总谐波失真优化电路及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及开关电源中LED照明高功率因数低总谐波失真应用技术领域，尤其涉及适用于基于有源功率因数校正的降压(Buck)、升降压(Buckboost)和反激式(Flyback)的电路拓扑结构，以及适用于这些拓扑结构电流控制回路的实地架构和浮地架构的一种总谐波失真优化电路及方法。
【背景技术】
[0002]现在居民所使用的市电供电电源为交流电流，而LED需要通过直流电流驱动，所以如何将交流电流转换成直流电流供LED使用成为了 LED普及过程中必须要解决的一个问题。在过去，要解决这个问题，往往是通过LED驱动电源将交流电流转换成对应的直流电流；而在使用LED驱动电源的时候，为了避免LED驱动电源对市电电网的干扰，所以就需要制定相应的标准来规范LED驱动电源，而要实现这种规范LED驱动电源使用的标准的时候，必须满足一定的指标，如:功率因数大于0.9，总谐波失真小于20%等。
[0003]有源功率因数校正(ActivePower Factor Correct1n，简称 APFC) LED 驱动芯片的目的是为了提高电网的利用率，总谐波失真(Total Harmonic Distort1n，简称THD)是衡量这一目的的重要指标。但是LED驱动非线性特质的客观存在，在常规全压范围应用中(85-265V)总谐波失真很难满足小于20%的要求。尽管已经通过变换电源控制的拓扑结构，例如从降压型拓扑改为升降压型拓扑，总谐波失真的结果还是不具备足够的余量供客户生产。
[0004]因此，寻求一种实现LED照明高功率因数低总谐波失真的总谐波失真优化方式，使总谐波失真达到满足全压范围应用中小于20%甚至更低，具有十分重要的意义。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，针对现有技术有源功率因数校正中存在的总谐波失真较高的技术问题，提供一种有源功率因数校正总谐波失真优化电路及方法，实现LED照明高功率因数低总谐波失真。
[0006]为实现上述目的，本发明提供了一种总谐波失真优化电路，应用于有源功率因数校正LED驱动系统，所述LED驱动系统包括整流桥以及LED驱动芯片，所述整流桥的两输入端与输入市电相连，所述整流桥的输出端电连接至所述LED驱动芯片，所述电路包括:市电相位采集模块以及总谐波失真补偿模块；所述市电相位采集模块的输入端耦接至所述整流桥，所述市电相位采集模块的输出端电连接至所述总谐波失真补偿模块的输入端，所述市电相位采集模块用于实时采集输入市电的相位并传送至所述总谐波失真补偿模块；所述总谐波失真补偿模块的输出端与设置在LED驱动芯片中的功率因数补偿回路的输入端相连，用于实时提供所述相位信息至所述功率因数补偿回路；所述LED驱动芯片采用闭环控制，根据所述相位信息校准LED驱动系统工作和市电输入之间存在的相差，以优化总谐波失真。
[0007]为实现上述目的，本发明还提供了一种总谐波失真优化方法，应用于有源功率因数校正LED驱动系统，所述LED驱动系统包括整流桥以及LED驱动芯片，所述整流桥的两输入端与输入市电相连，所述整流桥的输出端电连接至所述LED驱动芯片，包括:(I)实时采集输入市电的相位并传送至一总谐波失真补偿模块；(2)所述总谐波失真补偿模块实时提供所述相位信息至设置在LED驱动芯片中的功率因数补偿回路的输入端；(3)所述LED驱动芯片采用闭环控制，根据所述相位信息校准LED驱动系统工作和市电输入之间存在的相差，以优化总谐波失真。
[0008]本发明的优点在于:本发明在有源功率因数校正LED驱动芯片典型应用基础上通过外围电路提供输入电压的相位信息拓展芯片内部集成的有源功率校正补偿回路，获得高功率因数和极低的总谐波失真，提供了非常可靠稳定的高性价比总谐波失真解决方案，且适用于多种有源功率校正LED驱动芯片。
【附图说明】
[0009]图1A，本发明总谐波失真优化电路一实施方式架构示意图；
图1B，本发明总谐波失真优化电路另一实施方式架构示意图；
图2，本发明总谐波失真优化电路第一实施例所述电路示意图；
图3，本发明总谐波失真优化电路第二实施例所述电路示意图；
图4，本发明总谐波失真优化电路第三实施例所述电路示意图；
图5，本发明总谐波失真优化电路第四实施例所述电路示意图；
图6，本发明总谐波失真优化电路第五实施例所述电路示意图；
图7，本发明总谐波失真优化方法流程图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图对本发明提供的总谐波失真优化电路及方法做详细说明，其中相同标号表示相同或相似组件。
[0011]参考图1A，本发明所述的总谐波失真优化电路一实施方式架构示意图。本发明所述的总谐波失真优化电路，应用于有源功率因数校正LED驱动系统，所述LED驱动系统包括整流桥11以及LED驱动芯片19 ;所述整流桥11的两输入端与输入市电AC (图中未示出)相连，所述整流桥11的输出端电连接至所述LED驱动芯片19 ;LED驱动芯片为高功率因数、恒流/恒压驱动芯片，其中设有功率因数补偿回路17。所述总谐波失真优化电路包括市电相位采集模块12以及总谐波失真补偿模块14。其中，市电相位采集模块12、总谐波失真补偿模块14和功率因数补偿回路17共同构成功率因数校正总谐波失真的补偿回路，通过功率因数校正总谐波失真的补偿回路来帮助改善电压-电流波形的跟随程度，从而改善总谐波失真，可以根据应用需求调整到需要的谐波水平；以下给出详细解释。
[0012]所述市电相位采集模块12的输入端耦接至所述整流桥11，本实施方式中所述市电相位采集模块12包括两输入端，分别电连接所述整流桥11的两输入端(也即所述市电相位采集模块12连接在输入市电AC的零线和火线之间)；所述市电相位采集模块12的输出端电连接至所述总谐波失真补偿模块14的输入端；所述市电相位采集模块12用于实时采集输入市电AC的相位并传送至所述总谐波失真补偿模块14。
[0013]所述总谐波失真补偿模块14的输出端与设置在LED驱动芯片19中的功率因数补偿回路17的输入端相连，用于实时提供所述相位信息至所述功率因数补偿回路17。所述总谐波失真补偿模块14包括RC电路，RC电路一端连接市电相位采集模块12，一端接入功率因数补偿回路17的COMP引脚，通过增加从市电相位采集模块12到COMP引脚的RC回路来帮助改善电压-电流波形的跟随程度，从而改善总谐波失真。
[0014]所述LED驱动芯片19采用闭环控制，根据所述相位信息校准LED驱动系统工作和市电输入之间存在的相差，以优化总谐波失真。开关电源中的有源功率因数校正LED驱动芯片19采用闭环控制来保持系统的稳定工作；在闭环控制中包括功率因数补偿回路17的闭环控制。总谐波失真补偿模块14可以实时提供输入市电的相位信息至功率因数补偿回路17，使相位信息参与功率因数补偿回路17的闭环控制中，用于校准LED驱动系统工作和市电输入之间存在的相差，以消除市电输入的电压和电流信号在相位角度上偏差，使市电输入的电压和电流信号在相位角度上保持吻合，从而达到既能提高功率因数又能降低总谐波失真的目的，提高有源功率因数校正