[发明专利]一种非隔离型AC-DC恒流驱动器及LED照明设备

说明书

本申请公开了一种非隔离型AC‑DC恒流驱动器及LED照明设备，其中前者包括非隔离PFC主变换器和DC‑DC辅变换器；非隔离PFC主变换器包括主输入端口、PFC功率变换单元、电压变换器和主输出端口，电压变换器包括主绕组和辅绕组；DC‑DC辅变换器包括辅输入端口和辅输出端口；PFC功率变换单元的输入端和主输入端口连接，PFC功率变换单元的输出端和主绕组的一端连接；主绕组的另一端和主输出端口连接；辅绕组和辅输入端口连接；辅输出端口和主输出端口串联。本申请中，只有一部分电能经过两级变换提供至负载，相较于全功率均经过两级变换的情况，降低了功耗，提高了整体转换效率。

技术领域

本申请涉及电路技术领域，尤其涉及一种非隔离型交流-直流(alternatingcurrent to direct current，AC-DC)恒流驱动器及发光二极管(light emitting diode，LED)照明设备。

背景技术

LED应用在照明设备上，其具有色域广、亮度高、可视角大、功耗低和寿命长等优点，因此在各种照明显示领域，LED照明设备被广泛应用。例如比较常见的证券交易和金融信息显示、机场航班动态信息显示、港口和车站旅客引导信息显示、体育场馆信息显示、道路交通信息显示、电力调度和车辆动态跟踪等调度指挥中心信息显示、商场购物中心等服务领域的业务宣传信息显示以及广告媒体产品等。

一般情况下，LED照明设备正常工作均需要驱动电源进行驱动，其驱动电源一般为恒流驱动器，当该LED照明设备的功率比较大的情况下，恒流驱动器则需要具备功率因数校正(power factor correction，PFC)功能。

目前的恒流驱动器，包括单级和多级两种。单级恒流驱动器虽然结构简单，成本较低，但是无法同时兼顾输入高功率因数和输出低纹波，甚至功率管上还会存在过高电压或电流应力。因此，行业内一般选择多级恒流驱动器，其中以两级较为常见，两级的恒流驱动器中，其中前级PFC变换器用于调节输入功率因数，以及用于平衡输入输出能量；而后级直流-直流(direct current to direct current，DC-DC)辅变换器用于调整输出电压并降低输出纹波电压或电流。

然而，上述两级恒流驱动器的交流输出经过两级全功率变换后才能得到总输出，其功耗比较大，导致整体转换率低。

发明内容

本申请的目的在于提供一种非隔离型AC-DC恒流驱动器及LED照明设备，其工功耗较低，整体转换效率较高。

本申请第一方面提供一种非隔离型AC-DC恒流驱动器，包括：非隔离PFC主变换器和DC-DC辅变换器；非隔离PFC主变换器包括主输入端口、PFC功率变换单元、电压变换器和主输出端口，电压变换器包括主绕组和辅绕组；DC-DC辅变换器包括辅输入端口和辅输出端口；PFC功率变换单元的输入端和主输入端口连接，PFC功率变换单元的输出端和主绕组的一端连接；主绕组的另一端和主输出端口连接；辅绕组和辅输入端口连接；辅输出端口和主输出端口串联；PFC功率变换单元用于：将经过主输入端口输入的交流电转换为直流电后传输至电压变换器；电压变换器用于：将接收到的直流电经主绕组传输至主输出端口，以及，将接收到的直流电经副绕组和辅输入端口传输至DC-DC辅变换器；DC-DC辅变换器用于：将接收到的直流电处理后传输至辅输出端口。

在一种实施方式中，非隔离型AC-DC恒流驱动器还包括：PFC控制器；非隔离PFC主变换器还包括：主功率开关管；主功率开关管连接在PFC功率变换单元的输出端和主绕组的一端之间；或者，主功率开关管和主绕组的另一端连接；PFC控制器包括主反馈端口、第一主采集端口、主控制端口、主基准电压端口和主基准锯齿波信号端口；主反馈端口和主输出端口连接，第一主采集端口和辅绕组连接，主控制端口和主功率开关管的控制端连接；PFC控制器用于：通过主反馈端口接收主输出端口的主电压，通过第一主采集端口接收辅绕组的电压，通过主基准电压端口接收主基准电压，通过主基准锯齿波信号端口接收主基准锯齿波信号；然后利用主输出端口的主电压、辅绕组的电压、主基准电压和主基准锯齿波信号，控制主功率开关管的开通和关断。