一种非隔离多路无源均流的LED驱动电源的制作方法

本发明涉及一种非隔离多路无源均流的LED驱动电源。

背景技术：
近年来，能源紧缺的现状使得人类愈发认识到节能减排的重要性。LED作为一种新型的照明光源具有寿命长、节能环保等优点逐步受到人们的青睐，成为了照明领域的关注焦点。而高效可靠的LED驱动电源则是LED照明快速发展的关键。驱动电源是LED的动力之源，其正向电流决定LED的亮度、光通量和发光效率等光学性能指标，而其正向电压与正向电流的指数关系使得很小的电压波动就会导致较大的电流变化。将LED串联可以保证其正向电流相等，但过多的LED串联会使驱动电压过高、可靠性降低，实际应用中通常采用多串LED并联构成大功率LED照明灯具。由于LED正向电压的离散性，需要采用均流措施才能保证各串LED灯的正向电流相等。因此，多路均流驱动是目前LED驱动电源领域研究的热点之一。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种非隔离多路无源均流的LED驱动电源，可实现任意2N路LED灯个数相同或不同时各路LED灯负载的均流输出，具有电路简单、效率高和均流效果好等优点。为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种非隔离多路无源均流的LED驱动电源，包括半桥LCL谐振网络、均流网络和LED灯负载电路，所述LED灯负载电路包括2N路LED灯负载；所述半桥LCL谐振网络通过所述均流网络实现所述2N路LED灯负载的均流输出；所述均流网络包括第1至第2N电容、第1至第2N整流二极管，第1整流二极管的负极与第2整流二极管的正极相连接，并经第1电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第一输出端，第1整流二极管的正极与所述LED灯负载电路的第1路LED灯负载的负极连接，所述第1路LED灯负载的正极与所述LED灯负载电路的第2N路LED灯负载的负极连接，并经第2N电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第二输出端，第2整流二极管的负极与所述LED灯负载电路的第2路LED灯负载的正极连接，所述第2路LED灯负载的负极与所述LED灯负载电路的第3路LED灯负载的正极相连接，并经第N+1电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第二输出端；第（2i-1）整流二极管的负极与第2i整流二极管的正极相连接，并经第i电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第一输出端，第（2i-1）整流二极管的正极与所述LED灯负载电路的第（2i-1）路LED灯负载的负极连接，第2i整流二极管的负极与所述LED灯负载电路的第2i路LED灯负载的正极连接，所述第2i路LED灯负载的正极与所述LED灯负载电路的第（2i+1）路LED灯负载的正极连接，并经第（N+i）电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第二输出端；所述第2N-1整流二极管的负极与第2N整流二极管的正极相连接，并经第N电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第一输出端，所述第2N-1整流二极管的正极与所述LED灯负载电路的第2N-1路LED灯负载的负极连接，所述第2N整流二极管的负极与所述LED灯负载电路的第2N路LED灯负载的正极连接；其中，i取2到N-1，其中，N为大于等于2的自然数。在本发明一实施例中，所述半桥LCL谐振网络包括第一至第二开关管、主电容和第一至第二电感，所述第一开关管的漏极连接电源输入正极，所述第二开关管的源极连接电源输入负极，第一开关管的源极与第二开关管的漏极相连接，并经第一电感分别与第二电感的一端、主电容的一端连接，所述第二电感的另一端作为所述半桥LCL谐振网络的第一输出端，所述主电容的另一端连接至电源输入负极作为所述半桥LCL谐振网络的第二输出端。在本发明一实施例中，所述LED灯负载电路的每一路LED灯负载均由串联连接的多个LED灯组成。在本发明一实施例中，所述每一路LED灯负载的LED灯个数相同或不同。在本发明一实施例中，所述N为2，所述均流网络包括第1至第4电容、第1至第4整流二极管，第1整流二极管的负极与第2整流二极管的正极相连接，并经第1电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第一输出端，第1整流二极管的正极与所述LED灯负载电路的第1路LED灯负载的负极连接，所述第1路LED灯负载的正极与所述LED灯负载电路的第4路LED灯负载的负极连接，并经第4电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第二输出端，第2整流二极管的负极与所述LED灯负载电路的第2路LED灯负载的正极连接，所述第2路LED灯负载的负极与所述LED灯负载电路的第3路LED灯负载的正极相连接，并经第3电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第二输出端，第3整流二极管的负极与第4整流二极管的正极相连接，并经第2电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第一输出端，第3整流二极管的正极与所述第3路LED灯负载的负极连接，第4整流二极管的负极与所述LED灯负载电路的第4路LED灯负载的正极连接。在本发明一实施例中，所述LED灯负载电路的每一路LED灯负载均由串联连接的多个LED灯组成。在本发明一实施例中，所述每一路LED灯负载的LED灯个数相同或不同。相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明所提出的基于半桥LCL谐振网络的2N路LED灯无源均流电路，可为四路或任意2N路相同或不同个数的LED灯负载实现均流输出，具有电路简单、效率高和均流效果好等优点。