CN105245120A

CN105245120A - 一种ac-dc单级控制芯片及其控制系统

Info

Publication number: CN105245120A
Application number: CN201510691634.0A
Authority: CN
Inventors: 宋利军; 许煌樟
Original assignee: Microelectronics Co Ltd Of Shenzhen City First Stable
Current assignee: Microelectronics Co Ltd Of Shenzhen City First Stable
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2035-10-23
Also published as: CN105245120B

Abstract

本发明公开了一种AC-DC单级控制芯片及其控制系统，降低了自供电高压结型场效应管的功耗，改进了现有单级高功率因素AC-DC芯片性能；通过内部集成了高压结型场效应管省去了控制芯片的电源电压引脚的外围启动电阻，通过芯片内的电源电压欠压及电压比较单元的充放电技术降低了高压结型场效应管的功耗；减少了外围器件，降低成本，具有很强的市场推广前景。

Description

一种AC-DC单级控制芯片及其控制系统

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，尤其涉及的是一种AC-DC单级控制芯片及其控制系统。

背景技术

随着AC-DC技术发展的逐渐成熟，低功耗成为AC-DC芯片的关键性能。请参阅图1，图1为现有的非隔离型单级LED驱动系统的电路示意图，现有非隔离型单级LED驱动系统，包括由二极管D1、D2、D3、D4构成的整流桥、输入电容C1、VCC启动电阻R1、稳压电容C2、外置功率管M1、CS采样电阻R2、电感L1、FB反馈电阻串R4和R3、负载LEDDx（也就是LED灯组，包括串联的多个LED）、负载电容C3、续流二极管D5和控制芯片U1；各个电路元件间的连接关系如图1所示。

请参阅图2，图2为现有的隔离型单级LED驱动系统的电路示意图，现有的隔离型单级LED驱动系统，包括由二极管D1、D2、D3、D4构成的整流桥，输入电容C1，VCC启动电阻R1和稳压电容C2，外置功率管M1，CS采样电阻R2，初级绕组Np、次级绕组Ns，由电阻R5、电容C3、二极管D5组成的初级绕组续流电路，负载LEDDx，负载电容C4，续流二极管D6，及控制芯片U1;各个电路元件间的连接关系如图2所示。

在图1及图2中，控制芯片相同，且图1和图2中都需要控制芯片的VCC脚（即电源电压引脚）上连接一个启动电阻R1，而启动电阻R1需要额外的成本和系统空间，随着高压工艺的不断发展，外置启动电阻可被内置的高压JFET（结型场效应管）逐步取代，但是这种内置高压JFET供电技术存在的缺陷是在高线电压时其功耗很大，会引起控制芯片发热及效率降低。现有的单级高功率因素AC-DC芯片性能不高，自供电高压JFET的功耗较高。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种AC-DC单级控制芯片及其控制系统，旨在解决现有的控制芯片功耗大，效率低的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种AC-DC单级控制芯片，其中，包括：

芯片本体；

设置在芯片本体内部的电路，其进一步包括：过零检测单元、误差放大单元、采样电压比较单元、采样单元、控制及驱动单元、电源电压欠压及电压比较单元、电源电压充电开关单元、结型场效应管单元、内部电源单元、功率因素校正单元和输出补偿单元；

其中，采样单元依次通过采样电压比较单元和电源电压欠压及电压比较单元连接内部电源单元；采样单元还通过误差放大单元连接输出补偿单元；输出补偿单元通过功率因素校正单元连接控制及驱动单元；控制及驱动单元连接过零检测单元；结型场效应管单元通过电源电压充电开关单元分别连接电源电压欠压及电压比较单元和内部电源单元。

所述的AC-DC单级控制芯片，其中，所述芯片本体上设置有若干与芯片本体内电路相连的引脚，所述引脚包括：电源电压引脚、接地引脚、反馈引脚、采样引脚、输入引脚和输出引脚。

所述的AC-DC单级控制芯片，其中，采样单元连接采样引脚；结型场效应管单元连接输入引脚；控制及驱动单元连接输出引脚；电源电压引脚分别连接电源电压欠压及电压比较单元和内部电源单元；过零检测单元连接反馈引脚。

