有源功率因数校正控制电路、芯片及LED驱动电路制造技术

本发明专利技术提供了一种APFC控制电路，包括输出电流计算电路、误差计算电路、电感电流过零检测电路和占空比计算电路。上述电路采用直流供电电压为直流‑直流变换器功率开关管的栅极提供恒定的电压，仅通过调整功率开关管的源极电压来控制功率开关管周期性的导通和截止，从而驱动直流‑直流变换器工作，使应用该APFC控制电路时的调试更加简单。另外，上述APFC控制电路可直接集成在同一芯片上，芯片的引脚数目仅为4个，从而降低了外围电路的数目和复杂程度，进一步的解决了当采用APFC控制电路提高LED驱动电路的PF值时，LED驱动电路调试繁琐的问题。

Active power factor correction control circuit, chip and LED drive circuit

The invention provides a APFC control circuit, which comprises an output current calculation circuit, an error calculation circuit, an inductance current zero crossing detection circuit and a duty cycle calculation circuit. The gate circuit adopts the DC supply voltage for DC DC converter power switch provides a constant voltage, only by adjusting the power switch of the source voltage to control the cycle of the power switch on and off, thereby driving the DC DC converter, make debugging application of the APFC control circuit is more simple. In addition, the APFC control circuit can be directly integrated on the same chip, the chip pin number is only 4, which reduces the number of peripheral circuits and complexity, further solved when using APFC control circuit to improve the driving circuit of LED PF, LED drive circuit debugging task.

