[发明专利]具有创新架构的大功率LED智能电源驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种大功率LED驱动电源，尤其涉及采用具有创新架构的LLC串联谐振变换器芯片的大功率LED驱动电源。

背景技术

随着能源危机和气候变暖问题越来越严重，节能己经成为全球普遍关注的话题。照明是人类消耗能源的重要方面，约占世界总耗能的20%，因此LED节能照明的研究越来越受到重视,LED照明己成为了照明领域关注的焦点。LED驱动电源在LED照明系统中起至关重要的作用，是LED照明系统的心脏。据不完全统计，LED照明系统的损坏有90%是LED驱动电源失效和或者由LED驱动电源导致，驱动电源的品质直接影响整个LED照明系统的寿命和可靠性。是LED照明的普及和推广的一个关键问题。

对大功率LED照明驱动电源而言主要是效率和可靠性的问题。首先，驱动电源工作环境温度很高(一般温度在70℃左右)，这样一来，就希望驱动电源的效率(包括恒压加上恒流)的效率要高(比如>90%)，只有提高效率才能降低驱动电源的温度，提高可靠性。其次，传统的驱动拓扑结构较为复杂，从图1可以看出传统的驱动拓扑结构，包括功率因数校正(PFC)+恒压(CV)+恒流(CC)的三段式架构，多串Buck（降压斩波电路）+PFC+LLC，导致芯片数量及元器件众多成本过高，可靠性低，特别是电解电容和光耦等敏感器件，总效率仅能达到88%左右。要解决大功率LED照明电路可靠性问题，必须从驱动拓扑结构进行改进，提高效率，减少元器件数量，另外也可进一步减少成本。

在图1传统的大功率LED照明架构图上可以看到，它有两个Block，第一个Block叫恒压模块，DC/DC出来以后得到一个恒压的输出，第二个是恒流模块，恒流模块是每串LED都会需要DC/DC升压或降压的电路，对每一串LED进行恒流。这是传统的典型的大功率LED驱动的拓扑架构。这种拓扑架构的效率分布为：临界模式PFC的最大值在97%左右，LLC谐振半桥效率目前在业界我们认定是比较高的，它的效率大概是96%，每一串恒流降压后的效率在95%左右，三个相乘的总效率(典型值)应该在86%以内。传统拓扑架构的缺点，首先它的成本非常高，因为它带有PFC、LLC电路，还有多串高压Buck降压斩波DC/DC电路，高压Buck降压斩波DC/DC电路成本是非常高的，每一串都需要一个。以LED路灯为例，现在的LED路灯光源实际上是由4—12串LED灯组成，也就是说你需要4—12串的高压Buck降压斩波DC/DC电路，这就需要有非常多的器件。第二是效率非常低，第三是可靠性非常差，最后一个，也是很重要的一个，就是这种传统架构的EMI问题也非常严重。因为每一串高压Buck降压斩波DC/DC电路开关频率没有进行同步，串与串之间有相互的干扰。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种双级多串变压器架构的大功率LED照明驱动电源，具有结构简单、效率高，成本低的优点。

为了解决上述问题，本发明的技术方案为: 一种双级多串变压器架构的大功率LED照明驱动电源如附图所示，包括EMI滤波电路（1），整流电路（2），功率因素校正(PFC)电路（3），LLC谐振变换控制电路（4），整流滤波电路（5）电流采样反馈电路（7），过压欠压检测电路（8）LED模组（9）以及PWM调光控制电路（6）。交流市电经EMI滤波电路、整流电路（2）后输入功率因素校正电路（3），功率因素校正电路（3）输出信号经LLC谐振变换控制电路（4），再经过桥式整流（5）后连接到LED模组（9），电流采样电路（7）对输出采样后反馈至中LLC谐振变换控制电路（4），过压欠压检测电路（8）检测送入LED模组（9）的电压信号并送入LLC谐振变换控制电路（4），PWM调光电路（6）输出PWM信号到LLC谐振变换控制电路（4）的9脚（PWM输入端），控制灯光亮度。

所述EMI滤波电路的作用，主要体现在以下两个方面：抑制交流电网中的高频干扰对设备的影响;抑制设备（尤其是高频开关电源）对交流电网的干扰。

所述功率因素校正电路实现整个电路功率因素校正功能。

所述LLC谐振变换控制电路实现谐振变换功能。