单IC驱动多路单级PFC并联电路及其工作方法技术

本发明专利技术实施例公开了单IC驱动多路单级PFC并联电路及其工作方法，该电路包括控制单元、主功率回路单元、电流检测单元以及平衡单元，主功率回路单元包括若干个变压器，变压器设有次级输出端以及初级输入端，若干个变压器的次级输出端连接有整流二极管，若干个变压器的初级输入端一端连接母线，若干个变压器的初级输入端另一端分别连接有Mos管，若干个Mos管的栅极分别与控制单元连接，若干个Mos管的源极与电流检测单元连接；若干个Mos管的漏极分别与平衡单元连接；平衡单元协调各个变压器所在的子功率回路信号的一致性。本发明专利技术实施例实现简化电路，节省制造成本，拓展单级反激拓扑应用功率范围；结合磁集成变压器，减少体积和提高效率。

【技术实现步骤摘要】
单IC驱动多路单级PFC并联电路及其工作方法
本专利技术涉及单级PFC的驱动电路
，尤其涉及单IC驱动多路单级PFC并联电路及其工作方法。
技术介绍
随着LED照明技术在道路照明中的普及，驱动电源设计彻底走向成熟，如何在完全竞争的市场现状里保持足够的竞争力就成为了各电源制造厂商关注的头号话题，在以往对灯光品质要求不高的道路照明领域，单级PFC(功率因数校正，PowerFactorCorrection)拓扑提供了一种廉价的选择，但因为开关器件电流应力过大以及变压器工艺难以克服的原因，单级PFC反激本身限制了在中大功率比如100W-300W功率段的应用，而因此出现的多路独立式单级PFC反激并联，因为各个单元完全独立，随着路数的增多，不可避免的产生额外的倍增成本，比如IC、供电绕组及周边稳压、检测等等，成本高。而且当独立回路数增加到2路以上时，回路与回路之间会存在极强的扰动，影响驱动电源的稳定性。因此，有必要设计一种新的电路，实现简化电路和节约成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供单IC驱动多路单级PFC并联电路及其工作方法。为解决上述技术问题，本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：提供单IC驱动多路单级PFC并联电路，包括控制单元、主功率回路单元、电流检测单元以及平衡单元，所述主功率回路单元包括若干个变压器，所述变压器设有次级输出端以及初级输入端，若干个所述变压器的次级输出端连接有整流二极管，若干个所述变压器的初级输入端一端连接母线，若干个所述变压器的初级输入端另一端分别连接有Mos管，若干个所述Mos管的栅极分别与控制单元连接，若干个所述Mos管的源极分别与所述电流检测单元连接；若干个所述Mos管的漏极分别与所述平衡单元连接；主功率回路单元，用于在控制单元的驱动下，开通和关断所述Mos管，通过所述变压器实现能量变换；电流检测单元，用于检测所述Mos管的源极的电流信号提供给控制单元；平衡单元，用于协调各个所述变压器所在的子功率回路信号的一致性。其进一步技术方案为：还包括电压检测单元，所述电压检测单元与控制单元连接；所述电压检测单元，用于检测输出电压信号提供给控制单元；所述电压检测单元包括若干个所述变压器的其中一路的辅助绕组以及电阻分压器。其进一步技术方案为：所述平衡单元包括平衡电阻。其进一步技术方案为：所述电流检测单元包括检测电阻R13。其进一步技术方案为：还包括所述整流滤波单元，所述整流滤波单元包括顺次连接整流桥堆以及杂讯滤除元件，所述整流滤波单元的输入端连接交流电源，所述整流滤波单元的输出端连接母线。其进一步技术方案为：还包括图腾扩流驱动单元，所述图腾扩流驱动单元分别与所述控制单元以及所述Mos管的栅极连接。其进一步技术方案为：所述图腾扩流驱动单元包括第一开关元件。其进一步技术方案为：所述第一开关元件包括三极管Q3，所述三极管Q3的基极与所述控制单元连接，所述三极管Q3的发射极与所述Mos管的栅极连接；所述三极管Q3的发射极与所述Mos管的栅极之间还连接有驱动电阻。其进一步技术方案为：还包括供电单元；所述供电单元通过启动电阻与母线连接；所述供电单元与其中一个所述变压器的辅助绕组连接。另外，本专利技术要解决的技术问题是还在于提供单IC驱动多路单级PFC并联电路的工作方法，包括：控制单元驱动主功率回路单元内的Mos管关断时，若干个变压器形成一个等效变压器，将若干个变压器的初级输入端的电流汇集后由电流检测单元采集并输入至控制单元，当Mos管关断时，各个变压器反激向次级输出端传输能量，由平衡单元连接各变压器维持能量流动来协调平衡每一路所述变压器以维持近似同步的准谐振状态，等待所有变压器释放完能量后进入下一状态。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：本专利技术通过设置控制单元、主功率回路单元、电流检测单元以及平衡单元，拓展了单级反激PFC拓扑的功率范围和应用领域，简化了电路设计，节省制造成本，主功率回路单元内采用同一个电流检测单元进行电流检测，在同一个控制单元的控制下，所有Mos管具有同样的导通时机和导通时间，保证了电流信号的一致性和有效性，采用平衡单元协调各子回路状态，保证了电压信号的一致性和有效性，多路设计可以允许不需要很大的变压器和大功率Mos管，只需要工艺允许的相对小的变压器和更易得的普通Mos管即可，而且不需要考虑Mos管分流平衡问题，具有广阔的应用前景；电路特有的严格同步性，允许磁集成变压器的使用，有效提高效率和减小体积。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的单IC驱动多路单级PFC并联电路的示意性框图；图2为本专利技术实施例提供的单IC驱动多路单级PFC并联电路的具体电路原理图。图3为本专利技术实施例提供的一种用于磁集成的E-I-E型变压器的示意性结构图。图4为本专利技术实施例提供的三路及以上单级PFC并联时的平衡单元的接法示意图。图中标识说明：10、控制单元；20、主功率回路单元；30、电流检测单元；40、平衡单元；50、图腾扩流驱动单元；60、供电单元；70、电压检测单元；80、整流滤波单元。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。还应当理解，在此本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。请参阅图1，图1为本专利技术实施例提供的单IC驱动多路单级PFC并联电路的示意性框图。因为该电路具有严格的同步性，特别适合磁集成变压器。本专利技术实施例列举了如图3所示的一种E-I-E型变压器，其他类似的磁集成方法的应用都在本专利技术保护范围内。假设正常使用时需要独立的两个EI变压器，其中I片厚度与E片上面横部厚度相同；当使用磁集成技术时，两个变压器分别绕在上下两个芯柱上且所有对应绕组绕向相同，因为经过I片的磁链相反互本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.单IC驱动多路单级PFC并联电路，其特征在于，包括控制单元、主功率回路单元、电流检测单元以及平衡单元，所述主功率回路单元包括若干个变压器，所述变压器设有次级输出端以及初级输入端，若干个所述变压器的次级输出端连接有整流二极管，若干个所述变压器的初级输入端一端连接母线，若干个所述变压器的初级输入端另一端分别连接有Mos管，若干个所述Mos管的栅极分别与控制单元连接，若干个所述Mos管的源极分别与所述电流检测单元连接；若干个所述Mos管的漏极分别与所述平衡单元连接；主功率回路单元，用于在控制单元的驱动下，开通和关断所述Mos管，通过所述变压器实现能量变换；电流检测单元，用于检测所述Mos管的源极的电流信号提供给控制单元；平衡单元，用于协调各个所述变压器所在的子功率回路信号的一致性。/n

