[发明专利]一种基于反激变换器漏感能量利用的无电解电容LED驱动电源

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种基于反激变换器漏感能量利用的无电解电容LED驱动电源，属于交流/直流(AC/DC)、直流/直流(DC/DC)变换器领域。

背景技术

随着发光二极管(light-emitting diode,LED)关键技术的不断进步，LED照明成为了替代传统照明(如白炽灯等)的新一代理想照明光源。LED照明不仅可以提高照明质量，还可以减少照明用电量，具有节能环保、光效高、寿命长、易调光等优点。LED照明光源主要包括驱动电源和LED发光芯片两部分。在交流供电场合，为了满足IEC61000-3-2的谐波要求，LED驱动电源都需要进行输入功率因数校正(power factor correction，PFC)，而且LED驱动电源在商业照明场合输入功率因数必须大于0.9。

含有源输入功率因数校正功能的LED驱动电源按其拓扑结构形式可分为单级拓扑和两级拓扑,其结构框图如图1和图2所示。单级拓扑LED驱动电源的PFC变换器可以由隔离型的Flyback变换器组成，也可以由非隔离型的Buck变换器、Buck-Boost变换器等组成。两级拓扑LED驱动电源由前级的PFC变换器和后级DC/DC变换器组成，前级PFC变换器进行输入功率因数校正，后级DC/DC变换器实现输出电流调节。

然而，当输入功率因数PF=1时，输入电流与输入电压为同频同相的正弦波，其输入功率呈现两倍输入电压频率的脉动形式。因此，在单级拓扑LED驱动电源中为了平衡脉动输入功率与恒定输出功率之间的低频脉动功率，通常会在PFC变换器后连接容量较大的储能电容来平衡该低频脉动功率。否则，将会有较大低频脉动电流经过LED负载，影响LED光学性能(包括发光波长、发光强度、色温、发光效率、闪烁、散热等)和热性能(包括结温、热阻等)。两级拓扑LED驱动电源由于后级DC/DC变换器输入阻抗可调，因此可以在一定程度上减小功率平衡电容的容值，但是仍然无法彻底的摆脱对电解电容的依赖。而且，在两级拓扑LED驱动电源中，输入功率需要经过两次能量变换才能到达LED负载，不仅整机效率低，而且整个驱动电源器件多、体积大、集成度低、成本高。

综合考虑LED驱动电源对体积和成本的要求，通常会选择电解电容作为储能电容来平衡脉动输入功率与恒定输出功率之间的低频脉动功率。但是，高质量电解电容在额定温度105o C下，使用寿命一般在10 kh左右，远低于LED发光芯片80~100 kh的长寿命，电解电容的使用限制了LED照明光源整体寿命。因此，在不影响LED光学性能和热性能的前提下，开发长寿命、高效率的无电解电容LED驱动电源成为亟需解决的问题。

发明内容

本发明目的在于克服交流供电场合中LED驱动电源因使用电解电容而影响LED照明整体寿命的缺点，克服传统两级拓扑结构LED驱动电源整机效率低、器件多、体积大、集成度低等缺点，提供一种基于反激变换器漏感能量利用的无电解电容LED驱动电源。具有无电解电容、效率高、体积小、可靠性高的特点。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：一种基于反激变换器漏感能量利用的无电解电容LED驱动电源，包括：桥式整流电路、辅助电路、主开关管、反激变压器、整流电路、输出滤波电容及LED负载。其特征在于：所述桥式整流电路依次连接辅助电路、主开关管、反激变压器、整流电路、输出滤波电容及LED负载。