无源谐波滤波器直流高压直驱LED方法和电路技术

本发明专利技术提供一种无源谐波滤波器直流高压直驱LED的方法和电路，所述方法包括对谐波进行滤波、将交流市电变换成直流高压、直流高压直接驱动LED负载三个步骤。所述电路包括无源谐波滤波器、交流市电整流滤波电路、直流高压直驱LED负载电路三个模块。本发明专利技术的重要优点是可以同时实现驱动电源的转换效率高、功率因数高、谐波小、无光频闪以及具有成本低和可靠性高等优点。

Direct current high voltage direct drive LED method and circuit for passive harmonic filter

The invention provides a passive harmonic filter DC high voltage direct drive LED, the method includes the harmonic filter, the AC power is converted into DC voltage, DC high voltage direct drive LED load of three steps. The circuit comprises three modules of a passive harmonic filter, an alternating current power rectifier filter circuit, a direct current high voltage direct drive LED load circuit. The invention has the advantages of high conversion efficiency, high power factor, small harmonic, no light strobe, low cost and high reliability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子领域，具体涉及一种无源谐波滤波器直流高压直驱LED方法和电路。
技术介绍
LED作为一种新一代发光器件具有高效节能的突出优点，正在不断取代传统照明技术而广泛应用。LED芯片和LED驱动电路是LED照明的两个关键技术，其中LED驱动电路对LED照明技术的诸多重要参数例如功率因数(PF)、谐波失真(HD)、光频闪等都有决定性的影响，更重要的是LED驱动电路的可靠性是目前制约LED照明灯具寿命的技术瓶颈。已有的LED驱动电源主要有开关电源与交流直驱电源两种，虽然它们有技术优点但是其技术缺陷也很明显。例如开关电源的功率因数高、电源转换效率较高、也可以达到低谐波和无光频闪，但是其高压大功率开关电路复杂、可靠性差寿命短，同时开关电源技术的谐波问题还难于解决。交流直驱LED技术具有电路简单、可靠性高的优点，但是它的LED光频闪问题特别严重。为此需要研究专利技术一种同时具有高功率因数、低谐波、无光频闪、高效、高可靠、低成本的LED驱动电源，对LED照明技术的应用和发展具有特别重要的意义。
技术实现思路
针对LED驱动电源存在的上述问题，本专利技术提供一种无源谐波滤波器直流高压直驱LED方法和电路，其结构如下：无源谐波滤波器直流高压直驱LED方法，由无源谐波滤波器HF、交流市电整流滤波电路BF、直流高压直驱LED电路UC三部分组成；其中，无源谐波滤波器HF为由电感L1、电容C1和C2组成的电感电容无源谐波滤波器，负责对由交流市电整流滤波电路BF所产生的谐波进行滤波，以保证驱动电路具有高的功率因数和良好的谐波抑制特性；交流市电整流滤波电路BF由整流桥B1和高压滤波电容CH组成，将交流市电变换成直流高压；直流高压直驱LED电路UC由常亮LED子电路SB和Q级受控LED子电路K1~KQ以及过压过流控制电路KC组成，以实现直流高压直接驱动LED负载。采用本专利技术所述的无源谐波滤波器直流高压直驱LED方法的电路，无源谐波滤波器HF、交流市电整流滤波电路BF、直流高压直驱LED电路UC依次首尾相连；其中，交流市电整流滤波电路BF包含两个交流输入端、正高压输出端VH和参考地输出端GND，直流高压直驱LED电路UC包含电流流入端和电流流出端；无源谐波滤波器HF为由电感L1、电容C1和C2组成的电感电容无源谐波滤波器，负责对由交流市电整流滤波电路BF所产生的谐波进行滤波，以保证驱动电路具有高的功率因数和良好的谐波抑制特性。