一种交错并联反激式LED驱动电源及其PFM控制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种交错并联反激式LED驱动电源及其PFM控制电路。驱动电源的主电路采用两路反激变换器交错并联实现，包括交流输入、EMI滤波、整流桥、两路并联的反激变换器、输出整流、LED负载，交错并联反激主电路结构可实现减小开关管电流应力、减小输入输出电流纹波、减小EMI滤波器设计、增大驱动电源功率等级等优点。驱动电源的控制电路采用PFM控制方法，相比于常用的PWM控制方法，本发明专利技术提出的PFM控制电路可实现驱动电源在负载变化时开关管导通时间、开关频率同时变化，减小驱动电源轻载时工作损耗，提高电源效率。本发明专利技术提出的驱动电源适用于带自动调光功能的LED驱动电源应用场合。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种交错并联反激式LED驱动电源及其PFM控制电路。驱动电源的主电路采用两路反激变换器交错并联实现，包括交流输入、EMI滤波、整流桥、两路并联的反激变换器、输出整流、LED负载，交错并联反激主电路结构可实现减小开关管电流应力、减小输入输出电流纹波、减小EMI滤波器设计、增大驱动电源功率等级等优点。驱动电源的控制电路采用PFM控制方法，相比于常用的PWM控制方法，本专利技术提出的PFM控制电路可实现驱动电源在负载变化时开关管导通时间、开关频率同时变化，减小驱动电源轻载时工作损耗，提高电源效率。本专利技术提出的驱动电源适用于带自动调光功能的LED驱动电源应用场合。【专利说明】—种交错并联反激式LED驱动电源及其PFM控制电路
本专利技术属于电力电子应用
，具体涉及一种交错并联反激式LED驱动电源及其PFM控制电路，适用于开关电源尤其是LED驱动电源应用领域。
技术介绍
开关电源是现代社会生活必不可少的电力电子装置，其在电子、通信、电气、能源、照明、航空航天、军事以及家电等领域都有着非常广泛的应用。随着电力电子技术的进一步发展，社会对开关电源的体积、可靠性、成本、节能环保等方面的要求进一步提高，近年来随着LED照明技术的日益成熟，LED驱动电源成为研究的热点，同时越来越多的国家和组织出台了一系列的政策法规来规范开关电源市场，例如美国能源部发布的“能源之星”固态照明文件规定:任何功率等级的LED驱动电源必须具备功率因数校正功能，同时要通过EMI测试和安规认证等。目前，开关电源一般采用正激、反激、推挽等拓扑结构，其中反激拓扑结构由于其结构简单，能够实现输入输出隔离，并且具有功率因数校正功能而被广泛地应用于中低功率的开关电源中。而LED驱动电源则广泛使用两种拓扑结构，一种是单级式反激拓扑结构，第二种是两级式结构(功率因数校正级和DC/DC变换级)，但两级式结构存在结构复杂、所需元器件较多、成本偏高等缺点，而单级式反激拓扑结构不能应用于大功率的场合，随着功率的增加，单级反激式驱动电源会出现开关应力变大、输出稳定性变差、EMI增加、电流纹波增加等一系列问题。同时目前大部分开关电源采用PWM控制，在频率一定的条件下调节占空比来控制开关管的通断，这种控制方式下必然存在在轻载时由于开关频率不变而导致很大的开关损耗。由于以上一系列的问题，人们不得不寻求其他的LED驱动电源电路拓扑结构及其控制方法。
技术实现思路
本专利技术针对现有的LED驱动电源在实际使用中存在的不足，如开关应力大、电源EMI大、电流纹波大、电源寿命短等缺点，提出一种交错并联反激式LED驱动电源及其PFM控制电路，使得驱动电源在性能上得到很大的优化。本专利技术采用如下技术方案:一种交错并联反激式LED驱动电源及其PFM控制电路，驱动电源的主功率电路采用两路反激变换器交错并联；驱动电源的控制电路采用PFM控制电路。所述主功率电路包括交流输入、EMI滤波、整流桥、电容Cin、两路并联的单级反激变换器、整流二极管D5、整流二极管D6、输出电容Ctjut、采样电阻R和LED负载，第一路单级反激变换器包括变压器Tl和开关管Ql ;第二路反激变换器包括变压器T2和开关管Q2 ;市电交流输入经过EMI滤波再经整流桥，整流桥输出的正极连接电容Cin的一端、变压器Tl和变压器T2的初级绕组一端，变压器Tl初级绕组的另一端连接开关管Ql的漏极，开关管Ql的源级连接电容Cin的另一端后与整流桥输出的负极相连；变压器Tl次级绕组的一端连接整流二极管D5的正极，整流二极管D5的负极与整流二极管D6的负极、输出电容Ctjut的一端以及LED负载的一端相连，变压器Tl次级绕组的另一端与输出电容Cwt的另一端、采样电阻R的一端以及输出地端相连，采样电阻R的另一端与LED负载的另一端连接；变压器T2初级绕组的另一端连接开关管Q2的漏极，开关管Q2的源级连接整流桥输出负极；变压器T2次级绕组的一端连接输出整流二极管D6的正级，变压器T2次级绕组的另一端连接输出地端。