本发明专利技术公开了一种自供电升降压LED驱动电源装置及其方法，它的组成包括：输入整流电路(1)，滤波和调光电路(2)，Buck-boost主变换电路(3)，LED负载(4)，自供电控制电路(5)，采样电路(6)，驱动电源首先接入输入整流电路进行整流，然后经过滤波和调光电路，其后连接Buck-boost主变换电路进行变换，与此同时控制电路对变换电路进行控制以保证其正常工作，同时采样电路连接于控制电路，对电流信息进行采样，装置能够稳定地自供电工作，无须变压器辅助绕组，并可实现可控硅调光。电路实现简单，元器件少，成本降低符合电源小型化的趋势；可较大范围给IC稳定供电；可广范应用于各种类型的电源中。
【技术实现步骤摘要】
LED驱动电源应用于LED灯具、LED背光源、LED显示屏等领域，成为现代科技与社会经济的一大亮点。
技术介绍
LED照明有“绿色照明光源”之称，节能环保、寿命长、光效高，在照明领域发展迅速(林方盛，蒋晓波，江磊等.LED驱动电源综述.照明工程学报，2012，(23))。而其驱动电源是整个产业链的关键部分，在保证其可靠性、高效率的同时不断追求成本低、体积小已然成为趋势。与此同时，为达到节能与实用方便的目的，LED的驱动电源大多需要调光的功能，目前主流调光方式为可控硅调光，除此之外还有PWM调光、电阻调光等。可控硅调光在调光至低端时，由于主电路功率下降造成1C供电不足，所以传统驱动方案中需要高压启动电路在这种情况下给1C供电以保证其正常工作；并且需要利用高频变压器的辅助绕组正常工作时给控制1C供电。但增加器件和绕组数必将增加电源的体积和成本(专利技术名称:一种无需辅助绕组的LED驱动电路:公开授权号:CN 203167339 U，公开授权日:2013-08-28)。除此之外，LED驱动电源也需要输出恒流、使用寿命长、功率因数高、安全性高等要求。未来驱动电路将朝解决电源寿命短的问题、体积小模块化的方向发展(路秋生.LED调光的可控硅与有关问题.电源技术应用，2011，(7))。同时隔离性和非隔离型驱动电源将长期并存。综上所述，上述LED电源装置能在各种情况下提供供电稳定，但也存在一些不足，需使用高压启动电路和辅助绕组供电电路，变压器需使用额外的绕组，总体来说是一种较昂贵的设计。
技术实现思路
为了克服上述LED驱动电源装置设计的不足，本专利技术设计一种自供电升降压LED驱动电源装置，具体内容如下:1.本专利技术的总体方案为:输入整流电路1、滤波和调光电路2、Buck_boost主变换电路3、LED负载4、自供电控制电路5、采样电路6。如图1所示。2.整流电路驱动电路由交流电供电。首先经由整流电路整流，整流电路为全桥整流，将交变电整流变为脉动很大的馒头状直流电。如图2所示。3.滤波和调光电路整流电路之后连接滤波和调光电路。这部分电路首先采用LC-31滤波方式，由一个工字电感和两个CBB电容组成，对全桥整流后的电压电流滤波以滤除高次谐波，得到较为干净的直流电。其次为了满足LED可控硅调光的要求，还增加了由一个电阻和电容组成的无源泄放电路，保证调光器开始导通时流过足够的电流。如图2所示。4.Buck-boost 主变换电路滤波和调光电路之后连接Buck-boost主变换电路。用来对波动大的直流进行斩波变换得到满足LED负载恒定的电流及合适的电压。如图2所示。5.自供电控制电路变换电路的变换过程需由控制电路进行控制以保证电路能够正常稳定工作。在控制电路工作的同时，自供电偏置电路负责给1C供电保证控制电路的正常工作。其中控制1C采用型号为HD3001的芯片。无辅助绕组的自供电偏置电路是本专利技术的重点及重要特征。如图2所示。6.采样电路与自供电控制电路连接的是采样电路，用来采集主电路中的电流的峰值或平均值与内部比较器基准做比较。如图2所示。本专利技术具有如下技术效果:1)元器件少，电路成本大大降低。本专利技术利用VCC电容的储能来给1C供电，从而电路中不需要使用高压启动电路以及高频变压器的辅助绕组。因此这种方案可以减少元器件的数量、变压器的体积并且缩小了应用系统中PCB电路板的尺寸，故LED驱动电源成本得以大大降低。2)可较大范围的给1C稳定供电。由于VCC电容供电以及受到稳压管的嵌压，所以在母线电压波动比较大的情况下，依旧能够保证1C供电电压的相对稳定保证1C正常工作。