专利名称：无电解电容led电源的功率变换方法及其应用电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED照明技术领域，尤其是一种低功率、高功率因素的无电解电容的 功率变换方法以及使用该方法的LED电源驱动电路。
背景技术：
LED光源具有绿色环保、高效节能、超长寿命等优点。目前，我国正在实施碳排放的 减排计划，推广应用节能降耗产品，LED光源正是照明领域实现这一计划的重要方面。大力 发展和推广高效、节能的LED照明器具，节约商业及民用照明用电，减少碳排放、环境污染 及光污染，建立一个优质高效、经济舒适、安全可靠、有益环境的照明系统，这就需要一个稳 定、可靠、高效，高功率因数的LED驱动电源。现有LED路灯的驱动电源往往不能满足LED 光源低功率、高功率因素的要求，驱动电源的使用寿命与LED光源的使用寿命差距较大，其 驱动性能并不理想。因此设计高可靠性的LED电源，充分满足LED工作所需的驱动要求，最 大限度发挥LED的性能，减少故障的发生成为必然趋势。
发明内容
针对以上现有LED驱动电源的不足，本发明的目的是提供一种低功率、高功率因 素，无电解电容的功率变换方法以及使用该方法的LED电源电路。本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的无电解电容LED电源的功率变换方法，所述无电解电容LED电源利用输入电流波 形跟随电压波形的变化而变化，使总谐波失真减少，提高LED电源的功率因数。作为本发明的优选技术方案，所述输入电流波形跟随输入电压的波形接近正弦 波，并与输入的电网电压保持同相，从而校正所述LED电源的功率因数，减少总谐波失真。 本发明完全不需要电解电容，就能达到功率变换的目的。无电解电容LED电源的驱动电路，所述电路包括AC输入端、EMI滤波单元、整流单 元、电压变换单元、输出整流滤波单元、输出供给LED单元和脉宽控制单元，所述AC输入端 依次与EMI滤波单元、整流单元、电压变换单元、输出整流滤波单元、输出供给LED单元连 接，所述输出供给LED单元分别经电流控制单元、电压控制单元与脉宽控制单元连接；所述整流单元经线上电压电流检测单元与脉宽控制单元连接；所述脉宽控制单元经功率开关单元与电压变换单元连接。本发明的有益效果是相对于现有技术，本发明利用交流线路电流追踪电压波形 的瞬时变化，并使电流和电压保持同相位，使LED驱动电源系统呈纯电阻性(线路电流波形 校正技术)。本发明使LED电源保持低功率、高功率因数，并使总谐波失真小；本发明无电 解电容，显著提高了 LED电源的使用寿命。
下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明
图1是本发明的原理方框图；图2是本发明的主电路结构示意图。
具体实施例方式如图1和图2所示，无电解电容LED电源的功率变换方法，所述LED电源利用输入 电流波形跟随电压波形的变化而变化，针对LED低功率隔离电源的要求，使总谐波失真减 少，提高LED电源的功率因数。本实施例中，所述输入电流波形跟随输入电压的波形接近 正弦波，并与输入的电网电压保持同相，从而校正所述LED电源的功率因数，减少总谐波失 真。本发明完全不需要电解电容，就能达到功率变换的目的。无电解电容LED电源的驱动电路，所述电路包括AC输入端、EMI滤波单元、整流单 元、电压变换单元、输出整流滤波单元、输出供给LED单元和脉宽控制单元，所述AC输入端 依次与EMI滤波单元、整流单元、电压变换单元、输出整流滤波单元、输出供给LED单元连 接，所述输出供给LED单元分别经电流控制单元、电压控制单元与脉宽控制单元连接；所述 整流单元经线上电压电流检测单元与脉宽控制单元连接；所述脉宽控制单元经功率开关单 元与电压变换单元连接。如图1和图2所示，当接通AC线路后，由于电容C2、C3容值仅为0. 