基于SCC自动反馈控制的多路LED驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种基于SCC自动反馈控制的多路LED驱动电路，包括：相互连接的半桥逆变单元、多路LED精确均流驱动单元和输出反馈自动控制系统；所述半桥逆变单元包括：第一开关MOS管、第二开关MOS管、第一电容、第二电容和变压器；所述第一开关MOS管的漏极和第一电容的正极均与电源的正极相连接；所述第一电容的负极与第二电容的正极相连接；第一开关MOS管的源极和第二开关MOS管的漏极相连接；第二开关MOS管的源极和第二电容的负极均与电源负极相连接；变压器的原边正极与第一开关MOS管的源极相连接；所述变压器的原边负极与第一电容的负极相连接。本发明专利技术具有结构简单、易于实现和转换效率高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多路LED均流及调光技术，特别涉及一种基于SCC自动反馈控制的多路LED驱动电路。
技术介绍
高亮度发光二极管(HighBrightnessLightEmittingDiode,HB-LED，以下简称LED)具有发光能效高、光学性能好、寿命长及环境友好等优点，是极具发展前景的新一代绿色照明光源。由于单只LED功率小，亮度低，在亮度要求高的场合，多只LED串、并联是必然采取的措施。考虑安规要求及可靠性，多只LED(如12～15只)串联后再多串并联(如4～6串)是常用的方案。但由于LED自身的导通压降离散性大，即使同一产品箱中的LED在额定电流工作时其导通压降差别也通常在15％以上；另外LED的导通压降还随着工作结温以及工作电流的不同有很大差异，因此考虑各种工作状况LED导通压降的差别约为30％，采用单个电源给多个并联的LED串供电也将引起电压降较低的一路承担很大的电流，且由于LED的导通压降为负温度系数，将加剧该不均流程度，严重降低LED的可靠性，因此将LED模块进行串并联组合时必须引入均流技术。各种均流方案中：利用耦合电感进行均流的无源均流方案在当电路拓展到更多路输出的应用场合时,对藕合电感的数量要求更多,均流表现将会遇到两个问题,一是:电路面临结构复杂,控制电路复杂等共同的问题。二是,电感容易受到漏感以及励磁电流的影响,进而导致均流效果不佳。利用电容的交流阻抗特性,其工作受到一定限制；一是负载仅工作在正常工作周期的半个周期内发光,导致了电路对LED利用率较低。二是电路通过电容容量控制了负载电流大小,从而使得工作效率不理想。现有方案中无源均流方案中基于电容的电荷平衡原理设计的两路均流方案具有高效,低价,简单的优势。特别适用于双端拓扑的整流结构。其主要设计原理是利用电容的伏秒平衡特性,在双端拓扑的变压器副边正负交替输出时,实现电荷平衡进而达到精确,可靠的控制负载电流的目的。利用平衡电容进行多路均流的方案中,通过在整流桥变压器副边串联平衡电容保证模块内两路LED负载输出的电流平衡,多个模块间电流通过选取精确匹配的电容实现均衡。以为器件的不确定性使得其均衡特性较差。同时对均流精度的要求也将提高器件选取的成本。使其应用受到了一定的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于SCC自动反馈控制的多路LED驱动电路，该LED驱动电路适用于多路可精确均流LED驱动电路。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种基于SCC自动反馈控制的多路LED驱动电路，包括：相互连接的半桥逆变单元X、多路LED精确均流驱动单元Y和输出反馈自动控制系统Z，所述多路LED精确均流驱动单元Y具有均流可控开关电容SCC；所述半桥逆变单元X包括：第一开关MOS管Q1、第二开关MOS管Q2、第一电容C1和第二电容C2、变压器T；其中，第一开关MOS管Q1的漏极与第一电容C1的正极均与直流电源正极相连接；第一电容C1的负极与第二电容C2的正极相连接；第一开关MOS管Q1的源极和第二开关MOS管Q2的漏极相连接；第二开关MOS管Q2的源极与第二电容C2的负极均与电源负极相连接；变压器T的原边正极与第一开关MOS管Q1的源极相连接；变压器T的原边负极与第一电容C1的负极相连接。所述的多路LED精确均流驱动单元Y包括以下的(1)部分和(2)部分：(1)第一变压器副边T1、第一电感L1、第一可控开关电容SCC1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一输出滤波电容Co1、第二输出滤波电容Co2、第一隔直电容Cb1、第一开关电容Cs1和第一开关管S1、LED串1、LED串2。第一隔直电容Cb1和第一开关电容Cs1的正极均与X中第一变压器副边T1正极相连接；第一开关管S1的漏极与第一开关电容Cs1的负极相连接；第一开关管S1的源极和第一隔直电容Cb1的负极均与第一电感L1首端相连接；第一电感L1末端和第一二极管D1的正极均与第二二极管D2的负极相连接；第一二极管D1的负极和第一输出滤波电容Co1的正极均与LED串1的正极相连接；第一LED串1的负极、第二LED串2的负极、第一输出滤波电容Co1的负极、第二输出滤波电容Co2的负极、第二二极管D2的正极和第四二极管D4的正极均接地。