即使在可控硅调光器旋转至低端时，变换电路中传输的电能大大降低的情况下，只要释能电感上的电压高于VCC电压就可以继续维持芯片的工作电流、VCC维持在芯片最小工作电压以上。因此本自供电设计能够在宽范围的电压范围内实现电路的正常工作。3)电路实现简单，极大地适应电源小型化的趋势。本专利技术设计相较于传统驱动电路，其电路结构得到了很大的简化。除去的高压启动电路和辅助绕组使得其体积减小，这也正符合LED驱动电源追求体积小的发展趋势。同时也增加了它的实用性。4)自供电原理可广范应用于各种类型的电源中。本专利技术的自供电原理不仅仅用于Buck-boost拓补的驱动电源，同样适用于其他拓补的LED驱动电源，比如Buck、Boost、反激式等等。所以本专利技术的应用范围广，可以在各种驱动电源中可靠有效的运用。【附图说明】图1为自供电升降压LED驱动电源装置总体方案图图2为无辅助绕组自供电升降压LED驱动电源示意图图3为最接近本专利技术的现有技术方案图其中输入整流电路为1，滤波和调光电路为2，Buck_boost主变换电路为3，LED负载为4，自供电控制电路为5，采样电路为6。【具体实施方式】无辅助绕组自供电升降压的LED驱动电源工作方式，如图2所示。1.在上电启动阶段:线电压通过R2给偏置电容C6充电至Ml栅极导通电压，Ml导通。线电压通过L2/M1/D1给VCC电容C1充电，直至C1电压被充电至芯片启动电压Vcc-startup。这被称为第一储能过程。偏置电容C6两端电压与此同时被充电至Vcc-startup+Vgs (th), Vgs (th)为高压MOS管Ml栅源极开启阈值电压。2.VCC达到芯片启动电压Vcc-startup后，1C开始工作,第二储能过程开始。在M2M0S管导通的过程中，线电压产生充电电流流经L2/M1/M2/R1到地来给L2充电储能。我们称M2维持导通的时间为Ton。在这个充电过程的同时，VCC电容C1放电给芯片VCC，维持芯片的工作电流。在Ton时间内，VCC维持在芯片最小工作电压以上以确保整个电路系统的正常工作。3.紧接着，1C内部通过CS检测电路，检测电阻R1上的电压以得到M2的源极通过的电流，内部将此电流的峰值或平均值与内部比较器基准做比较，当达到基准值时，关断MOS M2 ο4.当关断M2 M0S时，第二释能过程开始。此时释能电流被分为两路，一路为主要释能电流，流经Buck-boost变换电路电感、二极管、输出电容和负载。另一路为次要释能电流给VCC电容C1充电，以补充其在第二储能过程给芯片供电而损耗的电能，也即自供电。这个自供电电流的大小有VCC的芯片损耗电流决定，它恰好使VCC的充电和放点达到动态平衡，它是一个动态的电流。我们把整个释能电流降到0的这段时间称为Toff时间，意即M2的关断时间。5.在第二释能过程结束后，下一个周期开始，开始的时刻可以是第二释能结束后没有延迟马上开始下一个Ton动作，这种模式对应的是临界导通模式；也可以是在一定的延迟时间后开始下一个Ton动作，这种模式对应的是断续导通模式。也就是说我们这种自供电系统可以用于临界导通、断续导通、甚至连续导通模式。6.下一个周期，同样在Ton时间内为第二储能过程，在To当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自供电升降压LED驱动电源装置，它的组成包括：输入整流电路(1)，滤波和调光电路(2)，Buck‑boost主变换电路(3)，LED负载(4)，自供电控制电路(5)，采样电路(6)，它的特征在于：驱动电源首先接入输入整流电路进行整流，然后经过滤波和调光电路进行滤波，其后连接Buck‑boost主变换电路进行斩波变换，与此同时控制电路对变换电路进行控制以保证其正常工作，同时采样电路与控制电路相连接，对电路电流信息进行采样，本装置能够稳定地自供电，无须变压器辅助绕组，并可实现可控硅调光。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李强，
申请(专利权)人：李强，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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