一种单级无桥双Boost与Flyback集成的LED驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种单级无桥双Boost与Flyback集成的LED驱动电路，更具体说是一种将无桥双Boost PFC电路和后级Flyback电路集成的单级LED驱动电路以实现输入功率因数校正和输出恒流LED驱动。
【背景技术】
[0002]为了抑制网侧输入电流的低频谐波污染，25瓦以上的照明电器需要满足国际电工委员会颁布的标准IEC1000-3-2等权威机构颁布的低频谐波电磁兼容标准。为了符合上述要求，功率因数校正技术成为了必要。
[0003]通常交流-直流PFC变换器从电路结构上可分为单级与多级PFC电路两大类。LED驱动电源前级一般为PFC电路，后级为恒流输出电路；前级一般采用B00st、bUCk、CUk等结构，后级DC-DC电路根据功率等级一般采用Flyback、LLC等结构。两级PFC电路具有输入电流总谐波失真度小，功率因数接近单位值的优点。但两级PFC电路控制相对复杂，成本较高，整机效率低，不适用于中小功率场合。单级功率因数校正电路(简称单级PFC电路)将前级PFC变换器与后级DC-DC变换器拓扑上集成，即共用一个功率开关管和一套控制电路，具有控制简单、整机效率高和功率器件少等优点。
[0004]传统前级Boost PFC电路由于整流桥的存在而影响整机的效率，特别在低压大电流的场合，过高的导通损耗降低整机效率，同时使整机的功率密度无法改善，而无桥Boost电路可以有效的降低半导体功率二极管的导通损耗；反激变换电路由于具有拓扑简单，输入输出电气隔离，升/降压范围广，实现多路输出等优点而被广泛应用。本发明单级无桥双Boost与Flyback集成LED驱动电路既具有降低整流桥导通损耗的优点，又能有效实现输入输出隔离和多路输出，并且只需要一套控制电路，可以有效的降低成本和提高整机效率。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种单级无桥双Boost与Flyback集成的LED驱动电路，实现高功率因数、高效和恒流输出，并降低主电路的导通损耗实现整机效率的提高，通过电路集成，也有效的减小了功率半导体器件数目和节约了系统的成本。
[0006]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种单级无桥双Boost与Flyback集成的LED驱动电路，包括一输入交流电压源Vin，所述输入交流电压源Vin的一端连接一功率二极管阳极和一功率二极管D 2的阴极；所述功率二极管D i的阴极连接一中间电容Cb、一功率二极管03的阴极和一功率MOS开关管Q i的漏极；所述中间电容C B的另一端连接一功率二极管仏的阳极和一功率MOS开关管Q 2的源极和一变压器T J勺原边非同名端；所述功率MOS开关管Q1的源极连接到变压器T J勺原边同名端和一功率二极管D 4的阳极，所述功率MOS开关管Q1的栅极连接第一路PWM控制信号；所述功率二极管D 3的阳极连接到所述功率MOS开关管Q2的漏极、所述功率二极管D 4的阴极和一电感LBOTSt的一端；所述的功率MOS开关管Q2的栅极连接第二路PWM控制信号；所述电感LBOTSt的另一端连接到输入电源的另一端；所述变压器Tr的副边非同名端连接一功率二极管D5的阳极；所述功率二极管D 5的阴极连接到输出电容C2的正端；所述输出电容C 2的负端连接到变压器Tr副边的同名端；所述电容C2的正、负端连接所述LED驱动电路的LED负载。
[0007]在本发明一实施例中，变压器Tr是高频变压器，原副边同名端是反方向的。
[0008]在本发明一实施例中，所述功率二极管D1、功率二极管D2、功率二极管D3、功率二极管D4、功率二极管D5是快恢复二极管。
[0009]在本发明一实施例中，所述中间电容(^是电解电容。
[0010]在本发明一实施例中，所述输出电容C2是电解电容。
[0011]在本发明一实施例中，所述功率MOS开关管QjP Q 2分电源周期米用互补导通，功率MOS管开关Q2只在电源负半周期高频工作；功率MOS开关管Q 1在所有电源周期高频工作。
[0012]相较于现有技术，本发明具有以下有益效果:
1.相对于两级无桥双Boost+Flyback电路，单级集成电路少了一个开关管，减少了功率半导体器件的数量，可以有效降低成本；
2.单级电路只需要一套控制方案，减小了控制电路的复杂性，同时也可以节约成本；
3.与BoostPFC电路相比，本发明减少输入功率整流二极管桥损耗，在低压输入时具有更低的导通损耗，具有更高的变换效率；
4.本发明具有无桥双Boost电路和Flyback电路的优点，在能实现高功率因数的同时，实现恒流输出控制，无整流桥、一套控制电路，控制简单，节约成本，提高了整机效率，降低了系统的复杂性。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的一种单级无桥双Boost与Flyback集成的LED驱动电路原理图。
[0014]图2是本发明的一种单级无桥双Boost与Flyback集成的LED驱动电路在电感LB(K)St电流断续模式工作，输入交流电压正半周、功率MOS开关管Q 1导通时的工作模态示意图。
[0015]图3是本发明的一种单级无桥Boost+Flyback集成的LED驱动电路在电感电流断续模式工作，输入交流电压正半周、功率MOS开关管Q1关断时电感L B(K)St电流给中间电容充电的工作模态示意图。
[0016]图4本发明的一种单级无桥双Boost与Flyback集成的LED驱动电路在电感电流断续模式工作，输入交流电压正半周、功率MOS开关管Q1关断时电感L B(rast电流为O时的工作模态示意图。
[0017]图5是本发明的一种单级无桥双Boost与Flyback集成的LED驱动电路在电感电流断续模式工作，输入交流电压负半周、功率MOS开关管Q2导通时电感L B(K)St电流充电的工作模态示意图。
[0018]图6是本发明的一种单级无桥双Boost与Flyback集成的LED驱动电路在电感电流断续模式工作，输入交流电压负半周、功率MOS开关管Qr Q2关断、处于死区时电感LBOTSt给中间电容充电的工作模态示意图。
[0019]图7是本发明的一种单级无桥双Boost与Flyback集成的LED驱动电路在电感电流断续模式工作，输入交流电压负半周、功率MOS开关管％导通中间电容给反激变压器充电的工作模态示意图。
[0020]图8是本发明的一种单级无桥双Boost与Flyback集成的LED驱动电路在电感电流断续模式工作，输入交流电压负半周、功率MOS开关管Q1W2关断、处于死区时反激变压器给负载LED供电的工作模态示意图。
【具体实施方式】
[0021 ] 下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
[0022]本发明的一种高效单级LED驱动电路，具体为一种单级无桥双Boost与Flyback集成的LED驱动电路，包括一输入交流电压源Vin，所述输入交流电压源Vin的一端连接一功率二极管Dl阳极和一功率二极管D2的阴极；所述功率二极管阴极连接一中间电容CB、一功率二极管队的阴极和一功率MOS开关管Q i的漏极；所述中间电容C ^勺另一端连接所述功率二极管仏的阳极和一功率MOS开关管Q2的源极和一变压器Tr的原边非同名端；所述功率MOS开关管Q1的源极连接到变压器Tr的原边同名端和一功率二极管D 4的阳极，所述功率MOS开关管Q1的栅极连接一第一路