一種交錯并聯反激式LED驅動電源及其PFM控制電路制造技術

本發明專利技術公開了一種交錯并聯反激式LED驅動電源及其PFM控制電路。驅動電源的主電路采用兩路反激變換器交錯并聯實現，包括交流輸入、EMI濾波、整流橋、兩路并聯的反激變換器、輸出整流、LED負載，交錯并聯反激主電路結構可實現減小開關管電流應力、減小輸入輸出電流紋波、減小EMI濾波器設計、增大驅動電源功率等級等優點。驅動電源的控制電路采用PFM控制方法，相比于常用的PWM控制方法，本發明專利技術提出的PFM控制電路可實現驅動電源在負載變化時開關管導通時間、開關頻率同時變化，減小驅動電源輕載時工作損耗，提高電源效率。本發明專利技術提出的驅動電源適用于帶自動調光功能的LED驅動電源應用場合。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種交錯并聯反激式LED驅動電源及其PFM控制電路。驅動電源的主電路采用兩路反激變換器交錯并聯實現，包括交流輸入、EMI濾波、整流橋、兩路并聯的反激變換器、輸出整流、LED負載，交錯并聯反激主電路結構可實現減小開關管電流應力、減小輸入輸出電流紋波、減小EMI濾波器設計、增大驅動電源功率等級等優點。驅動電源的控制電路采用PFM控制方法，相比于常用的PWM控制方法，本專利技術提出的PFM控制電路可實現驅動電源在負載變化時開關管導通時間、開關頻率同時變化，減小驅動電源輕載時工作損耗，提高電源效率。本專利技術提出的驅動電源適用于帶自動調光功能的LED驅動電源應用場合。【專利說明】—種交錯并聯反激式LED驅動電源及其PFM控制電路
本專利技術屬于電力電子應用
，具體涉及一種交錯并聯反激式LED驅動電源及其PFM控制電路，適用于開關電源尤其是LED驅動電源應用領域。
技術介紹
開關電源是現代社會生活必不可少的電力電子裝置，其在電子、通信、電氣、能源、照明、航空航天、軍事以及家電等領域都有著非常廣泛的應用。隨著電力電子技術的進一步發展，社會對開關電源的體積、可靠性、成本、節能環保等方面的要求進一步提高，近年來隨著LED照明技術的日益成熟，LED驅動電源成為研究的熱點，同時越來越多的國家和組織出臺了一系列的政策法規來規范開關電源市場，例如美國能源部發布的“能源之星”固態照明文件規定:任何功率等級的LED驅動電源必須具備功率因數校正功能，同時要通過EMI測試和安規認證等。目前，開關電源一般采用正激、反激、推挽等拓撲結構，其中反激拓撲結構由于其結構簡單，能夠實現輸入輸出隔離，并且具有功率因數校正功能而被廣泛地應用于中低功率的開關電源中。而LED驅動電源則廣泛使用兩種拓撲結構，一種是單級式反激拓撲結構，第二種是兩級式結構(功率因數校正級和DC/DC變換級)，但兩級式結構存在結構復雜、所需元器件較多、成本偏高等缺點，而單級式反激拓撲結構不能應用于大功率的場合，隨著功率的增加，單級反激式驅動電源會出現開關應力變大、輸出穩定性變差、EMI增加、電流紋波增加等一系列問題。同時目前大部分開關電源采用PWM控制，在頻率一定的條件下調節占空比來控制開關管的通斷，這種控制方式下必然存在在輕載時由于開關頻率不變而導致很大的開關損耗。由于以上一系列的問題，人們不得不尋求其他的LED驅動電源電路拓撲結構及其控制方法。
技術實現思路
本專利技術針對現有的LED驅動電源在實際使用中存在的不足，如開關應力大、電源EMI大、電流紋波大、電源壽命短等缺點，提出一種交錯并聯反激式LED驅動電源及其PFM控制電路，使得驅動電源在性能上得到很大的優化。本專利技術采用如下技術方案:一種交錯并聯反激式LED驅動電源及其PFM控制電路，驅動電源的主功率電路采用兩路反激變換器交錯并聯；驅動電源的控制電路采用PFM控制電路。所述主功率電路包括交流輸入、EMI濾波、整流橋、電容Cin、兩路并聯的單級反激變換器、整流二極管D5、整流二極管D6、輸出電容Ctjut、采樣電阻R和LED負載，第一路單級反激變換器包括變壓器Tl和開關管Ql ;第二路反激變換器包括變壓器T2和開關管Q2 ;市電交流輸入經過EMI濾波再經整流橋，整流橋輸出的正極連接電容Cin的一端、變壓器Tl和變壓器T2的初級繞組一端，變壓器Tl初級繞組的另一端連接開關管Ql的漏極，開關管Ql的源級連接電容Cin的另一端后與整流橋輸出的負極相連；變壓器Tl次級繞組的一端連接整流二極管D5的正極，整流二極管D5的負極與整流二極管D6的負極、輸出電容Ctjut的一端以及LED負載的一端相連，變壓器Tl次級繞組的另一端與輸出電容Cwt的另一端、采樣電阻R的一端以及輸出地端相連，采樣電阻R的另一端與LED負載的另一端連接；變壓器T2初級繞組的另一端連接開關管Q2的漏極，開關管Q2的源級連接整流橋輸出負極；變壓器T2次級繞組的一端連接輸出整流二極管D6的正級，變壓器T2次級繞組的另一端連接輸出地端。