所述的AC-DC单级控制芯片，其中，所述电源电压欠压及电压比较单元包括：电源电压欠压单元和电源电压比较单元；所述电源电压比较单元包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、电源电压比较器、第一反相器、第二反相器和第三反相器；

所述第一反相器的输入端连接采样电压比较单元，第一反相器的输入端还分别连接第一开关的控制端和第二开关的控制端；第一反相器的输出端分别连接第三开关的控制端和第四开关的控制端；所述第一开关的一端连接电源电压第一分压端，第一开关的另一端连接第五开关的一端；所述第三开关的一端连接电源电压第三分压端，第三开关的另一端连接第五开关的一端；所述第二开关的一端连接电源电压第二分压端，第二开关的另一端连接第六开关的一端；所述第四开关的一端连接电源电压第四分压端，第四开关的另一端连接第六开关的一端；所述第五开关的另一端和第六开关的另一端连接电源电压比较器的反相输入端；电源电压比较器的同相输入端连接第一内部参考电压端；电源电压比较器的输出端连接第二反相器的输入端；第二反相器的输出端连接第六开关的控制端，第二反相器的输出端还连接第三反相器的输入端；第三反相器的输出端连接第五开关的控制端，第三反相器的输出端还连接电源电压充电开关单元。

所述的AC-DC单级控制芯片，其中，所述采样电压比较单元包括：采样比较器和采样电路；所述采样比较器的反相输入端连接采样电路；所述采样比较器的同相输入端连接第二内部参考电压端；采样比较器的输出端连接电源电压欠压及电压比较单元。

一种非隔离型单级LED控制系统，其中，包括：整流桥、输入电容、电源电压电容、采样电阻、电感、第一反馈电阻、第二反馈电阻、LED灯组、电感续流二极管、功率管和上述的AC-DC单级控制芯片；

其中，控制芯片的输入引脚分别通过整流桥和输入电容接地；控制芯片的输入引脚还通过整流桥连接交流电压端；控制芯片的输入引脚还连接功率管的漏极；控制芯片的电源电压引脚通过电源电压电容接地；控制芯片的输出引脚连接功率管的栅极；控制芯片的采样引脚连接功率管的源极；控制芯片的采样引脚还连接电感续流二极管的阴极，电感续流二极管的阳极接地；控制芯片的采样引脚还通过采样电阻接地；控制芯片的采样引脚还依次通过采样电阻和电感连接LED灯组的正极；LED灯组的负极接地；控制芯片的反馈引脚通过第一反馈电阻连接LED灯组的正极，控制芯片的反馈引脚还通过第二反馈电阻接地；控制芯片的接地引脚接地。

所述的非隔离型单级LED控制系统，其中，所述功率管为NMOS管。

一种隔离型单级LED控制系统，其中，包括：整流桥、输入电容、电源电压电容、原边绕组吸收回路、功率管、采样电阻、变压器、续流二极管、LED灯组和上述的AC-DC单级控制芯片；

其中，控制芯片的输入引脚分别通过整流桥和输入电容接地；控制芯片的输入引脚还通过整流桥连接交流电压端；控制芯片的输入引脚还通过原边绕组吸收回路连接变压器的初级绕组的一端；变压器的初级绕组的另一端连接功率管的漏极；功率管的栅极连接控制芯片的输出引脚；功率管的源极连接控制芯片的采样引脚；控制芯片的采样引脚还通过采样电阻接地；控制芯片的电源电压引脚通过电源电压电容接地；控制芯片的接地引脚接地；变压器的次级绕组的一端连接续流二极管的阳极，续流二极管的阴极连接LED灯组的正极；变压器的次级绕组的另一端连接LED灯组的负极；LED灯组的负极还接地。