附图说明图1为本发明2N路LED灯负载均流电路。图2为本发明4路LED灯负载均流电路。图3为不加均流电路时4路电阻分别为200欧、300欧、400欧、500欧时电流波形图。图4为加2路均流电路下4路电阻分别为200欧、300欧、400欧、500欧时电流波形图。图5为加4路均流电路下4路电阻分别为200欧、300欧、400欧、500欧时电流波形图。具体实施方式下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。本发明的一种非隔离多路无源均流的LED驱动电源，包括半桥LCL谐振网络、均流网络和LED灯负载电路，所述LED灯负载电路包括2N路LED灯负载；所述半桥LCL谐振网络通过所述均流网络实现所述2N路LED灯负载的均流输出；所述均流网络包括第1至第2N电容、第1至第2N整流二极管，第1整流二极管的负极与第2整流二极管的正极相连接，并经第1电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第一输出端，第1整流二极管的正极与所述LED灯负载电路的第1路LED灯负载的负极连接，所述第1路LED灯负载的正极与所述LED灯负载电路的第2N路LED灯负载的负极连接，并经第2N电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第二输出端，第2整流二极管的负极与所述LED灯负载电路的第2路LED灯负载的正极连接，所述第2路LED灯负载的负极与所述LED灯负载电路的第3路LED灯负载的正极相连接，并经第N+1电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第二输出端；第（2i-1）整流二极管的负极与第2i整流二极管的正极相连接，并经第i电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第一输出端，第（2i-1）整流二极管的正极与所述LED灯负载电路的第（2i-1）路LED灯负载的负极连接，第2i整流二极管的负极与所述LED灯负载电路的第2i路LED灯负载的正极连接，所述第2i路LED灯负载的正极与所述LED灯负载电路的第（2i+1）路LED灯负载的正极连接，并经第（N+i）电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第二输出端；所述第2N-1整流二极管的负极与第2N整流二极管的正极相连接，并经第N电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第一输出端，所述第2N-1整流二极管的正极与所述LED灯负载电路的第2N-1路LED灯负载的负极连接，所述第2N整流二极管的负极与所述LED灯负载电路的第2N路LED灯负载的正极连接；其中，i取2到N-1，其中，N为大于等于2的自然数。在本发明中，所述半桥LCL谐振网络包括第一至第二开关管、主电容和第一至第二电感，所述第一开关管的漏极连接电源输入正极，所述第二开关管的源极连接电源输入负极，第一开关管的源极与第二开关管的漏极相连接，并经第一电感分别与第二电感的一端、主电容的一端连接，所述第二电感的另一端作为所述半桥LCL谐振网络的第一输出端，所述主电容的另一端连接至电源输入负极作为所述半桥LCL谐振网络的第二输出端。在本发明中，所述LED灯负载电路的每一路LED灯负载均由串联连接的多个LED灯组成。在本发明中，所述每一路LED灯负载的LED灯个数相同或不同。所述N为2，所述均流网络包括第1至第4电容、第1至第4整流二极管，第1整流二极管的负极与第2整流二极管的正极相连接，并经第1电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第一输出端，第1整流二极管的正极与所述LED灯负载电路的第1路LED灯负载的负极连接，所述第1路LED灯负载的正极与所述LED灯负载电路的第4路LED灯负载的负极连接，并经第4电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第二输出端，第2整流二极管的负极与所述LED灯负载电路的第2路LED灯负载的正极连接，所述第2路LED灯负载的负极与所述LED灯负载电路的第3路LED灯负载的正极相连接，并经第3电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第二输出端，第3整流二极管的负极与第4整流二极管的正极相连接，并经第2电容连接至所述半桥LCL谐振网络的第一输出端，第3整流二极管的正极与所述第3路LED灯负载的负极连接，第4整流二极管的负极与所述LED灯负载电路的第4路LED灯负载的正极连接。本发明的4路均流原理如下：四路LED灯负载，第1路LED灯负载由D1、LED1,1，…和LED1,n等组成；第2路LED灯负载由D2、LED2,1，…和LED2,n等组成；第3路LED灯负载由D3、LED3,1，…和LED3,n等组成；第4路LED灯负载由D4、LED4,1，…和LED4,n等组成。由开关管M1、M2、第一谐振电感L1、第二谐振电感L2和谐振电容C0组成的半桥LCL谐振网络，谐振网络输出通过均流电容C12、C23、C34、C41和整流二极管D1、D2、D3和D4与4路LED灯负载相连。半桥LCL谐振网络工作在谐振状态产生恒定的交流信号，通过均流电容C12、C23、C34、C41给4路LED灯负载供电。均流电容C12实现第1路和第2路LED灯负载的均流，均流电容C23实现第2路和第3路LED灯负载的均流，均流电容C34实现第3路和第4路LED灯负载的均流，均流电容C41实现第4路和第1路LED灯负载的均流，所提出的基于LCL谐振变换器的四路无源均流输出策略，可拓展到任意2N路，并实现各路LED灯个数相同或不同时各路LED灯负载的均流输出，所述的N为不小于2的自然数。以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。