[发明专利]一种新型的采用单开关结构的LED驱动器

说明书

技术领域

本申请涉及LED驱动器，更具体地涉及采用单个功率开关的LED驱动器的电路结构。

背景技术

发光二极管是一种特殊类型的二极管，它是一种具有窄光谱输出的光源。LED的光输出取决于流经它的电流的大小，且为驱动其工作需要直流（DC）功率，因此，在LED的各种应用场合中，如何实现DC恒流控制是LED驱动设计中的一个非常重要的课题。常见的LED驱动器通常由恒流控制直流-直流转换器和功率因数校正部（PFC）构成。在这种构造中，为了方便设计，往往采用多个独立的控制电路和功率开关来对各组成电路进行控制，例如分别用于直流-直流转换器和PFC的控制，这种控制方式由于引入较多的部件而会造成更高的成本和更低的效率，因此，在本领域中提出了一种由PFC和直流-直流转换器共用主动功率开关和控制电路的LED驱动器构造以克服上述缺陷。然而，目前的单开关的LED驱动器在功率效率、开关响应及适用范围等方面仍存在一些改进空间。

发明内容

针对上述需求，本发明提出了一种新型的采用单开关结构的LED驱动器，其中对驱动电路及控制电路方面进行了优化设计，以期改善现有技术的单开关LED驱动器存在的不足。

借助本发明所公开的LED驱动器，不仅能够提高驱动电路的功率效率，而且可以在较宽的负载范围上获得一致的功率因数和低的谐波失真，从而具有良好的动态响应和输出调节功能；同时，还能够改善开关响应速度，调节开关驱动信号的死时间，使得该LED驱动器能够良好地适用于各种应用场合。此外，为了满足本发明的驱动器在各种场合的应用，还设计了一种能够提供缓冲作用的驱动器的外壳结构。

根据本发明的用于LED的驱动器可以包括驱动电路和控制电路。驱动电路可以包括用于与交流电网连接的LC过滤器、二极管整流桥电路以及变换器电路。变换器电路可以包括工作在断续电路模式下且共用一个MOSFET开关S₁的第一变换器电路、第二变换器电路和第三变换器电路。

其中，第一变换器电路可以是用于校正功率因数和调节正弦输入电流的升降压式变换器，其可以包括用作储能元件的电感器L₁和电容器C₁。第二变换器可以是用于控制使基本恒定的直流电流经过负载的回扫变换器，其可以包括回扫变压器T₁和电容器C₀。电容器C₀可以串联在变压器T₁的次级绕组上以对提供给负载的输出进行滤波。第三变换器可以是用于存储和循环利用回扫变压器T₁的泄漏能量的升降压式变换器，其可以包括充当被动元件的电感器L₂和电容器C₂。该变换器电路可以被设置成，当MOSFET开关S₁导通时，电感器L₁被充电，电容器C₁向回扫变压器T₁充电，电容器C₂对电感器L₂进行充电；而当MOSFET开关S₁断开时，回扫变压器T₁的初级线圈与电容器C₂连通，回扫变压器的泄漏能量由此进入电容器C₂，电感器L₂存储的能量被释放至电容器C₁，电感器L₁向电容器C₁充电至电感器L₁中的电流为零，回扫变压器T₁的磁化电感L_M中存储的能量经由次级线圈输出至负载。