基于反激式变换器的无电解电容无频闪LED驱动电源的制作方法

本实用新型涉及一种led驱动电源设计方法，属于驱动电源领域，更具体地说涉及一种基于反激式变换器的无电解电容无频闪led驱动电源。

背景技术：

传统为了将led接入市电，需要一个ac转dc的转换电路，即，led驱动电源电路。驱动电源是led照明的能量之源，其输出电流与led照明的亮度、光效等光学性能指标存在密切的联系。在交流输入情况下，传统的led驱动电源一般由适配器和驱动器两部分组成。这种两级驱动方式，一级是用于功率因数校正，一级是用于调节输出电流，但在适配器电路中往往需要用到电解电容来作为能量存储部件，而额定工作条件下的电解电容的寿命一般只有几千小时，这与led照明的理论寿命(数万小时，甚至十万小时)相差甚远，因此电解电容成为影响led驱动电源寿命的最主要因素之一。同时，电解电容体积较大，对驱动电源的功率密度也存在较大的影响，因此，需要研究开发无电解电容led驱动电源。由于不含电解电容，驱动电流中定含有两倍工频的交流分量。由于，led的响应速度非常快，输入电流的波动在几个纳秒内就可反映到其光输出波动上。这种效应达到一定的程度，就会使观察者对环境的视觉感知发生变化，这种感知变化即频闪，它往往是不希望发生的，甚至是有害的。因此，我们需要对现有的电源驱动设计方案进行改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的缺点，提供一种基于反激式变换器的无电解电容无频闪led驱动电源，解决传统led驱动电源存在的驱动电源寿命短、体积大，两级式驱动电源效率低，led负载电流纹波过大引起输出光的频闪等问题，选用反激式变换器，使其工作在电流断续模式，只需保持开关管的占空比恒定，则可以实现功率因数校正。在输出端，并联一个双向变换电路和输出电流纹波抑制电路，在给led负载进行供电的同时还可以消除led驱动电流中的两倍工频的交流分量。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于反激式变换器的无电解电容无频闪led驱动电源，包括一个输入滤波电路、一个桥式整流电路、一个pfc变换器、一个双向变换器、一个输出电流纹波抑制电路；其中输入滤波电路由第1电感lf和第1电容cf串联而成，交流ac接输入滤波电路二端，桥式整流电路由4个二极管按常规电路连接而成，桥式整流电路的输入端连接于第1电容cf的二端，其输出端连接pfc变换器输入端，其中：二极管dr2与二极管dr3异名端接第1电容cf的负极性端，pfc变换器的第一输出线圈n2的相端依次连接第5二极管vd1、第2电容co后接入第一输出线圈n2的地端，第一输出线圈n2的地端与第二输出线圈n3的地端共同接第2电容co的负极性端；第5二极管vd1、第2电容co、第1电阻r1的共端连接第2电感lo后输出端为驱动电源的正极输出端led+；

pfc变换器的第二输出线圈n3的相端依次连接第6二极管vd2、第3电容cb后接入第二输出线圈n3的地端，第二输出线圈n3的地端接地；第3电容cb二端并联双向变换器，所述双向变换器由第二场效应管q2、第3电感lb、第7二极管vb组成，其中第二场效应管q2漏极接第3电容cb与第6二极管vd2的共端，第7二极管vb的另一端接第二输出线圈n3的地端；第二场效应管q2源极接第3电感lb与第7二极管vb的共端；第3电感lb的另一端接入第5二极管vd1、第2电容co、第1电阻r1、第2电感lo的共端；

输出电流纹波抑制电路由第1纹波电流抑制芯片mt7636及其外围电路组成；第1纹波电流抑制芯片mt7636的管脚1与第1电阻电阻r1和第4电容c1的共端相连；第1纹波电流抑制芯片mt7636的管脚3接第5电容c2；第三场效应管q3的栅极接第1纹波电流抑制芯片mt7636的管脚4，第三场效应管q3的源极接第3电阻rcs，第三场效应管q3的漏极接第2电阻r2后接第1纹波电流抑制芯片mt7636的管脚6；第1纹波电流抑制芯片mt7636的管脚5接第3电阻rcs后与第4电容c1、第5电容c2的共端接入第1纹波电流抑制芯片mt7636的管脚2；第三场效应管q3的漏极与第2电阻r2的共端作为驱动电源的负极输出端led-；第三场效应管q3的源极接第1纹波电流抑制芯片mt7636的管脚5与第3电阻rcs的共端。

进一步，所述pfc变换器输入端依次由第一线圈n1、起开关作用的第一场效应管q1连接而成，第一场效应管q1的漏极接第一线圈n1后端，第一场效应管q1的源极接二极管dr3与二极管dr4的共端；第一场效应管q1的栅极和第二场效应管q2的栅极分别接不同的驱动信号。

进一步，所述桥式整流电路由4个二极管dr1、dr2、dr3、dr4组成一个桥式整流电路，二极管dr1的阳极与二极管dr4的阴极相连接，二极管dr1的阴极与二极管dr2的阴极相连接，二极管dr3的阳极与二极管dr4的阳极相连接，二极管dr3的阴极与二极管dr2的阳极相连接。

