一种有源钳位无电解电容LED驱动电源制造技术

本发明专利技术公开了一种有源钳位无电解电容LED驱动电源，包括交流输入电源、输入滤波部分、整流部分、钳位电路、反激变换器、输出滤波电容Co、并联吸收回路和LED负载；输入滤波部分由输入滤波电感和输入滤波电容构成；整流部分由四个开关管构成；钳位电路由开关管S

【技术实现步骤摘要】
一种有源钳位无电解电容LED驱动电源
本专利技术属于LED照明驱动电源领域，具体是一种将有源钳位技术应用于反激式并联吸收回路无电解电容LED驱动电源。
技术介绍
LED作为一种新型光源在寿命、功耗、亮度等各个方面展现出了传统光源难以比拟的优势，被广泛应用于日常照明、大屏显示、汽车交通等各行各业。传统LED驱动电源中采用电解电容来稳定输出电压，但电解电容寿命仅为LED光源的1/10，电解电容成为LED驱动电源的寿命短板。为了提高LED驱动电源寿命，需要去除LED驱动电源中的电解电容。目前无电解电容LED驱动电源中常采用反激变换器。选择反激变换器的原因主要有两点：一是结构简单，控制方便；二是能够实现电气隔离，安全性较好。但由于反激变换器中漏电感的存在，会使得漏电感和开关管的寄生电容之间产生谐振，在开关管两端出现一个电压尖峰，开关应力比较大，对于器件选型不利。并且由于开关管属于硬开关，存在开关损耗，限制了整体LED驱动电源的效率。申请号201810788145.0的文献公开了一种基于双向Cuk电路的无电解电容LED驱动电源及其切换方法，其采用双向Cuk结构作为并联吸收回路，Cuk电路需要两个电容和电感所需原件较多，体积大，成本高；而且输出电压为反向，反激变换器开关管开关应力大，在开关管关断瞬间其两端会出现一个很高的电压尖峰；并且将漏感能量消耗在RCD吸收回路的电阻上，无法利用漏感能量。并且开关管工作方式为硬开关，存在开关损耗。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种有源钳位无电解电容LED驱动电源。本专利技术解决所述技术问题的技术方案是，提供一种有源钳位无电解电容LED驱动电源，其特征在于该驱动电源包括交流输入电源、输入滤波部分、整流部分、钳位电路、反激变换器、输出滤波电容Co、并联吸收回路和LED负载；所述输入滤波部分由输入滤波电感L1和输入滤波电容C1构成；所述整流部分由开关管Sb1、开关管Sb2、开关管Sb3和开关管Sb4构成；所述钳位电路由开关管S2和钳位电容Caux构成；所述反激变换器由反激变压器、开关管S1和二极管Ds构成；反激变压器包括原边绕组和副边绕组，原边绕组包括主电感Lm和漏电感Lr，原边绕组与输入连接，副边绕组与输出连接；开关管S1具有寄生电容Coss；所述并联吸收回路包括升压电感Lb、开关管S3、开关管S4和储能电容Cds；开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、开关管Sb1、开关管Sb2、开关管Sb3和开关管Sb4的内部各自集成有一个开关和一个反并联二极管；反并联二极管的阴极与各自的开关管的D极连接，反并联二极管的阳极与各自的开关管的S极连接。输入滤波电感L1的一端接交流输入电源的正极，输入滤波电感L1的另一端、输入滤波电容C1的正极、开关管Sb1的S极和开关管Sb4的D极连接于同一节点；交流输入电源的负极、输入滤波电容C1的负极、开关管Sb2的S极和开关管Sb3的D极连接于同一节点；开关管Sb1的D极、开关管Sb2的D极、钳位电容Caux的负极和反激变压器原边绕组的同名端连接于同一节点；开关管S1的S级、开关管Sb3的S极和开关管Sb4的S极连接于同一节点；钳位电容Caux的正极与开关管S2的D极连接；开关管S2的S极、开关管S1的D极和反激变压器原边绕组的非同名端连接于同一节点；反激变压器副边绕组的非同名端连接二极管Ds的阳极；二极管Ds的阴极、输出滤波电容Co的正极、LED负载的正极和升压电感Lb的一端连接于同一节点；反激变压器副边绕组的同名端、LED负载的负极、输出滤波电容Co的负极、开关管S3的S极和储能电容Cds的负极连接于同一节点；升压电感Lb的另一端、开关管S3的D极和开关管S4的S极连接于同一节点；开关管S4的D极与储能电容Cds的正极连接。与现有技术相比，本专利技术有益效果在于：(1)本专利技术在反激无电解电容LED驱动电源中引入有源钳位电路，减小了开关管S1的开关应力；开关管S1和开关管S2均实现软开关，减小了开关损耗；同时能够反馈漏感能量。具体是：通过将钳位电路并联在反激变压器原边两端，在开关管S1关断时吸收漏感能量，避免反激变压器的漏电感Lr与开关管S1内部的寄生电容Coss发生谐振，从根本上消除开关管S1两端的电压尖峰，从而大大降低开关管S1的开关应力，有利于器件选型。利用反激变压器漏感能量对开关管S1内部的寄生电容Coss反向充电，使其两端电压下降为零，当开关管S1被触发时能够实现开关管S1的零电压开通，实现软开关，减小开关损耗。在对开关管S1内部的寄生电容Coss反向充电的同时将漏感能量反馈回电源，避免传统RCD吸收回路将漏感能量消耗在RCD吸收回路的电阻上，提高LED驱动电源效率。钳位电路工作时，开关管S2的反并联二极管首先导通，其端电压固定在零电位。当开关管S2被触发时能够实现零电压开通，实现软开关，减小开关损耗。(2)整流部分采用全控的开关管代替不可控的二极管，为反向的漏电感Lr电流提供通路，使得有源钳位能够顺利实现。(3)反激变换器和钳位电路均工作在断续模式，避免了系统在断续和连续之间的切换，提高了系统稳定性。(4)并联吸收回路采用双向buck-boost结构，通过并联吸收回路来吸收二倍工频交流分量，使输出只有恒定的直流分量，从而去除电解电容，实现无电解电容，提高电源寿命。附图说明图1为本专利技术一种实施例的电路图；图2为本专利技术的有源钳位工作模态图；图3为本专利技术的有源钳位模态波形图；图4为本专利技术引入有源钳位电路前后的开关管S1端电压对比图；图5为本专利技术引入有源钳位电路后的开关管S1端电压及触发脉冲波形图；图6为本专利技术引入有源钳位电路后的开关管S2端电压及触发脉冲波形图。图中：1、交流输入电源；2、输入滤波部分；3、整流部分；4、钳位电路；5、反激变换器；6、并联吸收回路；7、LED负载。具体实施方式下面给出本专利技术的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本专利技术，不限制本申请权利要求的保护范围。本专利技术提供了一种有源钳位无电解电容LED驱动电源(简称驱动电源)，其特征在于该驱动电源包括交流输入电源1、输入滤波部分2、整流部分3、钳位电路4、反激变换器5、输出滤波电容Co、并联吸收回路6和LED负载7；所述交流输入电源1为220V/50Hz市电。所述输入滤波部分2采用LC滤波，由输入滤波电感L1和输入滤波电容C1构成；输入滤波部分2的主要作用为过滤掉输入的高频分量。所述整流部分3由开关管Sb1、开关管Sb2、开关管Sb3和开关管Sb4四个开关管构成；所述钳位电路4由开关管S2和钳位电容Caux构成；所述反激变换器5由反激变压器、开关管S1和二极管Ds构成；反激变压器包括原边绕组和副边绕组，原边绕组包括主电感Lm和漏电感Lr，原边绕组与输入连接，副边绕组与输出连接；开关管S1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有源钳位无电解电容LED驱动电源，其特征在于该驱动电源包括交流输入电源、输入滤波部分、整流部分、钳位电路、反激变换器、输出滤波电容C

