CN201947513U - 具有功率因数校正的恒流驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有功率因数校正的恒流驱动电路，其中包括通过调整平均输入电流的波形校正功率因数的功率因数校正电路，所述功率因数校正电路包括调整平均输入电流的波形的开关电路、控制开关电路的开关频率的控制芯片、供给控制芯片启动电压的启动电路、供给控制芯片工作电压的维持电路、采集输入电压的输入电压反馈电路、采集输出电压的输出电压反馈电路以及检测通过开关电路的电流的过流保护电路。本实用新型的具有功率因数校正的恒流驱动电路采用了功率因数校正电路调整平均输入电流的波形，使得本恒流驱动电路功率因数较高，减少了对电网的损耗和污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及灯具驱动领域，更具体地说，涉及一种用于灯具驱动的具有功率因数校正的恒流驱动电路。
背景技术
现有技术中，恒流驱动电路中整流之后直接连接大容量的滤波电容再接开关恒流主电路，由于电容是非线性元件，因此导致驱动电路的功率因数很低，谐波电流很大，对公用电网造成一定程度的污染，增加了电网的损耗和负担。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的恒流驱动电路的功率因数很低，增加了电网的损耗和负担的缺陷，提供一种功率因数较高的具有功率因数校正的恒流驱动电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种具有功率因数校正的恒流驱动电路，其中包括通过调整平均输入电流的波形校正功率因数的功率因数校正电路，所述功率因数校正电路包括：调整所述平均输入电流的波形的开关电路、控制所述开关电路的开关频率的控制芯片、供给所述控制芯片启动电压的启动电路、供给所述控制芯片工作电压的维持电路、采集输入电压的输入电压反馈电路、采集输出电压的输出电压反馈电路、以及检测通过所述开关电路的电流的过流保护电路；所述开关电路分别与所述功率因数校正的恒流驱动电路的输入端、所述输出电压反馈电路以及所述控制芯片连接；所述启动电路分别与所述功率因数校正的恒流驱动电路的输入端以及所述控制芯片连接；所述维持电路分别与所述功率因数校正的恒流驱动电路的输入端以及所述控制芯片连接；所述输入电压反馈电路分别与所述功率因数校正的恒流驱动电路的输入端以及所述控制芯片连接；所述过流保护电流分别与所述开关电路以及所述控制芯片连接；所述输出电压反馈电路分别与所述开关电路、所述控制芯片以及所述功率因数校正的恒流驱动电路的输出端连接。
在本实用新型所述的具有功率因数校正的恒流驱动电路中，所述开关电路包括变压器T1、开关管Q2以及二极管D5，所述开关管Q2的控制端与所述控制芯片的管脚GD连接，所述开关管Q2的输入端分别与所述变压器T1的主线圈的输出端和所述二极管D5的正极连接，所述二极管D5的负极与所述功率因数校正的恒流驱动电路的输出端连接，所述开关管Q2的输出端接地，所述变压器T1的主线圈的输入端与所述功率因数校正的恒流驱动电路的输入端连接。
在本实用新型所述的具有功率因数校正的恒流驱动电路中，所述启动电路包括电阻R3，所述具有功率因数校正的恒流驱动电路的输入端通过所述电阻R3与所述控制芯片的管脚VCC连接。
在本实用新型所述的具有功率因数校正的恒流驱动电路中，所述维持电路包括交流直流转换电路，所述交流直流转换电路包括电阻R6、电容C3、二极管D3、二极管D2以及电容C2，所述电阻R6的一端通过所述变压器T1的次线圈接地，所述电阻R6的另一端通过所述电容C3与所述二极管D3的负极连接，所述二极管D3的正极接地，所述二极管D2的正极与所述二极管D3的负极连接，所述二极管D2的负极通过所述电容C2接地，所述变压器T1的次线圈的接地端与所述变压器T1的主线圈的输入端为同名端。
