改进Sepic-LED驱动电路的无电解电容控制方法技术

本发明专利技术提出一种改进Sepic

【技术实现步骤摘要】
改进Sepic
‑
LED驱动电路的无电解电容控制方法


[0001]本专利技术属于LED照明驱动
，涉及一种AC
‑
DC无电解电容，输出电压可升可降的LED驱动照明电路与控制方法，尤其涉及一种改进Sepic
‑
LED驱动电路的无电解电容控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，LED因发光亮度好，寿命长，启动时间短，电能利用率高等特点，在照明领域获得了广泛的应用，成为了光源和照明技术的一个重要研究方向。同时为了减少谐波对交流电网的污染，国内外都制定了限制电流谐波的有关标准，且电力质量标准日益严格，因此，功率因数校正（PFC）技术已成为电力电子领域的研究热点。单级功率因数校正电路将PFC级和DC
‑
DC级组合在一起，降低了电路成本，提高了功率因数和功率密度，简化了电路的结构和控制。在LED驱动电源领域中普遍使用较大的电解电容来保证传统的功率因数校正（PFC）变换器输出电压的稳定。然而，电解电容的寿命远小于LED的使用寿命，且当LED工作环境温度升高，会进一步加快电解电容失效，就系统的可靠性和尺寸而言，电解电容器并不是一个很好的选择。同时在单相功率因数校正系统中，固有地存在两次纹波功率，使得LED的发光输出恶化。随着LED驱动电源的使用寿命和可靠性标准愈来愈高，无电解电容LED照明驱动电路为驱动电源高功率因数、高效率和高可靠性提供了很好的帮助。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种改进Sepic
‑
LED驱动电路的无电解电容控制方法，包括功率因数校正峰值电流临界模式(BCM)控制单元、谷值电流连续模式(CCM)控制单元；通过控制电路实现输入峰值电流控制，输出谷值电流控制，既优化了网侧功率因数，又通过电能转换达到去除电解电容的目的，增强了LED驱动电路的可靠性。为实现上述目的，本专利技术的核心技术方案是：在LED驱动电路中，通过控制中间电容C的电流，将输出电容纹波转移到中间电容，从而实现输出电容无电解电容。既优化了网侧特性，又通过电能转换达到去除直流侧的电解电容的目的，实现单级高功率因数、高效、高可靠性的LED驱动控制。
[0004]本专利技术具体采用以下技术方案：一种改进Sepic
‑
LED驱动电路的无电解电容控制方法，其特征在于：在LED驱动电路中，通过控制中间电容C的电流，将输出电容纹波转移到中间电容，从而实现输出电容无电解电容。
[0005]进一步地，所述LED驱动电路包括交流输入电源、整流桥、中间电容C、输出电容C
o
、以及负载LED；所述中间电容C的两端分别连接有第一电感L1、功率MOS开关管Q1和第二电感L2、功率MOS开关管Q2；AC
‑
DC功率因数校正峰值电流临界模式单元(BCM)和DC
‑
DC输出电流谷值控制连续模式单元(CCM)分别根据从所述LED驱动电路采样获得的电压和电流数值利用功率MOS开关
管Q1和功率MOS开关管Q2控制实现网侧PFC和LED负载电流恒流，以及控制中间电容C的电流谷值。
[0006]进一步地，所述AC
‑
DC功率因数校正峰值电流临界模式单元通过采样输入电压V
r
、输出电流I
LED
经乘法器处理得到流过MOS开关管Q1的电流Is的电流峰值基准信号，通过比较器产生复位信号，同时采样第一电感L1的电流I
L1
，通过过零比较器产生零电流触发信号，将所产生的复位信号、零电流触发信号送入触发器R端和S端，产生控制MOS开关管Q1开通与关闭的PFM信号；所述DC
‑
DC输出电流谷值控制连续模式单元通过采样中间电容C的电流，生成第二电感L2电流谷值基准信号Ivy，通过比较器产生置位信号，将所产生的置位信号和峰值电流控制产生的复位信号送入触发器的S端和R端，从而控制MOS开关管Q2开通与关闭的PWM信号。
[0007]进一步地，所述AC
‑
DC功率因数校正峰值电流临界模式单元和DC
‑
DC输出电流谷值控制连续模式单元分别用于输入BCM峰值电流控制和输出CCM谷值电流控制；所述BCM峰值电流控制通过采样输入电压V
r
、输出电流I
LED
经乘法器处理得到流过MOS开关管Q1的电流Is的电流峰值基准信号，当流过MOS开关管Q1的电流Is达到峰值基准时产生复位信号同时送入Q1与Q2锁存器的R端，使得MOS开关管Q1、Q2同时关断，实现控制MOS开关管Q1、Q2的开通时间，将采样第一电感L1的电流I
L1
通过过零比较器检测零电流信号，当第一电感L1的电流I
L1
下降为零时，产生置位信号送入Q1锁存器S端，使得MOS开关管Q1开通，实现控制MOS开关管Q1的关断时间，从而产生控制MOS开关管Q1开通与关闭的PFM信号；所述输出CCM谷值电流控制通过采样中间电容C的电流，生成第二电感L2电流谷值基准信号Ivy，当第二电感L2电流I
