適用于交流調光器的LED驅動電源自泄放方法及電路模塊技術

本發明專利技術公開了適用于交流調光器的LED驅動電源自泄放方法及電路模塊，其中，所述適用于交流調光器的LED驅動電源自泄放方法包括如下步驟：調節主開關器件的開關頻率和占空比，在LED驅動電路輸入側產生額外負載電流，以滿足調光器對維持電流的需求。本發明專利技術通過提高主開關器件的開關頻率使LED驅動電路在輸入側產生一定量的電流來滿足調光器的需要，同時又不增加輸出側功率。本發明專利技術適應于包括升壓、降壓、反激、正激在內的各種電力電子拓撲結構。

【技術實現步驟摘要】
適用于交流調光器的LED驅動電源自泄放方法及電路模塊
本專利技術屬于LED開關電源領域，尤其是一種適用于交流調光器的LED驅動電源自泄放方法及電路模塊。
技術介紹
現有調光器及電子變壓器多是針對電阻型負載設計的，需要一個最小負載來維持調光調壓設備的正常工作。現有的調光器有多種，一般采用晶體管、場效應管和晶閘管組合而成。如圖1所示，晶閘管調光器的原理大致為：一旦電容充電達到閾值電壓時，觸發電流通過triac門極從而促成導通。觸發之后，雙向晶閘管會一直保持導通直至電流降到IH以下或AC交流電壓過零。當電流小于維持電流時，過零點電壓不能維持原貌，調光器關閉。在智能調光器中，當雙向晶閘管導通時，電流通過晶閘管流過負載，當其關斷時，負載電流只能通過周圍的偏置電路給控制電路的電容充電。在晶閘管關斷時，負載電流必須達到一定值使得單片機正常供電。經申請人研究后發現：通過阻尼電路提供閂鎖或門極觸發電流的方案存在一定的缺陷，具體包括以下幾點。在半周期的頂點附近位置，需要是一個特別大的阻抗，而當電壓很小或接近零的時候，阻尼電路又需要阻抗特別小。而且在很多開關電源應用中，在輸入電壓很小的時候，開關頻率是比較低的，因此和調光器的需求是相反的。如果僅依賴阻尼電路來提供相應的維持電流及觸發電流，那么阻尼電路物理參數將變得不合理，直接導致電路元件的成本與尺寸加劇，而且使得功率損耗過大。
技術實現思路
專利技術目的：一個目的是提供一種適用于交流調光器的LED驅動電源自泄放方法，以解決現有技術存在的上述問題。進一步的目的是提供一種適用于交流調光器的LED驅動電源自泄放電路模塊。技術方案：一種適用于交流調光器的LED驅動電源自泄放方法，包括：調節主開關器件的開關頻率和占空比，在LED驅動電路輸入側產生額外負載電流，以滿足調光器對維持電流的需求。進一步的，在每個交流輸入電壓半周期，主開關器件上的門極信號狀態包括正常開關和高頻泄放I；在部分交流輸入電壓半周期，主開關器件上的門極信號還包括高頻泄放II；其中，高頻泄放I在交流輸入電壓過零時結束，高頻泄放II從交流輸入電壓為零時開始，當調光器的內部偏置電源正常充電啟動后，高頻泄放II結束。高頻泄放I利用占空比和頻率的組合調節方式使得原邊電流足夠大，可以保證調光器在此時段中的負載要求。一種適用于交流調光器的LED驅動電源自泄放模塊，包括調控子模塊，其用于調節主開關器件的開關頻率和占空比，在LED驅動電路輸入側產生額外負載電流，以滿足調光器對維持電流的需求。進一步的，在每個交流輸入電壓半周期，主開關器件上的門極信號狀態包括正常開關和高頻泄放I，在部分交流輸入電壓半周期，主開關器件上的門極信號還包括高頻泄放II；其中，高頻泄放I在交流輸入電壓過零時結束，高頻泄放II從交流輸入電壓降為零時開始，當調光器的內部偏置電源正常充電啟動后，高頻泄放II結束。一種適用于交流調光器的LED驅動電源自泄放電路，包括上述適用于交流調光器的LED驅動電源自泄放模塊。有益效果：本專利技術通過提高主開關器件的開關頻率使LED驅動電路在輸入側產生一定量的電流來滿足調光器的需要，同時又不在輸出側產生額外功率。即通過利用現有電路內部的器件，提高其損耗而產生一定的輸入電流來滿足調光器的需要。適應于包括升壓、降壓、反激、正激在內的各種電力電子拓撲結構。附圖說明圖1是晶閘管調光器的結構示意圖。圖2是帶緩沖和阻尼電路的反激拓撲。圖3是阻尼信號波形圖。圖4是門極拉高的一個實施例示意圖。圖5是測試電路圖。圖6是常規和高頻開關方案的輸出功率對比圖。圖7是正常工作和高頻工作下的損耗功率對比圖。具體實施方式如圖2所示，本專利技術對包括反激、降壓、升壓、正激等拓撲結構在內的驅動結構適用。圖2所示反激電路中的開關器件可以通過提高占空比和頻率來提供額外電流。其中，阻尼電路用來輔助配合提供閂鎖或門極觸發電流。轉到圖3，正如
