基于均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光led驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種兩路Lm)均流及調(diào)光技術(shù)，特別設(shè)及一種基于均流可控開關(guān)電容 控制的可調(diào)光L邸驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著L抓技術(shù)的進(jìn)步，其在光效、壽命等方面的優(yōu)勢(shì)日益顯著，在路燈照明、LCD背 光、醫(yī)療照明、汽車照明等諸多領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。因單個(gè)Lm)模塊的功率受到 封裝技術(shù)和熱管理等因素的制約，在許多高亮度的應(yīng)用場(chǎng)合，需同時(shí)使用多個(gè)Lm)模塊。流 過Lm)模塊的正向電流決定L邸模塊的亮度，為了保證各個(gè)L邸模塊亮度和散熱的一致性，必 須保證流過每個(gè)Lm)模塊的電流相同。但是Lm)的伏安特性近似于指數(shù)關(guān)系，較小的電壓波 動(dòng)會(huì)帶來很大的電流偏差，同時(shí)Lm)模塊的正向壓降具有負(fù)溫度特性，因此將Lm)模塊進(jìn)行 串并聯(lián)組合時(shí)必須引入均流技術(shù)。
[0003] 照明系統(tǒng)通常包括普通的家用照明、商業(yè)照明、道路照明和景觀照明等系統(tǒng)。目 前，中國(guó)絕大多數(shù)家庭的照明系統(tǒng)還只是簡(jiǎn)單的用開關(guān)去控制燈的開和關(guān)，即燈光只有兩 種狀態(tài)，要么開，要么關(guān)。而在國(guó)外，特別是北美國(guó)家，家用照明都會(huì)設(shè)及到調(diào)光功能，即可 W通過控制單元去改變燈光的亮度、顏色等，W達(dá)到某所舒適度。例如，酒店，會(huì)議室，商場(chǎng) 等場(chǎng)合經(jīng)常需要對(duì)燈光進(jìn)行控制調(diào)節(jié)Lm)亮度，調(diào)控Lm)亮度其中一個(gè)方法就是調(diào)節(jié)Lm)的 驅(qū)動(dòng)電流，改變驅(qū)動(dòng)電流大小即可實(shí)現(xiàn)對(duì)LED的調(diào)光。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種基于均流可控開關(guān)電容 控制的可調(diào)光兩路LED均流驅(qū)動(dòng)電路，該LE明E動(dòng)電路適用于LED兩路均流及調(diào)光領(lǐng)域，具體 應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)兩路L邸驅(qū)動(dòng)電流自動(dòng)均衡及可控調(diào)光。
[0005] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種基于均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光 兩路LED均流驅(qū)動(dòng)電路，包括:相互連接的半橋逆變單元X和均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào) 光兩路L邸均流驅(qū)動(dòng)單元Y，所述均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED均流驅(qū)動(dòng)單元Y具 有均流可控開關(guān)電容SCC;
[0006] 所述半橋逆變單元X包括:第一開關(guān)M0S管化、第二開關(guān)M0S管化、第一電容Cl和第二 電容C2、變壓器T;其中，第一開關(guān)M0S管化的漏極與第一電容Cl的正極均與直流電源正極相 連接;第一電容Cl的負(fù)極與第二電容C2的正極相連接;第一開關(guān)M0S管化的源極和第二開關(guān) M0S管化的漏極相連接;第二開關(guān)M0S管化的源極與第二電容C2的負(fù)極均與電源負(fù)極相連接； 變壓器T的原邊正極與第一開關(guān)M0S管化的源極相連接;變壓器T的原邊負(fù)極與第一電容Cl的 負(fù)極相連接。
[0007] 所述的均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路Lm)均流驅(qū)動(dòng)單元Y包括第一電感 可控開關(guān)電容SCC、第一二極管D1、第二二極管D2、第Ξ二極管D3、第四二極管D4、第一輸出 濾波電容Col、第二輸出濾波電容C〇2、第一隔直電容Cbi、第一開關(guān)電容Csi和第一開關(guān)管Si、第 一 L邸串1、第二Lm)串2。第一隔直電容Cbi和第一開關(guān)電容Csi的正極均與X中變壓器Τ副邊正 極相連接;第一開關(guān)管Si的漏極與第一開關(guān)電容Csi的負(fù)極相連接;第一開關(guān)管Si的源極和 第一隔直電容Cbi的負(fù)極均與第一電感b首端相連接;第一電感^末端與第一二極管D1的正 極、第二二極管D2的負(fù)極相連接;第一二極管D1的負(fù)極與第一輸出濾波電容Cdi的正極和第 一 LED串1的正極相連接;第一 LED串1的負(fù)極、第二LED串2的負(fù)極、第一輸出濾波電容Cdi的負(fù) 極、第二輸出濾波電容C〇2的負(fù)極、第二二極管D2的正極、第四二極管D4的正極均與地 (Ground)相連接。第Ξ二極管D3的負(fù)極與與第二輸出濾波電容C〇2的正極和第二L抓串2的正 極相連接;第Ξ二極管D3的正極和第四二極管的負(fù)極均與變壓器T副邊的負(fù)極相連接。
