[實用新型]單極式多模態寬范圍輸入電壓無電解電容LED驅動器

有效

• 申請號: 201920293662.0
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN209949483U
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 曾君;劉鋒;劉俊峰
• 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: 44245 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 馮炳輝

本實用新型公開了一種單極式多模態寬范圍輸入電壓無電解電容LED驅動器，包括交流電源、濾波電感、濾波電容、4個整流二極管、4個開關管、2個輸入電容、2個升壓二極管、升壓電感、2個輸出二極管、2個LED負載、輸出電感、2個輸出電容，其中2個開關管構成雙向開關。當輸入電壓為220V時，雙向開關斷開，LED驅動器工作于半壓輸入模式，可以實現低的母線電壓和高效率；當輸入電壓為110V時，雙向開關導通，LED驅動器工作于全壓輸入模式，降低了橋式整流二極管和另外2個開關管的導通損耗，提高了系統在低輸入電壓情況下的效率。本實用新型具有高效率、可工作于寬范圍電壓輸入、母線電壓低、無電解電容等優點。

技術領域

本發明涉及LED驅動的技術領域，尤其是指一種單極式多模態寬范圍輸入電壓無電解電容LED驅動器。

背景技術

傳統的LED驅動器拓撲由兩級結構組成：功率因數校正(PFC)級和半橋 DC/DC變換器級。雖然兩級結構的獨立性簡化了設計，但控制復雜性和系統成本相應增加。同時，由于需要更多的控制電路和開關器件，效率相對較低。因此，實現了控制電路和開關器件共用的單極式LED驅動器得到了廣泛的應用。傳統的單極無橋boost PFC LED驅動器具有高效、高功率因數等優點，但由于工作于DCM模式，導致母線電壓過高，通常情況下V_Bus>2V_in(V_in為輸入電壓幅值)。這不僅對母線電容的耐壓提出了更高要求，而且使開關管承受更大的電壓應力。當輸入電壓有效值為220V時，V_Bus會達到600V以上。故單極無橋boost PFC LED驅動器常用于低輸入電壓場合，限制了其應用范圍。雖然橋式boost PFC LED驅動器可有效降低母線電壓，但其包含全橋整流結構，在低輸入電壓情況下會引起較高的傳導損耗，系統效率低。

發明內容

本發明的目的在于克服傳統LED驅動器不能兼顧高輸入電壓與低輸入電壓應用場合的缺點，提出了一種可工作于寬范圍輸入電壓的單極式多模態寬范圍輸入電壓無電解電容LED驅動器，可以實現高效率與優化的母線電壓。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：單極式多模態寬范圍輸入電壓無電解電容LED驅動器，所述LED驅動器包括交流電源、濾波電感、濾波電容、第一整流二極管、第二整流二極管、第三整流二極管、第四整流二極管、第一開關管、第二開關管、第一輸入電容、第二輸入電容、第一升壓二極管、第二升壓二極管、升壓電感、第三開關管、第四開關管、第一輸出二極管、第二輸出二極管、第一LED負載、第二LED負載、輸出電感、第一輸出電容、第二輸出電容；所述交流電源的一端與第一整流二極管的陽極、第二整流二極管的陰極、濾波電容的一端相連，其另一端與濾波電感的一端相連；所述濾波電感的另一端與第三整流二極管的陽極、第四整流二極管的陰極、濾波電容的另一端、第一開關管的漏極相連；所述第一開關管的源極與第二開關管的源極相連，構成雙向開關；所述第二開關管的漏極與第一輸入電容的負極、第二輸入電容的正極、升壓電感的一端相連；所述第一輸入電容的正極與第一整流二極管的陰極、第三整流二極管的陰極、第一升壓二極管的陽極相連；所述第二輸入電容的負極與第二整流二極管的陽極、第四整流二極管的陽極、第二升壓二極管的陰極相連；所述升壓電感的另一端與第三開關管的源極、第四開關管的漏極、第一輸出二極管的陽極、第二LED負載的陰極相連；所述第三開關管的漏極與第一升壓二極管的陰極、第一輸出電容的正極相連；所述第四開關管的源極與第二升壓二極管的陽極、第二輸出電容的負極相連；所述第一輸出二極管的陰極與第一LED負載的陽極相連；所述第二LED負載的陽極與第二輸出二極管的陰極相連；所述第一LED負載的陰極與第二輸出二極管的陽極、輸出電感的一端相連；所述輸出電感的另一端與第一輸出電容的負極、第二輸出電容的正極相連。