更进一步，所述电路中所涉及的所有电容均为非电解电容。

综上所述，本实用新型的一种基于反激式变换器的无电解电容无频闪led驱动电源寿命长、体积小，驱动电源效率高，能有效抑制led负载电流纹波所引起的输出光的频闪。本产品能弥补现有产品的不足，定能产生较好的经济效益。

附图说明

图1是基于反激式变换器的无电解电容led驱动电源电路图。

具体实施方式

实施例1

本实施例1所描述的一种基于反激式变换器的无电解电容无频闪led驱动电源，如图1所示，包括一个输入滤波电路、一个桥式整流电路、一个pfc变换器、一个双向变换器、一个输出电流纹波抑制电路；其中输入滤波电路由第1电感lf和第1电容cf串联而成，交流ac接输入滤波电路二端，桥式整流电路由4个二极管按常规电路连接而成，桥式整流电路的输入端连接于第1电容cf的二端，其输出端连接pfc变换器输入端，其中：二极管dr2与二极管dr3异名端接第1电容cf的负极性端，pfc变换器的第一输出线圈n2的相端依次连接第5二极管vd1、第2电容co后接入第一输出线圈n2的地端，第一输出线圈n2的地端与第二输出线圈n3的地端共同接第2电容co的负极性端；第5二极管vd1、第2电容co、第1电阻r1的共端连接第2电感lo后输出端为驱动电源的正极输出端led+；

pfc变换器的第二输出线圈n3的相端依次连接第6二极管vd2、第3电容cb后接入第二输出线圈n3的地端，第二输出线圈n3的地端接地；第3电容cb二端并联双向变换器，所述双向变换器由第二场效应管q2、第3电感lb、第7二极管vb组成，其中第二场效应管q2漏极接第3电容cb与第6二极管vd2的共端，第7二极管vb的另一端接第二输出线圈n3的地端；第二场效应管q2源极接第3电感lb与第7二极管vb的共端；第3电感lb的另一端接入第5二极管vd1、第2电容co、第1电阻r1、第2电感lo的共端；

输出电流纹波抑制电路由第1纹波电流抑制芯片mt7636及其外围电路组成；第1纹波电流抑制芯片mt7636的管脚1与第1电阻电阻r1和第4电容c1的共端相连；第1纹波电流抑制芯片mt7636的管脚3接第5电容c2；第三场效应管q3的栅极接第1纹波电流抑制芯片mt7636的管脚4，第三场效应管q3的源极接第3电阻rcs，第三场效应管q3的漏极接第2电阻r2后接第1纹波电流抑制芯片mt7636的管脚6；第1纹波电流抑制芯片mt7636的管脚5接第3电阻rcs后与第4电容c1、第5电容c2的共端接入第1纹波电流抑制芯片mt7636的管脚2；第三场效应管q3的漏极与第2电阻r2的共端作为驱动电源的负极输出端led-；第三场效应管q3的源极接第1纹波电流抑制芯片mt7636的管脚5与第3电阻rcs的共端。

所述pfc变换器输入端依次由第一线圈n1、起开关作用的第一场效应管q1连接而成，第一场效应管q1的漏极接第一线圈n1后端，第一场效应管q1的源极接二极管dr3与二极管dr4的共端；第一场效应管q1的栅极和第二场效应管q2的栅极分别接不同的驱动信号。

所述桥式整流电路由4个二极管dr1、dr2、dr3、dr4组成一个桥式整流电路，二极管dr1的阳极与二极管dr4的阴极相连接，二极管dr1的阴极与二极管dr2的阴极相连接，二极管dr3的阳极与二极管dr4的阳极相连接，二极管dr3的阴极与二极管dr2的阳极相连接。

所述电路中所涉及的所有电容均为非电解电容。

在交流ac输入端，第1电感lf和第1电容cf组成一个lc输入滤波电路，用于滤除交流电源输入电流中的谐波分量。

第3电容cb是电路中最为主要的储能部件，第2电容co虽然也可以储存能量，但与第3电容cb的储能相比可以几乎可以忽略不计。第2电容co与pfc反激变换器第一输出线圈n2连接，cb连接pfc反激变换器第二输出线圈n3连接。通过第1场效应管q1控制pfc反激变换器第一线圈n1的开断，使其工作在电流断续模式。

电感lo与led负载串联，构成一个低通滤波器，以阻止高频分量流过；电容co与led负载并联，构成一个高频回路，为pfc变换器和双向变换器的输出电流io1和io2中的高频分量提供通路。

为了储存更多的能量，与led负载或滤波电容c0比，主要储能电容cb的端电压需保持更高值。电感lb与二极管vb组成双向变换器，受第2场效应管q2的控制，以确保电容cb两端的电压大小，使变换器工作在电流断续模式。一方面，当输入电源功率不足时，能让输出电流快速得到补偿；另一面，当输入电源功率过高时，将能量储存在电容cb中。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的结构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。