一种单级高功率因数和低输出纹波Flyback/Sepic LED驱动电路制造技术

本发明专利技术涉及一种单级高功率因数和低输出纹波Flyback/Sepic LED驱动电路，包括：输入交流电源AC、二极管整流桥BD1、带辅助绕组的Flyback PFC电路以及辅助去纹波Sepic电路。本发明专利技术提出的一种单级高功率因数和低输出纹波Flyback/Sepic LED驱动电路，通过构造单级AC‑DC变换器Flyback与辅助变换器Sepic电路组合的LED驱动电路，实现高效、高功率因数、低输出纹波和恒定的电流输出等功能。

【技术实现步骤摘要】
一种单级高功率因数和低输出纹波Flyback/SepicLED驱动电路
本专利技术涉及LED照明驱动电源设计领域，特别是一种单级高功率因数和低输出纹波Flyback/SepicLED驱动电路。
技术介绍
传统LED是第四代照明光源，具有节能、环保、体积小和寿命长的优点。LED具有单向导电性和非线性的特点，适合采用恒流驱动。设计LED驱动电源，首先需要选择合适的电路结构。针对不同的应用场合和要求，一般可分为单级PFC方案和两级结构方案，两者根据应用功率场合和具体应用要求各有优劣。两级PFC方案具有总谐波失真度(THD)小，功率因数(PF)较高的优点，但是两级变换PFC采用了较多的元器件与控制芯片，增加了电源成本，降低了驱动器效率。相比之下，单级PFC方案有体积小，转换效率高，成本较低，可靠性高的优点。反激变换器具有变压隔离功能、功率因数高、宽输入电压范围内稳定输出、元器件数目少等优点，适合用作单级隔离型PFC变换器。但单级PFC反激变换器，存在较大的输出低频纹波，输出低频纹波会影响LED灯的光效，导致LED灯频闪，进而减小LED的使用寿命。而现有一些去纹波方法，有的方案通过牺牲PF值而降低输出低频纹波，并且增加了变换器的设计复杂程度；有的方案则牺牲了效率，造成额外的损耗。由于Sepic电路具有调压范围广、可升压可降压、去纹波能力强的特点，采用辅助Sepic电路去纹波，在良好降低输出低频纹波的同时，还具有不降低电路PF值、基本不产生额外损耗、控制简单等优点；相比于现有的辅助Buck电路去纹波，辅助Sepic电路具有开关管驱动方便，可升压可降压的优点。专利技术内容本专利技术的目的在于提供一种单级高功率因数和低输出纹波Flyback/SepicLED驱动电路，以克服现有技术中存在的缺陷。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种单级高功率因数和低输出纹波Flyback/SepicLED驱动电路，包括：输入交流电源AC、二极管整流桥BD1、带辅助绕组的FlybackPFC电路以及辅助去纹波Sepic电路；所述带辅助绕组的FlybackPFC电路包括：高频变压器T1、第一功率MOS开关管S1、第一功率二极管D1、第二功率二极管D2以及第一电解电容Co1；所述辅助去纹波Sepic电路包括：第二功率MOS开关管S2、第三功率二极管D3、第一高频电容C1、第二高频电容C2、第二电解电容Co2、第一高频电感L1以及第二高频电感L2；所述高频变压器T1包括原边励磁绕组N1、第一副边绕组N2和第二副边绕组N3；所述整流桥BD1的正向输出端与连接高频变压器T1原边励磁绕组N1的同名端相连；所述高频变压器T1原边励磁绕组N1的非同名端与所述第一功率MOS开关管S1的漏极相连；所述第一功率MOS开关管S1的源极与所述整流桥BD1的负向输出端相连，并接地；所述高频变器T1的第一副边绕组N2的非同名端与所述第一功率二极管D1的阳极相连；所述第一功率二极管D1的阴极分别与所述第一电解电容Co1的正端以及LED灯负载的正端相连；所述高频变压器T1的第一副边绕组N2的同名端分别与所述第一电解电容Co1的负端、所述第二功率二极管D2的阴极、所述第二电解电容Co2的正端以及所述第三功率二极管D3的阴极相连；所述高频变压器T1的第二副边绕组N3的同名端与所述第二功率二极管D2的阳极相连；所述高频变压器T1的第二副边绕组N3的非同名端分别与所述第二电解电容CO2的负端、所述第二高频电感L2的b1端、所述第二功率MOS开关管S2的源极、所述第一高频电容C1的b4端相连；所述第三功率二极管D3的阳极分别与所述第二高频电感L2的a1端、所述第二高频电容C2的a2端相连；所述第二高频电容C2的b2端分别与所述第二功率MOS开关管S2的漏极、所述第一高频电感L1的a3端相连；所述第一高频电感L1的b3端分别与所述LED负载的负端以及所述第一高频电容C1的a4端相连。在本专利技术一实施例中，所述第一功率MOS开关管S1采用PWM或PFM控制，用于实现电路的PFC和输出电压恒压ULED；所述第二功率MOS开关管S2采用PWM或者PFM控制，用于实现低输出纹波和输出电流恒流ILED；所述第二功率MOS开关管S2的工作频率大于所述第一功率MOS开关管S1的工作频率。