本实用新型专利技术提供了一种振铃扼流器变换器及LED灯，所述振铃扼流器变换器包括主电路和附加电路，主电路包括：主功率电路（31），包括电源开关（Q1）、主电感器（L4）以及用于连接负载（LED）的输出；驱动电路（32），连接至所述电源开关（Q1）的控制极（Vb），包括与所述主电感器（L4）相耦合的辅助电感器（L2）；其特征在于，所述附加电路包括：第二检测电路（35），连接到所述电源开关（Q1）的控制极（Vb）与所述驱动电路的辅助电感器（L2），用于获得与通过负载（LED）的平均电流有关的信息；以及闭环控制电路（36，37），以根据所述平均电流控制所述电源开关（Q1）从而实现闭环控制。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及LED照明领域，更具体地涉及振铃扼流器变换器及低成本LED灯。
技术介绍
在低成本细分市场，LED驱动器有很大的成本压力。和基于集成电路的解决方案相比，为了尽可能降低成本，需要一种减少部件数量的分立设计。振铃扼流器(RCC)由于其低成本通常被用作驱动器。例如，传统的RCC可用于低成本充电电路中，该类型电路通常利用返驰式拓扑实现以提供隔离。根据应用的不同，可增设恒压/或恒流控制环路来提供调-K-T。对于LED驱动器，人们通常希望在某个输入和输出电压范围内保持LED负载的平均电流恒定。对于低成本自振荡LED驱动器而言，简单利用峰值电流来控制线路和负载调节性能的配置与拓扑有关。对于降压(buck)拓扑和其它负载平均电流等于平均电感电流的拓扑而言，仅利用峰值电流来控制线路和负载调节是可接受的。然而对于其它拓扑，例如返驰式(Flyback)拓扑及其衍生拓扑，如果仅仅使用峰值电流控制是无法实现良好的调节效果的，原因在于该峰值控制方法多多少少会导致恒定的输出功率而非恒定的输出电流，更具体的，原因在于由于拓扑的影响，被检测的峰值电流并非完全决定LED负载的平均电流。传统技术中，利用自振荡返驰式拓扑的两种输出电流调节方法常常被使用，具体如下:第一种方法是利用前馈补偿式峰值电流控制。这种方法检测原边电流，即主电感的电流，并基于原边电流控制RCC开关，其缺陷在于原边电流不能完全反映副边的负载电流。图1示出了一种传统的自振荡非隔离返驰式(降压/升压)(Buck/Boost)变换器的结构。这种利用自振荡变换器的峰值电流控制方法并不提供恒定的输出电流，但是可以利用所测量的输入电压和所反映的输出电压对该峰值电流进行前馈补偿，以便针对缺少线路和负载调节提供补偿。该方法可以利用较少的器件数量来实现，但是当使用线性补偿时，所能实现的线路和负载调节仅限于在一个较小的范围内进行。第二种方法是利用闭环控制。这种方法中，副边的负载电流通过光耦合器UlA和UlB被反馈给原边来实现电源开关管的控制。图2例示了一种用于充电器应用的传统 RCC 电路，该电路例如记载于《AN2228 APPLICAT1N NOTE，STDlLNK60Z_based CellPhone Battery Charger Design)), http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/applicat1n_note/CD00066269.pdf。在这种方法中，感测输出电流并将输出电流与变换器的副边基准电流进行比较，将控制环路的输出通过隔离屏障例如光耦合器传递给变换器的原边。只要其中的误差放大器具有足够的开环增益，该方法就可以在一个较宽范围的输入和输出电压上提供良好的线路和负载调节。遗憾的是，这种方法中，在控制环路中提供光耦合器进行隔离的成本昂贵。
技术实现思路
为此，提出本技术RCC变换器电路，以便适当减轻或消除至少一个上述技术问题。如果能够提供成本低、且较为准确地进行负载电流控制的方案，那么将会是十分有利的。出于以上考虑，本技术实施例中考虑了 RCC开关的占空因数，在同时考虑原边峰值电流和占空因数的条件下估计LED负载的平均电流。这是因为例如在非隔离情况下，原边峰值电流等于副边(即负载)峰值电流。副边峰值电流和续流时间(freewheelingtime，即RCC开关的关断时间Toff)决定了 LED负载的平均电流，续流时间与占空因数是相互对应的。按照本技术的一个方面，提供了一种RCC变换器电路，包括主电路和附加电路，其中:主电路包括:主功率电路，具有输入以连接至整流后的市电电源，包括电源开关、主电感器以及用于连接负载的输出，该主功率电路用于从输入到负载之间的功率转换；驱动电路，连接至所述电源开关的控制极，包括与所述主电感器相耦合的辅助电感器，用于提供驱动电流以驱动所述电源开关正常工作；其特征在于，所述附加电路包括:第二检测电路，连接到所述电源开关的控制极与所述驱动电路的辅助电感器，用于获得与通过负载的平均电流有关的信息；以及闭环控制电路，连接在所述电源开关的控制极与所述第二检测电路之间，以根据所述平均电流控制所述电源开关从而实现闭环控制。