降压转换器、驱动器电路和发光二极管灯制造技术

本实用新型专利技术提供了一种包括加速关断电路的降压转换器、包括所述降压转换器的驱动器电路和发光二极管灯。所述加速关断电路包括第一电容器，所述第一电容器连接在储能元件的电流流出端与控制电路之间，用于在功率开关开始关断时向所述控制电路提供突发电流以加速所述功率开关的关断。

Buck converter, driver circuit and LED lamp

The utility model provides a buck converter which comprises an acceleration turn off circuit, a drive circuit including the buck converter and a light emitting diode lamp. The acceleration switching circuit includes a first capacitor, the first capacitor is connected between the current storage element between the outflow end and the control circuit for the power switch is turned off to start the control circuit provides a sudden current to accelerate the power switch off.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种降压转换器、包括这种降压转换器的驱动器电路以及一种发光二极管灯。
技术介绍
在现有的照明领域中，发光二极管（LightEmittingDiode,LED）照明器由于其节能、响应时间快等优点而已然成为了照明领域的生力军。但是，由于LED照明成本高等因素，其发展也在一定程度上受到了制约。因此，如何降低LED照明的成本受到越来越多的关注。目前来看，LED总体价格呈下降趋势，但是用于LED照明的驱动器电路的成本所占LED照明设备的比重却越来越重。在这种情况下，降低用于LED照明的驱动器电路的成本就成为了一项艰巨的任务。在这种背景下，振荡阻塞变换器（RingingChokeConverter，RCC）电路由于其成本低廉、尺寸紧凑等优点而逐渐被应用到LED照明领域，充当LED照明器的驱动器电路。相比于复杂的集成电路（IntegratedCircuit，IC）控制而言，RCC电路用最少的分离元件来搭建电路，因而能够显著地降低成本。通常从LED照明器的成本方面考虑，RCC电路一般使用三极管来作为主开关元件。三极管的开关速度对于RCC电路的设计是至关重要的，其将影响系统的频率和效率。因而，在本领域中存在对加速RCC电路中的三极管的关断的持续不间断的需求。
技术实现思路
根据本技术的一个方面，提供了一种降压转换器，包括：输入端，用于接入输入功率；负载端、储能元件和功率开关，当所述功率开关导通时，所述负载端、储能元件和功率开关串联于所述输入端；续流回路，在所述功率开关关断时，与所述负载端和所述储能元件串联以便为所述负载端提供续流；控制电路，用于控制所述功率开关的导通和关断。所述降压转换器还包括加速关断电路，包括第一电容器，所述第一电容器连接在所述储能元件的电流流出端与所述控制电路之间，用于在所述功率开关开始关断时向所述控制电路提供突发电流以加速所述功率开关的关断。该方面的优点在于，利用储能元件在功率开关关断时产生的电势来加速功率开关的关断，从而提高了降压转换器的关断速度和工作频率。可选地，所述加速关断电路还可以包括第一二极管，所述第一二极管从输入端的参考接地端向控制电路正向偏置。可选地，所述控制电路可以包括功率开关驱动器电路，所述加速关断电路还包括连接在第一电容器与所述功率开关驱动器电路之间的第一电阻器，用于限制所述功率开关驱动器电路上的电压电平。可选地，所述加速关断电路还可以包括第二二极管，所述第二二极管从第一电容器向所述功率开关驱动器电路正向偏置。可选地，所述功率开关是NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极与控制电路连接，所述NPN型三极管的集电极与续流回路连接，所述NPN型三极管的发射极通过第二电阻器（R5）连接到参考接地端。可选地，所述储能元件可以是主电感，所述控制电路还包括辅助电感，所述辅助电感连接到所述功率开关并且与所述主电感正向磁耦合。根据本技术的另一方面，提供了一种驱动器电路，包括上述降压转换器。可选地，所述驱动器电路可以用于驱动发光二极管。根据本技术的又一方面，提供了一种发光二极管灯，包括发光二极管，以及上述驱动器电路，所述发光二极管连接到所述驱动器电路的所述负载端，并且由所述驱动器电路所驱动。在本技术所提供的降压转换器、驱动器电路和发光二极管灯中，通过加速关断电路提供的突发电流，功率开关可以更加快速地关断，从而有助于提高驱动器电路的效率。这意味着驱动器电路的开关频率可以增加而同时减小驱动器电路的大小。此外，所提供的加速关断电路的结构简单，并且可以容易地适配于各种现有电路。因而，本技术所提出的加速关断电路实际上可以应用于提高任何功率开关的关断速度，进而改进包括功率开关的任何系统的效率。根据下文描述的实施例，本技术的这些和其它方面将是清楚的，并将参照这些实施例而得以阐述。附图说明下面通过参考附图来示例性地说明本技术的具体实施方式，该说明并不以任何方式对本技术进行限制。在不同的附图中，相同的附图标记指代相同或类似的组件。在这些附图中：图1图示了根据现有技术的典型降压式（BUCK）拓扑的RCC驱动器电路的电路图；图2图示了如图1所示的现有技术RCC驱动器电路的信号波形图；图3图示了根据本技术的一个实施例的降压转换器的结构示意图；图4图示了根据本技术的一个实施例的RCC驱动器电路的电路图；图5图示了如图4所示的RCC驱动器电路的信号波形图；以及图6图示了根据本技术的另一实施例的RCC驱动器电路的电路图。具体实施方式现在将详细参考本技术的示例性实施例，其示例在附图中进行阐述。本领域的技术人员应当理解：提供下述说明是为了举例说明的目的而非限制。本领域的技术人员应当明白本技术可以以脱离这些具体细节的其它实现方式来实现。而且为了不模糊本技术，在当前的说明中省略了已知的功能和结构的并非必要的细节。图1图示了根据现有技术的典型降压式（BUCK）拓扑的RCC驱动器电路的电路图。如图1所示，该电路的工作过程如下。上电后，输入的交流电经过桥式整流器的整流之后，在电容器C5两端成为直流电。该直流电依次流经电阻器R9、R4、电容器C3、电阻器R2，并且经由电感L2以及二极管D3、电阻器R1和电容器C1的串联到地，在这个过程中对电容器C3进行充电。随着电容器C3电压的上升，节点a处的电压上升，使得功率开关Q3的基极电压达到阈值电压，功率开关Q3导通。此时主功率电路开始工作，直流电依次流经LED负载LED1、主电感L1、功率开关Q3和电阻器R5到地，LED负载LED1发光。此时，流过主电感L1的电流线性上升，从而在辅助电感L2上产生感应电流。该感应电流流经电阻器R2和电容器C3，从而加速功率开关Q3的导通。与此同时，由于电容器C3的充电，节点VCC的电压逐渐上升，从而使三极管Q1的基极电压逐渐上升。当三极管Q1的基极电压上升至三极管Q1和Q5的阈值电压之和后，三极管Q1和Q5导通，从而将功率开关Q3的基极电压拉低至其阈值电压以下，功率开关Q3关断。当功率开关Q3关断后，流过主电感L1的电流开始流向二极管D5和LED负载LED1，从而形成续流回路，LED负载LED1继续发光，但是流经LED负载LED1的电流开始线性下降。另一方面，三极管Q1和Q5在导通后将节点VCC处的电压拉低，三极管Q1和Q5关断。当三极管Q1和Q5关断后，电感L1与三级管Q3的寄生电容产生谐振。在谐振过程中电感L1上的电压会反转，与电感L1电磁耦合的电感L2上会感生出电压，该电压将节点a处的电压再次被拉高，从而使功率开关Q3再次导通，这时主功率电路再次开始工作，周而复始，以此循环。图2图示了如图1所示的现有技术RCC驱动器电路的主要信号波形图。在如图1所示的典型RCC驱动器电路中，存在以下问题。由于充当功率开关的三极管（即，图1中所示的Q3）一般工作在深饱和区，因而当三极管Q3的基极电压降至其阈值电压以下时，三极管Q3并非立即关断，而是存在三极管从深饱和区转变到关断状态的关断延迟。关断延迟的时间越长，电路的功率损失越高并且操作频率越低。因此，如果能够缩短三极管的关断延迟，则可以显著提高RCC驱动器电路的性能。为此目的，本技术提出了一种改进的RCC驱动器电路。图3图示了根据本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降压转换器，其特征在于，包括‑ 输入端，用于接入输入功率；‑ 负载端（a、k）、储能元件（L1）和功率开关（Q3），当所述功率开关导通时，所述负载端、储能元件和功率开关串联于所述输入端；‑ 续流回路（D5），在所述功率开关关断时，与所述负载端和所述储能元件串联以便为所述负载端提供续流；‑ 控制电路，用于控制所述功率开关的导通和关断；其特征在于，还包括‑ 加速关断电路，包括第一电容器（C6），所述第一电容器连接在所述储能元件的电流流出端与所述控制电路之间，用于在所述功率开关开始关断时向所述控制电路提供突发电流以加速所述功率开关的关断。