【技术特征摘要】
1.一种有源钳位无电解电容LED驱动电源，其特征在于该驱动电源包括交流输入电源、输入滤波部分、整流部分、钳位电路、反激变换器、输出滤波电容Co、并联吸收回路和LED负载；
所述输入滤波部分由输入滤波电感L1和输入滤波电容C1构成；
所述整流部分由开关管Sb1、开关管Sb2、开关管Sb3和开关管Sb4构成；
所述钳位电路由开关管S2和钳位电容Caux构成；
所述反激变换器由反激变压器、开关管S1和二极管Ds构成；反激变压器包括原边绕组和副边绕组，原边绕组包括主电感Lm和漏电感Lr，原边绕组与输入连接，副边绕组与输出连接；开关管S1具有寄生电容Coss；
所述并联吸收回路包括升压电感Lb、开关管S3、开关管S4和储能电容Cds；
开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、开关管Sb1、开关管Sb2、开关管Sb3和开关管Sb4的内部各自集成有一个开关和一个反并联二极管；反并联二极管的阴极与各自的开关管的D极连接，反并联二极管的阳极与各自的开关管的S极连接。


2.根据权利要求1所述的有源钳位无电解电容LED驱动电源，其特征在于输入滤波电感L1的一端接交流输入电源的正极，输入滤波电感L1的另一端、输入滤波电容C...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌跃胜，酉家伟，李永建，田锐，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12