本发明专利技术公开了一种单电感三端口变换器的长寿命LED驱动电源，它包括桥式整流电路、辅助电路、主开关变换器、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辅助电路与主开关变换器形成三端口变换器，且电感(L)实现共用，电路结构简单；②大部分输入功率经过主开关变换器一次能量变换直接到达负载，提高了整机效率；③储能电容为容值较小的高压电容，且储能电容可以平衡输入、输出功率的低频功率脉动，实现恒流驱动LED负载；④该单电感三端口变换器的LED驱动电源具有整机效率高、集成度高、无电解电容、长寿命的特点和优点。
【技术实现步骤摘要】
-种单电感三端口变换器的长寿命LED驱动电源
本专利技术涉及电力电子
，特别是涉及一种单电感三端口变换器的长寿命 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
因为高亮度发光二极管（light-emitting diode, LED)具有节能环保、体积小、光 效高、寿命长、易调光等优点，并且随着LED关键技术的突破，LED照明已经成为了越来越受 关注的行业。与传统发光器件不同，LED是直流器件，并且具有独特的光一电一热特性，因 此LED驱动电源的好坏直接影响LED的发光品质及整体照明性能。 目前，无电解电容LED驱动电源的是LED照明行业关注的热点。LED驱动电源中 普遍用到的电解电容的寿命仅远低于LED灯珠的寿命，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，虽然可以使用级联式的两级变换器来驱动LED，通过增大第一级变换器输出电容的电压 可以消除电解电容，但是输入功率经过了二次变换，整机效率较低；并且每一级变换器都需 要采用独立的电感元件；由于感性元件体积大、损耗大、功率密度低，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级联式两级无电解电容LED驱动电源整机效率低的缺点，克 服传统LED驱动电源寿命短、体积大、电感元件多、集成度低等缺点，提供一种单电感三端 口变换器的长寿命LED驱动电源，具有整机效率高、集成度高、无电解电容、长寿命的特点 和优点。 为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种单电感三端口变换器的长寿命 LED驱动电源，包括：桥式整流电路、辅助电路、主开关变换器、输出滤波电容及LED负载。其 特征在于：所述桥式整流电路依次接辅助电路、主开关变换器、输出滤波电容及LED负载。 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D rt和第四二极 管Drt组成；所述第一二极管Drt的阳极连接所述第三二极管D ri的阴极，所述第二二极管L 的阳极连接所述第四二极管Drt的阴极，所述第一二极管Drt与所述第二二极管Du的阴极对 接，所述第三二极管D ri与所述第四二极管Drt的阳极对接；所述辅助电路由第三开关管S3、 第六二极管D a2、储能电容Ca组成；第三开关管S3源极连接主开关变换器的电感L与桥式整 流电路的第二二极管Du阴极，第三开关管S 3漏极连接储能电容Ca的正极和第六二极管Da2 阴极，第六二极管Da2阳极与第一开关管S1漏极、第二开关管S2漏极和电感L相连；所述的 主开关变换器由电感L、第一开关管S 1、第二开关管S2、第五二极管Dal组成Buck-boost变 换器；所述第一开关管S 1漏极与第二开关管S2漏极对接，并与电感L 一端相连；所述第一 开关管S1的源极与第四二极管Drt的阳极相连接；所述第五二极管Dal阴极与电感L的一端 相连，阳极与输出滤波电容负极、LED负载的负极相连；所述第二开关管S2源极与输出滤波 电容正极、LED负载的正极相连。 所述由第一二极管Drt、第二二极管Drf、第三二极管D rt和第四二极管Drt组成的桥 式整流电路实现交流/直流变换。 所述电感L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 以使用容值较小的高压电容替代电解电容，因而LED驱动电源具有长寿命特点。 所述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，辅助电路与主 开关变换器电路协调工作可以实现恒流驱动LED负载。 所述辅助电路与主开关变换器电路的电感实现了共用。 所述滤波电容可以滤除开关频率的输出电压谐波。 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 ：辅助电路与主开关变换器形成三端口变换器，且电感（L)实现共用，电路结构简单； ② ：大部分输入功率经过主开关变换器一次能量变换直接到达负载，提高了整机效率；③： 储能电容为容值较小的高压电容，且储能电容可以平衡输入、输出功率的低频功率脉动，实 现恒流驱动LED负载；④：该单电感三端口变换器的LED驱动电源具有整机效率高、集成度 高、无电解电容、长寿命的特点和优点。 