一种串联二极管的方波电流下降沿振荡抑制拓扑结构制造技术

本发明专利技术公开一种串联二极管的方波电流下降沿振荡抑制拓扑结构，包括相互并联的调光开关管和LED，所述LED的内部电路等效为相互串联的基准电压源、等效电阻和LED结电容；LED内部等效电路中串联有理想二极管，所述理想二极管上并联有理想二极管结电容，所述调光开关管和LED的电路中还存在线路寄生电感。

【技术实现步骤摘要】
一种串联二极管的方波电流下降沿振荡抑制拓扑结构
本专利技术涉及方波电流下降沿振荡领域，具体涉及一种串联二极管的方波电流下降沿振荡抑制拓扑结构。无需测量寄生参数的具体数值，可以实现对电流下降沿振荡的抑制。具有应用方便简单，广泛的特点。
技术介绍
LED作为新一代照明光源，具有寿命长，体积小，亮度高，零污染的特点。LED调光技术也得到了国内外学者的广泛关注。为了提高调光变换器的可靠性，提高调光线性度，抑制电流振荡越来越重要。同时对变换器的变换效率要求也越来越高。因此，研究高效率的电流振荡抑制方法成为关键。此外，振荡由寄生参数作用产生，不同电路中寄生参数存在差异，也要求抑制方法具有一般适用性。调光方法包括模拟调光和PWM调光。模拟调光通过改变LED电流的幅值来调节LED亮度，但是具有色温偏移的缺点。PWM调光方法通过调节恒定电流流过LED的时间(即调光占空比)来调节LED亮度，避免了色温偏移。因此PWM调光方法越来越受到广泛的关注。PWM调光包含三种PWM调光方式即是PWMshunt调光，PWMenable调光，PWMseries调光。其中，PWMshunt调光有益于实现宽调光范围以及高调光频率，因此被广泛应用。但是在PWMshunt调光方式中，当调光开关使LED瞬时短路时，由于连接导线寄生电感和LED结电容的影响导致LED电流下降沿出现振荡。传统的方法是与LED串联阻尼电阻Rr，通过增加系统的阻尼来抑制振荡，但是阻尼电阻的大小依赖于寄生参数，然而寄生参数的测量一般比较麻烦。此外，当LED电流过大时，阻尼电阻上的压降过大，导致变换器的损耗上升，效率下降。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，针对PWMshunt调光方式存在LED电流下降沿振荡的缺陷，提供一种串联二极管的方波电流下降沿振荡抑制拓扑结构，该结构不仅抑制了电流下降沿振荡，同时也保证了变换器的效率，且具有一般适用性。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种串联二极管的方波电流下降沿振荡抑制拓扑结构，包括相互并联的调光开关管和LED，所述LED的内部电路等效为相互串联的基准电压源、等效电阻和LED结电容；LED内部等效电路中串联有理想二极管，所述理想二极管上并联有理想二极管结电容，所述调光开关管和LED的电路中还存在线路寄生电感。与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：1.应用方便，具有一般适用性。因为Ceq一定小于CJ，所以不依赖于具体的电路寄生参数。只需选择结电容较小的二极管，如肖特基二极管，便可以方便的对电流振荡进行抑制。2.减小损耗。在传统方法中，与LED串联较大的阻尼电阻Rr可能导致变换器较大的损耗，效率降低。然而在本专利技术结构中，二极管的导通压降一般是很小的，变换器的效率得到了保证。附图说明图1为PWMshunt调光驱动器拓扑结构示意图；图2为Q开通时，考虑寄生参数的PWMshunt调光驱动器拓扑模型；图3a为不同CJ情况下的LED电流下降沿波形，图3b为不同Lg情况下的LED电流下降沿波形；图4为本专利技术拓扑结构示意图；图5为加入二极管前后的LED电流下降沿振荡仿真波形；其中ILO1为未加入二极管时的LED电流下降沿波形，ILO2为加入二极管时的LED电流下降沿波形；具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种串联二极管的方波电流下降沿振荡抑制拓扑结构，包括相互并联的调光开关管Q和LED，LED的内部电路等效为相互串联的基准电压源VD、等效电阻Rd和LED结电容CJ；LED内部等效电路中串联有理想二极管Df，理想二极管上并联有理想二极管结电容CDf。下面实施例结合附图首先说明PWMshunt调光方式电流下降沿振荡产生的原因，后采用与LED串联二极管的方式对电流振荡进行优化。图1为PWMshunt调光驱动器拓扑结构示意图，Q为调光开关管，通过控制Q的通断实现LED方波电流输出。图2为Q开通时，考虑寄生参数的PWMshunt调光驱动器拓扑模型。其中，Rd为Q通态电阻，Lg为线路寄生电感，CJ为LED结电容。LED的数学模型包括理想二极管Df，基准电压VD，等效电阻Rd，结电容CJ。图3a和图3b为不同Lg和CJ参数下的LED电流下降沿波形。可知随着Lg的增加，振荡幅值和振荡频率均下降。随着CJ的减少，振荡幅值减小，振荡频率增加，振荡时间减小。图4为本专利技术串联二极管的PWMshunt调光驱动器拓扑结构示意图。当Q开通时，理想二极管Df关断，理想二极管结电容CDf与LED结电容CJ串联，等效电容为Ceq。Ceq小于CDf与CJ的最小值，相当于间接减小了CJ。因此LED电流下降沿振荡幅值和振荡时间均减小。图5显示了加入理想二极管Df前后的LED电流振荡仿真波形。本专利技术并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本专利技术的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本专利技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种串联二极管的方波电流下降沿振荡抑制拓扑结构，其特征在于，包括相互并联的调光开关管和LED，所述LED的内部电路等效为相互串联的基准电压源、等效电阻和LED结电容；LED内部等效电路中串联有理想二极管，所述理想二极管上并联有理想二极管结电容，所述调光开关管和LED的电路中还存在线路寄生电感。/n

【技术特征摘要】
1.一种串联二极管的方波电流下降沿振荡抑制拓扑结构，其特征在于，包括相互并联的调光开关管和LED，所述LED的内部电路等效为相互串联的基准电压源、等...

【专利技术属性】
技术研发人员：王议锋，吴啸尘，程鹏宇，韩富强，陈梦颖，刘瑞欣，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12