所述PFM控制電路包括反饋電路、采樣電壓V1、采樣電壓Vkef、受控電流源alp恒流源I2、恒流源I3、開關Ml、開關M2、電容Cl、電容C2、穩壓二極管Dz、三個電壓比較器、兩個RS觸發器、分壓電阻R1、D觸發器DFF1、兩個與門、一個非門和兩路開關管驅動電路；反饋電路由光耦合器、電阻Rfmin和電阻Rfmax組成，輸出電流反饋采樣連接光耦合器的光發射級，光耦合器接收級地端接地，其另一端與電阻Rfmax的一端相連，電阻Rfmax的另一端與電阻Rfmin的一端相連，電阻Rfmin的另一端接地，電阻Rfmax和電阻Rfmin相連點與采樣電壓V1相連；受控電流源Bl1正極端連接采樣電壓Vkef，負極連接恒流源I2的正極，恒流源I2的負極連接開關Ml，開關Ml另一端接地，電容Cl的一端連接電流源I2的正極，同時連接電壓比較器COMl的正輸入端和電壓比較器COM2的負輸入端，電容Cl的另一端接地，電壓比較器C0M1、電壓比較器COM2的輸出端分別連接RS觸發器SRl的S端和R端，RS觸發器SRl的Q輸出端連接開關Ml的驅動級控制開關的通斷；電壓比較器COM3的負輸入端連接受控電流源ah的負極和分壓電阻Rl的一端，分壓電阻Rl的另一端接地；電壓比較器COM3的正輸入端連接穩壓二極管Dz的陰極、電容C2的一端、開關M2的一端、恒流源I3的負極，穩壓二極管Dz的陽極與電容C2的另一端，開關M2的另一端相連并接地，恒流源I3的正極連接采樣電壓Vkef ;電壓比較器COM3的輸出端連接RS觸發器SR2的R端，RS觸發器SR2的S端同時連接電壓比較器COM2的輸出端和開關M2的驅動級；RS觸發器SR2的Q輸出端連接與門ANDl的一端、與門AND2的一端和D觸發器DFFl的CP端，D觸發器DFFl的D輸入端與其奪輸出端相連，DFFl的Q輸出端連接與門ANDl的另一端和非門輸入端，非門輸出端連接與門AND2的另一端，兩個與門的輸出分別連接兩路開關管驅動電路后分別連接兩個開關管的柵極。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果:(I)本專利技術可以有效減小開關管的電流應力，系統工作頻率增加了一倍，輸入、輸出電流紋波明顯減小，簡化EMI設計，提高電源功率密度。(2)本專利技術兩個反激變換器工作在DCM模式，驅動電源在全電壓范圍內可獲得高功率因數和低THD值。(3)本專利技術通過兩路反激變換器并聯，能有效提高電源輸出功率等級，可以應用在更大功率的應用場合。(4)本專利技術提出的PFM控制電路，可實現開關管的導通時間和開關頻率隨負載變化而同時變化，實現電源在輕載時增加導通時間、減小開關頻率，來減小開關損耗，提高電源效率。【專利附圖】【附圖說明】圖1 一種交錯并聯反激式LED驅動電源主功率電路圖；圖2 —種交錯并聯反激式LED驅動電源PFM控制電路圖；圖3控制電路波形圖。【具體實施方式】下面結合附圖對本專利技術作進一步描述。參見圖1為本專利技術的主功率電路圖，交流市電輸入經過EMI濾波器連接由二極管DU D2、D3、D4構成的整流橋，其正極輸出分別連接變壓器Tl、T2的初級繞組一端，變壓器Tl初級繞組的另一端連接開關管Ql的漏極，開關管Ql的源級連接整流橋的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種交錯并聯反激式LED驅動電源及其PFM控制電路，其特征在于，驅動電源的主功率電路采用兩路反激變換器交錯并聯；驅動電源的控制電路采用PFM控制電路。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：廖志凌，王生東，梅從立，陳兆嶺，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發明
國別省市：