一种高效低纹波调光LED驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高效低纹波调光LED驱动电路，包括EMI滤波电路、整流滤波电路、BOOST APFC电路、BUCK降压恒流电路、PWM信号控制电路和高压BUCK辅助供电电路。本实用新型专利技术的一种高效低纹波调光LED驱动电路，AC90‑264V的交流电经EMI滤波电路，后经桥式整流为脉动的直流电压，BOOST APFC电路对输入电流进行功率因数校正并输出恒定的高压直流电，经BUCK降压恒流电路输出恒定的电流给LED负载，其输出平均电流与PWM调光信号占空比有关。PWM信号控制电路对PWM调光信号进行调制，使PWM调光信号占空比与LED负载电流变化符合调光变化曲线的要求并处理调光过程和开关机反时序的一系列问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高效低纹波调光LED驱动电路
本技术涉及LED驱动电源领域，尤其涉及具有调光功能的LED驱动电源，具体地说是一种高效低纹波调光LED驱动电路。
技术介绍
LED以其光效高、可靠性高、寿命长和绿色无污染成为新一代照明光源，现已得到广泛应用。目前，新调光功能LED驱动要求启动速度快、高频率、高PF、定置化设光曲线、开关机无闪烁、无线或WIFI多台控制等特性。根据LED特有的伏安特性，LED驱动大多采用恒流驱动方式，LED的发光强度由其驱动电流决定，如图1所示。只要改变驱动电流就可以改变LED的亮度，实现调光功能。通常LED驱动的调光方式有三种，TRAIC调光、模拟调光、和PWM调光，可以满足一般性的调光需求。但人们对调光控制方式和调光精度提出了更高的要求，调光电流的变化曲线各有不同，电流的变化率直接关系到LED灯光通量的变化。而通常调光方式的固有缺点陷无法达到其要求。常用的LED驱动调光方式有TRAIC调光、模拟调光和PWM调光等。一、TRAIC调光TRAIC调光是在传统白炽灯和卤素灯中被普遍采用的一种调光方式。它的工作原理是将输入电压的波形通过导通角切波之后，产生一个切相的输出电压波形。应用切相的原理，可减少输出电压的有效值，以此来降低普通负载(电阻负载)的功率，通常分为前切与后切二种方式。TRIAC调光器应用在LED驱动电路中，目前最大的问题在于调光器的兼容性。针对TRIAC调光器的特点，在LED驱动电路中必须增加有源泄放或无源泄放电路，以提供擎住电流和维持电流，采用兼容TRIAC调光的LED驱动控制芯片，合理调整控制芯片的参数。如果设计不当，由大功率开关器件构成的TRIAC调光器和LED驱动电路相互影响不稳定，会出现可见闪烁。TRIAC破坏了正弦波形，降低了功率因数，而且加大了谐波系数，很多兼容现有TRIAC调光器的芯片和方案自称有PFC，并没有包括TRIAC在内的整个系统的功率因数。所有兼容TRIAC的LED调光系统整流效率都很低，在调光角度小时易闪烁，完全破坏了LED的高效能。实际上所有兼容TRIAC调光的LED驱动控制芯片不可能兼容所有的TRIAC调光器，而只能兼容其中的一部分。TRIAC调光虽然有许多缺点，却有一定的优势，因为它前期已经占据了很大的调光市场，只要换上带有兼容TRAIC调光功能的LED灯具即可，不需要改变原照明线路，也不需要重新安装调光器。TRIAC调光是具有半个多世纪的陈旧技术，是一种早期技术，其应用于LED调光照明只是过渡性的，是不值得推荐的。二、模拟调光模拟调光的原理很简单，就是通过改变LED驱动的输出电流来控制LED灯的亮度。通常是通过调整恒流控制芯片调光端口的电压来实现，因为恒流驱动控制芯片都提供一个调光电压控制端口，只要改变输入控制电压就可以改变电源的输出恒流值，也就是改变了比较器的基准源。图1是0-10V调光隔离反激LED驱动电路，通过0-10V电压变化，改变芯片电流基准端口(IREF)的电压来改变输出电流。优点是简单、方便、实用，动态速度快。但是电路复杂，效率低下，在调光信号低时电路会不稳定。图2是非隔离的BUCK降压型有线性调光功能LED驱动电路，在芯片的线性调光输入端口（LD）施加电压或调节外置SW，就可以方便的控制流过LED的电流。此方式控制简单，成本低，非隔离的BUCK基本工作在DCM模式，通过监测CS上的Ipk得到平均电流。缺点为基准电压很低时，很难检验到信号，易出错，精准度低。模拟调光方案优点是简单，方便，实用。但是由于摸拟调光是直接调整LED的正向电流改变正向电压值，调亮度的同时也会改变它的光谱和色温，虽然在实际照明中可能不算是大问题，也无法得到精确调光，不能适应复杂调光曲线的要求。三、PWM调光PWM调光是基于LED是一个二极管，它可以实现快速开关，它的开关速度可以高达微秒以上，是任何发光器件所无法比拟的。因此，只要把电源改成脉冲恒流源，用改变脉冲宽度的方法，就可以改变其亮度。如图5所示，PWM调光时，PWM信号输入控制芯片的PWMDIM端口，控制芯片检测PWM信号占空比变化来调制和改变功率场效应管的栅极信号，控制与LED串联的功率场效应管快速开通与关断，从而达到调节LED电流大小的目的。PWM调光不会产生色谱偏移，调光范围宽、精度高，调制频率高时不会发生闪烁现象，可以和数字控制技术相结合来进行控制；但使用PWM调光时要注意合理选择PWM信号频率及消除调光引的啸叫。PWM调光技术目前被认为是最有前景的LED调光技术。由于有功率因数指标的要求，单极高PF反激拓扑和单极BUCKBOOST加低纹波控制电路二种方式的调光功能需由前级电路实现，并且输入调光部份没有电解电容，雷击实验或是PWM调光抗干扰较难实现，低纹波控制的MOSFET工作在线性区域，损耗较大通常会影响2%的效率，须采用更合理简洁的方案实现调光要求。
