CN206099434U - 适用于高功率因数led控制器的补偿电容预充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路，包括一用于补偿电容的预充电电路本体，还包括一充电控制模块，所述充电控制模块连接所述预充电电路本体，用于自适应调整所述预充电电路本体的一补偿电容的预充电持续时间，使得预充电结束时，所述补偿电容上的一起始电压等于所述LED控制器稳定工作时所述补偿电容上的稳态电压的1/3～1/2。本实用新型可以减小系统启动到输出建立稳定所需的时间，同时也防止因起始电压高于稳态电压而产生的启动过程输出过冲。

Description

适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路

技术领域

本实用新型涉及LED控制电路领域，尤其涉及一种适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路。

背景技术

现有的高功率因数LED控制器为了实现高功率因数往往需要在其控制芯片外部接补偿电容，该补偿电容用于产生相对于交流输入电源频率的低频直流电压并控制电路中开关的导通时间。控制芯片启动时会对该补偿电容预充电至起始电压，之后控制芯片根据环路反馈信号将补偿电容上的起始电压缓慢调整到稳定工作时的稳态电压。由控制芯片和外围电路组成的整体电路系统稳定工作时，补偿电容上的稳态电压由负载和输入电压等应用条件确定。因此补偿电容预充电结束时的起始电压与系统稳定工作时的稳态电压之间存在或正或负的偏差。补偿电容预充电结束后，芯片根据环路反馈信号缓慢调整补偿电容上的电压直至稳态电压，偏差越大调整时间越长。由于补偿电容较大，调整的电流较小，因此该过程需要较长时间。另外，如果补偿电容上的起始电压大于稳定电压，实际的开关导通时间比稳定工作所确定的导通时间大，那么在输出建立过程中，将出现开关电流过流或输出端过冲现象。

请参见图1，一种现有的补偿电容预充电电路，其包括依次串联的一补充电容Ccomp’、一比较器21’、一置位锁存器3、一第一MOS管M1’和一第二MOS管M2’，还包括一限流电阻R0’，限流电阻R0’与比较器21’、一置位锁存器3和一第一MOS管M1’并联。LED芯片上电阶段，芯片内部电源或检测模块发出的上电复位信号por’高电平驱动第二MOS管M2’下拉补偿电容Ccomp’，同时置位锁存器3的输出信号comp_chg为高，关断预充电通路。芯片上电后，上电复位信号por’低电平解锁置位锁存器3并输出信号comp_chg为低电平，预充电通路导通，同时第二MOS管M1’停止对补偿电容Ccomp’下拉。当补偿电容Ccomp’上的补偿电压comp被充高至内部参考电平vref时，比较器21’输出信号comprdy为高电平，置位锁存器3锁定并输出信号comp_chg高电平，从而关断预充电通路。芯片在补偿电容预充电结束后开始工作，对补偿电容Ccomp’进行环路调整直至稳态电压。

请结合图1和图2，上电复位信号por’高电平复位期间，补偿电容电压comp’下拉到零，置位锁存器3的输出信号comp_chg为高电平停止预充电。上电复位信号por’翻转为低电平后，置位锁存器3的输出信号comp_chg为低电平开始对补偿电容Ccomp’预充电，补偿电容电压comp’充电上升。当补偿电容电压comp’上升至内部参考电压vref时，比较器21’的输出信号comprdy翻转为高电平，同时置位锁存器3的输出信号comp_chg翻转为高电平并锁定，预充电通路被关断。之后随着芯片对补偿电容Ccomp’的调整，比较器21’的输出信号comprdy高低电平变化，但置位锁存器3的输出信号comp_chg持续为高。

可见，现有的补偿电容预充电电路的工作过程只是将补偿电容Ccomp’预充到一固定参考电压vref处，但此时补偿电容Ccomp’的电压并不是当前系统工作稳定时补偿电容Ccomp’应该处在的稳态电压，故而需要将补偿电容Ccomp’从预充结束时的起始电压调整到系统稳定工作时的稳态电压，特别是在起始电压与稳定电压偏差较大的情况下所需时间较长。