交流市电整流滤波电路BF由整流桥B1和高压滤波电容CH组成，将交流市电变换成直流高压。直流高压直驱LED电路UC由常亮LED子电路SB和Q级受控LED子电路K1~KQ以及过压过流控制电路KC组成，以实现直流高压直接驱动LED负载。无源谐波滤波器HF、交流市电整流滤波电路BF、直流高压直驱LED电路UC依次首尾相连。其中，交流市电整流滤波电路BF包含两个交流输入端、正高压输出端VH和参考地输出端GND，直流高压直驱LED电路UC包含电流流入端和电流流出端。进一步说，无源谐波滤波器HF中的电感L1与电容C1并联，电感L1的一端与市电L端或市电N端相连，电感L1的另一端与电容C2的一端相连，电感L1与电容C2的节点与交流市电整流滤波电路BF的一个交流输入端相连，电容C2的另一端与交流市电整流滤波电路BF的另一个交流输入端相连，电容C2的另一端与交流市电整流滤波电路BF的节点共同与市电N端或市电L端相连接。换言之，市电L端、N端可以互换。交流市电整流滤波电路BF中的整流桥B1的两个输入端作为交流市电整流滤波电路BF的两个交流输入端，整流桥B1的正输出端与高压滤波电容CH的正极相连，作为交流市电整流滤波电路BF的正高压输出端VH。交流市电整流滤波电路BF中的整流桥B1的负输出端与高压滤波电容CH的负极相连，作为交流市电整流滤波电路BF的参考地输出端GND。直流高压直驱LED电路UC的电流流入端与交流市电整流滤波电路BF的正高压输出端VH相连，直流高压直驱LED负载电路UC的电流流出端与参考地输出端GND相连。直流高压直驱LED电路UC由常亮LED子电路SB和Q级受控LED子电路K1~KQ以及过压过流控制电路KC组成。常亮LED子电路SB为一组含有P个同向串联的LED，依次记为LED1、LED2、……、LEDP，其中LED1的电流流入端是常亮LED子电路SB的首端，该首端作为直流高压直驱LED电路UC的电流流入端，与交流市电整流滤波电路BF的正高压输出端VH相连，LEDP的电流流出端是该常亮LED子电路SB的尾端。Q级受控LED子电路，依次记为第1级受控LED子电路K1、第2级受控LED子电路K2、……第Q级受控LED子电路KQ。Q级受控LED子电路的结构相同，其中第1级受控LED子电路K1包括一个直流高压直驱LED集成电路U1、一个电流采样电阻Rs1和一个受控的同向串联的LED灯组。第1级受控LED子电路K1中的N个LED依次记为LED11、LED21、……LEDN1。直流高压直驱LED集成电路U1有u1端子、u2端子和u3端子，其中第1级受控LED子电路K1中的u1端子与LEDM1的正极相连作为第1级受控LED子电路K1的首端，第1级受控LED子电路K1中的u2端子与LEDN1的负极以及电流采样电阻Rs1的一端相连，第1级受控LED子电路K1中的u3端子与电流采样电阻Rs1的另一端相连作为第1级受控LED子电路K1的尾端。第1级受控LED子电路K1的首端与常亮LED子电路SB的尾端相连，第1级受控LED子电路K1的尾端与第2级受控LED子电路K2的首端相连，依次类推，每一级受控LED子电路的尾端与下一级受控LED子电路的首端相连，而最后一级即第Q级受控LED子电路KQ的尾端则与过压过流控制电路KC的输出端相连。过压过流控制电路KC由过压过流集成电路UR、MOS晶体管T1、电压采样电阻RH和电流采样电阻RsK构成，其中，过压过流集成电路UR有5个引脚。MOS晶体管T1的漏极D作为过压过流控制电路KC的输出端，与第Q级受控LED子电路KQ的尾端相连，MOS晶体管T1的源极S与过压过流集成电路UR的5脚、电流采样电阻RsK的一端相连，MOS晶体管T1的栅极G与过压过流集成电路UR的4脚相连，电压采样电阻RH的一端与交流市电整流滤波电路BF的正高压输出端VH相连，电压采样电阻RH的另一端与过压过流集成电路UR的3脚相连，过压过流集成电路UR的2脚空置，电流采样电阻RsK的另一端与过压过流集成电路UR的1脚相连，作为直流高压直驱LED负载电路UC的电流流出端，与参考地输出端GND相连。换言之，采用本专利技术所述的无源谐波滤波器直流高压直驱LED方法的电路，包括无源谐波滤波器HF、交流市电整流滤波电路BF、直流高压直驱LED电路UC，三者依次首尾相连；其中，交流市电整流滤波电路BF包含两个交流输入端、正高压输出端VH和参考地输出端GND，直流高压直驱LED电路UC包含电流流入端和电流流出端；无源谐波滤波器HF中的电感L1与电容C1并联，电感L1的一端与市电L端或市电N端本文档来自技高网...