第三二极管D3的负极和与第二输出滤波电容Co2的正极均与第二LED串2的正极相连接；第三二极管D3的正极和第四二极管的负极均与第一变压器副边T1的负极相连接。(2)第二变压器副边T2、第二可控开关电容SCC2、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第三输出滤波电容Co3、第四输出滤波电容Co4、第三LED串3、第四LED串4；其中第二可控开关电容SCC2单元包括：第二隔直电容Cb2、第二开关电容Cs2和第二开关管S2。第二隔直电容Cb2和第二开关电容Cs2的正极均与第二变压器副边T2正极相连接；第二开关管S2的漏极和第二开关电容Cs2的负极相连接；第二开关管S2的源极和第二隔直电容Cb2的负极和第五二极管D5的正极均与第六二极管D6的负极相连接；第五二极管D5的负极和第三输出滤波电容Co3的正极均与第三LED串3的正极相连接；第三LED串3的负极、第四LED串4的负极、第三输出滤波电容Co3的负极、第四输出滤波电容Co4的负极、第六二极管D6的正极和第八二极管D8的正极均接地。第七二极管D7的负极和与第四输出滤波电容Co4的正极均与第四LED串4的正极相连接；第七二极管D7的正极和第八二极管D8的负极均与第一变压器副边T1的负极相连接。所述的输出反馈自动控制系统Z包括：第一电流感应器、第一比较器、第一PID控制器、第一PWM控制器、第一门极驱动、电流感应器、第二比较器、第二PID控制器、第二PWM控制器、第二门极驱动、参考电流Iref；其中第一电流感应器感应第一LED串1的电流后和参考电流Iref传送数据给第一比较器；第一比较器比较后传输运算结果给第一PID控制器，再传给第一PWM控制，然后是第一门极驱动，最后信号传递给多路LED精确均流驱动单元Y中的第一开关管S1实现反馈自动控制。电流感应器感应第三LED串3的电流后和参考电流Iref传送数据给第二比较器；第二比较器比较后传输运算结果给第二PID控制器，再传给第二PWM控制器，然后是第二门极驱动，最后信号传递给多路LED精确均流驱动单元Y中的第二开关管S2实现反馈自动控制。通过所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于SCC自动反馈控制的多路LED驱动电路，包括：相互连接的半桥逆变单元(X)、多路LED精确均流驱动单元(Y)和输出反馈自动控制系统(Z)；所述半桥逆变单元(X)包括：第一开关MOS管(Q1)、第二开关MOS管(Q2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)和变压器(T)；所述第一开关MOS管(Q1)的漏极和第一电容(C1)的正极均与电源的正极相连接；所述第一电容(C1)的负极与第二电容(C2)的正极相连接；第一开关MOS管(Q1)的源极和第二开关MOS管(Q2)的漏极相连接；第二开关MOS管(Q2)的源极和第二电容(C2)的负极均与电源负极相连接；变压器(T)的原边正极与第一开关MOS管(Q1)的源极相连接；所述变压器(T)的原边负极与第一电容(C1)的负极相连接；所述的多路LED精确均流驱动单元(Y)包括：第一变压器副边(T1)、第一电感(L1)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第一输出滤波电容(Co1)、第二输出滤波电容(Co2)、第一隔直电容(Cb1)、第一开关电容(Cs1)、第一开关管(S1)、第一LED串(1)、第二LED串(2)、第二变压器副边(T2)、第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、第七二极管(D7)、第八二极管(D8)、第三输出滤波电容(Co3)、第四输出滤波电容(Co4)、第三LED串(3)、第四LED串(4)和均流可控开关电容(SCC)，所述均流可控开关电容(SCC)包括第一可控开关电容(SCC1)和第二可控开关电容(SCC2)；所述第一隔直电容(Cb1)和第一开关电容(Cs1)的正极均与半桥逆变单元(X)中第一变压器副边(T1)的正极相连接；所述第一开关管(S1)的漏极与第一开关电容(Cs1)的负极相连接；第一开关管(S1)的源极和第一隔直电容(Cb1)的负极均与第一电感(L1)首端相连接；第一电感(L1)末端和第一二极管(D1)的正极均与第二二极管(D2)的负极相连接；第一二极管(D1)的负极和第一输出滤波电容(Co1)的正极均与第一LED串(1)的正极相连接；第一LED串(1)的负极、第二LED串(2)的负极、第一输出滤波电容(Co1)的负极、第二输出滤波电容(Co2)的负极、第二二极管(D2)的正极和第四二极管(D4)的正极均接地；第三二极