实用新型内容

针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路，通过自适应调整补偿电容预充电持续时间，使得补偿电容预充电结束时的起始电压接近系统稳定工作时的稳态电压，从而减小系统启动到输出建立稳定所需的时间，同时也防止因起始电压高于稳态电压而产生的启动过程输出过冲。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路，包括一用于补偿电容的预充电电路本体，还包括一充电控制模块，所述充电控制模块连接所述预充电电路本体，用于自适应调整所述预充电电路本体的一补偿电容的预充电持续时间，使得预充电结束时，所述补偿电容上的一起始电压为所述LED控制器稳定工作时所述补偿电容上的稳态电压的1/3～1/2。

优选地，所述预充电电路本体包括：

一第一MOS管，所述第一MOS管的漏极连接一电源输入端；

一第二MOS管，所述第二MOS管的漏极连接所述第一MOS管的源极，所述第二MOS管的源极接地；

一限流电阻，所述限流电阻的第一端连接所述第一MOS管的栅极；以及

一补偿电容，所述补偿电容的上极板连接所述限流电阻的第一端和所述第一MOS管的栅极，所述补偿电容的下极板接地。

优选地，所述第一MOS管和所述第二MOS管为NMOS管。

优选地，所述预充电电路本体还包括一第一电流源，所述第一电流源连接于所述电源输入端与所述第一MOS管的漏极之间。

优选地，所述充电控制模块包括：

一施密特触发器，所述施密特触发器的第一输入端连接所述第一电流源的输出端，所述施密特触发器的第二输入端连接一上电复位信号输入端；

一第三MOS管，所述第三MOS管的栅极连接所述施密特触发器的输出端，所述第三MOS管的源极连接所述电源输入端，所述第三MOS管的漏极连接所述限流电阻的第二端；

一第四MOS管，所述第四MOS管的源极连接所述电源输入端，所述第四MOS管的漏极连接所述限流电阻的第二端；

一导通信号产生电路，所述导通信号产生电路的第一输入端连接所述补偿电容的上极板；

一开关信号产生电路，所述开关信号产生电路的第一输入端连接所述导通信号产生电路的输出端，所述开关信号产生电路的第二输入端连接一电路工作状态信号输入端，所述开关信号产生电路的第三输入端连接一过流保护信号输入端，所述开关信号产生电路的第四输入端连接一最大导通时间信号输入端，所述开关信号产生电路的输出端连接所述导通信号产生电路的第二输入端；以及

一导通控制电路，所述导通控制电路的第一输入端连接所述上电复位信号输入端，所述导通控制电路的第二输入端连接所述导通信号产生电路的输出端，所述导通控制电路的第三输入端连接所述开关信号产生电路的输出端，所述导通控制电路的第一输出端连接所述第四MOS管的栅极和所述导通信号产生模块的第三输入端，所述导通控制电路的第二输出端连接所述开关信号产生电路的第五输入端和所述第二MOS管的栅极。

优选地，所述第三MOS管和所述第四MOS管为PMOS管。

优选地，所述导通信号产生电路包括：

一第二电流源；

一第三电流源，所述第三电流源和所述第二电流源的输入端连接电源输入端；

一第一开关，所述第一开关与所述第三电流源串联，所述第一开关和所述第三电流源与所述第二电流源并联，且所述第一开关作为所述导通信号产生电路的第三输入端；

一充电电容，所述充电电容的上极板与所述第二电流源和所述第一开关的连接端相连，所述充电电容的下极板接地；

一第二开关，所述第二开关与所述充电电容并联；

一三极管，所述三极管的发射极连接所述第二开关，所述三极管的基极和集电极接地；

一比较器，所述比较器的正相输入端连接所述充电电容的上极板和所述第二开关，所述比较器的反相输入端作为所述导通信号产生电路的第一输入端，所述比较器的输出端作为所述导通信号产生电路的输出端；以及

一第一反相器，所述第一反相器的输入端作为所述导通信号产生电路的第二输入端，所述第一反相器的输出端连接所述第二开关。

优选地，所述开关信号产生电路包括：

一第二反相器，所述第二反相器的输入端作为所述开关信号产生电路的第一输入端；

一第一或非门，所述第一或非门的第一输入端连接所述第二反相器的输出端，所述第一或非门的第二输入端作为所述开关信号产生电路的第二输入端；

一第二或非门，所述第二或非门的第一输入端连接所述第一或非门的输出端，所述第二或非门的第二输入端作为所述开关信号产生电路的第四输入端；

一第三反相器，所述第三反相器的输入端作为所述开关信号产生电路的第三输入端；

一第一与非门，所述第一与非门的第一输入端作为所述开关信号产生电路的第五输入端，所述第一与非门的第二输入端连接所述第二或非门的输出端，所述第一与非门的第三输入端连接所述第三反相器的输出端；以及

