本发明专利技术公开了一种低储能电容、高功率因数直流电流输出的LED驱动电路，由二极管整流桥（1）、有源非线性电容网络（3）及后续开关功率变换器（2）组成；二极管整流桥（1）的输出向有源非线性电容网络（3）供电；有源非线性电容网络（3）的输出电压是由直流电压叠加两倍市电频率的交流电压组成；有源非线性电容网络（3）的输出电压供电给后续开关功率变换器（2）。有源非线性电容网络（3）是由低储能电容和有源开关网络组成。采用本发明专利技术的LED驱动电路可以使用低容量的电容（例如薄膜电容和陶瓷介质电容）来完成储能功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子
，涉及交流直流电流转换以及功率的控制。更具体地说，本专利技术涉及一种用于LED照明的低储能电容，高功率因数直流电流输出的LED驱动电路。
技术介绍
LED集成整灯是由LED模块、散热器和LED驱动电源三部分组成；散热器是负责将LED模块所产生的热功率Ph转移到环境空气中；该通过散热器转移的热功率Ph是由散热器的热阻RS和散热器与环境空气的温差AT决定Ph=AT/Rs。散热器的热阻Rs是由散热器的表面面积SS (散热器的体积)大小决定Rs=K/SS。散热器与环境空气的温差AT是由发光二极管允许最高工作结温以及发光二极管驱动电源所允许的最高工作温度决定的。对固定的所需转移的热功率PH，增加散热器与环境空气的温差AT，可以增加散热器的热阻Rs。增加散热器的热阻Rs有利于减小散热器的体积和重量。显然要减小散热器的体积和重量，对固有的要转移的热功率Ph而言，散热器与环境空气的温差Λ T将增加。随着LED技术的发展，LED模块的最高允许工作结温已可以超过100度。这对于LED集成整灯而言，能使得LED集成整灯的物理尺寸的进一步减小，其重量进一步减轻成为可能。在已有的发光二极管驱动电源方案中，通常使用电解电容作为一储能元件将通常由市电交流输入的交流功率转换为直流功率(由于电解电容的储能功能)。电解电容的寿命是受其工作的环境温度影响。环境温度每增加十度，电解电容的寿命缩短一倍。以一般105度电解电容为例当该电解电容的工作环境温度为105度，其寿命只有2000小时；当该电解电容的工作环境温度为95度，其寿命只有4000小时；当该电解电容的工作环境温度为85度，其寿命只有8000小时；当该电解电容的工作环境温度为75度，其寿命只有16000小时；当该电解电容的工作环境温度为65度，其寿命将有32000小时；显然如果发光二极管驱动电源方案中要使用电解电容，而通常这发光二极管驱动电源是置于散热器之中，散热器与环境空气的温差Λ T将受限于这电解电容的工作环境温度。为此，要进一步减小LED集成整灯的物理尺寸和重量，发光二极管驱动电源应该是无电解电容的方案。随着生活水平的提高，希望LED的输出光是直流的，没有任何低频闪烁。对交流市电输入而言，其输入功率是以两倍市电频率由零到两倍平均输出功率周期变化。由于输入功率是周期零功率输入，如没有电解电容进行储能，哪里来的能量能提供给LED输出；从而保证LED的输出光是直流的，没有任何低频闪烁？？电容器有许多种类。除了电解电容外还有薄膜电容，陶瓷介质电容等等。薄膜电容和陶瓷介质电容的寿命是很长的并不随温度的增加而减少。但薄膜电容和陶瓷介质电容的单位体积的容量远小于电解电容的单位体积的容量。如果能使用薄膜电容和陶瓷介质电容来充当储能元件，这样可以保证相应的LED驱动电源能工作在高工作环境温度下而没有LED驱动电源的寿命问题。可行的实现条件是在该LED驱动方案中基本上不需要存储能量
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供ー种如何使用低储能电容来实现高功率因数高效率直流电流输出的LED驱动电路。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种低储能电容、高功率因数直流电流输出的LED驱动电路，由ニ极管整流桥、有源非线性电容网络及后续开关功率变换器组成；ニ极管整流桥的输出向有源非线性电容网络供电；有源非线性电容网络的输出电压是由直流电压叠加两倍市电频率的交流电压组成；有源非线性电容网络的输出电压供电给后续开关功率变换器。作为本专利技术的低储能电容、高功率因数直流电流输出的LED驱动电路的改进有源非线性电容网络是由低储能电容和有源开关网络组成。