管(D3)的负极和与第二输出滤波电容(Co2)的正极均与第二LED串(2)的正极相连接；第三二极管(D3)的正极和第四二极管(D4)的负极均与第一变压器副边(T1)的负极相连接；所述第二可控开关电容(SCC2)包括：第二隔直电容(Cb2)、第二开关电容(Cs2)和第二开关管(S2)；第二隔直电容(Cb2)和第二开关电容(Cs2)的正极均与第二变压器副边(T2)正极相连接；第二开关管(S2)的漏极和第二开关电容(Cs2)的负极相连接；第二开关管(S2)的源极、第二隔直电容(Cb2)的负极和第五二极管(D5)的正极均与第六二极管(D6)的负极相连接；第五二极管(D5)的负极和第三输出滤波电容(Co3)的正极均与第三LED串(3)的正极相连接；第三LED串(3)的负极、第四LED串(4)的负极、第三输出滤波电容(Co3)的负极、第四输出滤波电容(Co4)的负极、第六二极管(D6)的正极和第八二极管(D8)的正极均接地；第七二极管(D7)的负极和第四输出滤波电容(Co4)的正极均与第四LED串(4)的正极相连接；第七二极管(D7)的正极和第八二极管(D8)的负极均与第二变压器副边(T2)的负极相连接；所述的输出反馈自动控制系统(Z)包括：第一电流感应器、第一比较器、第一PID控制器、第一PWM控制器、第一门极驱动、第一电流感应器、第二比较器、第二PID控制器、第二PWM控制器、第二门极驱动和参考电流Iref；第一电流感应器感应第一LED串(1)的电流后的数据与参考电流Iref一起传送给第一比较器；第一比较器比较后依次把运算结果传输给第一PID控制器、第一PWM控制和第一门极驱动，最后信号传递给多路LED精确均流驱动单元(Y)中的第一开关管(S1)进行反馈自动控制；第二电流感应器感应第三LED串(3)的电流后的数据与参考电流Iref一起传送给第二比较器；第二比较器比较后把运算结果依次传输给第二PID控制器、第二PWM控制器和第二门极驱动，最后信号传递给多路LED精确均流驱动单元(Y)中的第二开关管(S2)实现反馈自动控制。...

【技术特征摘要】
1.一种基于SCC自动反馈控制的多路LED驱动电路，包括：相互连接的
半桥逆变单元(X)、多路LED精确均流驱动单元(Y)和输出反馈自动控制系
统(Z)；
所述半桥逆变单元(X)包括：第一开关MOS管(Q1)、第二开关MOS管
(Q2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)和变压器(T)；所述第一开关MOS管
(Q1)的漏极和第一电容(C1)的正极均与电源的正极相连接；所述第一电容
(C1)的负极与第二电容(C2)的正极相连接；第一开关MOS管(Q1)的源极
和第二开关MOS管(Q2)的漏极相连接；第二开关MOS管(Q2)的源极和第
二电容(C2)的负极均与电源负极相连接；变压器(T)的原边正极与第一开关
MOS管(Q1)的源极相连接；所述变压器(T)的原边负极与第一电容(C1)
的负极相连接；
所述的多路LED精确均流驱动单元(Y)包括：
第一变压器副边(T1)、第一电感(L1)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、
第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第一输出滤波电容(Co1)、第二输出滤波
电容(Co2)、第一隔直电容(Cb1)、第一开关电容(Cs1)、第一开关管(S1)、第
一LED串(1)、第二LED串(2)、第二变压器副边(T2)、第五二极管(D5)、
第六二极管(D6)、第七二极管(D7)、第八二极管(D8)、第三输出滤波电容(Co3)、
第四输出滤波电容(Co4)、第三LED串(3)、第四LED串(4)和均流可控开
关电容(SCC)，所述均流可控开关电容(SCC)包括第一可控开关电容(SCC1)
和第二可控开关电容(SCC2)；所述第一隔直电容(Cb1)和第一开关电容(Cs1)
的正极均与半桥逆变单元(X)中第一变压器副边(T1)的正极相连接；所述第
一开关管(S1)的漏极与第一开关电容(Cs1)的负极相连接；第一开关管(S1)
的源极和第一隔直电容(Cb1)的负极均与第一电感(L1)首端相连接；第一电
感(L1)末端和第一二极管(D1)的正极均与第二二极管(D2)的负极相连接；
第一二极管(D1)的负极和第一输出滤波电容(Co1)的正极均与第一LED串(1)
的正极相连接；第一LED串(1)的负极、第二LED串(2)的负极、第一输出
滤波电容(Co1)的负极、第二输出滤波电容(Co2)的负极、第二二极管(D2)
的正极和第四二极管(D4)的正极均接地；第三二极管(D3)的负极和与第二
输出滤波电容(...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾君，孙伟华，刘俊峰，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44