專利名稱：一種無電解電容的led驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED驅(qū)動電路領(lǐng)域，具體涉及一種無電解電容的LED驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
LED以其節(jié)能環(huán)保、長壽命等諸多優(yōu)點，成為新一代的綠色照明光源。隨著LED照明技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，它將被廣泛應用于各種照明領(lǐng)域，成為將來照明工具的首選。LED本身的制造工藝發(fā)展迅速，效率、壽命等性能指標已日益成熟，然而驅(qū)動電源的發(fā)展與之尚欠匹配。制造高效率、低成本、小體積、長壽命、高功率因數(shù)的驅(qū)動電源是保證LED發(fā)光品質(zhì)及整體性能的保證，是推動LED照明光源廣泛應用到各種照明領(lǐng)域的前提與動力。實際應用中，LED驅(qū)動電路均接交流市電。假設驅(qū)動電路為單位功率因數(shù)，則輸入電流與輸入電壓為同相位的正弦波，如圖1所示，此時輸入功率為正弦平方形式，然而LED需要恒流驅(qū)動才能較好地保證其發(fā)光品質(zhì)、工作壽命以及其它性能指標，因此需要實現(xiàn)恒流輸出，即輸出功率Po恒定。這就造成輸入功率與輸出功率的瞬時值不相等，需要附加元件實現(xiàn)輸入、輸出功率之間的平衡。目前的電路大多使用容值較大的電解電容充當功率平衡元件，然而，電解電容的壽命與LED的工作壽命相差甚遠，電解電容的壽命成為限制LED驅(qū)動電路整體壽命的主要因素。此外，大容值的電解電容體積多笨重，限制了 LED驅(qū)動電路的體積小型化，降低了驅(qū)動電路的功率密度。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點與不足，本發(fā)明提供一種無電解電容LED驅(qū)動電路。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種無電解電容的LED驅(qū)動電路，包括與交流輸入電壓源連接的不控整流橋A、功率平衡電路B和DC/DC變換電路C，所述功率平衡電路B連接在不控整流橋A和DC/DC變換電路C之間；所述功率平衡電路B由第二開關(guān)管S2、第四開關(guān)管S4、第五二極管D5、第六二極管D6和儲能電容Cp構(gòu)成；所述DC/DC變換電路C由第一開關(guān)管S1、變壓器T、第三開關(guān)管S3、第七二極管D7、濾波電容C。和濾波電感L。構(gòu)成；其中，第二開關(guān)管S2的源級與不控整流橋A的共陰極、變壓器T原邊同名端連接，所述變壓器T原邊異名端與第四開關(guān)管S4的漏極、第一開關(guān)管S1的漏極連接，所述第四開關(guān)管S4的源級與第六二極管D6的陽極連接；所述第二開關(guān)管S2的漏極和第五二極管D5的陰極連接，第五二極管D5的陽極與第六二極管D6的陰極、儲能電容Cp的一端連接；所述儲能電容Cp的另一端與不控整流橋A的共陽極、第一開關(guān)管SI的源級連接；所述變 壓器T副邊異名端與第七二極管D7的陽極連接，所述第七二極管D7的陰極與第三開關(guān)管S3的漏極連接，第三開關(guān)管S3的源級與濾波電容C。的一端和濾波電感L。的一端連接，所述濾波電感Ltl的另一端與LED負載的正極連接，所述濾波電容C。的另一端與變壓器T的副邊同名端、LED負載的負極連接。所述儲能電容Cp為聚酯薄膜電容或陶瓷電容。所述與交流輸入電壓源連接的不控整流橋A和DC/DC變換電路C組成一個AC/DC變換器，經(jīng)過適當?shù)目刂剖勾薃C/DC變換器工作于電流斷續(xù)工作模態(tài)，得到高的功率因數(shù)，實現(xiàn)功率因數(shù)校正功能。當瞬時輸入功率小于輸出功率時，功率平衡電路B中的儲能電容Cp釋放能量以補充輸入能量的不足，保證輸出功率恒定，保證向LED提供恒定電流。此時，第三開關(guān)管S3 —直處于開通狀態(tài)，第二開關(guān)管S2用于控制向LED提供恒定電流，儲能電容Cp兩端電壓下降。當瞬時輸入功率大于輸出功率時，功率平衡電路B中的儲能電容Cp存儲能量以吸收多余的輸入能量，保證輸出功率恒定，保證向LED提供恒定電流。