单级型led驱动电源的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种单级型LED驱动电源，包括用于输入交流供电电压的AC输入端；与AC输入端相连，用于将输入的全波交流电压转换为半波交流电压的整流电路；与整流电路连接，用于对整流电路输出的半波交流电压进行整流及滤波并生成用于驱动LED驱动电流的单级PFC电路；与单级PFC电路相连，控制电路通断的开关元件；与开关元件和单级PFC电路均连接，用于反馈控制调节驱动电流，使驱动电流保持恒定的反馈控制电路。本发明装置结构简单，成本低、体积小巧，并将变压器漏感能量回馈到电流输入端，提高了变换器的工作效率，同时无需附加电路即可避免了开关管关断时两端的电压尖峰。
【专利说明】单级型LED驱动电源
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电源驱动电路，具体涉及一种带漏感能量回馈通路的单级型LED驱动电源。
【背景技术】
[0002]由于隔离式LED (Light-Emitting Diode，发光二极管)驱动器具有低成本和系统简单的优点，其在各种AC-DC (Alternating Current-Direct Current,交流-直流电源)的照明产品中的应用引起了越来越多的关注。出于多路输出和安全的考虑，LED驱动电源一般采用Flyback变换器，需要进行恒定电流控制来保证LED工作特性。目前市面上现有此类设备的驱动电源，变压器漏感能量无法利用，一般工作效率低、器件多、体积大，而且需要附加其他电路来消除MOSFET管关断时的漏源电压尖峰。这类老款的驱动电源应用在中小功率场合中没有优势。
【发明内容】
[0003]发明目的:本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种工作效率高、体积小的带漏感能量回馈通路的单级型LED驱动电源。
[0004]技术方案:为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为:
[0005]一种单级型LED驱动电源，包括:AC输入端，用于输入交流供电电压；整流电路，与所述AC输入端连接，用于将输入的全波交流电压转换为半波交流电压；单级PFC电路，与整流电路连接，用于对整流电路输出的半波交流电压进行整流及滤波并生成用于驱动LED的驱动电流；开关元件，与单级PFC电路相连，用于控制电路通断；反馈控制电路，与开关元件和单级PFC电路均连接，用于反馈控制调节驱动电流，使驱动电流保持恒定。
[0006]所述开关元件为MOS管Q1。
[0007]所述单级PFC电路包括功率电感L1、中间电容Cm、续流二极管Dk、输入电容C1、限流二极管D2、变压器T、输出二极管Dl以及输出电容Co ;功率电感L1的一端与整流电路输出端连接、另一端与中间电容Cm —端和MOS管Q1的漏极分别连接；中间电容Cm另一端与续流二极管Dk阳极和限流二极管D2阴极分别连接，续流二极管Dk阴极与整流电路输出端连接，限流二极管D2阳极与变压器T原边一端连接，变压器T原边另一端接地；输入电容C1一端与整流电路输出端连接，另一端与MOS管Q1的源极连接；变压器T副边一端与输出二极管Dl的阳极连接，另一端与输出电容Co和公共端分别连接，输出电容Co另一端与输出二极管Dl的阴极连接；输出电容Co与LED连接。
[0008]所述反馈控制电路包括隔离驱动电路、比较器一、比较器二和反馈补偿电路；比较器二反向输入端与反馈补偿电路连接，比较器二的正向输入端与基准电压产生电路连接，比较器一反向输入端与比较器二的输出端连接，比较器一正向输入端与三角波产生电路连接，隔离驱动电路的输入端与比较器一输出端连接，隔离驱动电路的输出端与MOS管Q1的栅极连接。[0009]所述反馈控制电路还包括输出电流检测电阻Rs，所述输出电流检测电阻Rs的一端与所述比较器二的反向输入端连接，另一端与输出电容Co连接。
[0010]所述单级型LED驱动电源的一个开关周期工作过程如下:
[0011]模态1:当MOS管Q1导通时，限流二极管D2导通、续流二极管Dk和输出二极管Dl均关断，输出电容Co向LED提供驱动电流至MOS管Q1关断时进入模态2 ；
[0012]模态2 =MOS管Q1关断，续流二极管DK、限流二极管D2和输出二极管Dl均导通，功率电感L1对中间电容Cm进行充电，变压器T漏感Llk与输入电容C1发生谐振，变压器T漏感Llk电流通过续流二极管Dk将能量回馈到单级PFC电路电流输入端，变压器T 二次侧电感Ls对输出电容Co充电并向LED提供驱动电流，至漏感电流iUk等于零、限流二极管D2关断时进入模态3 ；
[0013]变压器漏感Llk与输入电容C1发生谐振阶段的完成时间:
[0014]
【权利要求】