所述的隔离型单级LED控制系统，其中，所述功率管为NMOS管。

所述的隔离型单级LED控制系统，其中，所述原边绕组吸收回路包括电阻、电容和二极管；所述二极管的阳极分别连接功率管的漏极和变压器的初级绕组的另一端；二极管的阴极通过电阻连接控制芯片的输入引脚；二极管的阴极还通过电容连接控制芯片的输入引脚；二极管的阴极还通过电容连接变压器的初级绕组的一端。

有益效果：

本发明的AC-DC单级控制芯片及其控制系统，改进了现有单级高功率因素AC-DC芯片性能，降低了自供电高压JFET的功耗；通过内部集成了高压JFET（结型场效应管）省去了控制芯片的VCC引脚的外围供电电阻，通过芯片内的电源电压欠压及电压比较单元的充放电技术降低了高压JFET的功耗；减少了外围器件，降低成本，具有很强的市场推广前景。

附图说明

图1为现有的非隔离型单级LED驱动系统的电路示意图。

图2为现有的隔离型单级LED驱动系统的电路示意图。

图3为本发明提供的AC-DC单级控制芯片的示意图。

图4为本发明提供的AC-DC单级控制芯片的电源电压比较单元示意图。

图5为本发明提供的AC-DC单级控制芯片的采样电压比较单元示意图。

图6为本发明提供的AC-DC单级控制芯片的电源电压引脚充放电原理与电源电压引脚电压波形示意图。

图7为本发明提供的非隔离型单级LED控制系统的电路示意图。

图8为本发明提供的隔离型单级LED控制系统的电路示意图。

具体实施方式

本发明提供一种AC-DC单级控制芯片及其控制系统，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图3，图3为本发明提供的AC-DC单级控制芯片的示意图。所述AC-DC单级控制芯片，包括：芯片本体；

设置在芯片本体内部的电路，其进一步包括：过零检测单元401、误差放大单元402、采样电压比较单元403、采样单元404、控制及驱动单元405、电源电压欠压及电压比较单元406、电源电压充电开关单元407、结型场效应管单元408、内部电源单元409、功率因素校正单元410和输出补偿单元411；

其中，采样单元404依次通过采样电压比较单元403和电源电压欠压及电压比较单元406连接内部电源单元409；采样单元404还通过误差放大单元402连接输出补偿单元411；输出补偿单元411通过功率因素校正单元410连接控制及驱动单元405；控制及驱动单元405连接过零检测单元401；结型场效应管单元408通过电源电压充电开关单元407分别连接电源电压欠压及电压比较单元406和内部电源单元409。

在实际应用时，误差放大单元402为运算放大器，其反相输入端连接采样单元404，其同相输入端连接内部参考电压端，此处的内部参考电压端的电压优选为200mV。该运算放大器的输出端分别连接功率因素校正单元410和输出补偿单元411。电源电压充电开关单元407可为一模拟开关，其控制端连接电源电压欠压及电压比较单元406，也就是说，电源电压欠压及电压比较单元406控制电源电压充电开关单元407的开闭。

其中，所述过零检测单元401具体为电感电流过零检测器401，在每个周期检测判断电感电流放电结束，其输出信号用于决定功率管下个周期的开启，这样的话，控制芯片可以保证系统工作在临界模式。所述误差放大单元402用于将内部200mV基准电压和所述采样单元404采样后的电压误差放大；所述输出补偿单元411用于保证系统在正常工作时误差放大器的输出电压保持在一个稳定值，以达到实现LED电流恒流的目的；所述功率因素校正单元410根据所述误差放大单元402的输出信号，产生一个导通时间TON固定的信号，芯片每个开关周期跟据此固定时间TON信号，可以实现电感电流峰值随着线电压包络的变化而变化，也就是电感电流与线电压相位保持一致，实现了高PFC（功率因素）值；所述采样电压比较单元403的作用是逐周期比较控制芯片的采样引脚采样的电压与内部固定参考电压信号，然后将比较输出信号用于控制电源电压欠压及电压比较单元406；所述控制及驱动单元405根据各种输入信号，产生内部功率管的驱动信号；所述电源电压欠压及电压比较单元406包括2个功能，一是跟据电源电压引脚的电压信号的大小来决定芯片处于开启还是关断，二是跟据电源电压引脚的电压大小及采样电压的大小来决定所述电源电压充电开关单元407的开启或关断；所述内部电源单元409给内部各个单元供电；所述结型场效应管单元408，具体为高压JFET（JunctionField-EffectTransistor，结型场效应晶体管），用于给外置的电源电压电容充电，起到芯片供电的作用。