L2
下降到基准值Ivy时，产生生置位信号送入Q2锁存器S端，使得MOS开关管Q2开通，实现控制MOS开关管Q2的关断时间，从而产生控制MOS开关管Q2开通与关闭的PWM信号。
[0008]进一步地，所述AC
‑
DC功率因数校正峰值电流临界模式单元包括：输入电压采样单元、输出电流误差放大单元、乘法器单元、I
L1
电流检零检测单元、峰值电流检测单元和Q1锁存器单元；所述DC
‑
DC输出电流谷值控制连续模式单元包括：采样中间电容电流单元、中间电容电流误差放大单元、谷值电流检测单元、Q2锁存器单元；所述输入电压采样单元和输出电流误差放大单元分别连接乘法器单元的两输入端，乘法器单元的输出端连接峰值电流检测单元的比较器同相输入端，峰值电流检测单元的比较器反相输入端采集功率MOS开关管Q1所在支路的电流，并输出至Q1锁存器的R端；所述I
L1
电流检零检测单元检测通过第一电感L1的电流并输出至Q1锁存器的S端；所述Q1锁存器输出对功率MOS开关管Q1的控制信号；所述采样中间电容电流单元经间电容电流误差放大单元连接谷值电流检测单元的比较器同相输入端，谷值电流检测单元的比较器反相输入端采集第二电感L2所在支路的电流，并输出至Q2锁存器的S端；所述Q2锁存器的R端连接峰值电流检测单元的输出端，并输出对功率MOS开关管Q2的控制信号。
[0009]进一步地，所述LED驱动电路的具体结构为：输入交流源U
in
一端连接第一功率二极管D1的阳极和第三功率二极管的阴极，另一端连接第二功率二极管D2的阳极和第四功率二极管D4的阴极；第一电感L1的一端连接第一功率二极管D1的阴极和第二功率二极管D2的阴
极；所述第一电感L1的另一端连接功率MOS开关管Q1的漏极、中间电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改进Sepic
‑
LED驱动电路的无电解电容控制方法，其特征在于：在LED驱动电路中，通过控制中间电容C的电流，将输出电容纹波转移到中间电容，从而实现输出电容无电解电容。2.根据权利要求1所述的改进Sepic
‑
LED驱动电路的无电解电容控制方法，其特征在于：所述LED驱动电路包括交流输入电源、整流桥、中间电容C、输出电容C
o
、以及负载LED；所述中间电容C的两端分别连接有第一电感L1、功率MOS开关管Q1和第二电感L2、功率MOS开关管Q2；AC
‑
DC功率因数校正峰值电流临界模式单元和DC
‑
DC输出电流谷值控制连续模式单元分别根据从所述LED驱动电路采样获得的电压和电流数值利用功率MOS开关管Q1和功率MOS开关管Q2控制实现网侧PFC和LED负载电流恒流，以及控制中间电容C的电流谷值。3.根据权利要求2所述的改进Sepic
‑
LED驱动电路的无电解电容控制方法，其特征在于：所述AC
‑
DC功率因数校正峰值电流临界模式单元通过采样输入电压V
r
、输出电流I
LED
经乘法器处理得到流过MOS开关管Q1的电流Is的电流峰值基准信号，通过比较器产生复位信号，同时采样第一电感L1的电流I
L1
，通过过零比较器产生零电流触发信号，将所产生的复位信号、零电流触发信号送入触发器R端和S端，产生控制MOS开关管Q1开通与关闭的PFM信号；所述DC
‑
DC输出电流谷值控制连续模式单元通过采样中间电容C的电流，生成第二电感L2电流谷值基准信号Ivy，通过比较器产生置位信号，将所产生的置位信号和峰值电流控制产生的复位信号送入触发器的S端和R端，从而控制MOS开关管Q2开通与关闭的PWM信号。4.根据权利要求3所述的改进Sepic
‑
LED驱动电路的无电解电容控制方法，其特征在于：所述AC
‑
DC功率因数校正峰值电流临界模式单元和DC
‑
DC输出电流谷值控制连续模式单元分别用于输入BCM峰值电流控制和输出CCM谷值电流控制；所述BCM峰值电流控制通过采样输入电压V
r
、输出电流I
LED
经乘法器处理得到流过MOS开关管Q1的电流Is的电流峰值基准信号，当流过MOS开关管Q1的电流Is达到峰值基准时产生复位信号同时送入Q1与Q2锁存器的R端，使得MOS开关管Q1、Q2同时关断，实现控制MOS开关管Q1、Q2的开通时间，将采样第一电感L1的电流I
L1
通过过零比较器检测零电流信号，当第一电感L1的电流I
L1
下降为零时，产生置位信号送入Q1锁存器S端，使得MOS开关管Q1开通，实现控制MOS开关管Q1的关断时间，从而产生控制MOS开关管Q1开通与关闭的PFM信号；所述输出CCM谷值电流控制通过采样中间电容C的电流，生成第二电感L2电流谷值基准信号Ivy，当第二电感L2电流I
L2
下降到基准值Ivy时，产生生置位信号送入Q2锁存器S端，使得MOS开关管Q2开通，实现控制MOS开关管Q2的关断时间，从而产生控制MOS开关管Q2开通与关闭的...

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