基于SEPIC与Flyback电路的原边控制LED驱动电路制造技术

基于SEPIC与Flyback电路的原边控制LED驱动电路，涉及LED驱动电路领域。本发明专利技术是为了解决传统的LED驱动器系统的可靠性低，系统整体的功率密度低，采用光耦降低了系统的工作寿命和控制的准确性的问题。本发明专利技术所述的基于SEPIC与Flyback电路的原边控制LED驱动电路，220V交流市电输入电路与SEPIC电路电气连接，SEPIC电路与Flyback变换器电路电气连接，Flyback变换器电路与待驱动的LED电器连接，SEPIC电路用于前级的功率因数校正，Flyback变换器电路用于实现原边控制。本发明专利技术所述的基于SEPIC与Flyback电路的原边控制LED驱动电路，用于驱动LED。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于LED驱动电路领域。
技术介绍
LEDs因为其使用寿命长，对环境无污染，发光光色纯净，工作效率高等优点，已经广泛应用于街道照明、室内照明、LCD背光光源等多个领域。随着LED封装技术的不断成熟，LEDs已经呈现出取代荧光灯照明的趋势。按照LED恒流驱动的特性，高效稳定的LED驱动电路，已收到越来越多研究人员的关注。目前主要存在以下几个问题：1、传统的LED驱动器一般包含两级结构：前级是功率因数校正单元，作用是为了提高功率因数和降低总谐波因数，降低对电网的干扰，满足IEC61000和EnergyStar标准对LED照明系统的要求；后级属于DC-DC变换器单元，为LED负载提供能量。这种传统两级结构能获得较高的功率因数和较好的工作性能。但是，这种两级结构需要各自的控制单元，增加了系统的整体成本，降低了系统的可靠性。2、传统的控制方法，采用副边采样反馈的方式，该方法控制准确性高，但是也增加了更多的器件，使得系统整体的功率密度大幅降低；另外，反馈电路中一般会采用光耦，随着系统使用时间的增加，光衰也变得严重，明显降低了系统的工作寿命和控制的准确性。
技术实现思路
本专利技术是为了解决传统的LED驱动器系统的可靠性低，系统整体的功率密度低，采用光耦降低了系统的工作寿命和控制的准确性的问题，现提供基于SEPIC与Flyback电路的原边控制LED驱动电路。基于SEPIC与Flyback电路的原边控制LED驱动电路，220V交流市电输入电路与SEPIC电路电气连接，SEPIC电路与Flyback变换器电路电气连接，Flyback变换器电路与待驱动的LED电器连接，SEPIC电路与Flyback变换器电路共同与开关管Q电气连接，SEPIC电路用于前级的功率因数校正，Flyback变换器电路用于实现原边控制。220V交流市电输入电路包括：二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电容C0；二极管D1的负极、二极管D2的负极和电容C0的一端相连，并作为220V交流市电输入电路的一个电气连接端，二极管D3的正极、二极管D4的正极和电容C0的另一端同时接电源地，二极管D1的正极与二极管D3的负极相连，二极管D2的正极与二极管D4的负极相连，二极管D1的正极与二极管D4的负极接入交流电源。SEPIC电路包括：电感L1、二极管D5、电容C1、电感L2、二极管D6和母线电容C3；电感L1的一端与220V交流市电输入电路的一个电气连接端相连，电感L1的另一端同时连接二极管D5的正极和电容C1的一端，二极管D5的另一端作为SEPIC电路的开关管连接端，电容C1的另一端同时连接二极管D6的正极和电感L2的一端，二极管D6的负极连接母线电容C3的正极，并同时作为SEPIC电路的一个电气连接端，电感L2的另一端和母线电容C3的负极同时接电源地。Flyback变换器电路包括：电感Lp、变压器T1、二极管D7、电感Lleak和输出电容C4；电感Lp的一端与SEPIC电路的一个电气连接端连接，电感Lp的另一端与电感Lleak的一端相连，电感Lleak的另一端作为Flyback变换器电路的开关管连接端，变压器T1的原边接入电感Lp的两端，变压器T1副边一端连接二极管D7的正极，二极管D7的负极连接输出电容C4的正极，并同时作为待驱动LED的正极接入端，变压器T1副边另一端和电容C4的负极同时接电源地，并同时作为驱动LED的负极接入端。开关管Q为单极拓扑下公用的开关管；SEPIC电路的开关管连接端和Flyback变换器电路的开关管连接端同时连接开关管Q的漏极，开关管Q的源极连接电阻Rcs的一端，电阻Rcs的另一端接电源地。本专利技术的优点：1、实现较高的功率因数，功率因数保持在0.995以上，在输入电压90V～260V范围内，THD在10％以内，满足国际IEC6100-3-2的标准。其输入电压电流波形如图3所示。2、实现准谐振的开关模式，减少了开关管的开关损耗，在额定输入220VAC条件下，额定负载的工作效率能够达到89％。MOSFET的准谐振开关波形如图4所示。3、系统通过原边控制策略，实现对LED负载的控制管理。图5是提出的控制策略与传统原边检测电路的输出电流对比图。附图说明图1为基于SEPIC与Flyback电路的原边控制LED驱动电路的示意图；图2为SEPIC电路工作模态示意图；图3为输入电压电流波形图；图4为准谐振开关的实测波形图；图5为宽范围的输入电压下流过LED的电流波形图；图6为副边二极管放电检测电路图；图7为辅助绕组的震荡电压波形图；图8为镜像电容补偿的采样保持电路图。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式所述的基于SEPIC与Flyback电路的原边控制LED驱动电路，220V交流市电输入电路与SEPIC电路电气连接，SEPIC电路与Flyback变换器电路电气连接，Flyback变换器电路与待驱动的LED电器连接，SEPIC电路用于前级的功率因数校正，Flyback变换器电路用于实现原边控制。SEPIC电路(singleendedprimaryinductorconverter，允许输出电压大于、小于或者等于输入电压的DC--DC变换器)，在电路设计阶段，对输入的电流纹波进行限制，因此可以省去电路输入端的低通滤波电路。同时，SEPIC电路具有升、降压特性，对于后级电路的设计能够更灵活。因此，本实施方式中选择SEPIC电路作为前级的功率因数校正电路。Flyback变换器电路(单端反激式电路)因为其设计简单，成本低，电气隔离等优点，广泛应用于中小功率应用领域。针对FlybackDC-DC电路，采用原边控制电路，能够简化副边反馈所使用较多的器件，同时取消光耦，提高了系统的工作可靠性。具体实施方式二：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的基于SEPIC与Flyback电路的原边控制LED驱动电路作进一步说明，本实施方式中，所述原边控制LED驱动电路包括：二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容C0、电感L1、二极管D5、电容C1、电感L2、二极管D6、母线电容C3、电感Lp、变压器T1、二极管D7、电感Lleak、输出电容C4、开关管Q和电阻Rcs；二极管D1的负极、二极管D2的负极、电容C0的一端和电感L1的一端相连，二极管D3的正极、二极管D4的正极和电容C0的另一端同时接电源地，二极管D1的正极与二极管D3的负极相连，二极管D2的正极与二极管D4的负极相连，二极管D1的正极与二极管D4的负极接入交流电源；电感L1的另一端同时连接二极管D5的正极和电容C1的一端，二极管D5的另一端和电感Lleak的另一端同时连接开关管Q的漏极，电容C1的另一端同时连接二极管D6的正极和电感L2的一端，二极管D6的负极、母线电容C3的正极和电感Lp的一端相连，电感L2的另一端和母线电容C3的负极同时接电源地电感Lp的另一端与电感Lleak的一端相连，变压器T1的原边接入电感Lp的两端，变压器T1副边一端连接二极管D7的正极，二极管D7的负极连接输出电容C4的正极，并同时作为待驱动LED的正极接入端，变压器T1副边另一端和电容C4的负极同时接电源地，并同时作为驱动LED的负极接入端，开关管Q的源极连本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于SEPIC与Flyback电路的原边控制LED驱动电路，其特征在于，220V交流市电输入电路与SEPIC电路电气连接，SEPIC电路与Flyback变换器电路电气连接，Flyback变换器电路与待驱动的LED电器连接，SEPIC电路与Flyback变换器电路共同与开关管Q电气连接，SEPIC电路用于前级的功率因数校正，Flyback变换器电路用于实现原边控制。

