接，控制芯片5根据FB针脚和CS针脚所获取的LLC谐振半桥电路3中输出的电压及电流的输出情况，通过TX1针脚和TX2针脚控制LLC谐振半桥电路3中的驱动电路。
因本实施例提供的LED驱动电源中的电荷泵式PFC电路4包括：第一电容C1、第二电容C2和二极管D1相比于现有技术中所使用的电荷泵式PFC电路所需电子元器件少，电路简单，且其功率因数校正可达0.95～0.99，在保证高功率因数的情况下节约了制造成本。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种单级高功率因数的LED驱动电源，其特征在于，包括：输入电路、整流电路、电荷泵PFC电路和LLC谐振半桥电路，所述输入电路的输入端接入供电电网，所述输入电路的输出端分别与整流电路的第一输入端和第二输入端电连接，所述整流电路的正极输出端与所述LLC谐振半桥电路的输入端电连接，所述电荷泵PFC电路的第一端与所述整流电路的负极输出端电连接，所述电荷泵PFC电路的第二端与所述LLC谐振半桥电路的输出端电连接；
所述电荷泵PFC电路包括：第一电容、第二电容和二极管，所述第一电容的一端分别与所述二极管的正极和所述LLC谐振半桥电路的输出端电连接，所述第一电容的另一端分别与所述二极管的负极和所述第二电容的一端电连接，所述二极管的负极与所述整流电路的负极输出端电连接，所述第二电容的另一端接工作地；
所述LLC谐振半桥电路的输入端和LLC谐振半桥电路的输出端之间并联有高压储能电容。
2.如权利要求1所述的单级高功率因数的LED驱动电源，其特征在于，所述二极管为快恢复型二极管。
3.如权利要求1所述的单级高功率因数的LED驱动电源，其特征在于，所述高压储能电容为电解电容。
4.如权利要求1所述的单级高功率因数的LED驱动电源，其特征在于，所述LLC谐振半桥电路包括：驱动电路和谐振电路。
5.如权利要求4所述的单级高功率因数的LED驱动电源，其特征在于，所述LED驱动电源还包括：控制芯片，所述控制芯片分别与所述LLC谐振半桥电路中的驱动电路以及所述LLC谐振半桥电路的输出端电连接。
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