[000引通過所述半橋逆變單元X產(chǎn)生固定頻率fs和50%占空比的方波電壓，由均流可控 開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED均流驅(qū)動(dòng)單元Y對(duì)所述方波電壓進(jìn)行濾波、隔直、調(diào)控與均 衡，為第一 LED串1和第二LED串2提供均衡的驅(qū)動(dòng)電流及調(diào)光。
[0009] 所提出的拓?fù)渲芯骺煽亻_關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED均流驅(qū)動(dòng)單元Y中由于 可控開關(guān)電容SCC中電容的伏秒平衡特性可是實(shí)現(xiàn)模塊內(nèi)兩路L邸輸出電流的自動(dòng)均流。
[0010] 所述的半橋開關(guān)頻率fs大于第一電感^與可控開關(guān)電容SCC等效電容Ceq的諧振頻 率，W實(shí)現(xiàn)半橋電路原邊電流工作在電流連續(xù)狀態(tài)(CCM)。
[0011] 所述的均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED均流驅(qū)動(dòng)單元Y采用可控開關(guān)電 容SCC，SCC中第一開關(guān)管Si驅(qū)動(dòng)信號(hào)采取與半橋第二開關(guān)M0S管化驅(qū)動(dòng)信號(hào)同相位，變占空 比D控制。
[0012] 所述可控開關(guān)電容SCC的等效電容值Ceqi的計(jì)算公式為：
[0013]
[0014] 其中，Cbi為第一隔直電容的電容值;D為第一開關(guān)管Si導(dǎo)通的占空比；δ角為電壓vsi 相角超前于輸出電流isi角度;Csi為第一開關(guān)電容的電容值。
[0015] 所述可控開關(guān)電容SCC的驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過改變占空比D調(diào)節(jié)等效電容Ceq的值，W調(diào)節(jié) L邸驅(qū)動(dòng)電流的大小從而實(shí)現(xiàn)調(diào)光，所述占空比D的變化范圍為(0-0.5)，所述均流可控開關(guān) 電容控制的可調(diào)光兩路LED均流驅(qū)動(dòng)單元Y中兩串LE明區(qū)動(dòng)電流I load為：
[0016] (1)
[0017]其中，Vin為輸入直流電壓值，Voi是第一 L抓串1輸出電壓值、V〇2第一 L抓串1輸出電 壓值，fs為半橋開關(guān)頻率山為第一電感的電感值，Ceq為可控開關(guān)電容SCC的等效電容值。
[0018] 所述半橋逆變單元X的驅(qū)動(dòng)信號(hào)采用固定頻率固定占空比的驅(qū)動(dòng)方式，可控開關(guān) 電容SCC采用相對(duì)于半橋電路第二開關(guān)M0S管化的同相變占空比控制。
[0019] 所述半橋逆變單元X在固定開關(guān)頻率下發(fā)出恒定50%占空比方波由變壓器T原邊 傳遞到副邊供給所述的均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路L邸均流驅(qū)動(dòng)單元Y。由于均流 可控開關(guān)電容SCC的存在，由電容的伏秒平衡特性，可W實(shí)現(xiàn)兩路LED串驅(qū)動(dòng)電流的自動(dòng)均 衡。隨著均流可控開關(guān)電容SCC等效電容值的不同，L邸串驅(qū)動(dòng)均衡電流值也將改變。
[0020] 本發(fā)明的基于均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路Lm)均流驅(qū)動(dòng)電路包括相互連 接的半橋逆變單元X和均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED均流驅(qū)動(dòng)單元Υ，所述半橋 逆變單元X半橋采用固定頻率恒定50%占空比控制;所述均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光 兩路L邸均流驅(qū)動(dòng)單元Υ具有可控開關(guān)電容SCC;均流可控開關(guān)電容的存在使兩路L邸串電流 自動(dòng)均衡;通過調(diào)控均流可控開關(guān)電容SCC等效電容的大小調(diào)控Lm)驅(qū)動(dòng)電流，W實(shí)現(xiàn)Lm)串 的調(diào)光。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，能夠方便實(shí)現(xiàn)兩路L邸串的均流W及調(diào)光，可W實(shí) 現(xiàn)半橋開關(guān)管和均流可控開關(guān)電容開關(guān)管的ZVS軟開關(guān)，轉(zhuǎn)換效率高。
[0021] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0022] (1)本發(fā)明簡(jiǎn)化了諧振變換器前級(jí)拓?fù)?，只保留逆變半橋，后?jí)均流調(diào)光電路結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，不存在磁性元件的禪合。
