[发明专利]一种基于功率混合调光的单级无电解电容LED驱动电路

说明书

本发明涉及一种基于功率混合调光的单级无电解电容LED驱动电路，包括AC‑DC Cuk变换单元和辅助Boost变换单元和控制单元；AC‑DC Cuk单元包括整流二极管D_b1、D_b2、D_b3、D_b4、电感L₁、L₂、电容C_B、C_o1、MOS管S、二极管D₁；辅助Boost单元包括电容C_o2、C_o3、电感L₃、复用Cuk单元MOS管S、二极管D₂、D₃；AC‑DC Cuk单元实现功率因数校正；辅助Boost单元复用Cuk单元开关管，辅助Boost单元输入电容C_o3负极性、输出电容C_o2正极性与Cuk单元输出电容C_o1正极性串联给LED负载供电，LED负载无二次工频电压纹波，实现单级无电解电容LED驱动电路。控制单元以电功率为基准，采样LED电流和电压，控制LED的输出功率；输出LED负载串联调光MOS管S_dim，采用模拟和PWM的混合调光方式，实现高效、宽范围调光。

技术领域

本发明属于LED驱动领域，具体涉及一种基于功率混合调光的单级无电解电容LED驱动电路。

背景技术

第四代光源LED具有发光效率高、价格低、可靠性高、寿命长和节能环保等优点，被广泛应用于通用照明领域。LED是直流器件，在交流供电场合，需要经过AC-DC变换。为了满足IEC61000-3-2的谐波要求，在AC-DC变换过程中需要对输入进行功率因数校正。传统LED驱动器一般采用两级式结构，即前级AC-DC实现PFC，后级DC-DC实现电能变换。单级式LED驱动器集PFC和电能变换为一体，器件少、只需要一套控制电路，控制简单、体积小、功率密度高。AC-DC变换过程中容易产生高频开关纹波和二次工频纹波，其中二次工频纹波是引起LED光源低频闪烁的主要原因。为了抑制高低频纹波，输出端一般选用容值较大的电解电容，然而电解电容是目前限制LED驱动器使用寿命主要因素。为了延长LED驱动器的使用寿命同时保证LED光源无频闪，研究无电解电容同时无二次工频纹波的驱动电路成为当前LED驱动领域研究关键技术问题之一。LED发光亮度由流过的平均电流大小决定，根据调光方式的不同，可分为模拟调光和PWM调光。模拟调光直接控制LED电流的幅值，简单方便，但是容易改变LED的色温、光效等光学特性，不适合对色温要求严格的场合。PWM调光不改变LED电流的幅值，因此色温不会改变，电流呈现PWM形式，通过调节PWM占空比调节平均电流，为了防止LED闪烁，一般要求PWM调光频率大于200Hz，但是容易产生噪声。根据LED的特性，当温度变化时，LED负载的电压会相应改变，采用传统恒流驱动方式会引起电功率的变化，使电路偏离额定功率工作点。恒流驱动产品固定了输出电流和输出电压范围，当需要低压大电流或高压低电流驱动LED时往往无法满足。研究采用基于电功率驱动LED以实现宽范围调光，具有混合调光功能控制方式以适应不同场合的需要，成为LED驱动控制策略领域待以研究的关键问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于功率混合调光的单级无电解电容LED驱动电路，该电路可以实现单级无电解电容LED驱动电路和高效、宽范围调光。