在本实用新型所述的具有功率因数校正的恒流驱动电路中，所述维持电路还包括线性稳压电路，所述线性稳压电路包括稳压管ZD2、三级管Q1、二极管D1、电容C9以及稳压管ZD1，所述三极管Q1的集电极与所述二极管D2的负极连接，所述三极管Q1的基极与所述稳压管ZD2的负极连接，所述稳压管ZD2的正极接地，所述三极管Q1的发射极与所述二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极与所述控制芯片的管脚VCC连接，所述电容C9的一端与所述稳压管ZD1的负极连接，所述电容C9的另一端与所述稳压管ZD1的正极相互连接，所述稳压管ZD1的负极与所述控制芯片的管脚VCC连接，所述稳压管ZD1的正极接地。
在本实用新型所述的具有功率因数校正的恒流驱动电路中，所述输入电压反馈电路包括电阻R1、电阻R10以及电容C5，所述电阻R10的一端、所述电容C5的一端以及所述控制芯片的管脚MU相互连接，所述电阻R10的另一端与所述电容C5的另一端同时接地，所述控制芯片的管脚MU通过所述电阻R1与所述具有功率因数校正的恒流驱动电路的输入端连接。
在本实用新型所述的具有功率因数校正的恒流驱动电路中，所述输出电压反馈电路包括电阻R8、电阻R17以及电容C7，所述电阻R8的一端与所述具有功率因数校正的恒流驱动电路的输出端连接，所述电阻R8的另一端与所述电阻R17的一端连接，所述电阻R17的另一端接地，所述电阻R17的一端同时分别与所述控制芯片的管脚INV和所述电容C7的一端连接，所述电容C7的另一端与所述控制芯片的管脚COMP连接。
在本实用新型所述的具有功率因数校正的恒流驱动电路中，所述过流保护电路包括电容C8、电阻R13以及电阻R16，所述电阻R16一端分别与电阻R13的一端和所述开关管Q2的输出端连接，所述电阻R16的另一端接地，所述电阻R13的另一端分别与所述电容C8的一端和所述控制芯片的管脚CS连接，所述电容C8的另一端接地。
在本实用新型所述的具有功率因数校正的恒流驱动电路中，所述具有功率因数校正的恒流驱动电路还包括用于连接所述具有功率因数校正的恒流驱动电路的输出端和所述具有功率因数校正的恒流驱动电路的输出端的二极管D4。
在本实用新型所述的具有功率因数校正的恒流驱动电路中，所述具有功率因数校正的恒流驱动电路还包括用于防止电路打开、关闭或短路时的浪涌电流的热敏电阻NTC1，所述热敏电阻NTC1的一端与所述二极管D5的负极连接，所述热敏电阻NTC1的另一端与所述具有功率因数校正的恒流驱动电路的输出端连接。
实施本实用新型的具有功率因数校正的恒流驱动电路，具有以下有益效果：由于本恒流驱动电路采用了功率因数校正电路调整平均输入电流的波形，使得本恒流驱动电路功率因数较高，减少了对电网的损耗和污染。
通过开关电路的控制调整平均输入电流的波形，简单方便。启动电路启动控制芯片开始工作。交流直流转换电路和线性稳压电路将提供给控制芯片稳定的工作电压。输出电压反馈电路保证的输出电压的稳定性。输入电压反馈电路保证了平均输出电流和输入电压的波形一致性。过流保护电路可以有效的防止开关管Q2的电流过大。二极管D4可以使得输入电压不经过功率因数校正电路直接输出。热敏电阻NTC1可以有效的抑制电路打开、关闭或短路时的浪涌电流。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型的具有功率因数校正的恒流驱动电路的优选实施例的结构示意图；
