[发明专利]LED多灯集散式群驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效的LED多灯集散式群驱动系统，用于同时对分散的多个小型LED灯具进行集中驱动，属于LED照明技术领域。

背景技术

LED具有发光效率高、使用寿命长、稳定性好等优点，被广泛应用于照明领域。然而，LED驱动电路在效率、可靠性及稳定性等方面的不足一直阻碍着LED照明系统成本的降低，并制约着LED照明系统的使用寿命及普及范围。

目前，LED驱动电路大致可以分为：电阻降压驱动方式、线性稳压/恒流电源驱动方式、电荷泵驱动方式和DC-DC转换驱动方式，其中LED恒流驱动电路的首选是DC-DC转换驱动方式。    

DC-DC转换驱动方式可分为：开关型LED恒流芯片驱动方式、非隔离式开关电源驱动方式、隔离式开关电源驱动方式。开关型LED恒流芯片驱动方式大多用于便携式设备应用，如用作手机、笔记本、MP3等背光源，或用作汽车前灯照明等，这些驱动芯片的驱动能力有限，输出电流有限，输入电压要求是直流，而且价格比较昂贵。非隔离式开关电源驱动方式，如Buck和Boost电路等，利用开关技术可获得较高的效率和较宽的电压范围,而且相对隔离式开关电源体积更小，输出性能通常也更好。然而，此类DC-DC变换器输入和输出共地，不能实现良好的电气隔离，因而并不适用于交流输入的场合。隔离式开关电源驱动方式，如正激变换方式和反激变换方式等，利用变压器进行输入与输出的隔离，可采用工频交流电供电，具有效率高、适用性好、安全、可靠等优点，成为现阶段市电LED恒流驱动电路的首选。

小型LED灯具的恒流驱动往往面临电路体积和性能的矛盾，这种灯具的驱动电路一般需要集成于灯具内部，故对于驱动电路要求体积小、发热少；同时驱动电路又要满足恒流精度、隔离、电磁兼容、功率因数校正等要求，要实现二者的平衡是小型LED灯具驱动的主要挑战。图1是市场上最常见的独立式小型LED灯具恒流驱动的简化电路原理图，其中整流滤波电路将市电整流为直流后输出到开关电路，再通过高频变压器将能量转化到输出端用以驱动LED，通过变压器的辅助边检测输出产生反馈信号，控制开关的占空比以实现输出恒流，采用的是原边反馈的反激结构。通常的副边反馈的反激电路体积较大，无法满足要求，故在这种特定的工作环境下通常运用原边反馈方式进行恒流控制。这种电路的主要不足在于：（1）由于该电路采用原边反馈结构，其输出恒流精度相对不是很理想；（2）虽然采用了原边反馈使得反激电路的体积得到了一定程度的减小，但是由于其包含了高频变压器，加上电路本身有相对较多的元件使其体积仍然较大，如果要置于灯具之内就对电路布局设计提出了很高的要求；（3）小型LED灯具一般功率较小，在10W之内，因此驱动电路相对于这个功率等级而言显得比较复杂且成本较高；（4）基于体积与成本的考虑，通常该电路没有EMI滤波与功率因数校正的环节，影响其电磁兼容性能和功率因数；（5）输入电压到输出电压的落差较大，这样必然使得电路的转换效率不太理想。虽然这种电路及其衍生结构不断在改进中，但以上的缺点由于电路结构与应用环境的原因仍然难以解决。

发明内容

本发明的目的在于解决现有独立式小型LED灯具反激恒流驱动电路元件数量多、体积大、成本高、功率因数低、EMI性能不佳、稳定性差、效率低等问题，提供一种高效的LED多灯集散式群驱动系统，减少每个小型LED灯具驱动电路的平均元件数量，使电路的体积大幅减小、提高系统的可靠性、恒流精度、功率因数以及EMI性能，同时又降低了单个小型LED灯具的驱动电源成本。

本发明要解决的技术问题是：面向大量小型LED灯具集中应用的场合，提出一种集散式LED群驱动技术，提供一种结构简单、体积小、成本低、高恒流精度、高可靠性、高功率因数、及高效率的多路小型LED灯具的群驱动系统，以替代现有的小型LED灯具的独立式反激恒流源驱动方式，克服其元件数量多、体积大、成本高、功率因数低、EMI性能不佳、稳定性差、效率低等问题。