一种隔离型AC-DC恒流驱动器及LED照明设备制造技术

本申请公开了一种隔离型AC‑DC恒流驱动器及LED照明设备，其中前者包括隔离PFC主变换器和DC‑DC辅变换器；隔离PFC主变换器包括PFC功率变换单元、电压变换器和主输出端口，电压变换器包括第一主绕组、第二主绕组、第一辅绕组和第二辅绕组；第一主绕组和第一辅绕组相互感应，第二主绕组和第二辅绕组相互感应，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，辅输出端口和主输出端口串联形成总输出端口。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。

【技术实现步骤摘要】
一种隔离型AC-DC恒流驱动器及LED照明设备
本申请涉及电路
，尤其涉及一种隔离型交流-直流(alternatingcurrenttodirectcurrent，AC-DC)恒流驱动器及发光二极管(lightemittingdiode，LED)照明设备。
技术介绍
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(powerfactorcorrection，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(directcurrenttodirectcurrent，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。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种隔离型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隔离型AC-DC恒流驱动器，包括：隔离PFC主变换器和DC-DC辅变换器；隔离PFC主变换器包括PFC功率变换单元、电压变换器和主输出端口，电压变换器包括第一主绕组、第二主绕组、第一辅绕组和第二辅绕组；第一主绕组和第一辅绕组相互感应，第二主绕组和第二辅绕组相互感应，DC-DC辅变换器包括辅输入端口和辅输出端口；PFC功率变换单元的输出端和第一主绕组连接；第一辅绕组和主输出端口连接；第二辅绕组和辅输入端口连接；辅输出端口和主输出端口串联形成总输出端口；电压变换器接收来自PFC功率变换单元的直流电后：通过第一主绕组和第一辅绕组转换出主电压，将主电压输出至主输出端口，主输出端口将主电压传输至总输出端口；通过第二主绕组和第二辅绕组转换出辅电压，将辅电压输出至辅输入端口；DC-DC辅变换器接收来自辅输入端口的辅电压后，将辅电压处理后输出至辅输出端口，辅输出端口将辅电压传输至总输出端口。在一种实施方式中，隔离型AC-DC恒流驱动器还包括：PFC控制器；隔离PFC主变换器还包括：主功率开关管；主功率开关管和第一主绕组连接；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，第一主采集端口和第二主绕组连接，主控制端口和主功率开关管的控制端连接；主输出端口将主电压传输至主反馈端口，PFC控制器接收来自主反馈端口的主电压、来自第一主采集端口的第二主绕组的电压、来自主基准电压端口的主基准电压、以及来自主基准锯齿波信号端口的主基准锯齿波信号后；比较主电压和主基准电压后形成电压误差信号；比较电压误差信号和主基准锯齿波信号后形成停止脉冲信号；基于第二主绕组的电压形成启动脉冲信号；利用停止脉冲信号和启动脉冲信号控制主功率开关管的开通和关断。在一种实施方式中，PFC控制器还包括第二主采集端口；第二主采集端口和主功率开关管连接；PFC控制器还接收来自第二主采集端口的主功率开关管的电压；比较电压误差信号和主基准锯齿波信号后形成停止脉冲信号包括：比较电压误差信号和主功率开关管的电压后形成比较结果，比较主基准锯齿波信号和比较结果后形成停止脉冲信号。在一种实施方式中，隔离PFC主变换器还包括：第一主采集件和第二主采集件；第一主采集件连接在第一主采集端口和第二主绕组之间；第二主采集件和主功率开关管连接；第一主采集端口通过第一主采集件采集第二主绕组的电压，第二主采集端口通过第二主采集件采集主功率开关管的电压。在一种实施方式中，PFC控制器包括主基准电压源、主基准锯齿波信号源、第一主比较器、第二主比较器、第三主比较器和触发器；触发器具有S端口、Q端口和R端口；第一主比较器的负输入端和主反馈端口连接，第一主比较器的正输入端通过主基准电压端口和主基准电压源连接，第一主比较器的输出端和第二主比较器的正输入端连接；第二主比较器的负输入端和第二主采集端口连接，第二主比较器的输出端和第三主比较器的正输入端连接；第三主比较器的负输入端通过主基准锯齿波信号端口和主基准锯齿波信号源连接，第三主比较器的输出端和R端口连接；Q端口和主控制端口连接，S端口和第一主采集端口连接；第一主比较器用于：比较主电压和主基准电压后形成电压误差信号；第二主比较器用于：比较电压误差信号和主功率开关管的电压后形成比较结果；第三主比较器用于：比较主基准锯齿波信号和比较结果后形成停止脉冲信号；触发器用于：基于第二主绕组的电压形成启动脉冲信号；利用停止脉冲信号和启动脉冲信号控制主功率开关管的开通和关断。在一种实施方式中，隔离型AC-DC恒流驱动器还包括：DC-DC控制器；DC-DC辅变换器还包括：辅功率开关管；DC-DC控制器包括辅反馈端口、辅控制端口、辅基准电流端口和辅基准锯齿波信号端口；辅反馈端口和总输出端口连接，辅控制端口和辅功率开关管的控制端连接；总输出端口接收到主电压和辅电压后输出总电流；总电流被传输至辅反馈端口；DC-DC控制器接收来自辅反馈端口的总电流、接收来自辅基准电流端口的辅基准电流、以及来自辅基准锯齿波信号端口的辅基准锯齿波信号之后，比较总电流和辅基准电流后形成电压误差信号；比较电压误差信号和辅基准锯齿波信号后形成控制信号，将控制信号传输至辅功率开关管的控制端。在一种实施方式中，DC-DC辅变换器还包括：辅采集件；辅反馈端口通过辅采集件采集总电流。在一种实施方式中，DC-DC控制器包括：第一辅比较器、第二辅比较器、辅基准电流源和辅基准锯齿波信号源；第一辅比较器的负输入端和辅反馈端口连接，第一辅比较器的正输入端通过辅基准电流端口和辅基准电流源连接，第一辅比较器的输出端和第二辅比较器的正输入端连接；第二辅比较器的负输入端通过辅基准锯齿波信号端口和辅基准锯齿波信号源连接，第二辅比较器的输出端和辅控制端口连接；第一辅比较器用于：比较总电流和辅基准电流后形成电压误差信号；第二辅比较器用于：比较电压误差信号和辅基准锯齿波信号后形成控制信号，将控制信号传输至辅功率开关管的控制端。在一种实施方式中，隔离PFC主变换器包括反激变换器或正激变换器；DC-DC辅变换器包括降压变换器、升压变换器、升降压变换器、反激变换器、正激变换器、丘克变换器、单端初级电感式变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔离型AC-DC恒流驱动器，其特征在于，包括：隔离PFC主变换器和DC-DC辅变换器；/n所述隔离PFC主变换器包括PFC功率变换单元、电压变换器和主输出端口，所述电压变换器包括第一主绕组、第二主绕组、第一辅绕组和第二辅绕组；所述第一主绕组和所述第一辅绕组相互感应，所述第二主绕组和所述第二辅绕组相互感应，所述DC-DC辅变换器包括辅输入端口和辅输出端口；/n所述PFC功率变换单元的输出端和所述第一主绕组连接；所述第一辅绕组和所述主输出端口连接；所述第二辅绕组和所述辅输入端口连接；所述辅输出端口和所述主输出端口串联形成总输出端口；/n所述电压变换器接收来自所述PFC功率变换单元的直流电后：通过所述第一主绕组和所述第一辅绕组转换出主电压，将所述主电压输出至所述主输出端口，所述主输出端口将所述主电压传输至所述总输出端口；通过所述第二主绕组和所述第二辅绕组转换出辅电压，将所述辅电压输出至所述辅输入端口；所述DC-DC辅变换器接收来自所述辅输入端口的辅电压后，将辅电压处理后输出至所述辅输出端口，所述辅输出端口将所述辅电压传输至所述总输出端口。/n