图2是本实用新型的具有功率因数校正的恒流驱动电路的优选实施例的电路示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在图1所示的本实用新型的具有功率因数校正的恒流驱动电路的优选实施例的结构示意图中，所述具有功率因数校正的恒流驱动电路包括通过调整平均输入电流的波形校正功率因数的功率因数校正电路，功率因数校正电路包括开关电路1、控制芯片2、启动电路3、维持电路4、输入电压反馈电路5、输出电压反馈电路6以及过流保护电路7。开关电路1用于调整平均输入电流的波形，控制芯片2用于控制开关电路1的开关频率，启动电路3用于供给控制芯片2启动电压，维持电路4用于供给控制芯片2工作电压，输入电压反馈电路5用于采集输入电压，输出电压反馈电路6用于采集输出电压，过流保护电路7用于检测通过开关电路1的电流。开关电路1分别与功率因数校正的恒流驱动电路的输入端、功率因数校正的恒流驱动电路的输出端以及控制芯片2连接；启动电路3分别与功率因数校正的恒流驱动电路的输入端以及控制芯片2连接；维持电路4分别与功率因数校正的恒流驱动电路的输入端以及控制芯片2连接；输入电压反馈电路5分别与功率因数校正的恒流驱动电路的输入端以及控制芯片2连接；过流保护电流分别与开关电路1以及控制芯片2连接；输出电压反馈电路6分别与开关电路1、控制芯片2以及功率因数校正的恒流驱动电路的输出端连接。本实用新型的具有功率因数校正的恒流驱动电路工作时，由开关电路1、控制芯片2、启动电路3、维持电路4构成恒流驱动电路的主电路，通过启动电路3启动控制芯片2后，由维持电路4给控制芯片2提供稳定的工作电压，本功率因数校正电路采用电流反馈技术，通过输入电压反馈电路5构成采样电路，采得输入的半波电压信号输入到控制芯片2，控制芯片2接到该电压信号后控制开关电路1中开关管Q2的占空比，使得平均输入电流和输入的半波电压信号同步，从而降低了谐波，增大了恒流驱动电路的功率因数。同时输出电压反馈电路6采样恒流驱动电路的输出端的电压以调整恒流驱动电路的输出电压值。过流保护电路7检测开关电路1的电流，当流过开关电路1的开关管Q2的电流过大时，可以通过控制芯片2关闭开关电路1，以起到保护开关管Q2和电路其他元件的作用。
在图2所示的本实用新型的具有功率因数校正的恒流驱动电路的优选实施例的电路示意图中，开关电路1包括变压器T1、开关管Q2以及二极管D5，开关管Q2的控制端与控制芯片2的管脚GD连接，开关管Q2的输入端分别与变压器T1的主线圈的输出端和二极管D5的正极连接，二极管D5的负极与功率因数校正的恒流驱动电路的输出端连接，开关管Q2的输出端接地，变压器T1的主线圈的输入端与所述功率因数校正的恒流驱动电路的输入端连接。启动电路3包括电阻R3，具有功率因数校正的恒流驱动电路的输入端通过电阻R3与控制芯片2的管脚VCC连接。维持电路4包括交流直流转换电路以及线性稳压电路，交流直流转换电路包括电阻R6、电容C3、二极管D3、二极管D2以及电容C2，电阻R6的一端通过变压器T1的次线圈接地，电阻R6的另一端通过电容C3与二极管D3的负极连接，二极管D3的正极接地，二极管D2的正极与二极管D3的负极连接，二极管D2的负极通过电容C2接地，变压器T1的次线圈的接地端与变压器T1的主线圈的输入端为同名端。线性稳压电路包括稳压管ZD2、三级管Q1、二极管D1、电容C9以及稳压管ZD1，三极管Q1的集电极与二极管D2的负极连接，三极管Q1的基极与稳压管ZD2的负极连接，稳压管ZD2的正极接地，三极管Q1的发射极与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与控制芯片2的管脚VCC连接，电容C9的一端与稳压管ZD1的负极连接，电容C9的另一端与稳压管ZD1的正极相互连接，稳压管ZD1的负极与控制芯片2的管脚VCC连接，稳压管ZD1的正极接地。