所述PFM控制电路包括反馈电路、采样电压V1、采样电压Vkef、受控电流源alp恒流源I2、恒流源I3、开关Ml、开关M2、电容Cl、电容C2、稳压二极管Dz、三个电压比较器、两个RS触发器、分压电阻R1、D触发器DFF1、两个与门、一个非门和两路开关管驱动电路；反馈电路由光耦合器、电阻Rfmin和电阻Rfmax组成，输出电流反馈采样连接光耦合器的光发射级，光耦合器接收级地端接地，其另一端与电阻Rfmax的一端相连，电阻Rfmax的另一端与电阻Rfmin的一端相连，电阻Rfmin的另一端接地，电阻Rfmax和电阻Rfmin相连点与采样电压V1相连；受控电流源Bl1正极端连接采样电压Vkef，负极连接恒流源I2的正极，恒流源I2的负极连接开关Ml，开关Ml另一端接地，电容Cl的一端连接电流源I2的正极，同时连接电压比较器COMl的正输入端和电压比较器COM2的负输入端，电容Cl的另一端接地，电压比较器C0M1、电压比较器COM2的输出端分别连接RS触发器SRl的S端和R端，RS触发器SRl的Q输出端连接开关Ml的驱动级控制开关的通断；电压比较器COM3的负输入端连接受控电流源ah的负极和分压电阻Rl的一端，分压电阻Rl的另一端接地；电压比较器COM3的正输入端连接稳压二极管Dz的阴极、电容C2的一端、开关M2的一端、恒流源I3的负极，稳压二极管Dz的阳极与电容C2的另一端，开关M2的另一端相连并接地，恒流源I3的正极连接采样电压Vkef ;电压比较器COM3的输出端连接RS触发器SR2的R端，RS触发器SR2的S端同时连接电压比较器COM2的输出端和开关M2的驱动级；RS触发器SR2的Q输出端连接与门ANDl的一端、与门AND2的一端和D触发器DFFl的CP端，D触发器DFFl的D输入端与其夺输出端相连，DFFl的Q输出端连接与门ANDl的另一端和非门输入端，非门输出端连接与门AND2的另一端，两个与门的输出分别连接两路开关管驱动电路后分别连接两个开关管的栅极。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果:(I)本专利技术可以有效减小开关管的电流应力，系统工作频率增加了一倍，输入、输出电流纹波明显减小，简化EMI设计，提高电源功率密度。(2)本专利技术两个反激变换器工作在DCM模式，驱动电源在全电压范围内可获得高功率因数和低THD值。(3)本专利技术通过两路反激变换器并联，能有效提高电源输出功率等级，可以应用在更大功率的应用场合。(4)本专利技术提出的PFM控制电路，可实现开关管的导通时间和开关频率随负载变化而同时变化，实现电源在轻载时增加导通时间、减小开关频率，来减小开关损耗，提高电源效率。【专利附图】【附图说明】图1 一种交错并联反激式LED驱动电源主功率电路图；图2 —种交错并联反激式LED驱动电源PFM控制电路图；图3控制电路波形图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参见图1为本专利技术的主功率电路图，交流市电输入经过EMI滤波器连接由二极管DU D2、D3、D4构成的整流桥，其正极输出分别连接变压器Tl、T2的初级绕组一端，变压器Tl初级绕组的另一端连接开关管Ql的漏极，开关管Ql的源级连接整流桥的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交错并联反激式LED驱动电源及其PFM控制电路，其特征在于，驱动电源的主功率电路采用两路反激变换器交错并联；驱动电源的控制电路采用PFM控制电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖志凌，王生东，梅从立，陈兆岭，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：