请继续参阅图3，进一步地，所述芯片本体上设置有若干与芯片本体内电路相连的引脚，所述引脚包括：电源电压引脚VCC、接地引脚GND、反馈引脚FB、采样引脚CS、输入引脚D和输出引脚GATE。

优选地，采样单元404连接采样引脚CS；结型场效应管单元408连接输入引脚D；控制及驱动单元405连接输出引脚GATE；电源电压引脚VCC分别连接电源电压欠压及电压比较单元406和内部电源单元409；过零检测单元401连接反馈引脚FB。

为了解决现有存在的JFET损耗大的问题，如图3所示的AC-DC单级控制芯片，在结型场效应管单元408与电源电压引脚VCC之间串联了所述电源电压充电开关单元407，此开关的打开与关断由电源电压欠压及电压比较单元406的输出信号控制。而现有的D引脚与VCC引脚直接经过所述高压JFET连接，当线电压较高的时候，所述高压JFET两端的压降很大，从而会带来较大的损耗。本发明的AC-DC单级控制芯片，功耗较低，效果高。

请参阅图4，图4为本发明提供的AC-DC单级控制芯片的电源电压比较单元示意图。所述电源电压欠压及电压比较单元406包括：电源电压欠压单元和电源电压比较单元；所述电源电压比较单元包括：第一开关311、第二开关312、第三开关313、第四开关314、第五开关315、第六开关316、电源电压比较器317、第一反相器310、第二反相器320和第三反相器330；

所述第一反相器310的输入端连接采样电压比较单元403，第一反相器310的输入端还分别连接第一开关311的控制端和第二开关312的控制端；第一反相器310的输出端分别连接第三开关313的控制端和第四开关314的控制端；所述第一开关311的一端连接电源电压第一分压端Vcc_d1，第一开关311的另一端连接第五开关315的一端；所述第三开关313的一端连接电源电压第三分压端Vcc_d3，第三开关313的另一端连接第五开关315的一端；所述第二开关312的一端连接电源电压第二分压端Vcc_d2，第二开关312的另一端连接第六开关316的一端；所述第四开关314的一端连接电源电压第四分压端Vcc_d4，第四开关314的另一端连接第六开关316的一端；所述第五开关315的另一端和第六开关316的另一端连接电源电压比较器317的反相输入端；电源电压比较器317的同相输入端连接第一内部参考电压端（在实际应用时，此处的参考电压设置为1V）；电源电压比较器317的输出端连接第二反相器320的输入端；第二反相器320的输出端（也就是图4所示的OUTN信号）连接第六开关316的控制端，第二反相器320的输出端还连接第三反相器330的输入端；第三反相器330的输出端（也就是图4所示的OUT信号）连接第五开关315的控制端，第三反相器330的输出端还连接电源电压充电开关单元407的控制端，从而控制其开闭。

具体来说，电源电压比较单元由第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、比较器、第一反相器、第二反相器和第三反相器组成。所述第一开关的输入端接VCC电压的分压信号Vcc_d1，输出端接所述第三开关的输出端和所述第五开关的输入端，所述第三开关的输入端接VCC电压的分压信号Vcc_d3，所述第四开关的输入端接VCC电压的分压信号Vcc_d4，输出端接所述第二开关的输出端和所述第六开关的输入端，所述第二开关的输入端接VCC电压的分压信号Vcc_d2；所述第五开关和第六开关的输出端相接并作为比较器的反相输入端，所述比较器的同相输入端接内部参考电压，此处取1V，比较器的输出信号经过2级反相器（第二反相器和第三反相器）后输出信号OUT；所述第一开关和所述第二开关控制端接输入信号CSL，所述第三开关和第四开关的控制端接第一反相器的输出端；所述第五开关的控制端接所述第三反相器的输出端OUT，所述第六开关的控制信号接第二反相器的输出信号OUTN。其中输入信号CSL是图3中所述采样电源比较单元403的输出信号，各个VCC电压的分压信号分别取值为VCC_d1=0.095*VCC,VCC_d2=0.101*VCC,VCC_d3=0.108*VCC,VCC_d4=0.116*VCC，输出信号OUT用于控制图3中所述电源电压充电开关单元407的打开与闭合。由于所述比较器的同相端输入电压为1V，可知VCC_dl所对应的VCC电压为10.5V，VCC_d2所对应的VCC电压为9.9V，VCC_d3所对应的VCC电压为9.3V，VCC_d4所对应的VCC电压为8.6V。