本具有功率因数校正的恒流驱动电路使用时，由启动电路3通过恒流驱动电路的输入端给控制芯片2提供启动电压，给电阻R3串联多个电阻(R4、R11)防止某个电阻短路造成控制芯片2的损坏。控制芯片2启动后，控制芯片2通过管脚GD发出PWM信号控制开关管Q2的开关频率以达到控制平均输出电流的波形的目的。同时维持电路4可以提供给控制芯片2后续的稳定的工作电压，当开关管Q2开启时，变压器T1导通电容C3通过二极管D3、变压器T1的次线圈、电阻R6充电；当开关管Q2关闭时，电容C3通过二极管D2、电容C2、变压器T1的次线圈、电阻R6放电，将变压器T1的次线圈产生的交流电转换为直流电压给控制芯片2供电。同时线性稳压电路通过电容C9和稳压管ZD1在控制芯片2的管脚VCC端形成稳定的直流电压，使得控制芯片2能够持续的工作。通过开关电路1的控制调整平均输入电流的波形，简单方便。启动电路3启动控制芯片2开始工作。交流直流转换电路和线性稳压电路将提供给控制芯片2稳定的工作电压。
在图2所示的本实用新型的具有功率因数校正的恒流驱动电路的优选实施例的电路示意图中，输入电压反馈电路5包括电阻R1、电阻R10以及电容C5，电阻R10的一端、电容C5的一端以及控制芯片2的管脚MU相互连接，电阻R10的另一端述电容C5的另一端同时接地，控制芯片2的管脚MU通过电阻R1与具有功率因数校正的恒流驱动电路的输入端连接。输入电压反馈电路5将输入电压的波形发送给控制芯片2，以使得平均输出电流与输入电压的波形保持一致。当然也可与电阻R1串联多个电阻(R2)防止电阻R1短路对控制芯片2造成的影响，旁路电容C5可以很好的抑制开关噪声。
在图2所示的本实用新型的具有功率因数校正的恒流驱动电路的优选实施例的电路示意图中，输出电压反馈电路6包括电阻R8、电阻R17以及电容C7，电阻R8的一端与具有功率因数校正的恒流驱动电路的输出端连接，电阻R8的另一端与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端接地，电阻R17的一端同时分别与控制芯片2的管脚INV和电容C7的一端连接，电容C7的另一端与控制芯片2的管脚COM连接。通过在控制芯片2的管脚INV和管脚COM之间加入输出电压反馈电路6，使得可以采样恒流驱动电路的输出端的电压以调整恒流驱动电路的输出电压值，保证的输出电压的稳定性。当然采样电阻可以采用多种电阻的串并联实现(如R9、R18、R17)。
在图2所示的本实用新型的具有功率因数校正的恒流驱动电路的优选实施例的电路示意图中，过流保护电路7包括电容C8、电阻R13以及电阻R16，电阻R16一端分别与电阻R13的一端和开关管Q2的输出端连接，电阻R16的另一端接地，电阻R13的另一端分别与电容C8的一端和控制芯片2的管脚CS连接，电容C8的另一端接地。过流保护电路7检测开关电路1的电流，当流过开关电路1的开关管Q2的电流过大时，可以通过控制芯片2关闭开关电路1，以起到保护开关管Q2和电路其他元件的作用。过流保护电路7可以有效的防止开关管Q2的电流过大。
在图2所示的本实用新型的具有功率因数校正的恒流驱动电路的优选实施例的电路示意图中，具有功率因数校正的恒流驱动电路还包括用于连接具有功率因数校正的恒流驱动电路的输出端和具有功率因数校正的恒流驱动电路的输出端的二极管D4以及用于防止电路打开、关闭或短路时的浪涌电流的热敏电阻NTC1，热敏电阻NTC1的一端与二极管D5的负极连接，热敏电阻NTC1的另一端与具有功率因数校正的恒流驱动电路的输出端连接。二极管D4可以使得输入电压不经过功率因数校正电路直接输出，当具有功率因数校正的恒流驱动电路的输出端的输入电压高出要求的范围时，可以直接通过二极管D4给后面的电路供电，不影响整个驱动电路的工作。热敏电阻NTC1可以有效的抑制电路打开、关闭或短路时的浪涌电流。
下面通过图2的电路示意图具体说明本具有功率因数校正的恒流驱动电路的工作过程。