【技术特征摘要】
1.单IC驱动多路单级PFC并联电路，其特征在于，包括控制单元、主功率回路单元、电流检测单元以及平衡单元，所述主功率回路单元包括若干个变压器，所述变压器设有次级输出端以及初级输入端，若干个所述变压器的次级输出端连接有整流二极管，若干个所述变压器的初级输入端一端连接母线，若干个所述变压器的初级输入端另一端分别连接有Mos管，若干个所述Mos管的栅极分别与控制单元连接，若干个所述Mos管的源极分别与所述电流检测单元连接；若干个所述Mos管的漏极分别与所述平衡单元连接；主功率回路单元，用于在控制单元的驱动下，开通和关断所述Mos管，通过所述变压器实现能量变换；电流检测单元，用于检测所述Mos管的源极的电流信号提供给控制单元；平衡单元，用于协调各个所述变压器所在的子功率回路信号的一致性。


2.根据权利要求1所述的单IC驱动多路单级PFC并联电路，其特征在于，还包括电压检测单元，所述电压检测单元与控制单元连接；所述电压检测单元，用于检测输出电压信号提供给控制单元；所述电压检测单元包括若干个所述变压器的其中一路的辅助绕组以及电阻分压器。


3.根据权利要求1所述的单IC驱动多路单级PFC并联电路，其特征在于，所述平衡单元包括平衡电阻。


4.根据权利要求1所述的单IC驱动多路单级PFC并联电路，其特征在于，所述电流检测单元包括检测电阻R13。


5.根据权利要求1所述的单IC驱动多路单级PFC并联电路，其特征在于，还包括所述整流滤波单元，所述整流滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：田前程，
申请(专利权)人：广东东菱电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44