一种高效率恒流ＬＥＤ驱动器制造技术

本发明专利技术公开了一种高效率恒流ＬＥＤ驱动器，包括整流桥、ＰＦＣ主电路、隔离ＤＣ／ＤＣ变换器、ＰＦＣ控制器和ＰＦＣ母线控制电路。由于输入电压为跟随输出电压变化的ＰＦＣ输出中间母线电压，当所述的隔离ＤＣ／ＤＣ变换器是ＬＬＣ谐振变换电路时，在较宽的输出电压范围内，ＬＬＣ电路可以工作在谐振频率附近，因此谐振单元的增益范围减小，可以使恒流模块在宽输出电压范围内能实现很高的效率；当所述的隔离ＤＣ／ＤＣ变换器是对称、不对称半桥电路或全桥电路时，在较宽的输出电压范围内，ＤＣ／ＤＣ电路可以工作在接近５０％占空比状态。因此ＤＣ／ＤＣ变换器占空比的变化范围可大大缩小，有效提高效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高效率恒流LED驱动器。具体的说应该是， 一种带有有源 功率因数校正(PFC)功能的恒流LED驱动器电路，该电路中，PFC输出的中 间母线电压跟随输出电压变化，使恒流驱动器在较宽的输出电压范围内都有较高 的效率。
技术介绍
LED恒流驱动电源中比较常用一个方案是有源PFC+隔离DC/DC变换器， PFC输出通常为固定电压。常用的DC/DC变换的拓扑包括对称或不对称半桥电 路、全桥电路、谐振变换电路等，谐振变换电路以三元件LLC电流谐振变换器 应用最普遍。传统的LLC电流谐振变换器，由于可以在整个负载范围内实现原边 MOSFET的零电压开通和副边二极管的零电流关断。因此具有开关损耗低，效 率高，便于实现高频化，提高功率密度等优点。LLC谐振电路在谐振频率附近工作效率最优，因此往往将额定工作点设置 在谐振频率点附近，当输入电压降低或输出电压增大时，通过降低工作频率来获 得较大的增益；当输入电压增大或输出电压降低时，通过提高工作频率来获得较 低的增益。但在谐振频率之上，频率对增益调节能力不够，调节范围较窄。即使 能够调节，工作频率范围也会非常宽，效率较低，因此LLC电路在应用于宽输 出电压范围的恒流LED驱动器时，很难保证在整个输出变化范围内效率都比较 高传统的对称或不对称半桥电路、全桥电路在占空比接近50%时效率最高， 应用于宽输出电压范围的恒流LED驱动器时，在输出电压较低、占空比较小时 效率也比较低。
技术实现思路
5本专利技术针对上述问题，提出一种提高恒流LED驱动器效率的技术，通过调 节PFC输出的中间母线电压跟随输出电压变化，使后级DC/DC电路工作在最优 状态来提高驱动电源的整体效率。解决上述问题釆用的技术方案是 一种高效率恒流LED驱动器，包括整流 桥、PFC主电路、隔离DC/DC变换器、PFC控制器和PFC母线控制电路，其特 征在于所述的整流桥将交流输入电压(Vac)整流后输出整流电压(Vdc)给PFC 主电路；所述的PFC主电路接受整流桥输出的整流电压(Vdc)，以及来自PFC控制 器的反馈电压，经功率因数校正后向隔离DC/DC变换器输出直流电压(Vbus);所述的隔离DC/DC变换器接收来自PFC主电路的直流电压(Vbus)，经 DC/DC变换后向LED负载输出输出电压(Vo)，并且提供LED负载所需要的恒 流控制；所述的PFC控制器接收来自PFC母线控制电路的控制信号，向PFC主电路 输出反馈信号；所述的PFC母线控制电路对隔离DC/DC变换器输出电压(Vo)或输出电 压的等效电压进行采样，输出控制信号控制PFC控制器的输出反馈电压；实现 PFC输出中间母线电压(Vbus)随输出电压(Vo)而变化。根据本专利技术，所述的PFC母线控制电路包括输出电压采样电路、PFC输出 电压调制电路，所述的输出电压采样电路的输入信号来自隔离DC/DC变换器中 的变压器T1的辅助绕组经过二极管D4和电容C4的峰值保持信号，由输出电压 采样电路转换成和输出电压(Vo)成比例的信号，作为PFC输出电压调制电路 的输入信号，PFC输出电压调制电路的输出端接PFC控制器的输入端。