[实用新型]基于原边反馈的自适应线电压补偿LED驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于原边反馈的LED驱动电路，尤其涉及一种基于原边反馈的自适应线电压补偿LED驱动电路。

背景技术

在全球能源短缺、环保要求不断提高的背景下，世界各国均大力发展绿色节能照明。 LED照明作为一种革命性的节能照明技术，正在飞速发展。

由于LED是特性敏感的半导体器件，又具有负温度特性，因而在应用过程中需要对其进行稳定工作状态和保护，从而产生了驱动的概念。LED器件对驱动电源的要求近乎于苛刻，LED不像普通的白炽灯泡，可以直接连接220V的交流市电。LED是2～3 伏的低电压驱动，必须要设计复杂的变换电路，不同用途的LED灯，要配备不同的电源适配器。国际市场上对LED驱动电源的效率转换、有效功率、恒流精度、电源寿命、电磁兼容的要求都非常高。高效率、高功率因数、安全隔离、符合EMI标准、高电流控制精度、高可靠性、体积小、成本低等正成为LED驱动电源的关键评级指标。此外，由于电网电压的波动及各国电网电压的差异，LED驱动电源也必须有较好的输入电压线性调整率。

原边反馈的AC/DC控制技术是最近10年发展起来的新型AC/DC控制技术，与传统的副边反馈结构相比，省去了两个芯片以及与之配合工作的一组元器件，节省了系统板上的空间，降低了成本并且提高了系统的可靠性。在LED驱动等对体积要求很高的市场具有广阔的应用前景。

现有的基于原边反馈的反激式LED驱动电路如图1所示，包括：交流电源、LC滤波器、初级吸收电路、由初级绕组、次级绕组及辅助绕组组成的变压器、次级电路、辅助供电电路、功率开关管M1、功率开关管电流采样电阻R4、补偿电容C5和LED驱动控制电路。LED驱动控制电路包括：三角波发生器、压限器、V_ZCD检测器、比较器、逻辑控制器、栅极驱动电路、触发器、恒流调整器、采样保持电路、电压跟随器、运算放大器和V_REF发生器。

该电路采用固定导通时间控制模式，就是说功率开关管M1的导通时间是恒定的。根据相关理论推导出负载LED的平均电流为下面公式：

其中，I_LED为负载LED平均电流，n为变压器主次级绕组的匝数比，V_m为初级电压， L_m为初级电感量，T_ON为功率开关管的导通时间，T_off(t)为功率开关管的截止时间，T_s(t) 为功率开关管的开关周期，ω_L为输入交流电压的角频率。

系统通过恒定T_ON，从而实现恒流驱动，同时这样的控制方式也能实现高功率因数。但是由于系统控制逻辑和功率开关引起的传输延时的存在，所以功率开关管实际的关闭时间点要晚于理想的关闭时间点。如图2所示，可以看出由于传输延迟T_d，实际检测到的初级峰值电流要高于理想的初级峰值电流。所以在不同输入电压下，峰值电流的上升的斜率也不一样，T_d也不一样。这就造成Δi_pk也会随着输入电压在变，这就导致了系统的输入电压线性特性会变差。

实用新型内容

实用新型发明目的：针对以上问题，本实用新型提出一种基于原边反馈的自适应线电压补偿LED驱动电路。

技术方案：为实现本实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于原边反馈的自适应线电压补偿LED驱动电路，包括交流电源、整流桥、LC滤波器、初级吸收电路、由初级绕组、次级绕组和辅助绕组组成的变压器、次级电路、辅助供电电路、功率开关管、功率开关管电流采样电阻、补偿电容和LED驱动控制电路；LED驱动控制电路包括三角波发生器、压限器、V_ZCD检测器、第一比较器、第二比较器、逻辑控制器、栅极驱动电路、触发器、恒流调整器、采样保持电路、电压跟随器、峰值电流预估器、运算放大器、除2电路和V_REF发生器。

交流电源依次连接整流桥、LC滤波器、初级吸收电路和变压器的初级绕组，变压器的次级绕组连接次级电路，变压器的辅助绕组连接辅助供电电路，功率开关管的栅极与LED驱动控制电路的GATE端口连接，功率开关管的漏极与变压器的初级绕组连接，功率开关管的源极与LED驱动控制电路的CS端口连接，并通过功率开关管电流采样电阻接地，补偿电容的一端与LED驱动控制电路的COMP端口连接，另一端接地，LED 驱动控制电路的DEMAG端口连接变压器辅助绕组的电压分压信号。