[实用新型]一种低频纹波抑制电路

说明书

本实用新型揭示了一种低频纹波抑制电路，包括能量缓冲及纹波抑制单元、AC‑DC功率因数校正式恒流源电路；能量缓冲及纹波抑制单元与LED负载并联于前级AC‑DC功率因数校正式恒流源电路的恒流源输出电压Vled上；AC‑DC功率因数校正式恒流源电路实现功率因数校正，同时为负载提供恒定电流输出；能量缓冲及纹波抑制单元用以实现前级输出电压Vled低纹波的作用；当前级AC‑DC功率因数校正式恒流源电路输出电压Vled瞬时电压上升时，将第二电容上能量转移到第一电容上，对第一电容进行充电；当前级恒流源输出电压Vled瞬时电压下降时，将第一电容上能量转移到第二电容上，对第一电容进行放电。本实用新型可在降低LED负载纹波的同时保证无能量损耗、提高系统效率。

技术领域

本实用新型属于LED照明技术领域，涉及一种LED恒流驱动电路，尤其涉及一种低频纹波抑制电路。

背景技术

随着照明行业的迅速发展，拥有极高光效的LED灯已经全面开始取代传统的钨丝灯或者节能灯，而随着LED照明行业各国的标准及法规的逐步完善和提高，LED市场对产品的功率因素要求也越来越高。随着成本压力逐渐增加，单级有源功率因素校正(PFC)的LED恒流驱动(隔离和非隔离)已经成为应对市场需求的主流方案。

但在常用的单级有源功率因素校正(PFC)的LED恒流驱动中，由于系统架构的问题，会导致输出电流上带有非常大的工频二倍频的纹波电流，导致LED的亮度随着LED电流变化而变化，也就是所谓的输出电流频闪，此现象不仅让人体产生疲劳感而且对灯珠的寿命也有降低作用。

为了改善这个问题大多数会通过加大输出电容来降低输出电流纹波，但是只能改善无法彻底消除。常用的单级有源功率因素校正(PFC)的LED恒流驱动，如图1所示。

针对常用的单级有源功率因素校正(PFC)的LED恒流驱动，对输出电流的波形大致描绘如图2，其中输出电压Vo纹波峰峰值为Vo_ppk。

现有的一种去纹波处理方式(以下称为方案1)如图3所示，在LED负载通路中串联一个开关管，同时利用纹波抑制控制电流通过采样电阻获得的电压信号，调节开关管的导通阻抗从而实现抑制输出电流的效果。此方案中开关管工作在饱和区，常用器件为N型增强型MOSFET。

由于流过LED的电流为直流无低频纹波电流，故LED两端电压固定，图中Q1承受的Vds最大值＝Vo_ppk，发生在Q1上的损耗＝Vo_ppk*ILED，当输出负载电流较大时此方案损耗较大对系统效率影响较大。

现有的另一种抑制纹波处理方式(以下称为方案2)如图4所示。此方案有两级构成，第一级为交流转直流的恒压源，输出电压Vbus不随负载变化，但上面带有低频纹波；第二级为DCDC恒流源，由于后级电路不需考虑功率因数校正功能，故环路相应速度很快，可以抑制掉输入Vbus上的低频纹波，保证输出电压和电流为无低频纹波的信号。

但这种结构的问题依然是效率低，其原因为：假设第一级电路的效率为eff1，第二级的效率为eff2，则系统的输入功率为：

Pin＝Vbus*Ibus/eff1＝VLED*ILED/eff1/eff2＝VLED*ILED/(eff1*eff2)；

一般DCDC的效率行业中在90％左右，故采用此方案在增加系统成本和系统复杂度的同时还必须损失掉10％左右的效率，并不是最理想的选择。

综合以上，方案1电路采用线性驱动方式，结构虽然简单，但效率损失最大，而且增加了系统的散热压力；方案2采用开关电源的串联结构，效率相对方案1有提高，但系统仍然要损失10％或者更多的效率，而且增加了成本和电路结构复杂度。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的纹波抑制方式，以便克服现有纹波抑制方式存在的上述缺陷。

实用新型内容