【附图说明】 图1为本专利技术的一种单电感三端口变换器的长寿命LED驱动电源电路原理图。 图2为本专利技术的一种单电感三端口变换器的长寿命LED驱动电源的主要工作波 形。 图3为本专利技术的一种单电感三端口变换器的长寿命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单电感三端口变换器的长寿命LED驱动电源在pin>p。条件下 各开关1吴态等效电路。 图5为本专利技术的一种单电感三端口变换器的长寿命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单电感三端口变换器的长寿命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，本单电感三端口变换器的长寿命LED驱动电源，包括：桥 式整流电路（1)、辅助电路（2)、主开关变换器（3)、输出滤波电容（4)及LED负载（5)。其特 征在于：所述桥式整流电路（1)依次接辅助电路（2)、主开关变换器（3)、输出滤波电容（4) 及LED负载（5)。 实施例一：本实施例与实施例一基本相同，其特别之处如下：所述桥式整流电路 (1)由第一二极管（Drt)、第二二极管（DJ、第三二极管（Dri)和第四二极管（D rt)组成；所述 第一二极管（Drt)的阳极连接所述第三二极管（Dri)的阴极，所述第二二极管（DJ的阳极连 接所述第四二极管（D rt)的阴极，所述第一二极管（Drt)与所述第二二极管（Drf)的阴极对 接，所述第三二极管（D rt)与所述第四二极管（Drt)的阳极对接；所述辅助电路（2)由第三开 关管（S3)、第六二极管（D a2)、储能电容（Ca)组成；第三开关管（S3)源极连接主开关变换器 (3)的电感（L)与桥式整流电路⑴的第二二极管（DJ阴极，第三开关管（S 3)漏极连接储 能电容（Ca)的正极和第六二极管（Da2)阴极，第六二极管（D a2)阳极与第一开关管（S1)漏 极、第二开关管（S2)漏极和电感（L)相连；所述的主开关变换器（3)由电感（L)、第一开关 管饵）、第二开关管（S 2)、第五二极管（Dal)组成Buck-boost变换器；所述第一开关管（S1) 漏极与第二开关管（S 2)漏极对接，并与电感（L) 一端相连；所述第一开关管（S1)的源极与 第四二极管（Drt)的阳极相连接；所述第五二极管（D al)阴极与电感（L)的一端相连，阳极 与输出滤波电容（4)负极、LE本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种单电感三端口变换器的长寿命LED驱动电源，包括：桥式整流电路(1)、辅助电路(2)、主开关变换器(3)、输出滤波电容(4)及LED负载(5)，其特征在于：所述桥式整流电路(1)依次接辅助电路(2)、主开关变换器(3)、输出滤波电容(4)及LED负载(5)。
【技术特征摘要】
1. 一种单电感三端口变换器的长寿命LED驱动电源，包括：桥式整流电路（1)、辅助电 路（2)、主开关变换器（3)、输出滤波电容（4)及LED负载（5)，其特征在于：所述桥式整流 电路⑴依次接辅助电路（2)、主开关变换器（3)、输出滤波电容⑷及LED负载（5)。2. 根据权利要求1所述的一种单电感三端口变换器的长寿命LED驱动电源，其特征在 于：所述桥式整流电路（1)由第一二极管（Drt)、第二二极管（DJ、第三二极管（Dri)和第 四二极管（Drt)组成；所述第一二极管（DJ的阳极连接所述第三二极管（Drt)的阴极，所述 第二二极管（DJ的阳极连接所述第四二极管（Drt)的阴极，所述第一二极管（DJ与所述 第二二极管（DJ的阴极对接，所述第三二极管（Dri)与所述第四二极管（Drt)的阳极对接； 所述辅助电路（2)由第三开关管（S3)、第六二极管（Da2)、储能电容（Ca)组成；第三开关管 (S3)源极连接主开关变换器（3)的电感(Z)与桥式整流电路（1)的第二二极管（DJ阴极， 第三开关管（S3)漏极连接储能电容（Ca)的正极和第六二极管（Da2)阴极，第六二极管（D a2) 阳极与第一开关管（SJ漏极、第二开关管（S2)漏极和电感（Z)相连；所...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪飞，钟元旭，马鸿泰，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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