[實用新型]一種單級無橋式高功率因數無電解電容LED驅動器

有效

• 申請號: 201920190410.5
• 申請日: 2019-02-11
• 公開（公告）號: CN210093610U
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 劉俊峰;田涵雷;曾君
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

本實用新型公開了一種單級無橋式高功率因數無電解電容LED驅動器，包括功率因數校正單元和功率控制單元；功率因數校正單元包括第一二極管、第二二極管、第一開關管、第二開關管、第一電感、第二電感、第一電容和輸入電源；功率控制單元包括第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第六電容、第三電感、第三開關管、第一LED串和第二LED串。該驅動器具有成本低、功率密度高、長壽命且能實現恒頻運行等。

技術領域

本實用新型涉及兩路LED均流及調光技術，特別涉及一種單級無橋式高功率因數無電解電容LED驅動器。

背景技術

高亮度發光二極管(HB-LED，簡稱LED)因其發光效率高、光學性能好、使用壽命長、色彩豐富、環保等顯著特點，被廣泛應用于可見光通信、紫外發光二極管、傳輸等領域。對于高功率LED驅動器，功率因數校正(PFC)電路被采用以實現單位功率因數，降低諧波對電網的污染，并滿足IEC 61000-3-2C 類設備和NEMA標準C82.77-2002。此外，傳統LED驅動器經過整流、PFC和 DC/DC變換，造成能量多級轉換，導致高成本和低效率。為此，PFC電路和后級功率控制單元相結合的單級LED驅動器被提出，以提高功率密度。然而，由于電網側整流橋的存在，特別在低電壓大電流場合，過高的導通損耗抑制了整機效率進一步提高。此外，AC/DC變換器通過整流和PFC可將輸入電流波形與輸入的交流市電保持同頻同相位，但輸出功率存在二倍工頻的脈動，影響LED 壽命。為此，現有工作利用電解電容來平衡輸入與輸出的功率差ΔE，但電解液易揮發，其壽命范圍一般為3000h～5000h，遠遠小于LED壽命；且電解電容體積過大限制了驅動器功率密度進一步提升。另外，恒頻運行由于其控制簡單，穩定性高，磁性器件易優化而被廣泛應用于LED照明領域。然而，傳統采用PWM 電路的方式實現恒頻調光，成本過高。

實用新型內容

為了克服現有技術存在的缺點與不足，本實用新型提供一種單級無橋式高功率因數無電解電容LED驅動器。

本實用新型利用半橋單元，將前級無橋Boost電路與后級SRC相整合，實現了單級運行。該LED驅動器不僅功率因數近似為1，且輸出電流為穩定直流，本實用新型中的無橋Boost電路由第一二極管D₁、第二二極管D₂、第一開關管 Q₁、第二開關管Q₂和第二電感L_b構成，SRC電路由第二電容C_s、第三電容C_e和第三電感L構成。

變換器工作在斷續模式(DCM)，降低了半橋單元控制的復雜程度。另外，采用可控開關電容替代固定電容，通過改變等效電容值的方法實現恒頻運行。

此外，SCC被上、下半橋共享從而降低了成本，提高了電路功率密度。

本實用新型采用如下技術內容：

一種單級無橋式高功率因數無電解電容LED驅動器，包括功率校正單元PFC 和功率控制單元PC，所述功率校正單元PFC和功率控制單元PC并聯連接。

所述功率校正單元PFC包括第一二極管D₁、第二二極管D₂、第一開關管 Q₁、第二開關管Q₂、第一電感L_f、第二電感L_b、第一電容C_f和輸入電源V_s；

所述第一二極管D₁的正極、第二二極管D₂的負極、輸入電源V_s的正極及第一電容C_f的一端連接，所述輸入電源V_s的負極與第一電感L_f的一端連接；

所述第一二極管D₁的負極與第一開關管Q₁的漏極相連接；