[發明專利]一種無中間級高壓直流電解電容的高頻鏈LED電源拓撲

在審

• 申請號: 201710700179.5
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN108258920A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 朱立波;李昊;朱立秋;周光啟;張寅;閆朝陽;于學啟;王玲
• 申請（專利權）人: 河北鵬遠光電股份有限公司
• 主分類號: H02M7/04
• 分類號: H02M7/04;H02M7/12;H05B33/08
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本發明涉及半導體照明LED驅動電源領域，特別涉及一種無中間級高壓直流電解電容的高頻鏈LED電源拓撲，一種無中間級高壓直流電解電容的高頻鏈LED電源拓撲主要由工頻市電、高頻功率變換、高頻隔離、高頻整流及濾波和直流輸出連接構成，所述的高頻功率變換具有通過可控開關的PWM調制調節電源的輸出電壓和電流，以及對LED進行調光控制的能力，所述的不采用市電整流，無低頻整流濾波高壓直流電容，有利于減少因為高壓直流電解電容引發的電源故障，可以有效提高電源的功率密度，所述的采用高頻鏈結構通過高頻變壓器隔離輸出端和輸入端，具有重量輕體積小、升降壓易于調整以及交流輸入和直流輸出實現電氣隔離安全程度高的優點。

技術領域

本發明涉及半導體照明LED驅動電源領域，特別涉及一種無中間級高壓直流電解電容的高頻鏈LED電源拓撲。

背景技術

半導體照明是使用半導體固體芯片作為發光元件，是通過半導體固體芯片的載流子運動而引發光子發射的照明技術。半導體照明具有高效、節能、環保等優點，是照明領域實現節能減排的有效途徑。

LED是典型的半導體照明用固體發光元件，所提LED是外文 Light Emitting Diod的單詞首字母的縮寫，中文含義是發光二極管。LED具有單向導電性，其導通條件是其陽極和陰極之間具有正向電位差。LED光源的主要優點有：相較于傳統的白熾燈和熒光燈，單個LED的工作電壓低，工作電流小；LED光源的抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；LED光源能效高，發光亮度和強度易于控制。

LED電源是LED半導體發光元件的能量源，此電源輸入給LED電功率，用以保證LED實現電光轉換的能量供給。當采用現代電子技術的LED驅動電源通過開關PWM調制還能控制流經LED的電量，實現照明節能或者燈光的亮與暗的調節。

開關調制型LED驅動電源可分為有變壓器隔離型和無變壓器非隔離型。對于隔離型LED驅動電源，當采用交流市電供電時，其典型的構成環節包括：市電低頻整流、整流濾波、高頻隔離、高頻整流和直流輸出。其中在市電低頻整流級和低頻整流濾波環節常使用高壓直流電解電容，因為此電解電容位于LED電源的市電整流功率變換環節且該環節輸出電壓為高壓直流，故可稱之為中間級高壓直流電解電容。中間級高壓直流電解電容工作溫度相對于無極性電容而言較低，且產生電容失效或者爆炸。中間級高壓直流電解電容電壓高容量大，同時體積也大，由此限制了LED驅動電源功率密度的提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無中間級高壓直流電解電容的高頻鏈LED電源拓撲，該拓撲具有功率密度高、重量輕、輸入端和輸出端隔離、安全可靠的優點。

為實現上述目的，采用以下技術方案：本發明所述LED電源拓撲由交流電源、高頻功率變換、高頻隔離、高頻整流及濾波，和直流輸出連接而成。

交流電源由交流輸入電壓源u_AC構成；

高頻功率變換由二極管D1至二極管D4，以及可控開關管S1組成；

高頻隔離由高頻變壓器T1，以及變壓器原邊的瞬態電壓抑制器TVS1和TVS2組成；

高頻整流由變壓器副邊的二極管D5到二極管D12，和電感L1、電容C1和電容C2組成；

直流輸出由發光二極管LED和電阻R1組成。

簡要的工作過程如下：