一种基于纹波补偿的长寿命LED驱动电源制造技术

本发明专利技术公开了一种基于纹波补偿的长寿命LED驱动电源，包括一交流输入单元、一整流滤波单元、一隔离式Zeta电路、一输出整流单元、一纹波补偿单元、一集成控制单元、一LED负载；其中，整流滤波单元的交流侧与220V交流电源连接，直流侧接隔离式Zeta电路，输出整流单元左侧接隔离式Zeta电路，右侧连接纹波补偿单元和LED负载，集成控制单元左侧连接功率开关管，右侧连接LED负载；隔离式Zeta电路调节输出电压大小及实现功率因数校正功能，纹波补偿单元用于对电感电流纹波的检测及补偿输出电流，集成控制单元用于检测输出电压控制功率开关管的占空比以实现恒压输出。本发明专利技术能够实现对电感电流纹波进行检测及补偿从而实现恒流输出，延长LED驱动电源的寿命，并且功率因数高，稳定性好。

Long life LED driving power supply based on ripple compensation

The invention discloses a method based on ripple compensation of long-life LED driving power supply, which comprises an AC input unit, a rectifier filter unit, an isolated Zeta circuit, an output rectifier unit, a ripple compensation unit, a control unit, a LED integrated load; the AC side of the rectifier filter unit is connected with 220V AC power supply, DC grounding isolated Zeta circuit, output rectifier unit connected to the left isolated Zeta circuit, the right connection ripple compensation unit and LED load, integrated control unit is connected with a power switch on the right side of the left, connect the LED load; isolating type Zeta circuit adjusts the output voltage size and realize the function of power factor correction, ripple compensation unit for detecting and to compensate the output current of the inductor current ripple, integrated control unit for detecting the output voltage control of the power switch duty cycle to achieve constant Pressure output. The invention can detect and compensate the inductance current ripple so as to realize constant current output, prolong the service life of the LED driving power supply, and have high power factor and good stability.

