一种无电解电容的长寿命恒流LED驱动电源制造技术

本发明专利技术公开了一种无电解电容的长寿命恒流LED驱动电源。它包括桥式整流电路、主开关管、反激变压器、Buck-boost辅助电路、副边整流电路、输出滤波电容及LED负载。本发明专利技术有如下特点和优点：①:大部分输入功率只经过反激变压器一次能量变换就直接到达负载，避免了整机能量的二次变换；②:储能电容Ca的电压设计为直流电压叠加大脉动纹波电压的工作形式，可以使用容值较小的CBB高压陶瓷电容或薄膜电容替代电解电容，进而提高LED驱动电源的寿命；③:一个工频周期内只有两个开关管动作，而且开关管S2实现了零电流零电压开通，降低了开关管的开关损耗；④:辅助电路与主电路协调工作可以实现恒流驱动LED负载。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种无电解电容的长寿命恒流LED驱动电源。它包括桥式整流电路、主开关管、反激变压器、Buck-boost辅助电路、副边整流电路、输出滤波电容及LED负载。本专利技术有如下特点和优点：①:大部分输入功率只经过反激变压器一次能量变换就直接到达负载，避免了整机能量的二次变换；②:储能电容Ca的电压设计为直流电压叠加大脉动纹波电压的工作形式，可以使用容值较小的CBB高压陶瓷电容或薄膜电容替代电解电容，进而提高LED驱动电源的寿命；③:一个工频周期内只有两个开关管动作，而且开关管S2实现了零电流零电压开通，降低了开关管的开关损耗；④:辅助电路与主电路协调工作可以实现恒流驱动LED负载。【专利说明】-种无电解电容的长寿命恒流LED驱动电源
本专利技术涉及电力电子
，特别是涉及一种无电解电容的长寿命恒流LED驱 动电源，属于交流/直流（AC/DC)、直流/直流（DC/DC)变换器领域。
技术介绍
随着能源危机和环境污染问题日益严重，节能减排成为关注的焦点。高亮度发光 二极管（light-emittingdiode,LED)具有光效高、寿命长、体积小、节能环保、易调光等优 点，LED照明成为了节能减排重点关注的行业。与传统发光器件不同，LED具有独特的光一 电一热特性，因此，高质量LED驱动电源是保证LED发光品质及整体照明性能的关键。 然而，短寿命的电解电容是开发高质量LED驱动电源的技术瓶颈。LED芯片作为一 个半导体发光器件，其寿命长达80 -lOOkh，而LED驱动电源中普遍用到的电解电容的寿命 仅为IOkh左右，远低于LED灯珠长寿命，所以，电解电容的使用限制了LED照明光源整体寿 命，制约了高性能LED驱动电源的发展。因此，在不影响LED光学性能和热性能的前提下， 使用容值较小的CBB高压陶瓷电容或薄膜电容替代电解电容，开发长寿命、高效率的无电 解电容LED驱动电源成为LED驱动电源行业亟需解决的问题。在传统解决途径上，虽然可 以使用感性储能元件替代电解电容，但感性元件体积大、损耗大、功率密度低，而且驱动电 流的恒流精度不高，并不适合LED驱动电源的发展趋势。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服LED驱动电源因使用电解电容而影响LED照明整体寿命的缺 点，克服传统LED驱动电源寿命短、体积大、整机效率低、器件多、集成度低等缺点，提供一 种无电解电容的长寿命恒流LED驱动电源。具有无电解电容、体积小、恒流精度高、效率高、 可靠性高的特点和优点。 为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种无电解电容的长寿命恒流LED驱动电源，包括：桥式整流电路、反激变压器、主开关管、储能电容、副边整流电路、 Buck-boost辅助电路及滤波电容；其特征在于：桥式整流电路依次连接反激变压器、主开 关管、储能电容、副边整流电路、Buck-boost辅助电路及滤波电容。 