[发明专利]PFC电路、负载驱动电路以及信号控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路领域，尤其涉及一种PFC电路、负载驱动电路及信号控制方法。

背景技术

在照明领域，很多场合需要调节光源的亮度或颜色，这就要求照明系统具有调节功能。目前较为常用的是斩波调光技术，如图1所示，虚线部分为现有的斩波调光器的一种实现结构，电网电压Vac经斩波调光器作用后，光源负载RL上的电压为如图2所示的斩波电压，斩波调光器内晶体管TRIAC触发导通时间对应的相位角α为斩波电压的斩波角。斩波调光器内电阻R11为一可变电阻，调整可变电阻R11的阻值可改变斩波角α的大小，具体的：可变电阻R11阻值越小，晶体管TRIAC的触发导通时间越短，斩波角α越小；可变电阻R11阻值越大，晶体管TRIAC的触发导通时间越长，斩波角α越大。当可变电阻R11调节到最大阻值时，对应的斩波角α称为最大斩波角，当可变电阻R11调节到最小阻值时，对应的斩波角α称为最小斩波角。

但当光源负载为非电阻性光源，需要驱动电路驱动时，其调光原理不同于上述原理。如图3所示为光源负载为LED时的可调光驱动电路，负载驱动电路包括：第一整流器和PFC电路，电网电压Vac经斩波调光器、第一整流器后，得到斩波电压作为PFC电路的输入电压Vin，PFC电路的输入电流为Iin，PFC电路的输出电流Io用于驱动负载。PFC电路还包括：电流控制单元、ton控制单元以及驱动控制单元；其中，

电流控制单元对PFC电路的输出电流Io进行采样，并将采样信号与基准信号比较，经闭环调节后输出控制信号Vr，该控制信号Vr的变化与输出电流Io的变化反相关，即当输出电流Io减小时，该控制信号Vr增大，反之，当输出电流Io增大时，该控制信号Vr减小。且，该控制信号Vr具有最大值Vrmax，即当Vr等于Vrmax时，当输出电流Io继续减小时，Vr不再增大。

ton控制单元将控制信号Vr与一比较信号Vp比较，决定主开关管S1的导通时间ton，驱动控制单元根据该导通时间输出驱动信号Vd以对主开关管S1进行控制。具体的，如图4所示，比较信号Vp为三角波或锯齿波，以比较信号Vp开始增大的时刻为主开关管S1导通时间Ton的起始时刻，以比较信号Vp的峰值等于控制信号Vr的幅值的时刻为主开关管S1导通时间Ton的截止时刻，即当Vr等于Vrmax时，主开关管S1的导通时间Ton为最大值Ton-max。

当斩波调光器输出的斩波电压的斩波角α为零时，电流控制单元工作在闭环状态，PFC电路的输出电流Io基本恒定；当斩波角α从零增大时，斩波电压平均值减小，使PFC电路的输出电流Io减小，电流控制单元接收的输出电流Io的采样信号减小，其输出的控制信号Vr增大，通过Ton控制单元使主开关管S1的导通时间Ton变长，维持PFC电路的输出电流Io基本恒定；当斩波角α增大到αx，使电流控制单元输出的控制信号Vr增大为Vrmax时，电流控制单元处于闭环开环的临界状态，即：当斩波角α从当前值αx继续增大时，斩波电压平均值继续减小，PFC电路的输出电流Io降低，由于Vr等于Vrmax，Vr不再增大，主开关管S1的导通时间Ton等于最大值Ton-max，也不再增大，电流控制单元处于开环状态，即PFC电路的输出电流Io的降低，不能使电流控制单元输出的控制信号Vr变化，因此，也不能通过改变主开关管S1的导通时间调节PFC电路的输出电流Io。可以看出，由于Vrmax对应的电流控制单元的状态为闭环开环临界状态，所以Vr越大越接近临界状态。

当电流控制单元处于开环状态时，主开关管S1的导通时间Ton不变且等于最大值Ton-max，即当斩波角α从临界值αx继续增大时，PFC电路的输入电压Vin的平均值随之减小，因此，PFC电路的输出电流Io随之减小，从而实现：在大于临界值αx的范围内，当斩波角α增大时，PFC电路的输出电流Io减小，当斩波角α减小时，PFC电路的输出电流Io增大，从而实现调光。

因此，在斩波角α变化过程中，只有在电流控制单元处于开环状态时，斩波调光器才能实现调光功能。而斩波调光器将斩波电压的斩波角α从零调节到临界值αx的过程，PFC电路输出电流Io保持不变，对于调光而言是毫无意义的，对于用户来讲，此阶段的调节过程是无效调节过程。

因此，如何缩短调光过程中的无效调节过程是需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，提供一种PFC电路、负载驱动电路及信号控制方法，能够缩短调光过程中的无效调节过程。

为此，本发明实施例采用如下技术方案：