1-0.22F，只用 作高频旁路，桥式整流输出为IOOHz的正弦半波脉动电压(VR)，通过电阻R4、R5的电流对 电容C6充电，当C6上的电压升至IC(Ul)的启动门限以上时，接通IC电源电压(VDD)，IC 开始工作，并驱动PFC开关Ql动作，一旦PFC变换器进入正常运行状态，电感器Tl的次级 绕组则感生高频脉冲信号，经二极管D2整流和电容C6滤波，为IC提供工作电压和电流，桥 式整流后AC输入电压经Rl、R2与R3组成的电阻分压器分压，作为乘法器的一个输入。变 换器的DC输出电压，通过光耦反馈到IC(Ul)误差放大器的反相输入端，并与误差放大器同 相输入端上的参考电压VREF比较，产生一个DC误差电压VEA0，也输入到乘法器。乘法器的 输出VMO是两个输入(VMl和VM2)的结果，作为IC(Ul)电流感测比较器的参考。当IC驱动Ql导通时，二极管D4截止，流过Tl的电流从0沿斜坡线性增加，并全 部通过Ql和地回复。一旦Tl中的电流在开关周期内达到峰值，Ql上的驱动PWM脉冲变为 零电平，Ql截止，变压器Tl中的储能使D5导通，通过Tl的电流沿向下的斜坡下降。IC(Ul) 产生一个新的输出脉冲驱动Ql再次导通，开始下一个开关周期。Ql源极串联电阻R13用作 感测流过Ql的电流。只要R13上的感测电压超过电流传感比较器的触发门限电平，开关Ql 则截止。当AC线路电压从零按正弦规律变化时，乘法器输出VMO为比较器建立的门限强迫 通过Tl的峰值电流跟踪AC电压的轨迹。在各开关周期内Tl电感峰值电流形成的包迹波， 正比于AC输入电压的瞬时变化，呈正弦波波形。在两个开关周期之间，有一个电流为零的 点，但没有死区时间，从而使AC电流通过桥式整流二极管连续流动(二极管的导通角几乎 等于180度)，整流平均电流即为AC输入电流(为电感峰值电流的1/2)，呈正弦波波形，且 与AC线路电压趋于同相位，因而线路功率因数几乎为1 (通常为0. 98-0. 995)，从而使LED 电源达到低功率、高功率因数的目的。
权利要求
一种无电解电容LED电源的功率变换方法，其特征是所述无电解电容LED电源利用输入电流波形跟随电压波形的变化而变化，使总谐波失真减少，提高LED电源的功率因数。
2.根据权利要求1所述的无电解电容LED电源的功率变换方法，其特征是所述输入 电流波形跟随输入电压的波形接近正弦波，并与输入的电网电压保持同相，从而校正所述 LED电源的功率因数，减少总谐波失真。
3.一种无电解电容LED电源的驱动电路，其特征是所述电路包括AC输入端、EMI滤波 单元、整流单元、电压变换单元、输出整流滤波单元、输出供给LED单元和脉宽控制单元，所 述AC输入端依次与EMI滤波单元、整流单元、电压变换单元、输出整流滤波单元、输出供给 LED单元连接，所述输出供给LED单元分别经电流控制单元、电压控制单元与脉宽控制单元 连接；所述整流单元经线上电压电流检测单元与脉宽控制单元连接；所述脉宽控制单元经功 率开关单元与电压变换单元连接。
全文摘要
本发明涉及无电解电容LED电源的功率变换方法及其应用电路，其功率变换方法是LED电源利用输入电流波形跟随电压波形的变化而变化，并与输入电网电压同相，使总谐波失真减少，提高LED电源的功率因数。驱动电路包括依次连接的AC输入端、EMI滤波单元、整流单元、电压变换单元、输出整流滤波单元、输出供给LED单元，输出供给LED单元分别经电流控制单元、电压控制单元与脉宽控制单元连接；整流单元经线上电压电流检测单元与脉宽控制单元连接；脉宽控制单元经功率开关单元与电压变换单元连接。本发明利用交流线路电流追踪电压波形的瞬时变化，并使电流和电压保持同相位，本发明LED电源低功率、高功率因数，显著提高了使用寿命。
文档编号H05B37/02GK101959350SQ20101050895
公开日2011年1月26日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者宋开海, 朱卫军, 陈刚 申请人:珠海市绿色照明科技有限公司;陈刚