[發(fā)明專利]基于BOOST-BUCK變換器交錯(cuò)并聯(lián)無電解電容LED驅(qū)動(dòng)電源及切換方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710876365.4
• 申請(qǐng)日: 2017-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN107493638B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖志凌;顧赟;邱殿成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): H05B33/08
• 分類號(hào): H05B33/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于BOOST-BUCK變換器交錯(cuò)并聯(lián)無電解電容LED驅(qū)動(dòng)電源的切換方法，基于BOOST-BUCK變換器交錯(cuò)并聯(lián)無電解電容LED驅(qū)動(dòng)電源包括交流輸入，濾波電容C_f，濾波電感L_f，橋式整流電路，開關(guān)管Q₁，二極管D₁、D₂,電感L₁、L₂，輸出濾波電容C_o及LED負(fù)載；所述的交流輸入經(jīng)過濾波電容C_f與濾波電感L_f組成的LC濾波器后經(jīng)過整流橋整流，整流橋正端連接二極管D₁的陰極和電感L₁的一端，L₁的另一端連接二極管D₂的正極和開關(guān)管Q₁的漏極，開關(guān)管Q₁的源極連接整流橋的負(fù)端和儲(chǔ)能電容C_b的一端，儲(chǔ)能電容C_b的另一端分別和二極管D₂的負(fù)極、LED負(fù)載的正極相連，二極管D₁的陽極連接電感L₂的一端，L₂的另一端連接LED負(fù)載的負(fù)極，輸出濾波電容C_O的兩端分別連接LED負(fù)載的正極和負(fù)極；

由開關(guān)管Q₁，續(xù)流二極管D₂，電感L₁，儲(chǔ)能電容C_b組成BOOST電路；

由開關(guān)管Q₁，電感L₁、L₂，儲(chǔ)能電容C_b，輸出濾波電容C_O及LED負(fù)載組成BUCK電路；

電感L₁、L₂都工作在電流斷續(xù)模式；

其特征在于，該切換方法包括以下控制階段：

階段A

當(dāng)整流后的輸入瞬時(shí)電壓U_in(t)小于電感L1上的瞬時(shí)電壓U_L1(t)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電源工作在階段A，階段A有三種工作模態(tài)：模態(tài)3、模態(tài)4、模態(tài)5；

模態(tài)3：開關(guān)管Q₁導(dǎo)通，儲(chǔ)能電容C_b給電感L₁、L₂和LED負(fù)載供電，電感L₁上的電流i_L1、電感L₂上的電流i_L2線性上升，二極管D₂導(dǎo)通；

模態(tài)4：開關(guān)管Q₁關(guān)斷，電感L₁及L₂向輸出濾波電容C_o和負(fù)載LED放電，電感L₁上的電流i_L1、電感L₂上的電流i_L2線性下降，在模態(tài)4結(jié)束時(shí)刻，電感L₁上的電流i_L1、電感L₂上的電流i_L2降為零；

模態(tài)5：在模態(tài)4結(jié)束時(shí)刻，電感L₁上的電流i_L1、電感L₂上的電流i_L2已降為零，Buck電路和Boost電路均工作在電感電流斷續(xù)模式，此模態(tài)中僅濾波電容C_o向LED負(fù)載供電；

階段B

當(dāng)瞬時(shí)輸入功率小于瞬時(shí)輸出功率時(shí)，驅(qū)動(dòng)電源工作于階段B，階段B有三種工作模態(tài)：模態(tài)1、模態(tài)2、模態(tài)4、模態(tài)5；

模態(tài)1，在模態(tài)1開始之前，電感L₁上的電流i_L1、電感L₂上的電流i_L2均為0，此模態(tài)中，開關(guān)管Q開通，二極管D₁導(dǎo)通；交流輸入、整流橋、電感L₁及開關(guān)管Q₁構(gòu)成電感L₁充電回路；交流輸入對(duì)電感L₁進(jìn)行充電，電感L₁上的電流i_L1線性上升，儲(chǔ)能電容C_b、輸出濾波電容C_O、電感L₁、電感L₂、二極管D₁、開關(guān)管Q₁及LED負(fù)載構(gòu)成儲(chǔ)能電容C_b供電回路；儲(chǔ)能電容C_b向LED負(fù)載和C_o供電回路，電感L₂上的電流i_L2線性上升，在模態(tài)1結(jié)束時(shí)刻，電感L₁上的電流i_L1達(dá)到峰值；

模態(tài)2，在電感L₁上的電流i_L1達(dá)到峰值的時(shí)刻，關(guān)斷Q₁，二極管D₁導(dǎo)通，二極管D₂反向截止，電感L₁、L₂，輸出濾波電容C_O，二極管D₁，LED負(fù)載組成電感續(xù)流回路，電感L₁向電感、L₂輸出電容C_o和負(fù)載LED放電，電感L₁上的電流i_L1線性下降，最終電感L₁上的電流i_L1與電感L₂上的電流i_L2達(dá)到相等；

其中模態(tài)4與模態(tài)5與階段A切換方式相同；

階段C

當(dāng)瞬時(shí)輸入功率大于瞬時(shí)輸出功率，驅(qū)動(dòng)電源工作在階段C，階段C有四種工作模態(tài)：模態(tài)1、模態(tài)2、模態(tài)4、模態(tài)5；其中模態(tài)1、模態(tài)4及模態(tài)5與階段B切換方式相同；

模態(tài)2，在階段C中，交流輸入v_in與電感L₁給儲(chǔ)能電容C_b充電，儲(chǔ)能電容電壓一直上升；同時(shí)電感L₁、電感L₂，輸出濾波電容C_o，二極管D₁，LED負(fù)載組成電感續(xù)流回路，電感L₁向電感L₂、輸出濾波電容C_o和負(fù)載LED放電，電感電流i_L1線性下降，在模態(tài)2結(jié)束時(shí)刻，電感L₁上的電流i_L1與電感L₂上的電流i_L2的電流達(dá)到相等。