[發明專利]一種高功率因數長壽命LED驅動電源及控制方法

有效

• 申請號: 201810207166.9
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108449831B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 林國慶;林梅珍;徐心靖
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 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

本發明涉及一種高功率因數長壽命LED驅動電源及控制方法。包括整流電路、PFC電路、半橋恒流諧振電路、LED負載和控制電路等；電網電源經整流后與PFC電路相連；PFC電路輸出與半橋恒流諧振電路連接；半橋恒流諧振電路輸出接LED負載。控制電路通過采集整流電路輸出功率與LED負載電壓控制半橋恒流諧振電路工作。當整流電路輸出功率大于LED負載電壓采樣值時半橋恒流諧振電路以較低工作頻率f1工作；當整流電路輸出功率小于LED負載電壓采樣值時半橋恒流諧振電路以較高工作頻率f2工作。本發明能夠有效地減少PFC電路輸出端儲能電容的容量，實現無電解電容化，具有體積小、壽命長和可靠性高等優點。

技術領域

本發明涉及一種高功率因數長壽命LED驅動電源及控制方法。

背景技術

發光二極管LED(light emitting diode)是繼白熾燈、熒光燈、高壓氣體放電燈之后的第4代照明光源，它具有效率高、壽命長、體積小、色彩豐富、可動態控制等優點，越來越被廣泛應用于道路、商業和工業等領域。驅動電源是LED照明的核心部件，它是保證LED發光品質和整體性能的關鍵。

在LED驅動電源中，為了匹配瞬時輸入輸出功率的不平衡，一般需要一個容量較大的儲能電容，該電容一般選用電解電容。而相對于長壽命的LED燈，電解電容的使用壽命較短，是影響LED驅動電源整體壽命的主要元件。而其他種類電容的耐壓值和容值一般較小，無法簡單替換電解電容。目前，已有的無電解電容LED驅動電源方案中，向輸入電流注入諧波的方法，雖然實現了無電解電容化，但是降低了電路的功率因數；用電感代替電容做存儲元件，雖然可靠性高，但是體積增大，成本增加。因此研究如何利用其他類型電容替代LED驅動電源中的電解電容，對提高用電質量，延長LED燈具的使用壽命具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高功率因數長壽命LED驅動電源及控制方法，能夠有效地減少PFC電路輸出端儲能電容的容量，實現無電解電容化，具有體積小、壽命長和可靠性高等優點。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種高功率因數長壽命LED驅動電源，包括整流電路、PFC電路、半橋恒流諧振電路、LED負載電路和控制電路，電網電源經整流電路與PFC電路的輸入端連接；PFC電路的輸出端與半橋恒流諧振電路的輸入端連接；半橋恒流諧振電路的輸出端連接LED負載電路；控制電路通過采集整流電路輸出功率與LED負載電路電壓控制半橋恒流諧振電路工作，當整流電路輸出功率大于LED負載電路功率值時半橋恒流諧振電路以工作頻率f1工作；當整流電路輸出功率小于LED負載電路功率值時半橋恒流諧振電路以工作頻率f2工作，其中，f1＜f2。

在本發明一實施例中，所述控制電路包括基準電壓源、誤差放大器、比較器、乘法器、減法器、第一非門、第二非門、第一與門、第二與門、或門、驅動器、第一方波信號發生器、第二方波信號發生器、第一至第三電阻、電容，乘法器用于檢測整流電路的輸出功率，乘法器的輸出端與比較器的同相輸入端連接，比較器的反相輸入端作為LED負載電路電壓采樣端，比較器的輸出端與第二與門的第一輸入端連接，比較器的輸出端還經第一非門與第一與門的第一輸入端連接，第一與門的第二輸入端、第二與門的第二輸入端分別與輸出頻率為f2的第一方波信號發生器輸出端、輸出頻率為f1的第二方波信號發生器的輸出端連接，第一與門的輸出端、第二與門的輸出端分別與或門的第一輸入端、第二輸入端連接，或門的輸出端與驅動器的第一輸入端連接，還經第二非門與驅動器的第二輸入端連接，驅動器的第一輸出端、第二輸出端分別與半橋恒流諧振電路的第一開關管的控制端、第二開關管的控制端連接，誤差放大器的反相輸入端與第三電阻的一端連接，第三電阻的另一端作為LED負載電路電流采樣端，誤差放大器的反相輸入端還經第二電阻、電容與誤差放大器的輸出端連接，誤差放大器的同相輸入端經基準電壓源連接至GND，誤差放大器的輸出端還與減法器的一輸入端連接，減法器的另一輸入端作為PFC電路的電壓采樣端，減法器的輸出端經第一電阻與PFC電路的PFC控制芯片連接。。