一第一RS触发器，所述第一RS触发器的R端连接所述第一与非门的输出端，所述第一RS触发器的S端连接一导通触发信号输入端，所述第一RS触发器的输出端作为所述开关信号产生电路的输出端。

优选地，所述导通控制电路包括：

一第四反相器，所述第四反相器的输入端作为所述导通控制电路的第二输入端；

一第二RS触发器，所述第二RS触发器的R端连接所述上电复位信号输入端，所述第二RS触发器的S端连接所述第四反相器的输出端，所述第二RS触发器的输出端作为所述导通控制电路的第二输出端；

一第二与非门，所述第二与非门的第一输入端作为所述导通控制电路的第三输入端；

一D触发器，所述D触发器的D端连接所述第四反相器的输出端，所述D触发器的CLK端连接所述第二与非门的输出端，所述D触发器的复位端连接所述上电复位信号输入端；

一第五反相器，所述第五反相器的输入端连接所述D触发器的输出端，所述第五反相器的输出端连接所述第二与非门的第二输入端；以及

一第三或非门，所述第三或非门的第一输入端连接所述第五反相器的输出端，所述第三或非门的第二输入端连接所述上电复位信号输入端，所述第三或非门的输出端作为所述导通控制电路的第一输出端。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

充电控制模块用于自适应调整补偿电容的预充电持续时间，使得预充电结束时，补偿电容上的一起始电压为LED控制器处于稳定工作时补偿电容上的稳态电压的1/3～1/2，使得补偿电容预充电结束时的起始电压接近系统稳定工作时的稳态电压，从而减小电路启动到输出建立稳定所需的时间，同时也防止因起始电压高于稳态电压而产生的启动过程输出过冲。导通信号产生电路用于根据所述充电电压和所述补偿电容电压产生导通时间信号。开关信号产生电路用于生成开关信号。导通控制电路用于根据导通时间信号判断预充电是否终止并控制充电通路的关断。

附图说明

图1为现有的一种适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路的结构示意图；

图2为现有的一种适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路的工作信号对比图；

图3本实用新型实施例的一种适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的导通信号产生电路的电路图；

图5为本实用新型实施例的开关信号产生电路的电路图；

图6为本实用新型实施例的导通控制电路的电路图；

图7为本实用新型实施例的工作波形比较图。

具体实施方式

下面根据附图3-7，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本实用新型的功能、特点。

请参阅图3，本实用新型的一种适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路，包括相连的一预充电电路本体1和一充电控制模块2。

其中，预充电电路本体1包括一第一电流源I0、一第一MOS管M1、一第二MOS管M2、一限流电阻R0和一补偿电容Ccomp。

具体的，第一电流源I0的输入端连接一电源输入端VDD，第一电流源I0的输出端连接第一MOS管M1的漏极，第一MOS管M1的源极连接第二MOS管M2的漏极，第二MOS管M2的源极接地；限流电阻R0的第一端连接第一MOS管M1的栅极和补偿电容Ccomp的上极板；补偿电容Ccomp上极板连接第一MOS管M1的栅极，补偿电容Ccomp下极板接地。本实施例中，第一MOS管M1和第二MOS管M2采用NMOS管。

