基于scc自動(dòng)反饋控制的多路led驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種多路LED均流及調(diào)光技術(shù)，特別涉及一種基于SCC自動(dòng)反饋控制的 多路LED驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 高亮度發(fā)光二極管(High Brightness Light Emitting Diode ,ΗΒ-LED，以下簡(jiǎn)稱 led)具有發(fā)光能效高、光學(xué)性能好、壽命長(zhǎng)及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，是極具發(fā)展前景的新一代綠 色照明光源。由于單只LED功率小，亮度低，在亮度要求高的場(chǎng)合，多只LED串、并聯(lián)是必然采 取的措施?？紤]安規(guī)要求及可靠性，多只LED(如12~15只）串聯(lián)后再多串并聯(lián)(如4~6串）是 常用的方案。但由于LED自身的導(dǎo)通壓降離散性大，即使同一產(chǎn)品箱中的LED在額定電流工 作時(shí)其導(dǎo)通壓降差別也通常在15%以上；另外LED的導(dǎo)通壓降還隨著工作結(jié)溫以及工作電 流的不同有很大差異，因此考慮各種工作狀況LED導(dǎo)通壓降的差別約為30%，采用單個(gè)電源 給多個(gè)并聯(lián)的LED串供電也將引起電壓降較低的一路承擔(dān)很大的電流，且由于LED的導(dǎo)通壓 降為負(fù)溫度系數(shù)，將加劇該不均流程度，嚴(yán)重降低LED的可靠性，因此將LED模塊進(jìn)行串并聯(lián) 組合時(shí)必須引入均流技術(shù)。
[0003] 各種均流方案中：利用耦合電感進(jìn)行均流的無源均流方案在當(dāng)電路拓展到更多路 輸出的應(yīng)用場(chǎng)合時(shí)，對(duì)藕合電感的數(shù)量要求更多，均流表現(xiàn)將會(huì)遇到兩個(gè)問題，一是：電路 面臨結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制電路復(fù)雜等共同的問題。二是，電感容易受到漏感以及勵(lì)磁電流的影 響，進(jìn)而導(dǎo)致均流效果不佳。
[0004] 利用電容的交流阻抗特性，其工作受到一定限制；一是負(fù)載僅工作在正常工作周 期的半個(gè)周期內(nèi)發(fā)光，導(dǎo)致了電路對(duì)LED利用率較低。二是電路通過電容容量控制了負(fù)載電 流大小，從而使得工作效率不理想。
[0005] 現(xiàn)有方案中無源均流方案中基于電容的電荷平衡原理設(shè)計(jì)的兩路均流方案具有 高效，低價(jià)，簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。特別適用于雙端拓?fù)涞恼鹘Y(jié)構(gòu)。其主要設(shè)計(jì)原理是利用電容的 伏秒平衡特性，在雙端拓?fù)涞淖儔浩鞲边呎?fù)交替輸出時(shí)，實(shí)現(xiàn)電荷平衡進(jìn)而達(dá)到精確，可 靠的控制負(fù)載電流的目的。利用平衡電容進(jìn)行多路均流的方案中，通過在整流橋變壓器副 邊串聯(lián)平衡電容保證模塊內(nèi)兩路LED負(fù)載輸出的電流平衡，多個(gè)模塊間電流通過選取精確 匹配的電容實(shí)現(xiàn)均衡。以為器件的不確定性使得其均衡特性較差。同時(shí)對(duì)均流精度的要求 也將提高器件選取的成本。使其應(yīng)用受到了一定的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 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SCC自動(dòng)反饋控制 的多路LED驅(qū)動(dòng)電路，該LED驅(qū)動(dòng)電路適用于多路可精確均流LED驅(qū)動(dòng)電路。
[0007] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種基于SCC自動(dòng)反饋控制的多路LED驅(qū)動(dòng) 電路，包括:相互連接的半橋逆變單元X、多路LED精確均流驅(qū)動(dòng)單元Y和輸出反饋?zhàn)詣?dòng)控制 系統(tǒng)Z，所述多路LED精確均流驅(qū)動(dòng)單元Y具有均流可控開關(guān)電容SCC;
[0008] 所述半橋逆變單元X包括:第一開關(guān)103管&、第二開關(guān)M0S管Q2、第一電容&和第二 電容C2、變壓器T;其中，第一開關(guān)M0S管Qi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&的負(fù)極與第二電容(： 2的正極相連接;第一開關(guān)觀5管&的源極和第二開關(guān) M0S管Q2的漏極相連接;第二開關(guān)M0S管Q2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&的源極相連接;變壓器T的原邊負(fù)極與第一電容&的 負(fù)極相連接。