此時，第二開關(guān)管S2 —直處于關(guān)斷狀態(tài)，第三開關(guān)管S3和第四開關(guān)管S4用于控制向LED提供恒定電流，儲能電容Cp兩端電壓上升。本發(fā)明用壽命更長的元件組成功率平衡電路代替壽命較短的、體積笨重的大電解電容，平衡瞬時輸入功率與瞬時輸出功率之間的缺口。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明在驅(qū)動電路無大電解電容的情況下，通過控制開關(guān)管S1-S4的工作時序，向LED負載提供恒定的電流，代替高溫下易失效且具有壽命限制的電解電容濾波下的LED驅(qū)動電路，進一步提聞驅(qū)動電路的穩(wěn)定性，大幅延長驅(qū)動電路的壽命，減小驅(qū)動電路的體積，提高驅(qū)動電路的功率密度。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中LED驅(qū)動電路的輸入電壓、輸入電流、瞬時輸入功率和輸出功率的波形圖；圖2是本發(fā)明具體實施方式
的一種無電解電容LED驅(qū)動電路的電路圖；圖3是圖2所示的一種無電解電容LED驅(qū)動電路在瞬時輸入功率小于輸出功率時各開關(guān)管驅(qū)動波形圖和變壓器原邊、副邊電流波形圖；圖4a 圖4d分別是圖2中一種無電解電容LED驅(qū)動電路在瞬時輸入功率小于輸出功率時，在一個開關(guān)周期Ts Ct0 tp t2、t2 t3和t3 t4時間段)內(nèi)的工作過程圖，其中圖4a是h &時間段的工作過程圖，圖4b是& t2時間段的工作過程圖，圖4c是t2 t3時間段的工作過程圖，圖4d是t3 t4時間段的工作過程圖；圖5是圖2中所示的一種無電解電容LED驅(qū)動電路在瞬時輸入功率大于輸出功率時各開關(guān)管驅(qū)動波形圖和變壓器原、副邊電流波形圖；圖6a 圖6d分別是圖2中一種無電解電容LED驅(qū)動電路在瞬時輸入功率大于輸出功率時，在一個開關(guān)周期Ts Ct0 tp t2、t2 t3和t3 t4時間段)內(nèi)的工作過程圖，其中圖6a是h &時間段的工作過程圖，圖6b是& t2時間段的工作過程圖，圖6c是t2 t3時間段的工作過程圖，圖6d是t3 t4時間段的工作過程圖；圖7是圖2中一種無電解電容LED驅(qū)動電路輸入輸出電壓電流的波形圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例如圖2所示，一種無電解電容的LED驅(qū)動電路，包括與交流輸入電壓源連接的不控整流橋A、功率平衡電路B和DC/DC變換電路C，所述功率平衡電路B連接在不控整流橋A和DC/DC變換電路C之間；所述功率平衡電路B由第二開關(guān)管S2、第四開關(guān)管S4、第五二極管D5、第六二極管D6和儲能電容Cp構(gòu)成；所述DC/DC變換電路C由第一開關(guān)管S1、變壓器T、第三開關(guān)管S3、第七二極管D7、濾波電容C。和濾波電感L。構(gòu)成；其中，第二開關(guān)管S2的源級與不控整流橋A的共陰極、變壓器T原邊同名端連接，所述變壓器T原邊異名端與第四開關(guān)管S4的漏極、第一開關(guān)管S1的漏極連接，所述第四開關(guān)管S4的源級與第六二極管D6的陽極連接；所述第二開關(guān)管S2的漏極和第五二極管D5的陰極連接，第五二極管D5的陽極與第六二極管D6的陰極、儲能電容Cp的一端連接；所述儲能電容Cp的另一端與不控整流橋A的共陽極、第一開關(guān)管S1的源級連接；所述變壓器T副邊異名端與第七二極管D7的陽極連接，所述第七二極管D7的陰極與第三開關(guān)管S3的漏極連接，第三開關(guān)管S3的源級與濾波電容C。的一端和濾波電感L。的一端連接，所述濾波電感L。的另一端與LED負載的正極連接，所述濾波電容C。的另一端與變壓器T副邊同名端、LED負載的負極連接。附圖中所示，I端為變壓器原邊同名端，2端為變壓器原邊異名端，3端為變壓器副邊異名端，4端為變壓器副邊同名端。所述儲能電容Cp為聚酯薄膜電容或陶瓷電容。所述與交流輸入電壓源連接的不控整流橋A和DC/DC變換電路C組成一個反激變換器，經(jīng)過適當?shù)目刂剖狗醇ぷ儞Q器工作于電流斷續(xù)工作模態(tài)，得到高的功率因數(shù)，實現(xiàn)功率因數(shù)校正功能。當瞬時輸入功率小于輸出功率時，功率平衡電路B中的儲能電容Cp釋放能量以補充輸入能量的不足，保證輸出功率恒定，保證向LED提供恒定電流。