本实施例中，充电控制模块2包括一施密特触发器21、一第三MOS管M3、一第四MOS管M4、一导通信号产生电路22、一开关信号产生电路23和一导通控制电路24。

其中，施密特触发器21的第一输入端连接第一电流源I0的输出端，接收第一输出信号cpo，施密特触发器21的第二输入端连接一上电复位信号输入端，接收一上电复位信号por；第三MOS管M3的栅极连接施密特触发器21的输出端，接收一第一控制信号chgfin，第三MOS管M3和第四MOS管M4的源极连接电源输入端VDD，第三MOS管M3和第四MOS管M4的漏极连接限流电阻R0的第二端。导通信号产生电路22的第一输入端连接补偿电容Ccomp的上极板，接收补偿电压comp；开关信号产生电路23的第一输入端连接导通信号产生电路22的输出端，接收导通时间信号Ton；开关信号产生电路23的第二输入端连接一电路工作状态信号输入端，接收电路工作状态信号start；开关信号产生电路23的第三输入端连接一过流保护信号输入端，接收过流保护信号ocp；开关信号产生电路23的第四输入端连接一最大导通时间信号输入端，接收最大导通时间信号tonmax；开关信号产生电路23的输出端连接导通信号产生电路22的第二输入端，输出开关信号switch。导通控制电路24的第一输入端连接上电复位信号输入端并接收上电复位信号por，导通控制电路24的第二输入端连接导通信号产生电路22的输出端，接收导通时间信号Ton；导通控制电路24的第三输入端连接开关信号产生电路23的输出端，接收开关信号switch；导通控制电路24的第一输出端连接第四MOS管M4的栅极和导通信号产生模块的第三输入端，输出第二控制信号chgfin1，导通控制电路24的第二输出端连接开关信号产生电路23的第五输入端和第二MOS管M2的栅极，输出第三控制信号comph。本实施例中，第三MOS管M3和第四MOS管M4采用PMOS管。

充电控制模块2用于自适应调整补偿电容Ccomp的预充电持续时间，使得预充电结束时，补偿电容Ccomp上的一起始电压为LED控制器稳定工作时补偿电容Ccomp上的稳态电压的1/3～1/2。

请参阅图4，导通信号产生电路22包括：一第二电流源I1、一第三电流源I2、一第一开关S0、一充电电容Cramp、一第二开关S1、一三极管BJT、一比较器221和一第一反相器222。其中，第二电流源I1和第三电流源I2的输入端连接电源VDD。第一开关S0与第三电流源I2串联，第一开关S0和第三电流源I2与第二电流源I1并联，且第一开关S0作为导通信号产生电路22的第三输入端接收第二控制信号chgfin1。充电电容Cramp的上极板与第二电流源I1相连，充电电容Cramp的上极板通过第一开关S0与第三电流源I2的输出端相连，充电电容Cramp的下极板接地。第二开关S1与充电电容Cramp并联。三极管BJT的发射极连接第二开关S1，三极管BJT的基极和集电极接地。比较器221的正相输入端连接充电电容Cramp的上极板和第二开关S1并接收充电电容Cramp的充电电压Vramp，比较器221的反相输入端作为导通信号产生电路22的第一输入端并接收补偿电压comp，比较器221的输出端作为导通信号产生电路22的输出端并输出导通时间信号Ton。第一反相器222的输入端作为导通信号产生电路22的第二输入端并接收开关信号switch，第一反相器222的输出端连接第二开关S1。

请结合图3、图4，比较器221将补偿电压comp和充电电压Vramp比较。第一开关S0由第二控制信号chgfin1控制。第二开关S1由开关信号switch经第一反相器222控制。当第二开关关断，开关信号switch＝0时，充电电容Cramp被三极管BJT下拉至三级管的基极发射极电压Vbe。当开关信号switch＝1，将第二开关S1断开，充电电容Cramp开始被第二电流源I1和第三电流源I2充电，充电电压Vramp线性上升，当充电电压Vramp充电至高于补偿电压comp时，比较器221输出导通时间信号Ton高电平作为开关导通时间信号。在预充电阶段，第二控制信号chgfin1＝0，第一开关S0关断，第二电流源I1对充电电容Cramp充电，当预充结束后，第二控制信号chgfin1＝1，第一开关S0导通，此时第二电流源I1和第三电流源I2同时对充电电容Cramp充电，充电电压Vramp的上升斜率是原来的两倍，从而使得充电电压Vramp从三级管的基极发射极电压Vbe充到补偿电压comp所需时间为预充阶段所需时间的一半。

请参阅图5，开关信号产生电路23包括：一第二反相器231、一第一或非门232、一第二或非门233、一第三反相器234、一第一与非门235和一第一RS触发器236。其中，第二反相器231的输入端作为开关信号产生电路23的第一输入端并接收导通时间信号Ton。第一或非门232的第一输入端连接第二反相器231的输出端，第一或非门232的第二输入端作为开关信号产生电路23的第二输入端并接收电路工作状态信号start。第二或非门233的第一输入端连接第一或非门232的输出端，第二或非门233的第二输入端作为开关信号产生电路23的第四输入端并接收最大导通时间信号tonmax。第三反相器234的输入端作为开关信号产生电路23的第三输入端并接收过流保护信号ocp。第一与非门235的第一输入端作为开关信号产生电路23的第五输入端并接收第三控制信号comph，第一与非门235的第二输入端连接第二或非门233的输出端，第一与非门235的第三输入端连接第三反相器234的输出端。第一RS触发器236的R端连接与第一非门的输出端接收导通结束信号tonend，第一RS触发器236的S端连接一导通触发信号输入端并接收导通触发信号toffend，第一RS触发器236的输出端作为开关信号产生电路23的输出端，输出开关信号switch。

