[发明专利]一种基于有源纹波补偿的LED驱动电路在审

专利信息
申请号: 201710994279.3 申请日: 2017-10-23
公开(公告)号: CN107708258A 公开(公告)日: 2018-02-16
发明(设计)人: 徐阳阳;赵雯莉;王灵贵;李琪;李磊;刘艳;吴鑫慧;罗丹 申请(专利权)人: 国网河南省电力公司检修公司;国家电网公司
主分类号: H05B33/08 分类号: H05B33/08
代理公司: 郑州知己知识产权代理有限公司41132 代理人: 季发军
地址: 450000 河*** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 有源 补偿 led 驱动 电路
【说明书】:

技术领域

发明属于LED照明技术领域,具体涉及一种基于有源纹波补偿的LED驱动电路。

背景技术

LED具有高效节能、绿色环保、寿命长等优点,受到人们的广泛关注,若能以LED照明取代目前低效率、高耗能的传统照明,将缓解当前越来越紧迫的能源短缺和环境恶化问题。由于LED自身的光电特性需要用专门的电源来驱动LED。目前,LED驱动电源主要采用开关电源,开关电源输出电流纹波较大,纹波会对LED的发光效率、寿命、色温等产生不利的影响。开关电源普遍采用电解电容滤波,而电解电容寿命严重影响了LED驱动电源的可靠性。因此减少电解电容的使用,减小输出电流纹波对于发展LED照明事业具有重大意义。

传统的LED驱动电路如图1所示,采用BUCK电路进行驱动,BUCK 电路也称降压式变换器,是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。对于BUCK 电路采用 LC 滤波,电路稳态工作时,输出电压由微小的纹波和较大的直流分量组成。当驱动 LED 时,纹波电压将引起较大的 LED 纹波电流。增大滤波电容可减小 LED 的纹波电流。但是,电容容量的增大,导致电源体积和重量增加,影响电源的小型化和集成化,更重要的是,电解电容成为限制LED驱动电源寿命的主要因素。在 LED 照明应用环境下,电解电容的寿命不超过10000 h,与 LED 的长寿命(100000h 左右) 难以匹配。

发明内容

为解决上述问题,本发明提出将开关电源与线性电源相融合的新型电源,该电源利用开关电源实现高效率的能量传递,同时利用线性电源抑制输出电流纹波来替代电解电容滤波。该新型电源的输出纹波小,无大容量电解电容,多采用半导体元件和集成芯片,易实现小型化和集成化,提高了驱动电源的可靠性。

本发明的技术方案如下:

一种LED驱动电路,包括DC-DC电路和纹波补偿电路,所述DC-DC电路用于提供所述LED的驱动电流,其特征在于,所述纹波补偿电路用于对所述驱动电流进行纹波补偿。

所述DC-DC电路的输出端没有滤波电容,所述纹波补偿电路使得所述驱动电流为不含纹波成分的直流。

所述DC-DC电路为BUCK电路,所述纹波补偿电路输出的电流纹波与所述BUCK电路输出电感上的电流纹波波形上大小相等,极性相反。

所述输出电感的输出端串联一只采样电阻R,通过对所述电阻R上的电流进行采样反馈,实现对所述输出电感上的电流进行纹波补偿。

所述BUCK电路包括MOS管S、二极管D、电感L2,所述MOS管的漏极接输入电源正极,所述MOS管的源极接二极管D的阴极,所述二极管D的阳极接输入电源负极,所述电感L2的一端接所述二极管D的阴极,另一端接所述纹波补偿电路的输入端,所述纹波补偿电路的输出端接所述LED的阳极,所述LED的阴极接输入电源负极。

所述纹波补偿电路包括采样电阻Rs、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻Rc、电容C1、电容C2、放大器A1、PNP三极管Q1、NPN三极管Q2,所述电阻Rs的一端接所述电感L2的另一端,所述电阻Rs的另一端接所述LED的阳极;所述电阻Rs的一端通过电容C1和电阻R1接放大器A1的反相输入端,所述电阻Rs的另一端通过电阻R2接放大器A1的同相输入端;所述三极管Q1的集电极接-12V电源,三极管Q1的发射极与三极管Q2的发射极连接在一起,连接点作为推挽输出;三极管Q2的集电极接输入电源负极,三极管Q1和Q2的基极都与所述放大器A1的输出端连接;电阻R3一端连接所述推挽输出,另一端连接放大器A1的反相输入端,电容C2一端连接放大器A1的同相输入端,另一端接输入电源负极;电阻Rc一端接推挽输出,另一端接所述LED的阳极。

本发明具有以下优点:

本发明采用有源纹波补偿电路可以将输出电感电流纹波完全补偿,使得电路输出恒定的直流。这种新型LED驱动电源无大电解电容,输出纹波小,电路的可靠性和使用寿命都能大幅提高,这对于LED照明发展具有重大的意义。

附图说明

图1是传统BUCK电路图;

图2是有源纹波补偿BUCK型原理图;

图3是有源纹波补偿原理波形图;

图4是有源纹波补偿BUCK型电路图;

图5是LED照明供电系统结构图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明进行说明,各实施例仅用于说明本发明的技术方案,而非对其限制。

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