本恒流驱动电路可以将整流后的140V-373V范围的直流电压转化成稳定的400V直流电压通电容过C4滤波并供给后面的恒流电路。当直流电压输入时，通过电阻R3、电阻R4以及电阻R11构成的启动电路3给控制芯片2供电，使控制芯片2工作，控制芯片2输出方波控制开关电路1的开关管Q2的导通与截止，这样变压器T1上通过电流，变压器T1的副绕组感应出交流电压，交流电压通过交流直流转换电路的电阻R6、电容C3、二极管D2以及二极管D3后变成直流电压，再通过由电容C2、稳压管ZD2、三极管Q1、二极管D1、电容C9、电容C10以及稳压管ZD1组成的线性稳压电路，在电容C9、电容C10两端形成稳定的直流电压给控制芯片2提供正常启动后的电压，使控制芯片2能够持续工作。电阻R9、电阻R8、电阻R18、电阻R17、电阻R19以及电容C7组成输出电压反馈电路6，把采样的输出电压信号反馈给控制芯片2，控制芯片2通过改变自己的输出占空比控制开关管Q2，使得输出电压稳定。电阻R1、电阻R2、电阻R10以及电容C5构成输入电压反馈电路5把采样的电压信号反馈给控制芯片2，控制芯片2通过改变自己的输出占空比控制Q2，使得平均输入电流波形跟随输入电压波形，从而提高了功率因数。电阻R16、电阻R13以及电容C8构成过流保护电路7，一旦发生异常导致开关管Q2的电流过大，过流保护电路7就会反馈给控制芯片2，使控制芯片2停止工作而保护了电路其他元件不受损害。热敏电阻NTC1的存在可以有效的抑制开机，关机以及输出短路时的浪涌电流。当输入电压高出要求的范围时，可以直接通过二极管D4给后面的电路供电，不影响整个驱动电路的工作。本实用新型的具有功率因数校正的恒流驱动电路，接在镇流之后和大电容之前，可以把灯具恒流驱动电路的功率因数提供到0.95以上。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有功率因数校正的恒流驱动电路，其特征在于，包括通过调整平均输入电流的波形校正功率因数的功率因数校正电路，所述功率因数校正电路包括：
调整所述平均输入电流的波形的开关电路(1)、
控制所述开关电路(1)的开关频率的控制芯片(2)、
供给所述控制芯片(2)启动电压的启动电路(3)、
供给所述控制芯片(2)工作电压的维持电路(4)、
采集输入电压的输入电压反馈电路(5)、
采集输出电压的输出电压反馈电路(6)、以及
检测通过所述开关电路(1)的电流的过流保护电路(7)；
所述开关电路(1)分别与所述功率因数校正的恒流驱动电路的输入端、所述功率因数校正的恒流驱动电路的输出端以及所述控制芯片(2)连接；所述启动电路(3)分别与所述功率因数校正的恒流驱动电路的输入端以及所述控制芯片(2)连接；所述维持电路(4)分别与所述功率因数校正的恒流驱动电路的输入端以及所述控制芯片(2)连接；所述输入电压反馈电路(5)分别与所述功率因数校正的恒流驱动电路的输入端以及所述控制芯片(2)连接；所述过流保护电流(7)分别与所述开关电路(1)以及所述控制芯片(2)连接；所述输出电压反馈电路(6)分别与所述开关电路(1)、所述控制芯片(2)以及所述功率因数校正的恒流驱动电路的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的具有功率因数校正的恒流驱动电路，其特征在于，所述开关电路(1)包括变压器T1、开关管Q2以及二极管D5，所述开关管Q2的控制端与所述控制芯片(2)的管脚GD连接，所述开关管Q2的输入端分别与所述变压器T1的主线圈的输出端和所述二极管D5的正极连接，所述二极管D5的负极与所述功率因数校正的恒流驱动电路的输出端连接，所述开关管Q2的输出端接地，所述变压器T1的主线圈的输入端与所述功率因数校正的恒流驱动电路的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的具有功率因数校正的恒流驱动电路，其特征在于，所述启动电路(3)包括电阻R3，所述具有功率因数校正的恒流驱动电路的输入端通过所述电阻R3与所述控制芯片(2)的管脚VCC连接。