作为本专利技术的低储能电容、高功率因数直流电流输出的LED驱动电路的进ー步改 进低储能电容包括电容Cl和C2 ；有源开关网络由有源和开关网络组成；有源包括模块、电感L、功率开关Q1、电流检测电阻Rs、ニ极管D;开关网络包括ニ极管D1、D2、D3。作为本专利技术的低储能电容、高功率因数直流电流输出的LED驱动电路的进ー步改进LED驱动电路还包括ニ极管Din，ニ极管Din的阳极连接到ニ极管整流桥的输出正端，ニ极管Din的阴极连接到后续开关功率变换器。作为本专利技术的低储能电容、高功率因数直流电流输出的LED驱动电路的进ー步改进模块内部的有源电流电压闭环调节回路来控制有源非线性电容网络的输入电流；模块内部的有源电流电压闭环调节回路来控制有源非线性电容网络的最小输出电压。以保证有源非线性电容网络的输出电压在输入交流峰值电压到最小输出电压之间变化。作为本专利技术的低储能电容、高功率因数直流电流输出的LED驱动电路的进ー步改进模块是根据ニ极管整流桥的输出电压来启动和关闭其(模块)内部的有源电流电压闭环调节回路以使整个系统在满足相应指标的条件下达到尽可能高的效率。作为本专利技术的低储能电容、高功率因数直流电流输出的LED驱动电路的进ー步改进有源非线性电容网络包括谷填充电路、Boost升压电路和模块；谷填充电路包括电容C1、C2以及ニ极管D1、D2和D3 ;电容Cl和ニ极管Dl形成一支路，该支路中，电容Cl与谷填充电路的正端相接，ニ极管Dl的阳极与谷填充电路的负端相接；电容C2和ニ极管D3形成另ー支路，该支路中，电容C2与谷填充电路的负端相接，ニ极管D3的阴极与谷填充电路的正端相接；电容Cl和ニ极管Dl形成的支路与电容C2和ニ极管D3形成的支路相并联；ニ极管D2的阳极与电容Cl和ニ极管Dl的连接点相连，ニ极管D2的阴极与电容C2和ニ极管D3的连接点相连；谷填充电路的充放电回路分别是经电容C1、C2和ニ极管D2形成充电回路，电容Cl和ニ极管Dl以及电容C2和ニ极管D3的并联形成放电回路；Boost升压电路由电感L、功率开关Ql、电流检测电阻Rs和二极管D构成；市电交流经二极管整流桥输出再依次经电感L、功率开关Ql和电流检测电阻Rs构成回路；电感L与功率开关Ql的连接点为β点，二极管D的阳极与β点相连；二极管D的阴极与谷填充电路31的正端相连接；模块由启动控制块和恒定关断时间控制的峰值电流双环电流电压调节器组成；模块根据二极管整流桥的输出电压驱动决定开启或关闭恒定关断时间控制的峰值电流双环电流电压调节器。作为本专利技术的低储能电容、高功率因数直流电流输出的LED驱动电路的进一步改进启动控制块由比较器、逻辑控制部件及参考阀电压组成；模块根据二极管整流桥 的输出电压驱动决定开启或关闭恒定关断时间控制的峰值电流双环电流电压调节器；具体如下二极管整流桥的输出电压经比较器、逻辑控制部件及参考阀电压产生启动关闭控制电压，从而控制恒定关断时间控制的峰值电流双环电流电压调节器进行相应操作。作为本专利技术的低储能电容、高功率因数直流电流输出的LED驱动电路的进一步改进LED驱动电路还包括二极管Din，二极管Din的阳极连接到二极管整流桥的输出正端，二极管Din的阴极连接到谷填充电路的正端。在本专利技术中；恒定关断时间控制的峰值电流双环电流电压调节器为常规技术；二极管整流桥为常规技术，例如可由4个二极管组成；后续开关功率变换器例如可选用直流-直流电流变换器。本专利技术的专利技术构思如下从电容储能的角度看，储能E。的大小是与电容值C和电容电压V有关，储能E。表达式为I ( = --C-V2 。 c 2对固定储能E。而言，它与本文档来自技高网...
【技术保护点】
低储能电容、高功率因数直流电流输出的LED驱动电路，其特征是：由二极管整流桥（1）、有源非线性电容网络（3）及后续开关功率变换器（2）组成；所述二极管整流桥（1）的输出向有源非线性电容网络（3）供电；所述有源非线性电容网络（3）的输出电压是由直流电压叠加两倍市电频率的交流电压组成；所述有源非线性电容网络（3）的输出电压供电给后续开关功率变换器（2）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：翁大丰，魏其萃，
申请(专利权)人：魏其萃，
类型：发明
国别省市：
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