根据本专利技术，所述的PFC主电路包括电感L1、开关管S1、 二极管Dl和母 线电容C1，整流电压(Vdc)正端连接到电感L1的第一端，电感L1的第二端 连接到开关管S1的第一端和二极管D1的阳极，整流电压(Vdc)负端连接到开 关管SI的第二端，母线电容CI并联在二极管Dl的阴极和开关管SI的第二端； 所述的PFC控制器的输出端接控制开关管SI的第三端；母线电容CI两端并联 一个由电阻Rl和R2串联的电路，电阻Rl连接电阻R2的公共端子，作为反馈信号连接到PFC控制器的输入端和PFC输出电压调制电路的输出端。根据本专利技术，所述的PFC输出电压调制电路包括三极管Q1、电阻R3以及供电电源VCC，输出电压采样电路的输出端连接到三极管Ql的基极，三极管Ql的发射极连接到电阻R3的一端，电阻R3的另外一端连接到供电电源VCC;三极管Q1的集电极输出信号连接到电阻R1和R2的公共端。根据本专利技术，所述的隔离DC/DC变换器是LLC谐振变换电路，或者是对称、不对称半桥电路或全桥电路。本专利技术的高效率恒流LED驱动器，当所述的隔离DC/DC变换器是LLC谐振变换电路时，由于输入电压为跟随输出电压(Vo)变化的PFC输出中间母线电压(Vbus)，在较宽的输出电压范围内，LLC电路可以工作在谐振频率附近，因此谐振单元的增益范围减小，工作频率范围縮小，可以使恒流模块在宽输出电压范围内能实现很高的效率。当所述的隔离DC/DC变换器是对称、不对称半桥电路或全桥电路时，由于输入电压为跟随输出电压(Vo)变化的PFC输出中间母线电压(Vbus)，在较宽的输出电压范围内，DC/DC电路可以工作在接近50%占空比状态。因此DC/DC变换器占空比的变化范围可大大縮小，有效提高效率。前面描述的高效率恒流LED驱动器为单路输出，隔离DC/DC变换器本身具有恒流输出功能。本专利技术还要提供一种具有多路输出的高效率恒流LED驱动器，包括整流桥、PFC主电路、隔离DC/DC变换器、PFC控制器、PFC母线控制电路、 一路或多路恒流变换器、输出电压采样电路、DC/DC输出电压控制电路、DC/DC控制电路，其特征在于-所述的整流桥将交流输入电压(Vac)整流后输出整流电压(Vdc)给PFC主电路；所述的PFC主电路接受整流桥输出的整流电压(Vdc)，以及来自PFC控制器的反馈电压，经功率因数校正后向隔离DC/DC变换器输出直流电压(Vbus);所述的隔离DC/DC变换器接收来自PFC主电路的直流电压(Vbus )和DC/DC控制电路的输出信号，经DC/DC变换后向LED负载输出输出电压(Vo)，同时向DC/DC控制电路输出电压反馈信号；所述的PFC控制器接收来自PFC母线控制电路的控制信号，向PFC主电路输出反馈信号；所述的PFC母线控制电路对隔离DC/DC变换器输出电压(Vo)或输出电压的等效电压进行采样，输出控制信号控制PFC控制器的输出反馈电压；所述的一路或多路恒流变换器的输入端接隔离DC/DC变换器，输出端向LED负载输出输出电压(Vol, Vo2， ......， Von)，同时接输出电压采样电路的输入端；输出电压采样电路的输出端连接到DC/DC输出电压控制电路的输入端；DC/DC输出电压控制电路的输出端连接到DC/DC控制电路的输入端。根据本专利技术，恒流变换器通常是非隔离DC/DC电路，可以是BUCK电路、线性调整电路或BOOST电路。多路输出恒流LED驱动器由PFC电路、隔离DC/DC变换器、后级恒流变换器三级电路构成。隔离DC/DC变换器为前述的LLC电流谐振变换器、对称或不对称半桥电路、全桥电路。当后级恒流变换器为BUCK变换器时，隔离DC/DC变换器输出电压跟随BUCK变换器的输出电压，隔离DC/DC变换器的输出电压始终比多路BUCK变换器中输出电压最高的一路略高，使BUCK电路在每路输出能实现精确恒流控制基础上始终工作在接近100%占空比的高效率状态。