[發明專利]一種可用于多路LED驅動的反激式磁集成變換器

有效

• 申請號: 201110130513.0
• 申請日: 2011-05-19
• 公開（公告）號: CN102149243A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 陳為;王小博;黃國泰
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及一種可用于多路LED驅動的反激式磁集成變換器。

背景技術

LED被譽為第三代照明技術，具有節能、環保、壽命長等優點。由于LED的電氣特性，微小的電壓變化就可引起很大的電流變化，而電流的變化又會引起LED的發光亮度的變化，因此作為面光源用時，或者LED照明裝置由多路LED單元組成時，為了保證發光的均勻性，必須保證各路LED上電流近乎相等。

一個最常見的均流方法是在各路LED中串聯電阻，利用電阻電壓降幫助實現均流。均流電阻的阻值越大均流精度也就越高，但是損耗也越大；專利文獻一（CN101715267A）分別在兩路LED支路中串聯一三極管和一阻值很小的電阻，通過較為簡單的反饋網絡，來實現兩路LED的均流，其缺點是：均流精度會受到反饋網絡中的兩個三極管的放大倍數的一致性的影響；且其只適用與兩路LED均流；專利文獻二（CN101702849A）又提出一種多路PWM斬波均流電路，如圖1所示。每一個支路的均流電路由調整管和采樣電阻組成，每個支路的均流都由各自的均流控制電路控制，每路的電流采樣信號和均流總線電壓在均流控制電路內部進行比較調節后，產生PWM信號控制對應均流電路調整管的工作占空比大小，從而控制每路電流的大小，實現各路電流的均流。這樣雖然提高了LED各路的均流精度，但是采樣電阻的損耗仍然存在，并且每一個支路都需要單獨的控制電路，電路結構較為復雜，額外增加的電路器件也勢必會增加電路的成本。2009年發表的文獻“A?Simple?Current-Balancing?Converter?for?LED?Lighting”（?K.I.?Hwu,?S.C.?Chou,?“A?Simple?Current-Balancing?Converter?for?LED?Lighting”,?in?Proc.?IEEE?Applied?Power?Electronics?Conf.,?2009,?pp.?587-590.）提出了一種結構較為簡單的均流方案，其結構簡圖如圖2所示。該變換器包含兩級結構：第一級為恒流控制的BUCK變換器；第二級由均流變壓器和整流電路組成。第一級將直流母線電壓變換為交流，而各路LED串的均流由第二級相互耦合的均流變壓器或均流變壓器串來完成。但這一電路需要增加額外的均流變壓器磁性元件。

發明內容

本發明針對上述問題，將反激變壓器和用于均流的均流變壓器集成在一個磁芯結構中，本發明目的是提出一種可用于多路LED負載驅動的反激式磁集成變換器，該電路結構簡單，成本低，特別適用于低成本的LED驅動，并且在多路LED壓差較大時，仍能實現良好的均流性能。需要說明的是：當各個副邊繞組匝數相等時，可實現均流性能良好的多路直流輸出的恒流控制；當副邊繞組匝數不相等時，可以實現各個輸出電流按副邊匝數的反比例進行分配；為實現上述目的，本發明按照以下兩個方案實現：

方案一：一種可用于多路LED驅動的反激式磁集成變換器，包括直流電源、原邊開關管、磁芯、原邊繞組、至少兩路副邊繞組以及對應的副邊整流電路和LED串負載，其特征在于：所述的磁芯具有至少三個磁柱，其中一個磁柱開有氣隙，形成變換器的激磁電感儲能磁路，其余磁柱不設置氣隙；所述的原邊繞組繞在所述的開有氣隙的磁柱上，副邊繞組一一對應的繞在所述不設置氣隙的磁柱上，所述的原邊繞組通過原邊開關管與所述直流電源連接；所述的副邊繞組各自通過一整流濾波電路與LED負載串連接。

方案二：一種可用于多路LED驅動的反激式磁集成變換器，包括直流電源、原邊開關管、磁芯、一個總的原邊繞組、至少兩路副邊繞組以及對應的副邊整流電路和LED串負載，其特征在于：所述的磁芯具有至少三個磁柱，其中一個磁柱開有氣隙，形成變換器的激磁電感儲能磁路，其余磁柱不設置氣隙；所述的總的原邊繞組由多個對應繞在所述不設置氣隙的各個磁柱上的各個原邊繞組組成，所述副邊繞組一一對應的繞在所述不設置氣隙的各個磁柱上，所述的總的原邊繞組通過原邊開關管與所述直流電源連接；所述的副邊繞組各自通過一整流濾波電路與LED負載連接。

附圖說明

圖1和圖2是現有的變換器電路原理示意圖。

圖3是本發明實施例一的電路結構示意圖。

圖4是本發明實施例二的電路結構示意圖。

圖5是本發明實施例一的等效磁路圖。

圖6是圖5簡化后的等效磁路圖。

圖7是本發明實施例三的電路結構示意圖。

圖8是本發明實施例四的電路結構示意圖。

圖9是本發明實施例五的電路結構示意圖。

具體實施方式