在本专利技术一实施例中，当所述第一功率MOS开关管S1关断时，所述高频变压器T1的第一副边绕组N2传递能量；当所述第一功率MOS开关管S1开通时，所述高频变压器T1的第二副边绕组N3向辅助去纹波Sepic电路提供能量，减小输出纹波。在本专利技术一实施例中，所述带辅助绕组的FlybackPFC电路工作于BCM模式或者DCM模式下；所述辅助去纹波Sepic电路工作于CCM模式下。在本专利技术一实施例中，当所述带辅助绕组的FlybackPFC电路中所述第一功率MOS开关管S1、所述辅助去纹波Sepic电路中所述第二功率MOS开关管S2均处于导通状态时，此时输入电压通过所述第一功率MOS开关管S1给所述高频变压器T1中所述原边励磁绕组N1充电；所述第二副边绕组N3向所述第二电解电容Co2充电，并给LED负载供电；LED负载所需能量同时由与所述第二电解电容Co2串接的所述第一电解电容Co1提供；所述辅助去纹波Sepic电路中所述第一高频电容C1向所述第一高频电感L1充电，所述第二高频电容C2向所述第二高频电感L2充电；当所述带辅助绕组的FlybackPFC电路中所述第一功率MOS开关管S1导通、所述辅助去纹波Sepic电路中所述第二功率MOS开关管S2关断时，此时所述输入电压通过所述第一功率MOS开关管S1给所述高频变压器T1中所述原边励磁绕组N1充电；所述第二副边绕组N3向所述第二电解电容Co2充电，并给LED负载供电；所述辅助去纹波Sepic电路中的所述第一高频电感L1和所述第二高频电感L2共同向所述第二电解电容Co2充电；LED负载所需能量同时由与所述第二电解电容Co2串接的所述第一电解电容Co1提供；当所述带辅助绕组的FlybackPFC电路中所述第一功率MOS开关管S1关断、所述辅助去纹波Sepic电路中所述第二功率MOS开关管S2关断时，此时所述高频变压器T1原副边断开，所述第一副边绕组N2向所述第一电解电容Co1充电，同时给LED负载供电；所述辅助去纹波Sepic电路的所述第一高频电感L1和所述第二高频电感L2共同向所述第二电解电容Co2充电；LED负载所需能量同时由与所述第二电解电容Co2串接的所述第一电解电容Co1提供；当所述带辅助绕组的FlybackPFC电路中所述第一功率MOS开关管S1关断、所述辅助去纹波Sepic电路中所述第二功率MOS开关管S2导通，此时所述高频变压器T1原副边断开，所述第一副边绕组N2仍向所述第一电解电容Co1充电，同时给LED负载供电；所述辅助去纹波Sepic电路的所述第一高频电容C1向所述第一高频电感L1充电，所述第二高频电容C2向所述第二高频电感L2充电；LED负载所需能量同时由与所述第二电解电容Co2串接的所述第一电解电容Co1提供。在本专利技术一实施例中，所述带辅助绕组的FlybackPFC电路的输出电压uo1与所述辅助去纹波Sepic电路的输出电压uo2同向串联，共同为LE本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单级高功率因数和低输出纹波Flyback/Sepic LED驱动电路，其特征在于，包括：输入交流电源AC、二极管整流桥BD1、带辅助绕组的Flyback PFC电路以及辅助去纹波Sepic电路；所述带辅助绕组的Flyback PFC电路包括：高频变压器T1、第一功率MOS开关管S1、第一功率二极管D1、第二功率二极管D2以及第一电解电容Co1；所述辅助去纹波Sepic电路包括：第二功率MOS开关管S2、第三功率二极管D3、第一高频电容C1、第二高频电容C2、第二电解电容Co2、第一高频电感L1以及第二高频电感L2；所述高频变压器T1包括原边励磁绕组N1、第一副边绕组N2和第二副边绕组N3；所述整流桥BD1的正向输出端与连接高频变压器T1原边励磁绕组N1的同名端相连；所述高频变压器T1原边励磁绕组N1的非同名端与所述第一功率MOS开关管S1的漏极相连；所述第一功率MOS开关管S1的源极与所述整流桥BD1的负向输出端相连，并接地；所述高频变器T1的第一副边绕组N2的非同名端与所述第一功率二极管D1的阳极相连；所述第一功率二极管D1的阴极分别与所述第一电解电容Co1的正端以及LED灯负载的正端相连；所述高频变压器T1的第一副边绕组N2的同名端分别与所述第一电解电容Co1的负端、所述第二功率二极管D2的阴极、所述第二电解电容Co2的正端以及所述第三功率二极管D3的阴极相连；所述高频变压器T1的第二副边绕组N3的同名端与所述第二功率二极管D2的阳极相连；所述高频变压器T1的第二副边绕组N3的非同名端分别与所述第二电解电容CO2的负端、所述第二高频电感L2的b1端、所述第二功率MOS开关管S2的源极、所述第一高频电容C1的b4端相连；所述第三功率二极管D3的阳极分别与所述第二高频电感L2的a1端、所述第二高频电容C2的a2端相连；所述第二高频电容C2的b2端分别与所述第二功率MOS开关管S2的漏极、所述第一高频电感L1的a3端相连；所述第一高频电感L1的b3端分别与所述LED负载的负端以及所述第一高频电容C1的a4端相连。...