PFC电路输出电压再按前述方法(图1)跟随隔离DC/DC变换器输出电压，使隔离DC/DC变换器也工作在高效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效率恒流ＬＥＤ驱动器，包括整流桥、ＰＦＣ主电路、隔离ＤＣ／ＤＣ变换器、ＰＦＣ控制器和ＰＦＣ母线控制电路，其特征在于：　　　　所述的整流桥将交流输入电压（Ｖａｃ）整流后输出整流电压（Ｖｄｃ）给ＰＦＣ主电路；　　　　所述的ＰＦＣ主电路接受整流桥输出的整流电压（Ｖｄｃ），以及来自ＰＦＣ控制器的反馈电压，经功率因数校正后向隔离ＤＣ／ＤＣ变换器输出直流电压（Ｖｂｕｓ）；　　　　所述的隔离ＤＣ／ＤＣ变换器接收来自ＰＦＣ主电路的直流电压（Ｖｂｕｓ），经ＤＣ／ＤＣ变换后向ＬＥＤ负载输出输出电压（Ｖｏ），并且提供ＬＥＤ负载所需要的恒流控制；　　　　所述的ＰＦＣ控制器接收来自ＰＦＣ母线控制电路的控制信号，向ＰＦＣ主电路输出反馈信号；　　　　所述的ＰＦＣ母线控制电路对隔离ＤＣ／ＤＣ变换器输出电压（Ｖｏ）或输出电压的等效电压进行采样，输出控制信号控制ＰＦＣ控制器的输出反馈电压；实现ＰＦＣ输出中间母线电压（Ｖｂｕｓ）随输出电压（Ｖｏ）而变化。

【技术特征摘要】
1、一种高效率恒流LED驱动器，包括整流桥、PFC主电路、隔离DC/DC变换器、PFC控制器和PFC母线控制电路，其特征在于所述的整流桥将交流输入电压(Vac)整流后输出整流电压(Vdc)给PFC主电路；所述的PFC主电路接受整流桥输出的整流电压(Vdc)，以及来自PFC控制器的反馈电压，经功率因数校正后向隔离DC/DC变换器输出直流电压(Vbus)；所述的隔离DC/DC变换器接收来自PFC主电路的直流电压(Vbus)，经DC/DC变换后向LED负载输出输出电压(Vo)，并且提供LED负载所需要的恒流控制；所述的PFC控制器接收来自PFC母线控制电路的控制信号，向PFC主电路输出反馈信号；所述的PFC母线控制电路对隔离DC/DC变换器输出电压(Vo)或输出电压的等效电压进行采样，输出控制信号控制PFC控制器的输出反馈电压；实现PFC输出中间母线电压(Vbus)随输出电压(Vo)而变化。2、 如权利要求1所述的高效率恒流LED驱动器，其特征在于所述的PFC母线控制电路包括输出电压采样电路、PFC输出电压调制电路，所述的输出电压采样电路的输入信号来自隔离DC/DC变换器中的变压器Tl的辅助绕组经过二极管D4和电容C4的峰值保持信号，由输出电压釆样电路转换成和输出电压(Vo)成比例的信号，作为PFC输出电压调制电路的输入信号，PFC输出电压调制电路的输出端接PFC控制器的输入端。3、 如权利要求2所述的高效率恒流LED驱动器，其特征在于所述的PFC主电路包括电感L1、开关管S1、 二极管D1和母线电容C1，整流电压(Vdc)正端连接到电感L1的第一端，电感L1的第二端连接到开关管S1的第一端和二极管Dl的阳极，整流电压(Vdc)负端连接到开关管SI的第二端，母线电容CI并联在二极管Dl的阴极和开关管SI的第二端；所述的PFC控制器的输出端接控制开关管S1的第三端；母线电容C1两端并联一个由电阻R1和R2串联的电路，电阻Rl连接电阻R2的公共端子，作为反馈信号连接到PFC控制器的输入端和PFC输出电压调制电路的输出端。4、 如权利要求3所述的高效率恒流LED驱动器，其特征在于所述的PFC输出电压调制电路包括三极管Q1、电阻R3以及供电电源VCC，输出电压采样电路的输出端连接到三极管Ql的基极，三极管Ql的发射极连接到电阻R3的一端，电阻R3的另外一端连接到供电电源VCC;三极管Q1的集电极输出信号连接到电阻Rl和R2的公共端。5、 如权利要求l-4任何一项所述的高效率恒流LED驱动器，其特征在于所述的隔离DC/DC变换器是LLC谐振变换电路，或者是对称、不对称半桥电路或全桥电路。6、 一种高效率恒流LED驱动器，包括整流桥、PFC主电路、隔离DC/DC变换器、PFC控制器、PFC母线控制电路、 一路或多路恒流变换器、输出电压采...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛良安，姚晓莉，华桂潮，
申请(专利权)人：英飞特电子杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]