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为201310701205.8，申请日为2013年12月18日，专利技术名称为“有源功率因数校正控制电路、芯片及LED驱动电路”的分案申请。
本专利技术涉及电力电子
，更具体地说，涉及一种有源功率因数校正控制电路、芯片及LED驱动电路。
技术介绍
LED(Light-EmittingDiode，发光二极管)相对于传统的白炽灯、日光灯等发光器件具有寿命长、绿色无污染等优点，具有非常广阔的应用前景。LED作为照明产品，需要满足相关的谐波标准，因此就要求LED驱动电路的PF(PowerFactor，功率因数)值较高。为了提高PF值，要采用PFC(PowerFactorCorrection，功率因数校正)。PFC分为PPFC(PassivePowerFactorCorrection，无源功率因数校正)和APFC(ActivePowerFactorCorrection，有源功率因数校正)。采用APFC的LED驱动电路主要包括：直流-直流变换器和APFC控制电路，其中，直流-直流变换器与负载LED相连。驱动工作过程中，交流输入电压经过整流和滤波后，转换为直流输入电压，直流-直流变换器对该直流输入电压进行电压变换，最终得到负载LED所需的驱动电压，实现对LED的驱动。在此过程中，APFC控制电路通过向直流-直流变换器输出PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)信号，控制直流-直流变换器的功率开关管的导通和截止，以提高LED驱动电路的PF值。但是，在LED驱动电路中，如果采用APFC来实现高PF值，APFC控制电路会相对简单。目前，大多数APFC控制电路集成在芯片中，要实现对LED驱动电路的直流-直流变换器的较好调节，则该芯片的外围电路较多且较复杂，导致电路的调试繁琐。
技术实现思路
本专利技术提供了一种APFC控制电路、芯片及LED驱动电路，以解决当采用APFC控制电路提高LED驱动电路的PF值时，LED驱动电路操作复杂、调试繁琐的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：本专利技术提出了一种有源功率因数校正控制电路，用于直流-直流变换器中，包括：电感电流过零检测电路、输出电流计算电路、误差计算电路和占空比计算电路；所述电感电流过零检测电路与所述直流-直流变换器的功率开关管的源极连接以接收所述直流-直流变换器的电感的电流，在所述电感的电流减小至零时，产生比较信号，并将所述比较信号输出给所述占空比计算电路；所述占空比计算电路接收所述比较信号和脉冲宽度调制信号，并据此产生触发信号输出给所述输出电流计算电路；所述输出电流计算电路与所述直流-直流变换器的功率开关管的源极连接以接收所述直流-直流变换器的电感的电流，在所述电感的电流达到峰值时，输出表征功率开关管的峰值电流的电压信号；然后根据所述电压信号和所述触发信号，产生电流反馈信号；所述误差计算电路接收表征所述电流反馈信号的电压反馈信号，以产生补偿信号输出给所述占空比计算电路；所述占空比计算电路接收所述补偿信号和所述比较信号，以产生所述脉冲宽度调制信号，所述脉冲宽度调制信号输出给所述输出电流计算电路，以驱动所述功率开关管周期性的导通和关断。优选地，所述输出电流计算电路还包括第一开关管，所述第一开关管的漏极与所述直流-直流变换器的功率开关管的源极相连，所述第一开关管的源极接地；所述第一开关管的栅极接收所述脉冲宽度调制信号，以根据所述脉冲宽度调制信号进行到开关动作，从而驱动所述功率开关管周期性的导通和关断。优选地，所述输出电流计算电路包括电感电流峰值检测电路和电流反馈信号产生电路，所述电感电流峰值检测电路的输入端与所述第一开关管的漏极相连，输出端与所述电流反馈信号产生电路的输入端相连，其检测所述直流-直流变换器的电感的电流是否达到峰值，并在所述直流-直流变换器的电感的电流达到峰值时，将表征所述电感的电流峰值的电压信号输出给所述电流反馈信号产生电路；所述电流反馈信号产生电路接收所述表征所述电感的电流峰值的电压信号，并根据所述占空比计算电路输出的触发信号，以产生所述电流反馈信号。优选地，所述占空比计算电路接收所述补偿信号和所述比较信号，以产生所述脉冲宽度调制信号，其中，所述比较信号用以控制所述功率开关管的导通动作，当所述功率开关管导通后，所述占空比计算电路根据所述补偿信号控制所述功率开关管的关断。优选地，所述占空比计算电路包括第四比较器、电流源、第四电容、第四可控开关、非门和第一触发器，所述第四可控开关的第一端与所述第四电容的第一端相连，第二端与所述第四电容的第二端相连，所述第四电容的第二端接地；所述脉冲宽度调制信号经过所述非门处理后控制所述第四可控开关的开关动作，所述电流源给所述第四电容充电；第四比较器的同相输入端与所述第四电容的第一端相连，以接收第四电容的第一端电压，反相输入端接收所述补偿信号，输出端连接至所述第二触发器的复位端；所述比较信号经过脉冲发生器处理后输入到所述第二触发器的置位端，所述第二触发器输出端输出所述脉冲宽度调制信号。优选地，所述占空比计算电路包括第二触发器，所述比较信号经过脉冲发生器处理后输入到所述第二触发器的复位端；所述第二触发器的置位端接收所述脉冲宽度调制信号，输出端输出所述触发信号。优选地，所述误差计算电路包括跨导放大器和第三电容；所述跨导放大器的同相输入端接收电压参考信号，反相输入端接收表征所述电流反馈信号的电压反馈信号，输出端与所述第三电容的第一端连接；第三电容的第二端接地，其第一端的电压信号作为所述补偿信号。优选地，所述误差计算电路还包括第三可控开关，所述第三可控开关的第一端与所述跨导放大器的输出端连接，所述第三可控开关的第二端与所述第三电容的第一端相连，其中，所述第三可控开关受控于一占空比小于或等于0.05的信号。优选地，所述输出电流计算电路还包括电流镜电路，所述电流镜像电路的第一输入端与所述第一开关管的漏极连接，第二输入端与所述第一开关管的栅极相连，所述电流镜像电路用于对流过所述第一开关管的电流镜像放大，得到镜像电流；所述镜像电流表征所述第一开关管采样得到的电流值，电流镜像电路将所述镜像电流输出给所述电感电流峰值检测电路。优选地，所述电感电流过零检测电路包括：偏置电压源和第三比较器；所述偏置电压源的正极作为所述电感电流过零检测电路的第一输入端与直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源功率因数校正控制电路，用于直流‑直流变换器中，其特征在于，包括：电感电流过零检测电路、输出电流计算电路、误差计算电路和占空比计算电路；所述电感电流过零检测电路与所述直流‑直流变换器的功率开关管的源极连接以接收所述直流‑直流变换器的电感的电流，在所述电感的电流减小至零时，产生比较信号，并将所述比较信号输出给所述占空比计算电路；所述占空比计算电路接收所述比较信号和脉冲宽度调制信号，并据此产生触发信号输出给所述输出电流计算电路；所述输出电流计算电路与所述直流‑直流变换器的功率开关管的源极连接以接收所述直流‑直流变换器的电感的电流，在所述电感的电流达到峰值时，输出表征功率开关管的峰值电流的电压信号；然后根据所述电压信号和所述触发信号，产生电流反馈信号；所述误差计算电路接收表征所述电流反馈信号的电压反馈信号，以产生补偿信号输出给所述占空比计算电路；所述占空比计算电路接收所述补偿信号和所述比较信号，以产生所述脉冲宽度调制信号，所述脉冲宽度调制信号输出给所述输出电流计算电路，以驱动所述功率开关管周期性的导通和关断。