【技术特征摘要】
1.一种单级高功率因数和低输出纹波Flyback/SepicLED驱动电路，其特征在于，包括：输入交流电源AC、二极管整流桥BD1、带辅助绕组的FlybackPFC电路以及辅助去纹波Sepic电路；所述带辅助绕组的FlybackPFC电路包括：高频变压器T1、第一功率MOS开关管S1、第一功率二极管D1、第二功率二极管D2以及第一电解电容Co1；所述辅助去纹波Sepic电路包括：第二功率MOS开关管S2、第三功率二极管D3、第一高频电容C1、第二高频电容C2、第二电解电容Co2、第一高频电感L1以及第二高频电感L2；所述高频变压器T1包括原边励磁绕组N1、第一副边绕组N2和第二副边绕组N3；所述整流桥BD1的正向输出端与连接高频变压器T1原边励磁绕组N1的同名端相连；所述高频变压器T1原边励磁绕组N1的非同名端与所述第一功率MOS开关管S1的漏极相连；所述第一功率MOS开关管S1的源极与所述整流桥BD1的负向输出端相连，并接地；所述高频变器T1的第一副边绕组N2的非同名端与所述第一功率二极管D1的阳极相连；所述第一功率二极管D1的阴极分别与所述第一电解电容Co1的正端以及LED灯负载的正端相连；所述高频变压器T1的第一副边绕组N2的同名端分别与所述第一电解电容Co1的负端、所述第二功率二极管D2的阴极、所述第二电解电容Co2的正端以及所述第三功率二极管D3的阴极相连；所述高频变压器T1的第二副边绕组N3的同名端与所述第二功率二极管D2的阳极相连；所述高频变压器T1的第二副边绕组N3的非同名端分别与所述第二电解电容CO2的负端、所述第二高频电感L2的b1端、所述第二功率MOS开关管S2的源极、所述第一高频电容C1的b4端相连；所述第三功率二极管D3的阳极分别与所述第二高频电感L2的a1端、所述第二高频电容C2的a2端相连；所述第二高频电容C2的b2端分别与所述第二功率MOS开关管S2的漏极、所述第一高频电感L1的a3端相连；所述第一高频电感L1的b3端分别与所述LED负载的负端以及所述第一高频电容C1的a4端相连。2.根据权利要求1所述的一种单级高功率因数和低输出纹波Flyback/SepicLED驱动电路，其特征在于，所述第一功率MOS开关管S1采用PWM或PFM控制，用于实现电路的PFC和输出电压恒压ULED；所述第二功率MOS开关管S2采用PWM或者PFM控制，用于实现低输出纹波和输出电流恒流ILED；所述第二功率MOS开关管S2的工作频率大于所述第一功率MOS开关管S1的工作频率。3.根据权利要求1所述的一种单级高功率因数和低输出纹波Flyback/SepicLED驱动电路，其特征在于，当所述第一功率MOS开关管S1关断时，所述高频变压器T1的第一副边绕组N2传递能量；当所述第一功率MOS开关管S1开通时，所述高频变压器T1的第二副边绕组N3向辅助去纹波Sepic电路提供能量，减小输出纹波。4.根据权利要求1所述的一种单级高功率因数和低输出纹波Flyback/SepicLED驱动电路，其特征在于，所述带辅助绕组的FlybackPFC电路工作于BCM模式或者DCM模式下；所述辅助去纹波Sepic电路工作于CCM模式下。5.根据权利要求1所述的一种单级高功率因数和低输出纹波Flyback/SepicLED驱动电路，其特征在于：当所述带辅助绕组的FlybackPFC电路中所述第一功率MO...

【专利技术属性】
技术研发人员：林维明，莫炫飚，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35