所述桥式整流电路由第一二极管Drt、第二二极管Dr2、第三二极管Drt和第四二极 管Drt组成；所述第一二极管Drt的阳极连接第三二极管Dri的阴极，所述第二二极管Drt的 阳极连接第四二极管Drt的阴极，所述第一二极管Drt阴极与第二二极管Du的阴极对接，所 述第三二极管Dri阳极与第四二极管Drt的阳极对接；所述反激变压器由原边绕组Np和副边 绕组Ns组成，所述原边绕组Np的同名端与所述第一二极管Drt和第二二极管Du的阴极连 接，所述原边绕组Np的异名端与所述主开关管S1的漏极连接，主开关管S1的源极与所述第 三二极管Dri和第四二极管Drt的阴极连接；所述副边整流电路由第五二极管Dk与第二开关 管S2组成，第五二极管Dk的阴极与第二开关管漏极S2相连，第五二极管Dk的阳极与副边绕 组Ns同名端相连； 所述Buck-boost辅助电路由储能电容Ca的充电支路和放电支路组成；所述充电 支路由第六二极管Dal组成，第六二极管Dal的阳极与副边绕组Ns同名端相连，第六二极管 Dal的阴极与储能电容Ca的正极相连；所述放电支路为由第三开管S3、电感La、第七二极管 Da2、第八二极管Da3组成的Buck-boost电路；所述第三开管S3源极与储能电容Ca的负极相 连，第三开管S3漏极与第八二极管Da2阳极、电感La的一端相连；所述电感La的另一端与第 七二极管Da3的阴极、储能电容Ca的负极相连，第八二极管Da3阴极与输出滤波电容C。的正 端、LED负载的正端相连；所述第七二极管Da2阳极与输出滤波电容C。的负端、LED负载的负 端相连。 所述由第一二极管Drt、第二二极管Di2、第三二极管Drt和第四二极管Drt组成的桥 式整流电路实现交流/直流变换。 所述反激变压器工作在电流断续模式，实现输入功率因数校正。 所述所述储能电容Ca的电压设计为直流电压叠加大脉动纹波电压的工作形式，可 以使用容值较小的CBB高压陶瓷电容或薄膜电容替代电解电容。 所述Buck-boost辅助电路可以平衡瞬时输入功率和输出功率的低频脉动功率， 输入功率小于输出功率（Ρ?η〈Ρ〇)条件下和输入功率大于输出功率（Ρ?η>Ρ〇)条件下实现恒定 输出功率调节，辅助电路与主电路协调工作可以实现恒流驱动LED负载。 所述滤波电容C。可以滤除输出电压纹波。 与现有技术相比，本专利技术具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点是： ①：大部分输入功率只经过反激变压器一次能量变换就直接到达负载，避免了整机能量的 二次变换；②：储能电容Ca的电压设计为直流电压叠加大脉动纹波电压的工作形式，可以 使用容值较小的CBB高压陶瓷电容或薄膜电容替代电解电容，进而提高LED驱动电源的寿 命；③：一个工频周期内只有两个开关管动作，而且开关管S2实现了零电流零电压开通，降 低了开关管的开关损耗；④：辅助电路与主电路协调工作可以实现恒流驱动LED负载；⑤： 具有无电解电容、体积小、恒流精度高、效率高、可靠性高的特点和优点。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术的一种无电解电容的长寿命恒流LED驱动电源的原理图。 图2为本专利技术的一种无电解电容的长寿命恒流LED驱动电源的主要工作波形。 图3为本专利技术的一种无电解电容的长寿命恒流LED驱动电源在pin>p。条件下的开 关管逻辑序列和主要工作波形。 图4为本专利技术的一种无电解电容的长寿命恒流LED驱动电源在pin>p。条件下各开 关丰吴态等效电路。 图5为本专利技术的一种无电解电容的长寿命恒流LED驱动电源在pin〈p。条件下的开 关管逻辑序列和主要工作波形。 图6为本专利技术的一种无电解电容的长寿命恒流LED驱动电源在pin〈p。条件下各开 关模态等效电路。 【具体实施方式】 下面结合附图和优选实施例，进一步阐明本专利技术。 实施例一：如图1所示，本无电解电容的长寿命恒流LED驱动电源，包括：桥式整 流电路（1)、主开关管（2)、反激变压器（3)、Buck-boost辅助电路（4)、副边整流电路（5)、 输出滤波电容（6)及LED负载（7);其特征在于：桥式整流电路⑴依次连接反激变压器 (3)、主开关管（2)、Buck-b〇〇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无电解电容的长寿命恒流LED驱动电源，包括：桥式整流电路(1)、主开关管(2)、反激变压器(3)、Buck‑boost辅助电路(4)、副边整流电路(5)、输出滤波电容(6)及LED负载(7)；其特征在于：桥式整流电路(1)依次连接反激变压器(3)、主开关管(2)、Buck‑boost辅助电路(4)、副边整流电路(5)、输出滤波电容(6)及LED负载(7)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪飞，钟元旭，徐新蔚，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31