【技术特征摘要】
1.基于SEPIC与Flyback电路的原边控制LED驱动电路，其特征在于，220V交流市电输入电路与SEPIC电路电气连接，SEPIC电路与Flyback变换器电路电气连接，Flyback变换器电路与待驱动的LED电器连接，SEPIC电路与Flyback变换器电路共同与开关管Q电气连接，SEPIC电路用于前级的功率因数校正，Flyback变换器电路用于实现原边控制。2.根据权利要求1所述的基于SEPIC与Flyback电路的原边控制LED驱动电路，其特征在于，220V交流市电输入电路包括：二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电容C0；二极管D1的负极、二极管D2的负极和电容C0的一端相连，并作为220V交流市电输入电路的一个电气连接端，二极管D3的正极、二极管D4的正极和电容C0的另一端同时接电源地，二极管D1的正极与二极管D3的负极相连，二极管D2的正极与二极管D4的负极相连，二极管D1的正极与二极管D4的负极接入交流电源。3.根据权利要求2所述的基于SEPIC与Flyback电路的原边控制LED驱动电路，其特征在于，SEPIC电路包括：电感L1、二极管D5、电容C1、电感L2、二极管D6和母线电容C3；电感L1的一端与220V交流市电输入电路的一个电气连接端相连，电感L1的另一端同时连接二极管D5的正...

【专利技术属性】
技术研发人员：王懿杰，张树，管乐诗，邱玉萍，张相军，刘晓胜，徐殿国，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23