技术实现思路
本技术要解决的是现有技术存在的问题，旨在提供一种高效低纹波、无闪烁的调光LED驱动电路。为解决上述问题，本技术采用以下技术方案：一种高效低纹波调光LED驱动电路，包括EMI滤波电路、整流滤波电路、BOOSTAPFC电路、BUCK降压恒流电路、PWM信号控制电路和高压BUCK辅助供电电路，其特征在于：所述的EMI滤波电路，其输入端接交流电，输出端接整流滤波电路；所述的整流滤波电路，其输入端接EMI滤波电路的输出端，输出端接BOOSTAPFC电路；所述的BOOSTAPFC电路，其输入端接整流滤波电路的输出端，输出端接BUCK降压恒流电路；所述的BUCK降压恒流电路的输入端接BOOSTAPFC电路的输出端和PWM信号控制电路的信号输出端，其输出端接LED负载；所述的PWM信号控制电路，其输入端接PWM调光信号以及BOOSTAPFC电路输出的反馈信号，其输出端接BUCK降压恒流电路；所述的高压BUCK辅助供电电路，其输入端接BUCK降压恒流电路的输出端，其输出端接BOOSTAPFC电路、BUCK降压恒流电路、PWM信号控制电路的电源端。本技术的一种高效低纹波调光LED驱动电路，AC90-264V的交流电经EMI滤波电路，后经桥式整流为脉动的直流电压，BOOSTAPFC电路对输入电流进行功率因数校正并输出恒定的高压直流电，经BUCK降压恒流电路输出恒定的电流给LED负载，其输出平均电流与PWM调光信号占空比有关。PWM信号控制电路对PWM调光信号进行调制，使PWM调光信号占空比与LED负载电流变化符合调光变化曲线的要求并处理调光过程和开关机反时序的一系列问题。高压BUCK辅助供电电路，为各控制电路提供工作电源。根据本技术，所述的BOOSTAPFC电路控制芯片采用临界电流工作模式的功率因数校正芯片MP44014。该电路具有结构简单、体积小、工作稳定可靠、PF值高、THD值低。桥式整流后的脉动直流电经BOOSTAPFC电路输出恒定的直流400V，基本消除了低频纹波，保证后级电路输出的LED电流中的低频纹波电流份量在5%以内，同时输入电路的功率因数达到0.9以上。根据本技术，所述的高压BUCK辅助供电电路控制芯片采用MP150或MP170。高压BUCK辅助供电电路将高压直流400V转换为低压直流15V，快速的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效低纹波调光LED驱动电路，包括EMI滤波电路、整流滤波电路、BOOST APFC电路、BUCK降压恒流电路、PWM信号控制电路和高压BUCK辅助供电电路，其特征在于：所述的EMI滤波电路，其输入端接交流电，输出端接整流滤波电路；所述的整流滤波电路，其输入端接EMI滤波电路的输出端，输出端接BOOST APFC电路；所述的BOOST APFC电路，其输入端接整流滤波电路的输出端，输出端接BUCK降压恒流电路；所述的BUCK降压恒流电路的输入端接BOOST APFC电路的输出端和PWM信号控制电路的信号输出端，其输出端接LED负载；所述的PWM信号控制电路，其输入端接PWM调光信号以及BOOST APFC电路输出的反馈信号，其输出端接BUCK降压恒流电路；所述的高压BUCK辅助供电电路，其输入端接BUCK降压恒流电路的输出端，其输出端接BOOST APFC电路、BUCK降压恒流电路、PWM信号控制电路的电源端。

【技术特征摘要】
1.一种高效低纹波调光LED驱动电路，包括EMI滤波电路、整流滤波电路、BOOSTAPFC电路、BUCK降压恒流电路、PWM信号控制电路和高压BUCK辅助供电电路，其特征在于：所述的EMI滤波电路，其输入端接交流电，输出端接整流滤波电路；所述的整流滤波电路，其输入端接EMI滤波电路的输出端，输出端接BOOSTAPFC电路；所述的BOOSTAPFC电路，其输入端接整流滤波电路的输出端，输出端接BUCK降压恒流电路；所述的BUCK降压恒流电路的输入端接BOOSTAPFC电路的输出端和PWM信号控制电路的信号输出端，其输出端接LED负载；所述的PWM信号控制电路，其输入端接PWM调光信号以及BOOSTAPFC电路输出的反馈信号，其输出端接BUCK降压恒流电路；所述的高压BUCK辅助供电电路，其输入端接BUCK降压恒流电路的输出端，其输出端接BOOSTAPFC电路、BUCK降压恒流电路、PWM信号控制电路的电源端。2.如权利要求1所述的一种高效低纹波调光LED驱动电路，其特征在于所述BOOSTAPFC电路的控制芯片采用临界电流工作模式的功率因数校正芯片。3.如权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴海燕，杨青峰，方洁苗，
申请(专利权)人：浙江榆阳电子有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33