[实用新型]一种无电解电容的驱动电源

说明书

技术领域

本实用新型属于一种驱动电源，具体而言属于LED驱动电源。

背景技术

随着LED的发展，对LED驱动电源的要求也越来越高，高性能，高可靠性，长寿命是LED驱动电源设计的关键特性。

LED的使用寿命可达3万～10万小时，传统的LED驱动电源中含有电解电容，而电解电容存在以下缺点：

1.寿命比较短，约为5000小时，且体积较大。

2.电解电容会发生电解液泄漏。

3.电解电容随环境温度的升高性能逐渐恶化。

4.电解电容的耐温性能和耐冲击新能很差，降低了可靠性。

电解电容的本身特性造成了LED与驱动电源寿命不匹配的问题。

为了解决以上问题，可以采用陶瓷电容直接代替电解电容。陶瓷电容的寿命要远高于电解电容，且陶瓷电容的体积较小。但是，这种用陶瓷电容代替电解电容的方法是以牺牲纹波性能和PFC性能为代价的。同时，就陶瓷电容大小的选择而言，纹波大则相应电容会减小，但是过大的纹波引起系统不稳定和频闪等问题，因此需合理选择陶瓷电容的大小。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对以上用陶瓷电容直接代替电解电容的驱动方式的不足，提供一种同时具有很好的纹波性能与PFC性能的使用陶瓷电容的无电解电容的LED驱动电源。

为了实现上述目标，本实用新型采用的技术方案是：一种无电解电容的LED驱动电源，包括市电整流电路、PFC电路、DC/DC电路、双向变换器、陶瓷电容、数字控制电路，其中市电信号经过市电整流电路整流后输入PFC电路，PFC电路后接入陶瓷电容、DC/DC电路和双向变换器分别与陶瓷电容并联，DC/DC电路后接入LED负载，LED负载输出电流采样信号给数字控制电路，数字控制电路分别控制PFC电路、DC/DC电路和双向变换器。

上述的技术方案还可以进一步优化为：所述PFC电路为Boost电路，包括第一开关管、第一二极管、第一电感，所述陶瓷电容连接在第一二极管负端和PFC电路电源负端之间。

上述的技术方案还可以进一步优化为：所述市电整流电路为整流桥。

上述的技术方案还可以进一步优化为：所述DC/DC电路为反激变换器电路，包括第二开关管、变压器、第二二极管、反激变换器电容。

上述的技术方案还可以进一步优化为：所述双向变换器包括第三开关管、第四开关管、第三二极管、第四二极管、双向变换器电感、双向变换器电容。

上述的技术方案还可以进一步优化为：所述数字控制电路包括A/D转换模块、数字控制模块、PWM调制模块及驱动模块，LED负载输出的电流采样信号通过A/D转换模块输出到数字控制模块，数字控制模块输出数字控制信号到PWM调制模块，PWM调制模块输出PWM调制信号到驱动模块，驱动模块输出驱动信号分别控制PFC电路、DC/DC电路和双向变换器。

上述的技术方案还可以进一步优化为：所述数字控制模块为DSP控制电路或单片机控制电路。

上述的技术方案还可以进一步优化为：还包括保护电路，用于提供过压保护、过温保护。

因陶瓷电容代替电解电容是以PFC性能为代价的，因此该无电解电容的LED驱动电源采用两级式驱动方式，两级式驱动可在全电压范围内实现功率因素校正和恒流输出。前级为PFC电路，后级为DC/DC电路。

PFC电路选用Boost电路作为主电路，调节功率因素，使电流始终跟踪电压，使得功率因素趋近于1。该电路工作在CCM模式下。

陶瓷电容平衡PFC电路的输入功率和输出功率，电压平均值和电压最大值决定陶瓷电容的大小。

双向变换器与陶瓷电容并联，作为引出和引入倍频纹波，同时平衡输入输出功率，其作用于储能电容的作用相似。

DC/DC电路选用反激变换器作为主电路，通过调节占空比调节输出电压，保证恒流驱动LED。反激变换器工作在DCM模式下，使开关管软启动，避免电流尖峰和浪涌电压对开关管的冲击。

数字控制电路包括A/D转换模块、数字控制模块、PWM调制模块及驱动模块，通过数字控制分别控制PFC电路、DC/DC电路和双向变换器。将模拟量转换为数字量，根据数字控制方法实现信号的控制。同时数字控制电路提供PWM调制信号，通过驱动电路转换为驱动信号控制PFC电路、DC/DC电路和双向变换器。