1.一种单级型LED驱动电源，其特征在于，包括: AC输入端,用于输入交流供电电压； 整流电路(101)，与所述AC输入端连接，用于将输入的全波交流电压转换为半波交流电压； 单级PFC电路，与整流电路(101)连接，用于对整流电路(101)输出的半波交流电压进行整流及滤波并生成用于驱动LED的驱动电流； 开关元件，与单级PFC电路相连，用于控制电路通断； 反馈控制电路，与开关元件和单级PFC电路均连接，用于反馈控制调节驱动电流，使驱动电流保持恒定。
2.根据权利要求1所述的单级型LED驱动电源，其特征在于:所述开关元件为MOS管Q1 (106)。
3.根据权利要求1所述的单级型LED驱动电源，其特征在于:所述单级PFC电路包括功率电感L1 (102)、中间电容Cm (103)、续流二极管Dk (104)、输入电容C1 (105)、限流二极管D2 (107)、变压器T (108)、输出二极管D1 (111)以及输出电容Co (112);功率电感L1 (102)的一端与整流电路(101)输出端连接、另一端与中间电容Cm (103)—端和MOS管Q1 (106)的漏极分别连接；中间电容Cm (103)另一端与续流二极管Dk (104)阳极和限流二极管D2 (107)阴极分别连接，续流二极管Dk (104)阴极与整流电路(101)输出端连接，限流二极管D2 (107)阳极与变压器T (108)原边一端连接，变压器T (108)原边另一端接地；输入电容C1 (105) —端与整流 电路(101)输出端连接，另一端与MOS管Q1 (106)的源极连接；变压器T (108)副边一端与输出二极管D1 (111)的阳极连接，另一端与输出电容Co (112)和公共端分别连接，输出电容Co (112)另一端与输出二极管D1 (111)的阴极连接；输出电容Co (112)与LED连接。
4.根据权利要求1所述的单级型LED驱动电源，其特征在于:所述反馈控制电路包括隔离驱动电路(109)、比较器一(110)、比较器二(113)和反馈补偿电路；比较器二(113)反向输入端与反馈补偿电路连接，比较器二(113)的正向输入端与基准电压产生电路连接，比较器一(I 10)反向输入端与比较器二(I 13)的输出端连接，比较器一(110)正向输入端与三角波产生电路连接，隔离驱动电路(109)的输入端与比较器一(110)输出端连接，隔离驱动电路(109)的输出端与MOS管Q1 (106)的栅极连接。
5.根据权利要求4所述的单级型LED驱动电源，其特征在于:所述反馈控制电路还包括输出电流检测电阻Rs，所述输出电流检测电阻Rs的一端与所述比较器二(113)的反向输入端连接，另一端与输出电容Co (112)连接。
6.根据权利要求1所述的单级型LED驱动电源，其特征在于，所述单级型LED驱动电源的一个开关周期工作过程如下: 模态1:当皿^管％ (106)导通时，限流二极管D2 (107)导通、续流二极管Dk (104)和输出二极管D1 (111)均关断，输出电容Co (112)向LED提供驱动电流至MOS管Q1 (106)关断时进入|旲态2 ； 模态2旧03管％ (106)关断，续流二极管Dk (104)、限流二极管D2 (107)和输出二极管01 (111)均导通，功率电感L1 (102)对中间电容Ccd (103)进行充电，变压器T (108)漏感Llk与输入电容C1 (105)发生谐振，变压器T (108)漏感Llk电流通过续流二极管Dk(104)将能量回馈到单级PFC电路电流输入端，变压器T (108) 二次侧电感Ls对输出电容Co (112)充电并向LED提供驱动电流，当漏感电流iUk等于零、限流二极管D2 (107)关断时进入模态3 ； 模态3:漏感电流iUk等于零后，续流二极管DK104和输出二极管D1 (111)均导通，限流二极管D2 (107)关断，功率电感L1 (102)电流込和变压器T (108) 二次侧电感^继续减小，如果输入电源为高线电压，电流U比iu先减少到零，进入模态4-a ;如果输入电源为低线电压，电流iu比U先减少到零，进入模态4-b ； 模态4-a:续流二极管Dk (104)导通，限流二极管D2 (107)和输出二极管D1 (111)均关断，输出电容Co (112)为LED提供驱动电流，电流iu继续减少到零时进入模态5 ; 模态4-b:输出二极管D1 (111)导通，限流二极管D2 (107)和续流二极管Dk (104)均关断，电流U流过二极管D1 (111)为LED提供驱动电流，电流U继续减少到零时进入模态5 ; 模态5:电流、和U都为零，续流二极管Dk (104)、限流二极管D2 (107)和输出二极管01 (111)均关断，输出电容Co (112)为LED提供驱动电流。
7.根据权利要求6所述的单级型LED驱动电源，其特征在于:模态2中所述MOS管Q1(106)的关断的持续时间t。^大于变压器T (108)一次侧漏感Llk与输入电容C1 (105)发生谐振的时间
【文档编号】H02M5/18GK103874295SQ201410098428
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2014年3月17日
【发明者】杨岳毅, 杨飏, 张铁竹, 宋奇吼 申请人:杨岳毅, 杨飏, 张铁竹, 宋奇吼