所述第五开关和所述第六开关的作用，是将所述比较器的反相输入端的信号在两个不同阈值电压之间切换，高阈值的电压对应电源电压引脚的电压（也就是VCC电压）被充电到的上限，而低阈值电压对应VCC电压由于内部各单元的电路工作消耗电流而放电到的下限值。也即当电源电压引脚VCC的电容被充到上限值时，图4中所述OUT信号由高变低，导致图3中所述电源电压充电开关单元407打开，停止结型场效应管单元408对外部的电源电压电容充电。

当外部的电源电压电容放电到低阈值时，图4中所述OUT信号由低变高，导致图3中所述电源电压充电开关单元407闭合，开始结型场效应管单元408对对外部的电源电压电容充电，如此往复循环。但由图4仍然可知，所述第五开关和第六开关的输入端分别有两组输入信号可供选择，当输入信号CSL信号为高电平的时候，所述第一开关和第二开关闭合，则所述第五开关的输入信号为Vcc_d1，所述第六开关的输入信号为Vcc_d2；当输入信号CSL信号为低电平的时候，所述第三开关和第四开关闭合，则所述第五开关的输入信号为Vcc_d3，所述第六开关的输入信号为Vcc_d4。

请参阅图5，图5为本发明提供的AC-DC单级控制芯片的采样电压比较单元示意图。所述采样电压比较单元403包括：采样比较器520和采样电路510；所述采样比较器520的反相输入端连接采样电路510；所述采样比较器520的同相输入端连接第二内部参考电压端CS_REF1；采样比较器520的输出端连接电源电压欠压及电压比较单元406。

在实际应用时，采样电压比较单元403结构如图5所示，包括由线电压包络，CS电压波形及TON组成的工作原理波形结构，比较器（也就是采样比较器），及采样电路。采样电路对CS（也就是采样引脚CS）的峰值进行采样。其中由所述工作原理波形结构知，当外部的功率管的导通时间TON固定不变时，采样引脚的电压峰值跟随输入线电压包络变化。采样电路将输入的采样引脚的峰值电压信号转换为其峰值所对应的电平信号CSs，后输入到采样比较器520的反相输入端，其同相端接内部参考电压CS_REF1。当所述CS采样信号CSs低于所述内部参考电压CS_REF1时，采样比较器520输出为高，即CSL为高电平；当所述CS采样信号CSs高于所述内部参考电压CS_REF1时，采样比较器520输出为低，即CSL为低电平；其中CS_REF1此处取值为0.3V。

结合上述分析可知，当CSL为高电平时图4中电源电压比较器317的反相输入端接入的高、低阈值电平所对应的VCC电压分别为10.5V和9.9V，当CSL为低电平时图4中电源电压比较器317的反相输入端接入的高、低阈值电平所对应的VCC电压分别为9.3V和8.6V。