此時，第三開關(guān)管S3 —直處于開通狀態(tài)，第二開關(guān)管S2用于控制向LED提供恒定電流，儲能電容Cp兩端電壓下降。當瞬時輸入功率大于輸出功率時，功率平衡電路B中的儲能電容Cp存儲能量以吸收多余的輸入能量，保證輸出功率恒定，保證向LED提供恒定電流。此時，第二開關(guān)管S2一直處于關(guān)斷狀態(tài)，第三開關(guān)管S3和第四開關(guān)管S4用于控制向LED提供恒定電流，儲能電容Cp兩端電壓上升。因此,瞬時輸入功率小于輸出功率和瞬時輸入功率大于輸出功率時驅(qū)動電路的工作原理是不一樣的。下面對這兩種情形分別加以說明:1.瞬時輸入功率小于輸出功率；如圖3和圖4a 圖4d所不，當輸入功率小于輸出功率時，第三開關(guān)管S3 —直開通；在一個開關(guān)周期Ts Ct0 tp t2、t2 1:3和t3 t4時間段)內(nèi)，驅(qū)動電路的工作過程如下:在tQ &時間段內(nèi)，如圖4a:假設t(l時刻之前，變壓器原邊電流ip和副邊電流is均為零，t0時刻第一開關(guān)管S1導通，假設輸入電壓Vin在一個開關(guān)周期內(nèi)保持不變，則ip從零開始線性增加，可得:
權(quán)利要求
1.一種無電解電容的LED驅(qū)動電路，其特征在于，包括與交流輸入電壓源連接的不控整流橋(A )、功率平衡電路(B )和DC/DC變換電路(C )，所述功率平衡電路(B )連接在不控整流橋(A )和DC/DC變換電路(C )之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無電解電容的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述功率平衡電路(B)由第二開關(guān)管(S2)、第四開關(guān)管(S4)、第五二極管(D5)、第六二極管(D6)和儲能電容(Cp)構(gòu)成； 所述DC/DC變換電路(C)由第一開關(guān)管(S1X變壓器(T)、第三開關(guān)管(S3)、第七二極管(D7)、濾波電容(C。)和濾波電感(L。)構(gòu)成； 其中，第二開關(guān)管(S2)的源級與不控整流橋(A)的共陰極、變壓器(T)原邊同名端連接，所述變壓器(T)原邊異名端與第四開關(guān)管(S4)的漏極、第一開關(guān)管(S1)的漏極連接，所述第四開關(guān)管(S4)的源級與第六二極管(D6)的陽極連接； 所述第二開關(guān)管(S2)的漏極和第五二極管(D5)的陰極連接，第五二極管(D5)的陽極與第六二極管(D6)的陰極、儲能電容(Cp)的一端連接；所述儲能電容(Cp)的另一端與不控整流橋(A)的共陽極、第一開關(guān)管(S1)的源級連接；所述變壓器(T)副邊異名端與第七二極管(D7)的陽極連接，所述第七二極管(D7)的陰極與第三開關(guān)管(S3)的漏極連接，第三開關(guān)管(S3)的源級與濾波電容(C。)的一端和濾波電感(L。)的一端連接，所述濾波電感(L。)的另一端與LED負載的正極連接，所述濾波電容(C。)的另一端與變壓器(T)副邊同名端、LED負載的負極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無電解電容的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述儲能電容(Cp)為聚酯薄膜電容或陶 瓷電容。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無電解電容的LED驅(qū)動電路，包括與交流輸入電壓源連接的不控整流橋、功率平衡電路和DC/DC變換電路，所述功率平衡電路連接在不控整流橋和DC/DC變換電路之間,所述功率平衡電路由第二開關(guān)管、第四開關(guān)管、第五二極管、第六二極管和儲能電容構(gòu)成；所述DC/DC變換電路由第一開關(guān)管、變壓器、第三開關(guān)管、第七二極管、濾波電容和濾波電感構(gòu)成；本發(fā)明可以實現(xiàn)無大電解電容的情況下，通過控制開關(guān)管S1～S4的工作時間，向LED負載提供恒定的電流。
文檔編號H02M3/28GK103228080SQ20131012212
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者張波, 張能, 黃子田, 肖文勛, 丘東元 申請人:華南理工大學, 東莞市石龍富華電子有限公司