[0023] (2)本發(fā)明基于均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路L邸均流驅(qū)動(dòng)單元Y使用均流 可控開關(guān)電容SCC，通過相對(duì)于半橋第二開關(guān)M0S管同相變占空比驅(qū)動(dòng)，調(diào)節(jié)占空比改變等 效電容的值，從而調(diào)節(jié)LED均衡電流的值，實(shí)現(xiàn)了兩路LE明E動(dòng)電流的均流及調(diào)光。
[0024] (3)本發(fā)明中半橋逆變單元X及可控開關(guān)電容SCC使用的開關(guān)管均能實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)， 開關(guān)損耗小，轉(zhuǎn)換效率高。
[0025] (4)本發(fā)明中半橋逆變單元X驅(qū)動(dòng)采用固定頻率固定占空比的驅(qū)動(dòng)方式，開關(guān)電容 采用相對(duì)于半橋第二開關(guān)M0S管同相變占空比的控制方式，控制電路簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，操作 方便。
【附圖說明】
[0026] 圖1是基于均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路L邸均流驅(qū)動(dòng)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
[0027] 圖2是均流可控開關(guān)電容SCC工作周期波形圖。
[0028] 圖3是基于均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路Lm)均流驅(qū)動(dòng)電路拓?fù)浞€(wěn)態(tài)工作 波形圖。
[0029] 圖4是基于均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路L邸均流驅(qū)動(dòng)電路模態(tài)1簡(jiǎn)化等效 圖。
[0030] 圖5是基于均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路L邸均流驅(qū)動(dòng)電路模態(tài)2簡(jiǎn)化等效 圖。
[0031] 圖6是基于均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路Lm)均流驅(qū)動(dòng)電路拓?fù)潆娐贩€(wěn)態(tài) 簡(jiǎn)化等效圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限 于此。
[00削實(shí)施例
[0034] 如圖1所示，是本發(fā)明所述的基于均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路Lm)均流驅(qū) 動(dòng)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。該電路結(jié)構(gòu)包括:相互連接的半橋逆變單元X和均流可控開關(guān)電容控制 的可調(diào)光兩路LED均流驅(qū)動(dòng)單元Y，所述均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED均流驅(qū)動(dòng) 單元Y具有均流可控開關(guān)電容SCC;
[0035] 所述半橋逆變單元X包括:第一開關(guān)M0S管化、第二開關(guān)M0S管化、第一電容Cl和第二 電容C2、變壓器Τ;其中，第一開關(guān)MOS管化的漏極與第一電容Cl的正極均與直流電源正極相 連接;第一電容Cl的負(fù)極與第二電容C2的正極相連接;第一開關(guān)M0S管化的源極和第二開關(guān) M0S管化的漏極相連接;第二開關(guān)M0S管化的源極與第二電容C2的負(fù)極均與電源負(fù)極相連接； 變壓器T的原邊正極與第一開關(guān)M0S管化的源極相連接;變壓器T的原邊負(fù)極與第一電容Cl的 負(fù)極相連接。
[0036] 所述的均流可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路Lm)均流驅(qū)動(dòng)單元Y包括第一電感b、 可控開關(guān)電容see、第一二極管D1、第二二極管D2、第Ξ二極管D3、第四二極管D4、第一輸出 濾波電容Col、第二輸出濾波電容Co2、第一隔直電容Cbl、第一開關(guān)電容Csl和第一開關(guān)管Si、第 一 L邸串1、第二Lm)串2。第一隔直電容Cbi和第一開關(guān)電容Csi的正極均與X中變壓器T副邊正 極相連接;第一開關(guān)管Si的漏極與第一開關(guān)電容Csl的負(fù)極相連接;第一開關(guān)管Si的源極和 第一隔直電容Cbi的負(fù)極均與第一電感b首端相連接;第一電感^末端與第一二極管D1的正 極、第二二極管D2的負(fù)極相連接;第一二極管D1的負(fù)極與第一輸出濾波電容Cdi的正極和第 一 LED串1的正極相連接;第一 LED串1的負(fù)極、第二LED串2的負(fù)極、第一輸出濾波電容Cdi的負(fù) 極、第二輸出濾波電容C〇2的負(fù)極、第二二極管D2的正極、第四二極管D4的正極均與地