电路启动阶段，如果第三控制信号comph为0，则导通结束信号toffend＝1，第一RS触发器输出开关信号switch＝0。第三控制信号comph＝1后，输出还未建立(指输出至LED控制器的电压还未建立)时电路工作状态信号start＝1，屏蔽导通时间信号Ton对开关信号switch的控制。开关信号switch＝0由最大导通时间信号tonmax或过流保护信号ocp来触发。当最大导通时间信号tonmax或过流保护信号ocp为高时，通触发信号tonend＝1对第一RS触发器236复位输出开关信号switch＝0。当输出建立后，电路工作状态信号start＝0，则开关信号switch＝0的状态由导通时间信号ton/过流保护信号ocp/最大导通时间信号tonmax共同控制，任意一个信号为高，则开关信号switch＝0。当导通触发信号toffend＝1，且导通结束信号tonend＝0时，第一RS触发器236输出开关信号switch＝1。

请参阅图6，导通控制电路24包括：一第四反相器241、一第二RS触发器242、一第二与非门243、一D触发器244、一第五反相器245和一第三或非门246。其中第四反相器241的输入端作为导通控制电路24的第二输入端，接收导通时间信号Ton。第二RS触发器242的R端连接上电复位信号输入端并接收上电复位信号por，第二RS触发器242的S端连接第四反相器241的输出端，第二RS触发器242的输出端作为导通控制电路24的第二输出端，输出第三控制信号comph。第二与非门243的第一输入端作为导通控制电路24的第三输入端，接收开关信号switch。D触发器244的D端连接第四反相器241的输出端，D触发器244的CLK端连接第二与非门243的输出端，D触发器244的复位端连接上电复位信号输入端并接收上电复位信号por。第五反相器245的输入端连接D触发器244的输出端，第五反相器245的输出端连接第二与非门243的第二输入端。第三或非门246的第一输入端连接第五反相器245的输出端，第三或非门246的第二输入端连接上电复位信号输入端并接收上电复位信号por，第三或非门246的输出端作为导通控制电路24的第一输出端并输出第二控制信号chgin1。

请结合图3和图6，第二RS触发器242初始状态被上电复位信号por复位，输出第三控制信号comph＝0。初始阶段，补偿电压小于充电电压Vramp＝基极发射极电压Vbe，导通时间信号Ton＝1。当上电复位信号por结束后，补偿电容Ccomp被充电，当补偿电压comp大于基极发射极电压Vbe时，导通时间信号Ton＝0。第二RS触发器242被置位为1且锁定。补偿电容Ccomp被继续充电上升，当开关switch因过流保护信号ocp或最大导通时间信号tonmax关断时(即switch＝0时)，开关信号switch的下降沿触发D触发器244对导通时间信号Ton采样。如果此时补偿电压comp足够高，充电电压Vramp在开关导通期间内上升还未到达补偿电压comp，则导通时间信号Ton保持0，D触发器244输出1，经第五反相器245和第三或非门246输出第二控制信号chgfin1＝1，且通过第二与非门243锁定。预充阶段结束。

请结合图3和图5，本实施例的适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路的工作原理如下：

导通信号产生电路22在开关信号switch＝1期间将充电电压Vramp按固定斜率上升，当充电电压Vramp上升到补偿电压comp时输出导通时间信号Ton＝1，否则导通时间信号Ton＝0。在开关信号switch＝0时，将充电电压Vramp下拉至起始电压。其中第二控制信号chfin1控制充电电压Vramp的上升斜率，当第二控制信号chgfin1＝1时，充电电压Vramp的上升斜率为初始斜率的两倍。

