基于scc的可均流独立调光多路led驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多路LED均流及调光技术，特别涉及一种基于SCC的可均流独立调光多路LED驱动电路，该电路是一种基于前端LLC谐振变换器和SCC的可均流独立调光的多路LED驱动电路。
【背景技术】
[0002]LED光源具有光效高和寿命长的特点，因此被广泛应用在家用、商业和工业等领域。目前市场上大部分LED光源的单片封装功率为I?3W，这是由于大功率的单片封装难以解决其散热问题。因此，在大部分照明场合，如液晶背光源，街灯及普通照明等，需要同时使用多个LED光源才能满足照明强度要求，并且多个LED光源同时工作时，必须满足亮度均匀。而LED的输出光频谱、发光效率与LED的驱动电流直接相关，为满足亮度均匀要求，需保证流过每只LED的电流相等。最简单的方法是将多个LED灯串联连接，但串联连接的可靠性低，当任意一灯损坏时，整个LED支路无法工作，且串联个数有限，LED支路电压通常为几十伏，不超过安全电压限值。因此，大部分LED照明采用LED串并联相结合的方式。LED是半导体器件，其伏安特性符合指数关系，即电压的微小变化会造成电流的显著变化。LED导通电压除了受驱动电流影响，还受工作温度、时间及个体差异的影响。当多个LED支路并联于同一电压源时，由于导通电压存在差异，每个LED支路中的电流并不完全相等，电流大的支路的LED灯易发生光衰、老化加速甚至熄灭，降低了 LED灯的寿命和可靠性。为了解决不均流问题，可给每个LED支路提供独立的电压源，每条支路电流由单独的变换器控制，电压源幅值等于LED导通压降，由LED电流和LED本身的特性决定，支路间互不影响，保证电流一致性。但该方法结构复杂，每个LED支路需要独立的电流控制和驱动电路，增加了成本。
[0003]基于电容的电荷平衡原理设计的两路均流方案具有高效，低价，简单的优势。特别适用于双端拓扑的整流结构。其主要设计原理是利用电容的伏秒平衡特性，在双端拓扑的变压器副边正负交替输出时，实现电荷平衡进而达到精确，可靠的控制负载电流的目的。利用电容的充放电电荷平衡实现多路输出均流的方法简便、精确、成本低、可靠性高，从能量利用的角度来讲，通过平衡电容可以实现两级的能量变换，大大提高了电路的整体效率水平利用平衡电容进行多路均流的方案中，通过在整流桥变压器副边串联平衡电容保证模块内两路LED负载输出的电流平衡，多个模块间电流通过选取精确匹配的电容实现均衡。以为器件的不确定性使得其均衡特性较差。同时对均流精度的要求也将提高器件选取的成本。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于SCC的可均流独立调光多路LED驱动电路，该LED驱动电路适用于LED多路均流及调光领域，可用于实现多路LED驱动电流自动均衡及可控调光。
[0005]本发明的目的通过下述技术方案实现:一种基于SCC的可均流独立调光多路LED驱动电路，包括:相互连接的半桥逆变单元X、前级LLC谐振变换网络单元Y、第一可控开关电容控制的多路LED均流驱动单元Z1和第二可控开关电容控制的多路LED均流驱动单元Z2，所述第一可控开关电容控制的多路LED均流驱动单元Z1具有可控开关电容SCC中的第一均流可控开关电容30^第二可控开关电容控制的多路LED均流驱动单元Z2具有可控开关电容SCC中的第二均流可控开关电容SCC2;
[0006]所述半桥逆变单元X包括:第一开关皿^管&、第二开关皿)5管出、第一电容C1和第二电容C2;其中，第一开关MOS管Qi的漏极与第一电容Ci的正极均与电源正极相连接;第一电容C1的负极与第二电容(:2的正极相连接;第一开关^^管^的源极和第二开关^)5管出的漏极相连接;第二开关MOS管Q2的源极与第二电容C2的负极均与电源负极相连接。
