驱动电路以及电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开的实施方式总体上涉及一种驱动电路以及电子设备，并且更具体地涉及一种用于减小输出纹波电流的驱动电路以及包括该驱动电路的电子设备。
【背景技术】
[0002]对于采用直流供电的负载，供电电流的纹波电流的大小对于负载的工作状态和效率等会产生重要影响。如何减小负载驱动电路的输出纹波电流一直以来是研究的热点。特别地，发光二极管(LED)作为一种采用直流驱动的新型绿色照明光源已经得到了越来越广泛的应用，LED具有节能、环保和寿命长等优点。由于LED的驱动方式不同于采用交流供电的普通白炽灯，所以通常需要由能够输出直流电流的驱动电路来保证其正常工作。因此，高性能并且小型化的驱动电路的开发成为该领域的一个重要课题。
[0003]为了提高功率因数以达到实际应用的标准，可以使用功率因数校正级。然而，功率因数校正级具有一个显著的缺点，即输出纹波电流很大。例如，由于纹波电流的频率为工频的两倍，因此如果采用功率因数校正级的输出直接为LED供电，纹波电流将使得LED灯闪烁，这对于人眼是不利的。此外，有些照相机也可以捕捉到这种频率的纹波，因而会对照相机产生干扰。在现有技术中，通常采用大的电解电容器来减小纹波。然而，增加电解电容器的电容仅能在一定程度上减小纹波电流，而并不能完全消除纹波。
[0004]图1示出了现有技术中的驱动电路100的结构框图。如图1所示，解决上述问题的一种方法是在驱动电路100中增加了与LED串联连接的线性级2，以消除电流中的纹波。功率因数校正级I接收交流电压和交流电流并且输出具有纹波的直流电压和直流电流Ipfc。线性级2两端的平均电压降通过平均电压检测电路30进行采集，并且被反馈以通过控制电路4对线性级2进行控制，使得在稳态时提供稳定的驱动电流Iled给LED。
[0005]具体地，第二级恒流源在稳态工作时提供恒定的驱动电流给LED，稳态工作中恒流源使用包括电流采样、比较和控制各个功能的负反馈电流控制。这个负反馈电流控制将Iled驱动电流稳定在一个参考值处。该参考值应与前级PFC提供的纹波电流Ipfc的均值相同。
[0006]当PFC输出纹波电流均值高，而目前的线性级电流源提供的恒流参考值(由图1中的参考电压所指示)低时，线性级电流源抽取的实际抽取的电流Iled低于Ipfc均值，因此Ipfc中除Iled之外的额外电流会充入Cbus，Cbus上的电压升高，这导致A点电压升高(因为LED的节压降是恒定的)。B点电压是来源于A点电压的均值，因此B点电压升高。通过比较B点电压和参考电压，差值增大，所以增大参考值，即使得线性级电流源从Ipfc抽取更多电流，所以Cbus会更多地放电，使得A点电压降低，直至B点电压锁定到参考电压。简而言之，现有技术中，线性级电流源的反馈环是将A点的平均电压(即节点B的电压)锁定到参考电压。
[0007]如图2A所示，为了减小驱动电路、特别是线性级电流源的功耗，线性级2两端的平均电压降(即节点B的电压)被设置为尽可能地低，但是线性级2两端的电压降(即节点A的电压)的谷底值不能低于一定阈值(例如线性级2中的恒流源工作所需的最小电压降)，否则将导致驱动电流Iled失控。然而，如图2B所示，在实际应用中，Cbus的容值可能会由于长期使用而变小，进而导致纹波电压A的幅度可能变大，即使A点的平均电压已经锁定到参考电压，但是一旦线性级2两端的电压降的谷底值小于前述阈值，就会导致线性级不能正常工作，最后导致LED的电流失控。可以通过将在线性级2两端的平均电压降与阈值之间保持一定的裕量来避免电流失控，但是这将会引起更多的功耗。
【实用新型内容】
[0008]本公开的实施方式的目的之一是提供一种新型的驱动电路以及包括这样的驱动电路的电子设备，以消除功率因数校正级输出的电流中的纹波。
[0009]需要说明的是，虽然本实用新型针对上述问题而提出，但是本领域技术人员应该理解，本公开所提出的驱动电路不限于与LED结合使用，而是可以适当地用于任何其它具有类似要求的负载和场合。
[0010]根据本公开的一个方面，提供了一种驱动电路，包括:功率因数校正级，其输出具有纹波的电流；线性级，其接收所述具有纹波的电流，并且根据参考电流值将所述具有纹波的电流调整为具有稳定幅度的电流；谷底检测电路，其检测所述线性级上的分压的谷底幅度；以及控制电路，其根据所述谷底幅度来确定所述参考电流值并且将所述参考电流值提供给所述线性级。
[0011]本实用新型的以上方面中，线性级恒流源是将线性级上的纹波的谷底值锁定到参考电压，因此即便前级输出的纹波的幅值增大，也不会出现前述现有技术中出现的技术问题。
[0012]根据本公开的示例性实施方式，所述驱动电路还包括:第一电容器，被连接至所述功率因数校正级的输出端。