导通控制电路24在开关信号switch下降沿时检测导通时间信号Ton，一旦检测到导通时间信号Ton＝0时，锁定输出第二控制信号chgfin1＝1。导通控制电路24在上电复位信号por低电平期间检测导通时间信号Ton，一旦检测到导通时间信号Ton＝0时，锁定输出第三控制信号comph＝1。

开关信号产生电路23在第三控制信号comph＝1时开始工作输出开关信号switch。电路工作状态信号start为高电平期间，输出开关信号switch的高电平时间由过流保护信号ocp或最大导通时间信号tonmax确定；当输出建立后电路工作状态信号start为低电平时，开关信号switch的高电平时间由任意导通时间Ton/过流保护信号ocp/最大导通时间tonmax确定。开关信号switch＝1期间，导通信号产生电路22中的充电电压Vramp以固定斜率上升，当充电电压Vramp大于补偿电压comp时，比较器221输出导通时间信号Ton高电平，导通时间信号Ton高电平通过开关信号产生电路23将开关信号switch翻转为0，因此导通时间信号Ton为高电平时就是开关信号switch高电平结束的时刻，充电电压Vramp充电至补偿电压comp所用时间就是开关信号switch的高电平时间。

当电路开始上电后，上电复位信号por从高电平翻转为低电平，触发第一控制信号chgfin＝第二控制信号chgfin1＝0，第三MOS管M3和第四MOS管M4开始通过限流电阻R0对补偿电容Ccomp充电。当补偿电压comp被充电至充电电压Vramp时，导通时间信号Ton由高电平翻转为低电平被导通控制电路24检测到并锁定输出第三控制信号comph＝1。由于第二MOS管M2被第三控制信号comph高电平导通第一MOS管M1的栅极电压为补偿电压comp，所以施密特触发器21的第一输入端的输出信号cpo被下拉，第一控制信号chgfin翻转为高电平从而关断第三MOS管M3的充电通路。

当第三控制信号Comph＝1后，开关信号产生电路23开始工作输出开关信号switch。此时输出还未建立，电路工作状态信号start为高电平，开关信号switch的高电平时间由过流保护信号ocp或最大导通时间信号tonmax确定。补偿电压comp继续充电上升。

当补偿电压comp上升到大于充电电压Vramp在开关信号switch高电平期间上升的峰值，则导通时间信号Ton＝0。导通控制电路24在开关信号switch下降沿检测到导通时间信号Ton＝0，锁定输出第二控制信号chgfin1＝1。从而结束第四MOS管M4的充电通路，补偿电压comp停止快速充电上升，维持充电结束时的电平。由于第二控制信号chgfin1＝1，导通信号产生电路22将充电电压Vramp的上升斜率提升为原来的两倍，因此由导通时间信号Ton确定的开关信号switch高电平时间是由过流保护信号ocp或最大导通时间信号tonmax确定的开关信号switch高电平时间的一半，且与系统应用条件无关。

当电路工作状态信号start＝0后，开关信号switch的高电平时间由导通时间信号Ton确定，此时开关信号switch＝1时间内的开关峰值电流约为过流保护信号ocp阈值的一半。由于在系统应用设计时一般将平均开关峰值电流设置在大于过流保护信号ocp阈值的一半。因此电路此时的补偿电压comp非常接近电路稳定工作时的稳态值。电路将此时的补偿电压comp电压作为起始电压调整到稳态值，环路调整时间大幅减小，且不会出现因导通时间信号Ton过大而产生的输出过冲。另外，如果输入电压很小，电路上电，电路工作状态信号start＝1期间，触发最大导通时间信号tonmax信号但未触发过流保护信号ocp，则当电路工作状态信号start＝0后，导通时间信号Ton确定的开关信号switch高电平时间为电路最大导通时间的一半，电路将此时的补偿电压comp作为起始电压值调整到稳态值，所需时间也大幅减小。

综上所述，电路对补偿电容Ccomp预充电，使得导通时间信号Ton确定的开关信号switch的高电平时间自动调整为由过流保护信号ocp或触发最大导通时间信号tonmax确定的开关信号switch高电平时间的一半，从而使补偿电容Ccomp预充电结束时补偿电压comp接近电路稳定工作时的稳态电压，减小环路调整时间，消除启动过程的输出过冲。