请参阅图6，图6为利用本发明实现的系统仿真波形，包括线电压包络波形、CS电压波形、VCC电压波形。所述波形图中t1、t3、t5所对应的是CS电压低于参考电压CS_REF1的时刻，此时VCC所对应的充放电电压分别为9.9V和10.5Ｖ，即VCC电容主要是在线电压较低的时候充电，意味着此时高压JFET两端的电压差也很小，所以此时高压JFET消耗的功耗也很小；波形图中t２、t４所对应的是CS电压高于参考电压CS_REF1的时刻，此时VCC所对应的充放电电压分别为８.６V和９.３Ｖ，即VCC电容（电源电压电容）在高线电压的时候放电到很低值（８.６Ｖ）且充电到９.３Ｖ时就截止充电，其目的在于在高线电压的时刻通过缩短VCC电容充电时间来降低高压JFET消耗的功耗。这样，由上述分析可知，本发明通过内部集成了高压JFET省去了VCC引脚的外围供电电阻，通过采用独特的电源电压电容充放电技术降低了高压JFET的功耗。

基于上述AC-DC单级控制芯片，本发明实施例还提供了一种非隔离型单级LED控制系统，如图7所示，包括：整流桥101、输入电容102、电源电压电容103、采样电阻105、电感106、第一反馈电阻107、第二反馈电阻108、LED灯组109、电感续流二极管110、功率管111和如上所述的AC-DC单级控制芯片104；

其中，控制芯片104的输入引脚D分别通过整流桥101和输入电容102接地；控制芯片104的输入引脚D还通过整流桥101连接交流电压端AC；控制芯片104的输入引脚D还连接功率管111的漏极；控制芯片104的电源电压引脚VCC通过电源电压电容103（也就是上述的VCC电容）接地；控制芯片104的输出引脚GATE连接功率管111的栅极；控制芯片104的采样引脚CS连接功率管111的源极；控制芯片104的采样引脚CS还连接电感续流二极管110的阴极，电感续流二极管110的阳极接地；控制芯片104的采样引脚CS还通过采样电阻105接地；控制芯片104的采样引脚CS还依次通过采样电阻105和电感106连接LED灯组109的正极；LED灯组109的负极接地；控制芯片104的反馈引脚FB通过第一反馈电阻107连接LED灯组109的正极，控制芯片104的反馈引脚FB还通过第二反馈电阻108接地；控制芯片104的接地引脚GND接地。具体连接关系如图7所示。LED灯组109由多个LED串联形成。如图7所示，所述LED灯组109还包括一负载电容，此乃现有技术，此处不做过多描述。

由于现有的D引脚与VCC引脚直接经过所述高压JFET连接，当线电压较高的时候，所述高压JFET两端的压降很大，从而会带来较大的损耗。本发明提供的非隔离型单级LED控制系统，VCC供电电容由上述高压JFET串联了受控开关后通过引脚D来充电，解决了上述潜在的JFET损耗大的问题，高压JFET与VCC引脚之间串联了电源电压充电开关单元407，此开关的打开与关断受电源电压比较单元的输出信号控制，从而降低了损耗。本发明通过内部集成了高压JFET省去了VCC外围供电电阻，通过采用独特的VCC电容充放电技术降低了高压JFET的功耗。

在实际应用时，一并参阅图1和图7，本发明提供的非隔离型单级LED控制系统，无需图1的启动电阻R1，降低了成本，简化了外围电路，节约了空间。优选地，所述功率管111为NMOS管。

基于上述AC-DC单级控制芯片，本发明实施例还提供了一种隔离型单级LED控制系统，如图8所示，包括：整流桥201、输入电容202、电源电压电容203、原边绕组吸收回路205、功率管206、采样电阻207、变压器208、续流二极管209、LED灯组210和如上所述的AC-DC单级控制芯片204；

其中，控制芯片204的输入引脚D分别通过整流桥201和输入电容202接地；控制芯片204的输入引脚D还通过整流桥201连接交流电压端AC；控制芯片204的输入引脚D还通过原边绕组吸收回路205连接变压器208的初级绕组Np的一端；变压器208的初级绕组Np的另一端连接功率管206的漏极；功率管206的栅极连接控制芯片204的输出引脚GATE；功率管206的源极连接控制芯片204的采样引脚CS；控制芯片204的采样引脚CS还通过采样电阻207接地；控制芯片204的电源电压引脚VCC通过电源电压电容203接地；控制芯片204的接地引脚GND接地；变压器208的次级绕组Ns的一端连接续流二极管209的阳极，续流二极管209的阴极连接LED灯组210的正极；变压器208的次级绕组Ns的另一端连接LED灯组210的负极；LED灯组210的负极还接地。