4.根据权利要求2所述的具有功率因数校正的恒流驱动电路，其特征在于，所述维持电路(4)包括交流直流转换电路，所述交流直流转换电路包括电阻R6、电容C3、二极管D3、二极管D2以及电容C2，所述电阻R6的一端通过所述变压器T1的次线圈接地，所述电阻R6的另一端通过所述电容C3与所述二极管D3的负极连接，所述二极管D3的正极接地，所述二极管D2的正极与所述二极管D3的负极连接，所述二极管D2的负极通过所述电容C2接地，所述变压器T1的次线圈的接地端与所述变压器T1的主线圈的输入端为同名端。
5.根据权利要求1所述的具有功率因数校正的恒流驱动电路，其特征在于，所述维持电路(4)还包括线性稳压电路，所述线性稳压电路包括稳压管ZD2、三级管Q1、二极管D1、电容C9以及稳压管ZD1，所述三极管Q1的集电极与所述二极管D2的负极连接，所述三极管Q1的基极与所述稳压管ZD2的负极连接，所述稳压管ZD2的正极接地，所述三极管Q1的发射极与所述二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极与所述控制芯片(2)的管脚VCC连接，所述电容C9的一端与所述稳压管ZD1的负极连接，所述电容C9的另一端与所述稳压管ZD1的正极相互连接，所述稳压管ZD1的负极与所述控制芯片(2)的管脚VCC连接，所述稳压管ZD1的正极接地。
6.根据权利要求1所述的具有功率因数校正的恒流驱动电路，其特征在于，所述输入电压反馈电路(5)包括电阻R1、电阻R10以及电容C5，所述电阻R10的一端、所述电容C5的一端以及所述控制芯片(2)的管脚MU相互连接，所述电阻R10的另一端与所述电容C5的另一端同时接地，所述控制芯片(2)的管脚MU通过所述电阻R1与所述具有功率因数校正的恒流驱动电路的输入端连接。
7.根据权利要求1所述的具有功率因数校正的恒流驱动电路，其特征在于，所述输出电压反馈电路(6)包括电阻R8、电阻R17以及电容C7，所述电阻R8的一端与所述具有功率因数校正的恒流驱动电路的输出端连接，所述电阻R8的另一端与所述电阻R17的一端连接，所述电阻R17的另一端接地，所述电阻R17的一端同时分别与所述控制芯片(2)的管脚INV和所述电容C7的一端连接，所述电容C7的另一端与所述控制芯片(2)的管脚COM连接。
8.根据权利要求2所述的具有功率因数校正的恒流驱动电路，其特征在于，所述过流保护电路(7)包括电容C8、电阻R13以及电阻R16，所述电阻R16一端分别与电阻R13的一端和所述开关管Q2的输出端连接，所述电阻R16的另一端接地，所述电阻R13的另一端分别与所述电容C8的一端和所述控制芯片(2)的管脚CS连接，所述电容C8的另一端接地。
9.根据权利要求1所述的具有功率因数校正的恒流驱动电路，其特征在于，所述具有功率因数校正的恒流驱动电路还包括用于连接所述具有功率因数校正的恒流驱动电路的输出端和所述具有功率因数校正的恒流驱动电路的输出端的二极管D4。
10.根据权利要求2所述的具有功率因数校正的恒流驱动电路，其特征在于，所述具有功率因数校正的恒流驱动电路还包括用于防止电路打开、关闭或短路时的浪涌电流的热敏电阻NTC1，所述热敏电阻NTC1的一端与所述二极管D5的负极连接，所述热敏电阻NTC1的另一端与所述具有功率因数校正的恒流驱动电路的输出端连接。
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