[发明专利]一种两级式无电解LED驱动电源及控制方法

说明书

本发明涉及一种两级式无电解LED驱动电源及控制方法。包括PFC电路、半桥恒流谐振电路、LED负载和控制电路等；电网电源经整流后流入PFC电路；PFC电路输出与半桥恒流谐振电路输入端连接；半桥恒流谐振电路输出接LED负载；控制电路通过采集PFC电路输出电压纹波谷值控制半桥恒流谐振电路工作，当PFC输出电压减小到设定的纹波谷值Vl时半桥恒流谐振电路停止工作，当PFC输出电压上升到设定的开启电压Vh时，半桥恒流谐振电路继续工作。本发明能够有效地减少PFC电路输出端储能电容的容量，可以使用薄膜电容替代电解电容，实现无电解电容LED驱动电源。

技术领域

本发明涉及一种两级式无电解LED驱动电源及控制方法。

背景技术

LED光源由于具有高效、环保和长寿命等优点，被广泛应用在家用、商业和工业照明等领域。驱动电源是LED照明不可或缺的部件，它是保证LED发光品质和整体性能的关键。因此发展与LED光源相匹配的具有高可靠性、高功率因数和长寿命的LED 驱动电源必不可少。

在交流供电场合下，为了减少对电网的谐波污染，LED驱动电源必须具有功率因数校正功能。而对于高功率因数的LED驱动电源，交流输入电压和电流同相，输入瞬时功率中含有两倍工频脉动，而输出功率为恒定值，其大小与输入功率平均值相等。为了平衡交流输入功率和直流输出功率之间的脉动功率，通常在直流侧并联一个大容量的电解电容器，该电容一般采用电解电容。电解电容的寿命一般约为5 千小时，与LED 8~10 万小时的的寿命极不匹配，电解电容成为影响LED 驱动电源寿命的主要因素。并且电解电容体积较大，限制了驱动电源功率密度进一步提高。因此研究无电解电容照明驱动电源已成为一个热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种两级式无电解LED驱动电源及控制方法，能够有效地减少PFC电路输出端储能电容的容量，可以使用薄膜电容替代电解电容，实现无电解电容LED驱动电源。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种两级式无电解LED驱动电源及控制方法，包括整流电路、PFC电路、半桥恒流谐振电路、LED负载电路、纹波检测电路和控制电路，其特征在于，电网电源经整流电路与PFC电路的输入端连接；PFC电路的输出端与半桥恒流谐振电路的输入端连接；半桥恒流谐振电路的输出端连接LED负载电路；控制电路通过纹波检测电路采集PFC电路输出电压纹波谷值控制半桥恒流谐振电路工作，当PFC输出电压减小到设定的纹波谷值Vl时半桥恒流谐振电路停止工作，当PFC输出电压上升到设定的开启电压Vh时，半桥恒流谐振电路以恒流谐振频率f工作。

在本发明一实施例中，所述控制电路包括基准电压源、第一至第二电压源、误差放大器、第一至第二比较器、第一至第二驱动器、方波信号发生器、减法器、RS触发器、非门、第一与门、第二与门、第一至第三电阻、电容，第一电压源、第二电压源产生的电压分别Vl、Vh，第一比较器的同相输入端与第一电压源的正极连接，第一比较器的反相输入端作为PFC电路输出电压纹波采样端，第一比较器的反相输入端还与第二比较器的同相输入端连接，第二比较器的反相输入端与第二电压源的正极连接，第一比较器的输出端、第二比较器的输出端分别与RS触发器的S输入端、R输入端连接，RS触发器的输出端与第一与门的一输入端、第二与门的一输入端连接，第二与门的另一输入端经非门与第一与门的另一输入端连接，第二与门的另一输入端还与方波信号发生器的输出端连接，第一与门的输出端、第二与门的输出端分别与第二驱动器输入端和第一驱动器输入端连接，第二驱动器的输出端、第一驱动器的输出端分别与半桥恒流谐振电路的第二开关管的控制端、第一开关管的控制端连接，误差放大器的反相输入端与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端作为LED负载电路电流采样端，误差放大器的反相输入端还经第二电阻、电容与误差放大器的输出端连接，误差放大器的同相输入端与基准电压源的正极连接，基准电压源的负极、第一电压源的负极、第二电压源的负极相连接至GND，误差放大器的输出端还与减法器的一输入端连接，减法器的另一输入端作为PFC电路的电压采样端，减法器的输出端经第一电阻与PFC电路的PFC控制芯片连接。