[0007]所述的前级LLC谐振变换网络单元Y包括:第一谐振电感U，第一谐振电容Cr，第一励磁电感LmW及第一变压器T原边;其中第一谐振电感Lr、第一谐振电容Cr和第一励磁电感Lm相互串联;第一谐振电感Lr的首端和X中第一开关MOS管&的源极相连接;第一谐振电感Lr的末端和第一励磁电感1^的首端均与第一变压器T原边的正极相连接;第一谐振电容Cr的正极和第一励磁电感1^的末端均与第一变压器T原边的负极相连接;第一谐振电容Cr的负极与X中第一电容&的负极相连接。
[0008]所述的第一可控开关电容控制的多路LED均流驱动单元Z1包括:第一变压器副边T1、第一电感L1、可控开关电容SCC1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一输出滤波电容Col、第二输出滤波电容Co2、第一隔直电容Cbl、第一开关电容Csl和第一开关管S1、第一 LED串1、第二 LED串2。第一隔直电容Cbi和第一开关电容Csi的正极均与第一变压器T1副边正极相连接;第一开关管漏极与第一开关电容(^的负极相连接;第一开关管源极和第一隔直电容Cbl的负极均与第一电感L1首端相连接;第一电感1^末端与第一二极管Di的正极、第二二极管D2的负极相连接;第一二极管D1的负极与第一输出滤波电容Cd的正极和第一 LED串I的正极相连接;第一 LED串I的负极、第二 LED串2的负极、第一输出滤波电容Coi的负极、第二输出滤波电容Cci2的负极、第二二极管D2的正极、第四二极管D4的正极均接地。第三二极管D3的负极与与第二输出滤波电容Cci2的正极和第二 LED串2的正极相连接;第三二极管D3的正极和第四二极管D4的负极均与第一变压器1^副边的负极相连接。
[0009]所述的第二可控开关电容控制的多路LED均流驱动单元Z2包括:第二变压器副边T2、可控开关电容SCC2、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D?、第八二极管D8、第三输出滤波电容Cci3、第四输出滤波电容Cm、LED串3、LED串4;其中可控开关电容SCC2单元包括:第二隔直电容Cb2、第二开关电容CS2和第二开关管S2。第二隔直电容Cb2和第二开关电容CS2的正极均与第二变压器副边T2正极相连接;第二开关管S2的漏极与第二开关电容Cs2的负极相连接;第二开关管S2的源极、第二隔直电容Cb2的负极和第五二极管05的正极均与第六二极管D6的负极相连接;第五二极管D5的负极和第三输出滤波电容Ccl3的正极均与LED串3的正极相连接;LED串3的负极、LED串4的负极、第三输出滤波电容Cci3的负极、第四输出滤波电容Cm的负极、第六二极管D6的正极、第八二极管D8的正极均接地。第七二极管D7的负极和第四输出滤波电容Cci4的正极均与LED串4的正极相连接;第七二极管D7的正极和第八二极管D8的负极均与第二变压器副边!^的负极相连接。
[0010]通过所述半桥逆变单元X产生固定开关频率频率fs和50%占空比的方波电压，其中开关频率fs等于第一谐振电感Lr和第一谐振电容Cr的谐振频率；由前级LLC谐振变换网络单元Y对所述方波电压进行滤波，第一可控开关电容控制的多路LED均流驱动单元Z1和第二可控开关电容控制的多路LED均流驱动单元Z2单元进行隔直、调控与均衡，实现多路LED的均流及调光。
[0011]所提出的拓扑中第一可控开关电容控制的多路LED均流驱动单元Z1和第二可控开关电容控制的多路LED均流驱动单元Z2中由于可控开关电容SCC中电容的伏秒平衡特性可是实现模块内两路LED输出电流的自动均流。
[0012]所述的第一可控开关电容控制的多路LED均流驱动单元21单元中采用可控开关电容SCCi，SCCi中第一开关管Si驱动信号米取与半桥第二开关MOS管Q2驱动信号同相位，变占空比D1控制，以实现SZ1单元中LED串I和LED串2的调光。
[0013]所述的第二可控开关电容控制的多路LED均流驱动单元22单元中采