在实际应用时，结合图2和图8，本发明提供的隔离型单级LED控制系统，变压器208包括初级绕组Np和次级绕组Ns，此乃现有技术。这也是隔离型和非隔离型的区别，通过变压器来进行隔离。其中图8所示的控制芯片204与图7中控制芯片104为同一芯片，其通过内部集成高压JFET为VCC供电，采用了独特的VCC电容充放电控制技术，降低了高压JFET供电损耗。

优选地，所述功率管206为NMOS管。优选地，所述原边绕组吸收回路205包括电阻、电容和二极管；所述二极管的阳极分别连接功率管的漏极和变压器的初级绕组的另一端；二极管的阴极通过电阻连接控制芯片的输入引脚；二极管的阴极还通过电容连接控制芯片的输入引脚；二极管的阴极还通过电容连接变压器的初级绕组的一端。在实际应用时，LED灯组210还包括一并联的负载电容，此处不做过多描述。

综上所述，本发明提供的AC-DC单级控制芯片及其控制系统，改进了现有单级高功率因素AC-DC芯片性能，降低了自供电高压结型场效应管的功耗；通过内部集成了高压结型场效应管省去了控制芯片的电源电压引脚的外围启动电阻，通过芯片内的电源电压欠压及电压比较单元的充放电技术降低了高压结型场效应管的功耗；减少了外围器件，降低成本，具有很强的市场推广前景。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种AC-DC单级控制芯片，其特征在于，包括：

芯片本体；

2.根据权利要求1所述的AC-DC单级控制芯片，其特征在于，所述芯片本体上设置有若干与芯片本体内电路相连的引脚，所述引脚包括：电源电压引脚、接地引脚、反馈引脚、采样引脚、输入引脚和输出引脚。

3.根据权利要求2所述的AC-DC单级控制芯片，其特征在于，采样单元连接采样引脚；结型场效应管单元连接输入引脚；控制及驱动单元连接输出引脚；电源电压引脚分别连接电源电压欠压及电压比较单元和内部电源单元；过零检测单元连接反馈引脚。

4.根据权利要求1所述的AC-DC单级控制芯片，其特征在于，所述电源电压欠压及电压比较单元包括：电源电压欠压单元和电源电压比较单元；所述电源电压比较单元包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、电源电压比较器、第一反相器、第二反相器和第三反相器；

5.根据权利要求1所述的AC-DC单级控制芯片，其特征在于，所述采样电压比较单元包括：采样比较器和采样电路；所述采样比较器的反相输入端连接采样电路；所述采样比较器的同相输入端连接第二内部参考电压端；采样比较器的输出端连接电源电压欠压及电压比较单元。

6.一种非隔离型单级LED控制系统，其特征在于，包括：整流桥、输入电容、电源电压电容、采样电阻、电感、第一反馈电阻、第二反馈电阻、LED灯组、电感续流二极管、功率管和如权利要求3所述的AC-DC单级控制芯片；

7.根据权利要求6所述的非隔离型单级LED控制系统，其特征在于，所述功率管为NMOS管。

8.一种隔离型单级LED控制系统，其特征在于，包括：整流桥、输入电容、电源电压电容、原边绕组吸收回路、功率管、采样电阻、变压器、续流二极管、LED灯组和如权利要求3所述的AC-DC单级控制芯片；

9.根据权利要求8所述的隔离型单级LED控制系统，其特征在于，所述功率管为NMOS管。

10.根据权利要求8所述的隔离型单级LED控制系统，其特征在于，所述原边绕组吸收回路包括电阻、电容和二极管；所述二极管的阳极分别连接功率管的漏极和变压器的初级绕组的另一端；二极管的阴极通过电阻连接控制芯片的输入引脚；二极管的阴极还通过电容连接控制芯片的输入引脚；二极管的阴极还通过电容连接变压器的初级绕组的一端。