[0009] 所述的多路LED精確均流驅(qū)動(dòng)單元Y包括以下的（1)部分和(2)部分：
[00?0] (1)第一變壓器副邊Τι、第一電感Li、第一可控開關(guān)電容SCCi、第一二極管Di、第二 二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第一輸出濾波電容Cca、第二輸出濾波電容C〇 2、第一 隔直電容Cbl、第一開關(guān)電容Csl和第一開關(guān)管S^LED串1、LED串2。第一隔直電容CbdP第一開 關(guān)電容C si的正極均與X中第一變壓器副邊T1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Li首端 相連接;第一電感Li末端和第一二極管0:的正極均與第二二極管D 2的負(fù)極相連接;第一二極 管〕:的負(fù)極和第一輸出濾波電容Cca的正極均與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Cca的負(fù)極、第二輸出濾波電容C〇 2的負(fù)極、第二二極 管出的正極和第四二極管D4的正極均接地。第三二極管D3的負(fù)極和與第二輸出濾波電容(：。 2 的正極均與第二LED串2的正極相連接;第三二極管D3的正極和第四二極管的負(fù)極均與第一 變壓器副邊T1的負(fù)極相連接。
[0011] (2)第二變壓器副邊!^、第二可控開關(guān)電容SCC2、第五二極管D5、第六二極管D 6、第 七二極管D7、第八二極管D8、第三輸出濾波電容(：。3、第四輸出濾波電容C〇4、第三LED串3、第四 LED串4;其中第二可控開關(guān)電容SCC2單元包括:第二隔直電容Cb2、第二開關(guān)電容C s2和第二開 關(guān)管&。第二隔直電容Cb2和第二開關(guān)電容Cs2的正極均與第二變壓器副邊T 2正極相連接;第 二開關(guān)管S2的漏極和第二開關(guān)電容CS2的負(fù)極相連接;第二開關(guān)管S2的源極和第二隔直電容 Cb2的負(fù)極和第五二極管05的正極均與第六二極管D6的負(fù)極相連接;第五二極管他的負(fù)極和 第三輸出濾波電容C〇3的正極均與第三LED串3的正極相連接;第三LED串3的負(fù)極、第四LED串 4的負(fù)極、第三輸出濾波電容(：。 3的負(fù)極、第四輸出濾波電容C〇4的負(fù)極、第六二極管D6的正極 和第八二極管D8的正極均接地。第七二極管D7的負(fù)極和與第四輸出濾波電容C〇4的正極均與 第四LED串4的正極相連接;第七二極管D?的正極和第八二極管D 8的負(fù)極均與第一變壓器副 邊Τι的負(fù)極相連接。
[0012] 所述的輸出反饋?zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng)Ζ包括:第一電流感應(yīng)器、第一比較器、第一 PID控制 器、第一 PWM控制器、第一門極驅(qū)動(dòng)、電流感應(yīng)器、第二比較器、第二PID控制器、第二PWM控制 器、第二門極驅(qū)動(dòng)、參考電流Iref;其中第一電流感應(yīng)器感應(yīng)第一LED串1的電流后和參考電 流Iref傳送數(shù)據(jù)給第一比較器;第一比較器比較后傳輸運(yùn)算結(jié)果給第一PID控制器，再傳給 第一PWM控制，然后是第一門極驅(qū)動(dòng)，最后信號(hào)傳遞給多路LED精確均流驅(qū)動(dòng)單元Y中的第一 開關(guān)管S!實(shí)現(xiàn)反饋?zhàn)詣?dòng)控制。電流感應(yīng)器感應(yīng)第三LED串3的電流后和參考電流I ref傳送數(shù) 據(jù)給第二比較器;第二比較器比較后傳輸運(yùn)算結(jié)果給第二PID控制器，再傳給第二PWM控制 器，然后是第二門極驅(qū)動(dòng)，最后信號(hào)傳遞給多路LED精確均流驅(qū)動(dòng)單元Y中的第二開關(guān)管5 2 實(shí)現(xiàn)反饋?zhàn)詣?dòng)控制。
[0013]通過所述半橋逆變單元X為固定開關(guān)頻率fs、50%占空比驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生固定頻率方波 電壓；由多路LED精確均流驅(qū)動(dòng)單元Y對(duì)所述方波電壓進(jìn)行濾波、隔直與均衡；由輸出反饋?zhàn)?動(dòng)控制系統(tǒng)Ζ實(shí)現(xiàn)四路LED串間的精確均流。
[0014] 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，以實(shí)現(xiàn)半橋電路原邊電流工作在電流連續(xù)狀態(tài)CCM。
[0015] 所述的多路LED精確均流驅(qū)動(dòng)單元Y包含有可控開關(guān)電容SCC，SCC中第一開關(guān)管Si 和第二開關(guān)管&驅(qū)動(dòng)信號(hào)采取均與半橋第二開關(guān)M0S管出驅(qū)動(dòng)信號(hào)同相位，變占空比D控制。
[0016] 所述輸出反饋?zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng)Z控制可控