[发明专利]LED驱动电路、功率变换器和控制方法

说明书

公开了一种LED驱动电路、功率变换器和控制方法。本公开实施例通过设置串联的电容和开关，控制开关交替关断和导通，在工频半波周期内可以切换改变LED驱动电路输入端口并联的电容值，展宽输入电流的波形，降低谐波失真，提高功率因数。

技术领域

本发明涉及电力电子技术，具体涉及一种LED驱动电路、功率变 换器及其控制方法。

背景技术

发光二极管(LED)具有光效高、寿命长和功耗低等特点，因而广 泛地被用作光源。作为一种恒流负载，LED负载需要由能够输出恒定电 流的驱动电路来驱动。如图1所示，部分现有的LED驱动电路采用线性 驱动方案，通过和LED负载串联一个晶体管Q，并控制晶体管Q工作 于线性状态，就可以控制流过LED负载的电流保持恒定。在线性驱动方 案中，整流电路的输出端口会并联一个电容EC。由于整流电路(图1 中为全桥整流电路)和电容均为非线性器件。在电容的电容值较大时， 整流电路中的二极管的导通角较窄，仅在输入交流电压Vac的峰值附近 才导通，这使得交流输入电流产生比较严重的失真。失真的电流波形中包含大量谐波分量，一方面会对电网构成不利影响，同时还会使得向 LED负载输出的有功功率明显下降。尤其在输入电压增大时，输入电流 相应地减小，使得功率因数大幅降低。

发明内容

有鉴于此，本公开提供一种LED驱动电路、功率变换器及其控制 方法，以提高LED驱动电路的功率因数。

根据本公开的第一方面，提供一种功率变换器，包括：

输入端，适于连接到整流电路的输出端；

输出端口，适于连接到LED负载；

第一电容和开关，串联连接在所述输入端和接地端之间；

晶体管，与所述输出端口串联；以及

控制电路，被配置为控制所述晶体管保持流过输出端口的电流基本 恒定，并控制所述开关导通和关断。

优选地，所述控制电路被配置为控制所述开关在每个工频半波周期 关断一段时间以减少所述第一电容被充电的时间。

优选地，所述控制电路被配置为控制所述开关在每个工频半波周期 关断预定时间以使得输入电流集中在所述晶体管的两个功率端之间的电 压差值较小的时间段。

优选地，所述功率变换器还包括：

单向导通电路，与所述开关并联，当整流电路的输入交流电压的绝 对值小于输入电压时，所述第一电容、所述晶体管、所述LED负载和所 述单向导通电路形成电流环路。

优选地，所述控制电路被配置为在所述晶体管的两个功率端之间的 电压差值小于一预设值，并且所述输入交流电压的绝对值不小于所述输 入电压的至少部分时间区间内控制所述开关处于导通状态，并在所述晶 体管的两个功率端之间的电压差值大于所述预设值时，控制所述开关处 于关断状态。

优选地，所述晶体管被配置为场效应晶体管以使得在所述晶体管的 两个功率端之间的电压差值大于所述预设值的时间区间内，所述晶体管 工作于可变电阻区。

优选地，所述晶体管被配置为场效应晶体管以使得在所述晶体管的 两个功率端之间的电压差值小于所述预设值的时间区间内所述晶体管工 作于可变电阻区，在所述晶体管的两个功率端之间的电压差值大于所述 预设值的时间区间内，所述晶体管工作于恒流区。

优选地，所述控制电路被配置为控制所述开关在输入采样电压上升 到大于补偿信号时关断预定时间，所述输入采样电压用于表征所述输入 电压，所述补偿信号用于表征流过LED负载的电流与电流期望值的误差。

优选地，所述预定时间被设置为使得所述开关再次导通时整流电路 的理论输出电压低于所述输入电压。

优选地，所述控制电路包括：