[发明专利]电荷泵电路以及包含该电路的电源装置

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及电子电路，尤其涉及电荷泵电路、包含该电路的电源装置以及为负载提供电源的方法。

背景技术

为负载提供电能的驱动电路常常需要大容值的输出电容器来吸收交流输出功率，然而大容值的输出电容器体积大且成本高昂，同时在电容器类型的选取上也有很大局限。在发光二极管(light-emitting diode，LED)驱动电路中，该问题尤为明显。

随着科技的不断发展，LED由于其体积小、驱动简单且节能环保，正逐渐取代荧光灯在液晶显示背光和普通照明中的应用。LED需要驱动电路来为其提供受控的电流信号。为了使电网资源得到充分利用，避免对电网造成高次谐波污染，输出功率大于5W的LED驱动电路需要满足功率因数(power factor，PF)和总谐波失真(total harmonic distortion，THD)方面的要求。因而这类LED驱动电路通常包括无源功率因数校正(power factor correction，PFC)电路或者使用有源PFC技术。

图1为具有PFC功能的LED驱动电路的波形图，其中v_in为LED驱动电路的输入电压，i_in为输入电流，p_in为输入功率，v_o为输出电压。由于LED消耗直流功率，因而LED驱动电路需要大容值的输出电容器来储存能量并减小纹波。该输出电容器通常采用电解电容，因为除了电解电容之外，很难再有其他类型的电容能同时满足高耐压和大容值的要求。

然而，电解电容的寿命很短，通常小于10000小时。与平均寿命长达50000小时的LED相比，电解电容会对整个LED灯具的寿命造成不利影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供电荷泵电路、包含该电路的电源装置以及为负载提供电源的方法，可减小输出电容器的容值并为输出电容器类型的选取提供更多的选择。

根据本发明一实施例的一种用于电源装置的电荷泵电路，包括：第一电容器，与两端加有一电压的负载并联；一个或多个泵送电容器；第二电容器；以及开关阵列，包括多个开关管，电耦接至所述第一电容器、第二电容器和至少一个泵送电容器，接收第一电容器两端的电压，控制至少一个泵送电容器的充电与放电，以使第二电容器两端的电压大于第一电容器两端的电压。

根据本发明一实施例的一种电源装置，包括：驱动电路，电耦接至负载，为负载提供驱动信号；以及如前所述的电荷泵电路。

根据本发明一实施例的一种为负载提供电源的方法，包括：为负载提供驱动信号；将第一电容器与负载并联；以及通过多个开关管控制至少一个泵送电容器的充电与放电，使第二电容器两端的电压大于第一电容器两端的电压。

通过电荷泵电路增大输出电容器两端的电压，在相同输出功率下减小了输出电容器的容值，并为输出电容器类型的选取提供了更多的选择。

附图说明

图1为具有PFC功能的LED驱动电路的波形图；

图2为根据本发明一实施例的电源电路的框图；

图3为根据本发明一实施例的电源电路的电路图；

图4为根据本发明一实施例的图3所示电源电路的波形图；

图5为根据本发明另一实施例的电源电路的电路图；

图6为根据本发明又一实施例的电源电路的电路图；

图7为根据本发明一实施例的为负载提供电源的方法的流程图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。