本实施例的适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路的工作信号对比图请参阅图7，上电复位信号por在高电平复位期间，第一控制信号chgfin＝第二控制信号chgfin1＝导通时间信号Ton＝电路工作状态信号start＝1关断充电通路，第三控制信号comph＝开关信号switch＝过流保护信号ocp或最大导通时间信号tonmax＝0。上电复位信号por翻转为低电平后，第一控制信号chgfin＝第二控制信号chgfin1＝0，充电通路导通，补偿电压comp快速上升。当补偿电压comp电压大于充电电压Vramp时，导通时间信号Ton翻转为低电平，同时第三控制信号comph翻转为高电平，第一控制信号chgfin翻转为高电平，关断充电通路中的其中一条，开关信号switch开始工作。补偿电压comp高于充电电压Vramp后继续上升，开关信号switch高电平期间，充电电压Vramp按固定斜率上升，当充电电压Vramp大于补偿电压comp时，导通时间信号Ton翻转为高电平，之后过流保护信号ocp或最大导通时间信号tonmax高电平脉冲使得开关信号switch变为0，开关信号switch下降沿检测到导通时间信号Ton＝1，第二控制信号chgfin1保持低电平，充电通路持续导通。开关信号switch＝0时，充电电压Vramp复位到初始电压，导通时间信号Ton翻转为低电平。如此持续几个周期，补偿电压comp持续上升，当开关信号switch高电平期间充电电压Vramp上升的峰值小于补偿电压comp时，导通时间信号Ton持续保持低电平，开关信号switch被过流保护信号ocp或最大导通时间信号tonmax触发为0后，开关信号switch下降沿检测到导通时间信号Ton＝0，第二控制信号chgfin1翻转为高电平，充电通路彻底关断，补偿电压comp保持在充电通路关断时刻的电平。下次开关信号switch高电平期间，充电电压Vramp以原来斜率的两倍上升，充电电压Vramp大于补偿电压comp时，导通时间信号Ton为高电平，开关信号switch被过流保护信号ocp或最大导通时间信号tonmax触发为0后，导通时间信号Ton翻转为低电平。如此持续几个周期，当输出建立，电路工作状态信号start＝0后，开关信号switch高电平期间，充电电压Vramp大于补偿电压comp，导通时间信号Ton翻转为高电平时将开关信号switch触发为0。自第二控制信号chgfin1＝1预充电结束时开始，补偿电压comp由电路环路缓慢调整直到稳定工作时的稳态值。

以上记载的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。

Claims (9)

1.一种适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路，包括一用于补偿电容的预充电电路本体，其特征在于，还包括一充电控制模块，所述充电控制模块连接所述预充电电路本体，用于自适应调整所述预充电电路本体的一补偿电容的预充电持续时间，使得预充电结束时，所述补偿电容上的一起始电压为所述LED控制器稳定工作时所述补偿电容上的稳态电压的1/3～1/2。

2.根据权利要求1所述的适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路，其特征在于，所述预充电电路本体包括：

一第一MOS管，所述第一MOS管的漏极连接一电源输入端；

一第二MOS管，所述第二MOS管的漏极连接所述第一MOS管的源极，所述第二MOS管的源极接地；

一限流电阻，所述限流电阻的第一端连接所述第一MOS管的栅极；以及

所述补偿电容，所述补偿电容的上极板连接所述限流电阻的第一端和所述第一MOS管的栅极，所述补偿电容的下极板接地。

3.根据权利要求2所述的适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路，其特征在于，所述第一MOS管和所述第二MOS管为NMOS管。

4.根据权利要求2所述的适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路，其特征在于，所述预充电电路本体还包括一第一电流源，所述第一电流源连接于所述电源输入端与所述第一MOS管的漏极之间。

5.根据权利要求4所述的适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路，其特征在于，所述充电控制模块包括：

一施密特触发器，所述施密特触发器的第一输入端连接所述第一电流源的输出端，所述施密特触发器的第二输入端连接一上电复位信号输入端；

一第三MOS管，所述第三MOS管的栅极连接所述施密特触发器的输出端，所述第三MOS管的源极连接所述电源输入端，所述第三MOS管的漏极连接所述限流电阻的第二端；

一第四MOS管，所述第四MOS管的源极连接所述电源输入端，所述第四MOS管的漏极连接所述限流电阻的第二端；

一导通信号产生电路，所述导通信号产生电路的第一输入端连接所述补偿电容的上极板；

一开关信号产生电路，所述开关信号产生电路的第一输入端连接所述导通信号产生电路的输出端，所述开关信号产生电路的第二输入端连接一电路工作状态信号输入端，所述开关信号产生电路的第三输入端连接一过流保护信号输入端，所述开关信号产生电路的第四输入端连接一最大导通时间信号输入端，所述开关信号产生电路的输出端连接所述导通信号产生电路的第二输入端；以及