【技术实现步骤摘要】
一种基于纹波补偿的长寿命LED驱动电源
本专利技术属于电力电子
，具体为一种基于纹波补偿的长寿命LED驱动电源。
技术介绍
随着能源危机和环境污染的日益严重，节能减排成为社会关注的焦点问题之一。LED灯具因有长寿命、低功耗、易调光、环境友好等优点逐渐取代白炽灯、高压钠灯、荧光灯成为第四代绿色光源。与传统灯具的电源不同，LED具有非线性的光-电-热特性，因此，高质量的LED驱动电源是推广LED照明的关键因素。然而随着技术发展，照明市场对LED驱动电源的要求更加严格，如高可靠性、高效率、无频闪、长寿命等。传统的LED驱动电源采用电解电容进行滤波和稳压，而一般电解电容的寿命只有5k～10kh，与半导体器件LED的80k～100kh的工作寿命相差甚远，所以LED驱动电源中的电解电容严重制约了其整体寿命，限制了LED照明产业的进一步发展。因此，在不影响可靠性、效率、无频闪的前提下，使用长寿命、容值小的CBB电容或金属膜电容是LED驱动电源的发展趋势。现有的解决方法有采用谐波电流注入减小输入功率的脉动，实现无电解电容的目的，而注入谐波幅值越大，功率因数PF就越小，无法满足相关谐波标准要求。
技术实现思路
针对现有LED驱动电源存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种基于纹波补偿的长寿命LED驱动电源，在保证高可靠性、高效率、无频闪的同时，消除了LED驱动电源中的电解电容，有效延长LED驱动电源的使用寿命。本专利技术的技术方案是，一种基于纹波补偿的长寿命LED驱动电源，包括：一交流输入单元、一整流滤波单元、一隔离式Zeta电路、一输出整流单元、一纹波补偿单元、一集成控制单元和LED负载；其特征在于：交流输入单元依次连接整流滤波单元、隔离式zeta电路、输出整流单元、纹波补偿单元和LED负载，LED负载同时与集成控制单元连接。所述整流滤波单元由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4及电容C1组成；所述二极管D1阴极与二极管D2阴极、电容C1正极相连，二极管D1阳极与二极管D3阴极相连，二极管D2阳极与二极管D4阴极相连，二极管D3阳极与二极管D4阳极、电容C1负极相连；所述隔离式Zeta电路由开关管S1、电感L1、电容C2、变压器T1、电阻R1组成；所述开关管S1的漏极与电容C1正极相连，开关管S1源极与电感L1一端、电容C2负极相连，电容C2正极与变压器T1原边Np的同名端相连，电感L1另一端与电阻R1、变压器T1原边Np的非同名端相连；所述输出整流单元由开关管S2、二极管D5组成；所述开关管S2漏极与变压器T1副边Ns的同名端相连，开关管S2源极与二极管D5阴极、电感L2一端相连，二极管D5阳极与变压器T1副边Ns的非同名端相连；所述纹波补偿单元由电感L2、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C4、电容C5、放大器A1、PNP型三极管Q1、NPN型三极管Q2组成，其中三极管Q1和三极管Q2组成扩流电路，对放大器A1的输出电流进行放大；所述电感L2一端与二极管D5阴极相连，电感L2另一端与电阻R2、电容C4正极相连，电阻R2右端与电阻R4、电阻R6、电容C3正极、LED负载正极相连，放大器A1反相端与电阻R3、电阻R5相连，放大器A1同相端与电阻R4、电容C5正极相连，放大器A1输出端与三极管Q1基极、三极管Q2的基极相连，三极管Q1发射极与三极管Q2的发射极、电阻R5、电阻R6相连，电容C5负极、三极管Q2集电极接地；所述输出单元(7)由n个LED灯串联、电容C3组成；所述LED阳极与电阻R2、电阻R4、电阻R6、电容C3正极相连，LED阴极与电容C3负极、二极管D5阳极相连；所述集成控制单元由光耦和PWM控制芯片HV9930组成。所述由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电容C1组成的整流滤波单元实现交流-直流变换以及对输出电压进行滤波。所述由开关管S1、电感L1、电容C2、变压器T1、电阻R1组成的隔离式Zeta电路实现对输出电压的调节及功率因数校正，变压器T1起到隔离输入和输出的作用，保证在工频电压工作下驱动电源的安全性。所述由开关管S2、二极管D5组成的输出整流单元实现对输出电压整流，采用与开关管S1同步的PWM信号控制开关管S2的导通和关断，减小驱动电源的整流损耗。所述由电感L2、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C4、电容C5、放大器A1、PNP型三极管Q1、NPN型三极管Q2组成的纹波补偿单元实现对电感L2电流纹波检测及补偿输出电流，从而实现恒流输出。与其他现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的基于纹波补偿的长寿命LED驱动电源，通过采用隔离式Zeta电路，很容易实现输入输出隔离、满足PF要求及驱动电源的工作条件；采用电阻检测电感电流及用放大器对电感电流进行检测补偿，能够使得产品的寿命更长，稳定性更好。附图说明图1为本专利技术的一种基于纹波补偿的长寿命LED驱动电源的原理图；图2为本专利技术的一种基于纹波补偿的长寿命LED驱动电源的主要工作波形；图3为本专利技术的一种基于纹波补偿的长寿命LED驱动电源在开关管导通时的等效电路；图4为本专利技术的一种基于纹波补偿的长寿命LED驱动电源在开关管关断时的等效电路。具体实施方式为了更为具体的描述本专利技术，下面结合附图1-4对本专利技术的具体实施方式进行说明。如图1所示，为一种基于纹波补偿的长寿命LED驱动电源的原理图，包括：交流输入单元、整流滤波单元、隔离式Zeta电路、输出整流单元、纹波补偿单元、集成控制单元和LED负载；其中，交流输入单元依次连接整流滤波单元、隔离式Zeta电路、输出整流单元、纹波补偿单元和LED负载，LED负载同时与集成控制单元连接。其中，所述整流滤波单元由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4及电容C1组成；所述二极管D1阴极与二极管D2阴极、电容C1正极相连，二极管D1阳极与二极管D3阴极相连，二极管D2阳极与二极管D4阴极相连，二极管D3阳极与二极管D4阳极、电容C1负极相连；所述隔离式Zeta电路由开关管S1、电感L1、电容C2、变压器T1、电阻R1组成；所述开关管S1的漏极与电容C1正极相连，开关管S1源极与电感L1一端、电容C2负极相连，电容C2正极与变压器T1原边Np的同名端相连，电感L1另一端与电阻R1、变压器T1原边Np的非同名端相连；所述输出整流单元由开关管S2、二极管D5组成；所述开关管S2漏极与变压器T1副边Ns的同名端相连，开关管S2源极与二极管D5阴极、电感L2一端相连，二极管D5阳极与变压器T1副边Ns的非同名端相连；所述纹波补偿单元由电感L2、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C4、电容C5、放大器A1、PNP型三极管Q1、NPN型三极管Q2组成，其中三极管Q1和三极管Q2组成扩流电路，对放大器A1的输出电流进行放大；所述电感L2一端与二极管D5阴极相连，电感L2另一端与电阻R2、电容C4正极相连，电阻R2右端与电阻R4、电阻R6、电容C3正极、LED负载正极相连，放大器A1反相端与电阻R3、电阻R5相连，放大器A1同相端与电阻R4、电容C5正极相连，放大器A1输出端与三极管Q1基极、三极管Q2的基极相连，三极管Q1发射极与三极管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于纹波补偿的长寿命LED驱动电源，包括：一交流输入单元(1)、一整流滤波单元(2)、一隔离式Zeta电路(3)、一输出整流单元(4)、一纹波补偿单元(5)、一集成控制单元(6)和LED负载(7)；其特征在于：交流输入单元依次连接整流滤波单元、隔离式zeta电路、输出整流单元、纹波补偿单元、LED负载，LED负载同时与集成控制单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于纹波补偿的长寿命LED驱动电源，包括：一交流输入单元(1)、一整流滤波单元(2)、一隔离式Zeta电路(3)、一输出整流单元(4)、一纹波补偿单元(5)、一集成控制单元(6)和LED负载(7)；其特征在于：交流输入单元依次连接整流滤波单元、隔离式zeta电路、输出整流单元、纹波补偿单元、LED负载，LED负载同时与集成控制单元连接。2.根据权利要求1所述的一种基于纹波补偿的长寿命LED驱动电源，其特征在于：所述整流滤波单元(2)由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4及电容C1组成；所述二极管D1阴极与二极管D2阴极、电容C1正极相连，二极管D1阳极与二极管D3阴极相连，二极管D2阳极与二极管D4阴极相连，二极管D3阳极与二极管D4阳极、电容C1负极相连；所述隔离式Zeta电路(3)由开关管S1、电感L1、电容C2、变压器T1、电阻R1组成；所述开关管S1的漏极与电容C1正极相连，开关管S1源极与电感L1一端、电容C2负极相连，电容C2正极与变压器T1原边Np的同名端相连，电感L1另一端与电阻R1、变压器T1原边Np的非同名端相连；所述输出整流单元(4)由开关管S2、二极管D5组成；所述开关管S2漏极与变压器T...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈艳霞，蔡成超，李家成，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32