技術介紹
所述的那樣，現有技術還存在一些缺點，為了滿足目前市場上大多類型調光器的負載電流要求，本專利技術提出了一種新的解決方法，該方法在不增加任何新元件的情況下，通過程序調節主開關器件(例如場效應管)的開關頻率和占空比來得到需要的額外負載電流，幫助滿足調光器對維持電流的需求。圖3所示的各路信號代表交流輸入電壓信號和主開關器件上的門極信號。其中，高頻泄放I利用占空比和頻率的組合調節方式使得原邊電流足夠大，以保證調光器在此時段中的負載要求，但又不會把過多能量傳遞到輸出去。反激拓撲中變壓器產生的額外損耗以及緩沖電路所吸收并散發的損耗不但可以減輕主開關元件的發熱，還可以共同分擔調光器的負載電流要求。對于有些復雜調光器，高頻泄放II的切入會提供一個極低阻抗路徑，這樣允許調光器的偏置電源充電，從而使調光器正常工作。當調光器的內部偏置電源正常充電啟動后，高頻泄放II的任務結束，門極信號接到常態高(持續導通)等待晶閘管觸發。一旦觸發事件發生，則門極信號進入了正常開關模式，依照此順序循環往復。接著描述圖4，該圖給出了一個門極拉高的具體實施案例，其也會幫助滿足調光器的負載要求。該實施例是一個基于PNP型的三極管上拉電路，當交流電壓接近零時，三極管導通，拉高主開關管門極電位，使得調光器電流大于維護電流(IH)。當輸入電壓為零時，門極完全拉高，主開關器件常導通，給觸發電流的產生提供零阻抗通路。最后結合圖5、圖6和圖7描述本專利技術的實驗結果。在圖5所示的基于升壓拓撲的實測電路中，信號發生器輸出信號為1MHz，50ns的正向脈沖序列。這個高頻開關的結果和一個普通功率因數校正驅動電路(NCP1608)開關頻率小于120KHz的對比，測試點選擇每隔20％的調光角度設置。測試結果如下：表1：正常工作測試條件表2：高頻工作測試情況從表1、表2及其對應的圖6和圖7可知，驅動電路的輸入功率在常態和高頻下是相近的，但高頻模式的輸出功率明顯很低，說明本專利技術的泄放功能得到了驗證。同時，從功率損耗上看，使用本專利技術的泄放方法使得在整個調光器輸出范圍中，調光電路穩定工作，沒有出現意外關閉。以上詳細描述了本專利技術的優選實施方式，但是，本專利技術并不限于上述實施方式中的具體細節，在本專利技術的技術構思范圍內，可以對本專利技術的技術方案進行多種等同變換，這些等同變換均屬于本專利技術的保護范圍。同時需要說明的是，電子變壓器是一種把工頻電壓變成高頻低壓交流電的裝置，它也要求有一定額度的負載電流維持正常工作，屬于本專利技術適用的應用對象。專利技術主題中的適用于交流調光器的使用情景為案例性的而非限制性的。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種適用于交流調光器的LED驅動電源自泄放方法，其特征在于，調節主開關器件的開關頻率和占空比，在LED驅動電路輸入側產生額外負載電流，以滿足調光器對維持電流的需求。

【技術特征摘要】
1.一種適用于交流調光器的LED驅動電源自泄放方法，其特征在于，調節主開關器件的開關頻率和占空比，在LED驅動電路輸入側產生額外負載電流，以滿足調光器對維持電流的需求。2.如權利要求1所述的適用于交流調光器的LED驅動電源自泄放方法，其特征在于，在每個交流輸入電壓半周期，主開關器件上的門極信號狀態包括正常開關和高頻泄放I；在部分交流輸入電壓半周期，主開關器件上的門極信號還包括高頻泄放II；其中，高頻泄放I在交流輸入電壓過零時結束，高頻泄放II從交流輸入電壓下降至零時開始，當調光器的內部偏置電源正常充電啟動后，高頻泄放II結束。3.一種適用于交流調光器的LED驅動電源自泄放模塊，其特征在于，包括調控子模...

【專利技術屬性】
技術研發人員：錢昶，
申請(專利權)人：江蘇力行電力電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32