[0013]根据本公开的示例性实施方式，所述控制电路通过比较所述谷底幅度与参考电压值来确定所述参考电流值。
[0014]根据本公开的示例性实施方式，所述参考电压值被配置为使得所述具有纹波的电流的平均值等于所述具有稳定幅度的电流的幅度。这是因为一旦谷底值被锁定，线性级电流源上的电压也就稳定了，这意味着并没有多余的电流被充入前级的电容Cbus上，换句话说，线性级电流源提供的恒定电流与PFC级提供的纹波电流的均值相同。
[0015]根据本公开的示例性实施方式，所述控制电路包括:比较器，其两个输入端分别接收所述谷底幅度和所述参考电压值；以及参考电流值生成电路，其根据所述比较器的输出生成所述参考电流值。
[0016]优选地，所述比较器为放大器电路，更优选地，使用运算放大器电路来实现，该运放可以是集成的，也可以是分立元件所构建的。
[0017]根据本公开的示例性实施方式，所述驱动电路还包括:辅助电源电路，用于根据所述线性级上的分压的峰值幅度对所述控制电路进行供电。在该实施方式中，由于控制电路是由分压的峰值幅度供电并且处理分压的谷底幅度，两者之间的压差很大，便于控制电路的运作。
[0018]根据本公开的示例性实施方式，所述辅助电源电路包括串联连接的二极管和第二电容器，其中所述二极管的阳极接收所述线性级上的分压，并且所述二极管的阴极连接至所述第二电容器。
[0019]更具体地，所述控制电路包括第三三极管，基极耦接到所述谷底幅度，集电极连接到所述供电，发射极耦接到参考电压值，并提供与所述参考电流值对应的电压信号。
[0020]组成控制电路的第三三极管由于集电极上的分压的峰值电压高于基极上的分压的谷底电压，所以能够保证第三三极管处于放大区，保证了控制电路的正常运作。
[0021]在进一步的实施方式中，所述谷底检测电路包括:两个并联支路，第一并联支路包括第一电阻，第二并联支路包括串联连接的、反向偏置的齐纳二极管和第二电阻；以及，平滑电容器，连接在两个并联支路的连接点与大地之间。该实施方式提供了谷底检测电路的一个实施方式。
[0022]在进一步的实施方式中，所述线性级包括达灵顿桥，该达灵顿桥的电流流入端与所述功率因数校正级相连，该达灵顿桥的电流流出端通过检测电阻接回所述功率因数校正级，该达灵顿桥的控制端连接到所述控制电路。
[0023]根据本公开的示例性实施方式，所述线性级上的分压是所述线性级两端的电压降。
[0024]根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括:负载；以及如上所述的任意一种驱动电路，其中所述负载与所述线性级串联连接。
[0025]根据本公开的示例性实施方式，所述负载包括发光二极管。
[0026]在本公开的各个实施方式的技术方案中，通过线性级消除了驱动电流中的纹波，并且由于采用谷底电压对线性级进行反馈控制，使得线性级上的分压的谷底值不会低于阈值，例如不会低于线性级中的恒流源工作所需的最小电压降，从而确保了驱动电流不会失控。此外，通过采用辅助电源电路对线性级进行供电，使得线性级变为双线功能，即具有一个输入线和一个输出线。
【附图说明】
[0027]当结合附图阅读下文对示范性实施方式的详细描述时，这些以及其它目的、特征和优点将变得显而易见，在附图中:
[0028]图1示出了现有技术中的驱动电路的结构框图；
[0029]图2A和图2B示出了图1中所示的驱动电路的电压和电流的波形；
[0030]图3示出了根据本公开的一个示例性实施方式的驱动电路的结构框图；
[0031]图4A和图4B示出了图3中所示的驱动电路的电压和电流的波形；以及
[0032]图5示出了根据本公开的一个示例性实施方式的驱动电路的电路图。
【具体实施方式】
[0033]下面将参考附图中的若干示例性实施方式来描述本公开的原理和方法。应当理解，描述这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。
[0034]图3示出了根据本公开的一个示例性实施方式的驱动电路300的结构框图。如图3所示，驱动电路300包括功率因数校正级1、线性级2、谷底检测电路3以及控制电路4。功率因数校正级I接收交流电压和交流电流并且输出具有纹波的电压以及具有纹波的电流Ipfc。线性级2接收具有纹波的电流Ipfc并且根据参考电流值将具有纹波的电流Ipfc调整为具有稳定幅度的电流lied。经过线性级2调整的电流用作诸如LED之类的负载的驱动电流lied。谷底检测电路3检测线性级2上的分压(例如线性级2两端的电压降)的谷底幅度。控制电路4根据谷底幅度来确定参考电流值并且将参考电流值提供给线性级2，该参考电流值将谷底幅度锁定到一个预定的参考电压。
[0035]如图3所示，驱动电路300还可以包括电容器Cbus。电容器