在该方面中，提供了一个第二检测电路，该第二检测电路通过电源开关的控制极和所述辅助电感器获得用于获得与通过负载(LED)的平均电流有关的信息，从而在原边就能够进行负载电流的检测和控制，具有较强的电流调节性能并且成本低。按照一个实施例，所述第二检测电路包括二极管、电容器、第四晶体管，其中，二极管的一端连接所述电源开关的控制极，另一端与电容器相连接，第四晶体管的集电极和发射极并联于电容器，并且第四晶体管的基极耦接至所述辅助电感器。该实施例提供了第二检测电路的一种实现方式。更进一步地，所述二极管和电容器提供与所述电源开关的控制极电流有关的信号，该信号与所述主电感的原边峰值电流相关，且所述辅助电感器将指示了所述电源开关的闭合与断开的信号提供给所述晶体管，该信号与所述主功率电路的占空因数有关，所述第二检测电路基于所述原边峰值电流和所述占空因数来确定负载的平均电流。更进一步地，所述辅助电感器被配置为:在所述主功率电路的电源开关断开以使得所述主电感进行续流时，提供感应电压以断开所述晶体管，使得所述晶体管的集电极的电压为所述二极管和电容器提供的与所述电源开关的控制极电流有关的信号；且在所述主功率电路的电源开关闭合时以使得所述主电感由市电电源充电时，提供感应电压以闭合所述晶体管，使得所述晶体管的集电极的电压为地，使得所述晶体管的集电极的电压反映负载上的负载电流。以上实施方式以及进一步的方案采用分立电路组成了获得/计算负载平均电流的实现方式，成本很低，并且准确性也较好。按照另一个实施例，所述闭环控制电路包括串联电容器，电压检测电路，和二极管，其中，所述串联电容器的一端连接电源开关的控制极，另一端接地，所述电压检测电路的检测电极连接到所述串联电容器的电容连接点，且所述电压检测电路的导通电极经过二极管来控制所述电源开关的控制极的接地，且所述电压检测电路的检测电极还连接到所述第二检测电路的输出。该实施方式提供了闭环控制电路的一种实现方式，利用串联电容和电压检测电路来根据检测到的负载平均电流对电源开关进行控制，均采用分立元件，成本较低。进一步地，其中所述闭环控制电路还包括用于降低所述电源开关损耗的关断电路，包括形成达灵顿桥连接的PNP晶体管和NPN晶体管，其中PNP晶体管的发射极连接到电源开关的控制极；PNP晶体管的基极、和NPN晶体管的集电极与二极管的阳极相连；PNP晶体管的集电极通过电阻器接地且连接到NPN晶体管的基极，NPN晶体管的发射极接地；当所述第二检测电路的输出电压达到所述电压检测电路的阈值后，所述电压检测电路导通以将所述PNP 二极管的基极电位拉低，使得达灵顿桥运作以抽取所述电源开关的基极电流，使得所述电源开关断开。该进一步的实施方式采用达灵顿桥来对电源开关进行关断控制，关断快，损耗低，并且均采用分立元件，成本低。本技术的实施例中，所述RCC变换器电路包括返驰式拓扑以及降压/升压拓扑。由于返驰式拓扑本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种振铃扼流变换器（30），包括主电路和附加电路，其中：主电路包括：主功率电路（31），具有输入以连接至整流后的市电电源（Vbus），包括电源开关（Q1）、主电感器（L4）以及用于连接负载（LED）的输出，该主功率电路用于从输入到负载之间的功率转换；驱动电路（32），连接至所述电源开关（Q1）的控制极（Vb），包括与所述主电感器（L4）相耦合的辅助电感器（L2），用于提供驱动电流以驱动所述电源开关正常工作；其特征在于，所述附加电路包括：第二检测电路（35），连接到所述电源开关（Q1）的控制极（Vb）与所述驱动电路的辅助电感器（L2），用于获得与通过负载（LED）的平均电流有关的信息；以及闭环控制电路（36，37），连接在所述电源开关（Q1）的控制极（Vb）与所述第二检测电路（35）之间，以根据所述平均电流控制所述电源开关（Q1）从而实现闭环控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，江泓，乔海波，C丹尼斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：新型
国别省市：荷兰;NL
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