一导通控制电路，所述导通控制电路的第一输入端连接所述上电复位信号输入端，所述导通控制电路的第二输入端连接所述导通信号产生电路的输出端，所述导通控制电路的第三输入端连接所述开关信号产生电路的输出端，所述导通控制电路的第一输出端连接所述第四MOS管的栅极和所述导通信号产生模块的第三输入端，所述导通控制电路的第二输出端连接所述开关信号产生电路的第五输入端和所述第二MOS管的栅极。

6.根据权利要求5所述的适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路，其特征在于，所述第三MOS管和所述第四MOS管为PMOS管。

7.根据权利要求6所述的适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路，其特征在于，所述导通信号产生电路包括：

一第二电流源；

一第三电流源，所述第三电流源和所述第二电流源的输入端连接电源输入端；

一第一开关，所述第一开关与所述第三电流源串联，所述第一开关和所述第三电流源与所述第二电流源并联，且所述第一开关作为所述导通信号产生电路的第三输入端；

一充电电容，所述充电电容的上极板与所述第二电流源和所述第一开关的连接端相连，所述充电电容的下极板接地；

一第二开关，所述第二开关与所述充电电容并联；

一三极管，所述三极管的发射极连接所述第二开关，所述三极管的基极和集电极接地；

一比较器，所述比较器的正相输入端连接所述充电电容的上极板和所述第二开关，所述比较器的反相输入端作为所述导通信号产生电路的第一输入端，所述比较器的输出端作为所述导通信号产生电路的输出端；以及

一第一反相器，所述第一反相器的输入端作为所述导通信号产生电路的第二输入端，所述第一反相器的输出端连接所述第二开关。

8.根据权利要求7所述的适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路，其特征在于，所述开关信号产生电路包括：

一第二反相器，所述第二反相器的输入端作为所述开关信号产生电路的第一输入端；

一第一或非门，所述第一或非门的第一输入端连接所述第二反相器的输出端，所述第一或非门的第二输入端作为所述开关信号产生电路的第二输入端；

一第二或非门，所述第二或非门的第一输入端连接所述第一或非门的输出端，所述第二或非门的第二输入端作为所述开关信号产生电路的第四输入端；

一第三反相器，所述第三反相器的输入端作为所述开关信号产生电路的第三输入端；

一第一与非门，所述第一与非门的第一输入端作为所述开关信号产生电路的第五输入端，所述第一与非门的第二输入端连接所述第二或非门的输出端，所述第一与非门的第三输入端连接所述第三反相器的输出端；以及

一第一RS触发器，所述第一RS触发器的R端连接所述第一与非门的输出端，所述第一RS触发器的S端连接一导通触发信号输入端，所述第一RS触发器的输出端作为所述开关信号产生电路的输出端。

9.根据权利要求8所述的适用于高功率因数LED控制器的补偿电容预充电电路，其特征在于，所述导通控制电路包括：

一第四反相器，所述第四反相器的输入端作为所述导通控制电路的第二输入端；

一第二RS触发器，所述第二RS触发器的R端连接所述上电复位信号输入端，所述第二RS触发器的S端连接所述第四反相器的输出端，所述第二RS触发器的输出端作为所述导通控制电路的第二输出端；

一第二与非门，所述第二与非门的第一输入端作为所述导通控制电路的第三输入端；

一D触发器，所述D触发器的D端连接所述第四反相器的输出端，所述D触发器的CLK端连接所述第二与非门的输出端，所述D触发器的复位端连接所述上电复位信号输入端；

一第五反相器，所述第五反相器的输入端连接所述D触发器的输出端，所述第五反相器的输出端连接所述第二与非门的第二输入端；以及

一第三或非门，所述第三或非门的第一输入端连接所述第五反相器的输出端，所述第三或非门的第二输入端连接所述上电复位信号输入端，所述第三或非门的输出端作为所述导通控制电路的第一输出端。