【技术保护点】
无源谐波滤波器直流高压直驱LED方法，其特征在于：由无源谐波滤波器HF、交流市电整流滤波电路BF、直流高压直驱LED电路UC三部分组成；其中，无源谐波滤波器HF为由电感L1、电容C1和C2组成的电感电容无源谐波滤波器，负责对由交流市电整流滤波电路BF所产生的谐波进行滤波，以保证驱动电路具有高的功率因数和良好的谐波抑制特性；交流市电整流滤波电路BF由整流桥B1和高压滤波电容CH组成，将交流市电变换成直流高压；直流高压直驱LED电路UC由常亮LED子电路SB和Q级受控LED子电路K1~KQ以及过压过流控制电路KC组成，以实现直流高压直接驱动LED负载。

【技术特征摘要】
1.无源谐波滤波器直流高压直驱LED方法，其特征在于：由无源谐波滤波器HF、交流市电整流滤波电路BF、直流高压直驱LED电路UC三部分组成；其中，
无源谐波滤波器HF为由电感L1、电容C1和C2组成的电感电容无源谐波滤波器，负责对由交流市电整流滤波电路BF所产生的谐波进行滤波，以保证驱动电路具有高的功率因数和良好的谐波抑制特性；
交流市电整流滤波电路BF由整流桥B1和高压滤波电容CH组成，将交流市电变换成直流高压；
直流高压直驱LED电路UC由常亮LED子电路SB和Q级受控LED子电路K1~KQ以及过压过流控制电路KC组成，以实现直流高压直接驱动LED负载。
2.采用权利要求1所述的无源谐波滤波器直流高压直驱LED方法的电路，其特征在于：无源谐波滤波器HF、交流市电整流滤波电路BF、直流高压直驱LED电路UC依次首尾相连；其中，交流市电整流滤波电路BF包含两个交流输入端、正高压输出端VH和参考地输出端GND，直流高压直驱LED电路UC包含电流流入端和电流流出端；
无源谐波滤波器HF中的电感L1与电容C1并联，电感L1的一端与市电L端或市电N端相连，电感L1的另一端与电容C2的一端相连，电感L1与电容C2的节点与交流市电整流滤波电路BF的一个交流输入端相连，电容C2的另一端与交流市电整流滤波电路BF的另一个交流输入端相连；电容C2的另一端与交流市电整流滤波电路BF的节点共同与市电N端或市电L端相连接；
交流市电整流滤波电路BF中的整流桥B1的两个输入端作为交流市电整流滤波电路BF的两个交流输入端，整流桥B1的正输出端与高压滤波电容CH的正极相连，作为交流市电整流滤波电路BF的正高压输出端VH；交流市电整流滤波电路BF中的整流桥B1的负输出端与高压滤波电容CH的负极相连，作为交流市电整流滤波电路BF的参考地输出端GND；
直流高压直驱LED电路UC的电流流入端与交流市电整流滤波电路BF的正高压输出端VH相连，直流高压直驱LED负载电路UC的电流流出端与参考地输出端GND相连。
3.根据权利要求2所述的采用无源谐波滤波器直流高压直驱LED方法的电路，其特征在于：直流高压直驱LED电路UC由常亮LED子电路SB和Q级受控LED子电路以及过压过流控制电路KC组成；
常亮LED子电路SB为一组含有P个同向串联的LED，依次记为LED1、LED2、……、LEDP，其中LED1的电流流入端是常亮LED子电路SB的首端，该首端作为直流高压直驱LED电路UC的电流流入端，与交流市电整流滤波电路BF的正高压输出端VH相连，LEDP的电流流出端是该常亮LED子电路SB的尾端；
Q级受控L...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵天鹏，李雪白，
申请(专利权)人：合肥云杉光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34