[发明专利]用于照明装置的驱动器和具有该驱动器的照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于照明装置的驱动器。此外，本发明还涉及一种具有上述类型的驱动器的照明装置。

背景技术

近年来，LED照明装置作为一种节能环保型照明灯具正在迅速推广，被广泛用于阅读灯、手电筒、汽车方向灯、小型聚光灯、标牌、建筑轮廓及穹顶照明、便携式闪光灯、医疗照明及装饰照明灯等领域。在当前的LED照明装置的驱动器中的AC/DC变换器的开关电源均通过整流电路与电网连接，其输入整流滤波器一般由桥式整流器和滤波电容器构成，二者均属于非线性元器件。由于大容量滤波电容器的存在，使得整流二极管的导通角变得很窄，仅在交流输入电压的峰值附近才能导通，致使交流输入电流产生严重失真，变为尖峰脉冲。这种电流波形中包含了大量的谐波失真，不仅对电网造成污染，还导致滤波后输出的有功功率显著降低，使功率因数大幅降低。因此，如何提高LED照明装置的驱动器的功率因数，并降低总谐波失真成为一个重要的课题。

在驱动器的降压型功率因数校正电路中，甚至在主动功率因数校正电路中，总谐波失真受到输入电压和输出电压之间的关系的限制。输入电压是正弦波形。其值从0至最大。当输入电压低于输出电压时，降压电路不工作并且在该时间段中输出电流为零。图1示出了输入电压Vin，输出电压Vo和输入电流Iin随时间变化的关系图。当在时间点t1输入电压等于输出电压时，输入电流为零。输出电压越高，t1时间越长并且总谐波失真就越高。因为较长的t1导致高的THD，如果一些电流被加入到t0和t1之间，那么就可能会获得较小的THD。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于照明装置的驱动器，该驱动器具有较低的总谐波失真和较高的功率因数。此外，本发明还提出了一种具有上述类型的驱动器的照明装置。

本发明的第一个目的通过一种用于照明装置的驱动器由此实现，即该驱动器包括：连接至电源的整流桥；连接至整流桥的输出端的功率因数校正单元；以及控制单元，该控制单元检测来自整流桥的输出端的输入电压以及来自功率因数校正单元的输出端的输出电压，其中驱动器还包括连接至整流桥的输出端的电流补偿单元，控制单元对输入电压和输出电压进行比较，当输入电压低于输出电压时，控制单元控制电流补偿单元提供补偿电流。在输入电压低于输出电压的阶段，根据本发明的驱动器能够自动提供补偿电流，从而获得较低的总谐波失真以及较高的功率因数。

优选的是，控制单元包括：第一控制输出端，用于输出控制电流补偿单元的第一控制信号；第一检测输入端，用于检测输入电压；以及第二检测输入端，用于检测输出电压。控制单元是在能够在商业上获得的具有比较和控制功能的任意类型的控制芯片。在本发明的设计方案中，无需为控制电流补偿单元为增加另外的控制单元，电流补偿单元可与功率因数校正单元共同使用同一个控制单元，这在很大程度上降低了根据本发明的驱动器的制造成本。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，在输入电压低于输出电压时，电流补偿单元提供具有与输入电压的波形一致的波形的补偿电流。例如输入电压是正弦波，因此补偿电流也为正弦波。

根据本发明的另一个优选的设计方案提出，在输入电压低于阈值电压的阶段，电流补偿单元提供具有与输入电压的波形一致的波形的第一补偿电流，并且在输入电压高于阈值电压并低于输出电压的阶段，电流补偿单元提供恒定的第二补偿电流，其中，阈值电压低于输出电压。在本设计方案中，例如输入电压为正弦波，那么在达到阈值电压之前提供正弦波形的补偿电流，在超过阈值电压之后提供恒定的补偿电流。

优选的是，电流补偿单元包括：第一分压支路；第二分压支路；以及第一晶体管，其中第一晶体管的工作电极通过第一分压支路连接至整流桥的输出端，第一晶体管的参考电极接地，并且第一晶体管的控制电极连接至第一控制输出端，第二分压支路的一端接地，另一端连接至第一晶体管的控制电极和第一控制输出端之间的中间结点。在本发明的设计方案中，在输入电压小于输出电压时，第一晶体管被接通，从而通过电流补偿单元在整流桥的输出端和地之间形成通路，由于在该通路中产生电流，从而拉高了在整流桥的输出端输出的电流，进而减小了总谐波失真。

有利的是，第一分压支路包括至少一个第一电阻，第二分压支路包括至少一个第二电阻。这些电阻为分压电阻，并且在各个分压支路中可以使用一个电阻或者多个电阻，这根据驱动器的输入电压的大小来确定。