[发明专利]一种无桥高增益单级LED驱动电路与限压限流混合控制方法

说明书

本发明提供了一种无桥高增益单级LED驱动电路与限压限流混合控制方法，包括AC‑DC无桥二次型Boost PFC电路单元和DC‑DC半桥LLC电路单元；所述AC‑DC无桥二次型Boost PFC电路单元将市电交流电源变换为直流为后续电路供电，所述AC‑DC无桥二次型Boost PFC电路单元和DC‑DC半桥LLC电路单元共用一个开关管而内在集成为单级电路；所述单级电路的输出为负载LED供电；所述电路采样输出电流、中间母线电压和开关管电流，采用PWM‑PFM限压限流控制方法。应用此方案可有效提高电路电压增益、减少导通损耗和简化控制电路，实现低压输入条件下的高效LED照明。

技术领域

本发明涉及照明驱动电源技术领域，特别是一种无桥高增益单级LED驱动电路与限压限流混合控制方法。

背景技术

随着半导体技术的快速发展，第四代电光源Light Emitting Diode得到了大面积的推广与使用。从市面上的众多LED光源应用来看，LED光源的瓦数一般属于中小功率。因此，对于半导体LED光源来说，设计性价比较高的驱动电源是首要问题。单级交流/直流转换器在过去几十年中因其成本效益，紧凑的尺寸和简单的控制而备受关注。无桥PFC由于其省去整流桥提高了电路的效率，得到了广泛应用，单级LED驱动电源相较于传统前级PFC加上后级DC-DC两级驱动电源，只需要一套控制回路，大大降低了电路的复杂性；减少了半导体功率器件的使用，降低了驱动电源的尺寸、重量与制造成本，减少了电路损耗，提高了变换器的效率，具有重要的实用价值。

在AC-DC应用中，低压输入时，为了升压到中间直流母线电压，占空比取值较大，导致导通损耗增加，影响效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无桥高增益单级LED驱动电路与限压限流混合控制方法，有效提高电路电压增益、减少导通损耗和简化控制电路，实现低压输入条件下的高效LED照明。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种无桥高增益单级LED驱动电路与限压限流混合控制方法，包括AC-DC无桥二次型Boost PFC电路单元和DC-DC半桥LLC电路单元；所述AC-DC无桥二次型Boost PFC电路单元将市电交流电源变换为直流为后续电路供电，所述AC-DC无桥二次型Boost PFC电路单元和DC-DC半桥LLC电路单元共用一个开关管而内在集成为单级电路；所述单级电路的输出为负载LED供电；

所述AC-DC无桥二次型Boost PFC电路单元包括：输入交流电源vin、第一功率MOS开关管S1、第二功率MOS开关管S2、第三功率MOS开关管S3、第一电感Lb1、第二电感Lb2、第一功率二极管D1、第二功率二极管D2、第三功率二极管D3、第四功率二极管D4、第五功率二极管D5、以及第一直流母线电容C1、第二直流母线电容Cbus1和第三直流母线电容Cbus2；

所述DC-DC半桥LLC电路单元包括：第二功率MOS开关管S2、第三功率MOS开关管S3、第二直流母线电容Cbus1和第三直流母线电容Cbus2、谐振电感Lr、谐振电容Cr、第一输出二极管Ds1、第二输出二极管Ds2、输出电容Co、高频变压器T，其中高频变压器包括励磁电感Lm、原边绕组Np、第一副边绕组Ns1、第二副边绕组Ns2和LED灯负载；