【技术特征摘要】
1.一种降压转换器，其特征在于，包括-输入端，用于接入输入功率；-负载端（a、k）、储能元件（L1）和功率开关（Q3），当所述功率开关导通时，所述负载端、储能元件和功率开关串联于所述输入端；-续流回路（D5），在所述功率开关关断时，与所述负载端和所述储能元件串联以便为所述负载端提供续流；-控制电路，用于控制所述功率开关的导通和关断；其特征在于，还包括-加速关断电路，包括第一电容器（C6），所述第一电容器连接在所述储能元件的电流流出端与所述控制电路之间，用于在所述功率开关开始关断时向所述控制电路提供突发电流以加速所述功率开关的关断。2.根据权利要求1所述的降压转换器，其特征在于，所述加速关断电路还包括第一二极管（D10），所述第一二极管从输入端的参考接地端向控制电路正向偏置。3.根据权利要求2所述的降压转换器，其特征在于，所述控制电路包括功率开关驱动器电路（Q1，Q5），所述加速关断电路还包括连接在第一电容器（C6）与所述功率开关驱动器电路（Q1，Q5）之间的第一电阻器（R12），用于限制所述功率开关驱动器电路上的电压电平。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙火军，文天祥，
申请(专利权)人：飞利浦照明中国投资有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31