【技术特征摘要】
1.一种有源功率因数校正控制电路，用于直流-直流变换器中，其特征在
于，包括：电感电流过零检测电路、输出电流计算电路、误差计算电路和占
空比计算电路；
所述电感电流过零检测电路与所述直流-直流变换器的功率开关管的源极
连接以接收所述直流-直流变换器的电感的电流，在所述电感的电流减小至零
时，产生比较信号，并将所述比较信号输出给所述占空比计算电路；
所述占空比计算电路接收所述比较信号和脉冲宽度调制信号，并据此产
生触发信号输出给所述输出电流计算电路；
所述输出电流计算电路与所述直流-直流变换器的功率开关管的源极连接
以接收所述直流-直流变换器的电感的电流，在所述电感的电流达到峰值时，
输出表征功率开关管的峰值电流的电压信号；然后根据所述电压信号和所述
触发信号，产生电流反馈信号；
所述误差计算电路接收表征所述电流反馈信号的电压反馈信号，以产生
补偿信号输出给所述占空比计算电路；
所述占空比计算电路接收所述补偿信号和所述比较信号，以产生所述脉
冲宽度调制信号，所述脉冲宽度调制信号输出给所述输出电流计算电路，以
驱动所述功率开关管周期性的导通和关断。
2.根据权利要求1所述的有源功率因数校正控制电路，其特征在于，所
述输出电流计算电路还包括第一开关管，
所述第一开关管的漏极与所述直流-直流变换器的功率开关管的源极相
连，所述第一开关管的源极接地；
所述第一开关管的栅极接收所述脉冲宽度调制信号，以根据所述脉冲宽
度调制信号进行到开关动作，从而驱动所述功率开关管周期性的导通和关断。
3.根据权利要求1所述的有源功率因数校正控制电路，其特征在于，所
述输出电流计算电路包括电感电流峰值检测电路和电流反馈信号产生电路，
所述电感电流峰值检测电路的输入端与所述第一开关管的漏极相连，输
出端与所述电流反馈信号产生电路的输入端相连，其检测所述直流-直流变换
器的电感的电流是否达到峰值，并在所述直流-直流变换器的电感的电流达到

\t峰值时，将表征所述电感的电流峰值的电压信号输出给所述电流反馈信号产
生电路；
所述电流反馈信号产生电路接收所述表征所述电感的电流峰值的电压信
号，并根据所述占空比计算电路输出的触发信号，以产生所述电流反馈信号。
4.根据权利要求1所述的有源功率因数校正控制电路，其特征在于，所
述占空比计算电路接收所述补偿信号和所述比较信号，以产生所述脉冲宽度
调制信号，
其中，所述比较信号用以控制所述功率开关管的导通动作，当所述功率
开关管导通后，所述占空比计算电路根据所述补偿信号控制所述功率开关管
的关断。
5.根据权利要求4所述的有源功率因数校正控制电路，其特征在于，所
述占空比计算电路包括第四比较器、电流源、第四电容、第四可控开关、非
门和第一触发器，
所述第四可控开关的第一端与所述第四电容的第一端相连，第二端与所
述第四电容的第二端相连，所述第四电容的第二端接地；
所述脉冲宽度调制信号经过所述非门处理后控制所述第四可控开关的开
关动作，所述电流源给所述第四电容充电；
第四比较器的同相输入端与所述第四电容的第一端相连，以接收第四电
容的第一端电压，反相输入端接收所述补偿信号，输出端连接至所述第二触
发器的复位端；
所述比较信号经过脉冲发生器处理后输入到所述第二触发器的置位端，
所述第二触发器输出端输出所述脉冲宽度调制信号。
6.根据权利要求1所述的有源功率因数校正控制电路，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐孝如，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33