[发明专利]一种无电解电容LED驱动电源的数字控制方法

说明书

本发明涉及一种无电解电容LED驱动电源的数字控制方法。数字控制器通过采集PFC电路输出电压和LED负载电流并进行加权反馈实现高功率因数和恒流输出，通过采集整流电路输出电压、LED负载功率确定半桥谐振电路开关管所需的驱动信号的时序及占空比大小，当PFC输出电压瞬时值增大时，开关管的工作占空比增加，当PFC电路输出电压瞬时值降低时，开关管的工作占空比减小，使半桥谐振电路开关管的工作占空比能够自动跟随PFC输出电压的瞬时值变化，从而有效地抑制了PFC电路输出电压的低频纹波，减小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，实现无电解电容化。

技术领域

本发明涉及一种无电解电容LED驱动电源的数字控制方法。

背景技术

近年来，LED技术发展迅速，它因其节能，长寿命和光效高等优点深受大众喜爱，成为新一代照明光源。由于LED驱动电源需要电解电容平衡输入与输出功率，而电解电容的寿命随温度升高而急剧下降，不能充分发挥LED灯长寿命的优点。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。

针对大功率应用场合，LED驱动电源的性能要求通常采用两级结构，第一级功率因数校正电路通常采用Boost电路，驱动电路简单，PF值高，总谐波失真小，效率高。第二级DC/DC变换器通常采用半桥谐振变换器，实现电能的转换和恒流的控制，可以工作在更高的频率范围，同时又可以实现软开关。对于具有高功率因数的LED驱动电源，交流输入电压和电流相位相同，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，通常在第一级功率因数校正电路输出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。电解电容寿命往往只有1万小时左右，与LED 8～10万小时的的寿命极不匹配，而且电解电容的寿命受环境温度影响极大，温度每升高10度，其使用寿命大约减少一半，因此电解电容成为影响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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无电解电容LED驱动电源的数字控制方法，能够有效地抑制了PFC电路输出电压的低频纹波，减小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，实现无电解电容化。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种无电解电容LED驱动电源的数字控制方法，提供一无电解电容LED驱动电源，包括整流电路、PFC电路、半桥谐振电路、两路LED均流电路、控制电路；所述半桥谐振电路包括开关管S1、S2，电感L1、L2，电容C1、C2和变压器T1，两路LED均流电路包括均流电容C3，二极管D1、D2，电容C10、C20和LED负载LED1、LED2；整流电路输入端与交流电源连接，整流电路输出端与PFC电路输入端连接，PFC电路的第一输出端与S1的一端连接，PFC的第二输出端与S2的一端、C2的一端、T1原边的一端连接，S1的另一端与S2的另一端相连接并经C1、L1与L2的一端、C2的另一端连接，L2的另一端与T1原边的另一端连接，T1副边的一端经C3与D1的阳极、D2的阴极连接，T1副边的另一端与C20的一端、LED2的正极、C10的一端、LED1的负极连接，D1的阴极与C10的另一端、LED1的正极连接，D2的阳极与C20的另一端、LED2的负极连接；所述方法实现方式为：控制电路通过采集整流电路输出电压、PFC电路输出电压、LED负载电流、LED负载电压产生PFC电路所需的控制信号，并使半桥谐振电路开关管S1、S2的工作占空比能够自动跟随PFC电路输出电压的瞬时值变化，从而抑制PFC电路输出电压的低频纹波，减小PFC电路输出端储能电容的容量。