【技术特征摘要】
1.一种隔离型AC-DC恒流驱动器，其特征在于，包括：隔离PFC主变换器和DC-DC辅变换器；
所述隔离PFC主变换器包括PFC功率变换单元、电压变换器和主输出端口，所述电压变换器包括第一主绕组、第二主绕组、第一辅绕组和第二辅绕组；所述第一主绕组和所述第一辅绕组相互感应，所述第二主绕组和所述第二辅绕组相互感应，所述DC-DC辅变换器包括辅输入端口和辅输出端口；
所述PFC功率变换单元的输出端和所述第一主绕组连接；所述第一辅绕组和所述主输出端口连接；所述第二辅绕组和所述辅输入端口连接；所述辅输出端口和所述主输出端口串联形成总输出端口；
所述电压变换器接收来自所述PFC功率变换单元的直流电后：通过所述第一主绕组和所述第一辅绕组转换出主电压，将所述主电压输出至所述主输出端口，所述主输出端口将所述主电压传输至所述总输出端口；通过所述第二主绕组和所述第二辅绕组转换出辅电压，将所述辅电压输出至所述辅输入端口；所述DC-DC辅变换器接收来自所述辅输入端口的辅电压后，将辅电压处理后输出至所述辅输出端口，所述辅输出端口将所述辅电压传输至所述总输出端口。


2.根据权利要求1所述的隔离型AC-DC恒流驱动器，其特征在于，所述隔离型AC-DC恒流驱动器还包括：PFC控制器；所述隔离PFC主变换器还包括：主功率开关管；
所述主功率开关管和所述第一主绕组连接；
所述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；所述主反馈端口和所述主输出端口连接，所述第一主采集端口和所述第二主绕组连接，所述主控制端口和所述主功率开关管的控制端连接；
所述主输出端口将所述主电压传输至所述主反馈端口，所述PFC控制器接收来自所述主反馈端口的所述主电压、来自所述第一主采集端口的所述第二主绕组的电压、来自所述主基准电压端口的主基准电压、以及来自所述主基准锯齿波信号端口的主基准锯齿波信号后；比较所述主电压和所述主基准电压后形成电压误差信号；比较所述电压误差信号和所述主基准锯齿波信号后形成停止脉冲信号；基于所述第二主绕组的电压形成启动脉冲信号；利用所述停止脉冲信号和所述启动脉冲信号控制所述主功率开关管的开通和关断。


3.根据权利要求2所述的隔离型AC-DC恒流驱动器，其特征在于，所述PFC控制器还包括第二主采集端口；所述第二主采集端口和所述主功率开关管连接；
所述PFC控制器还接收来自所述第二主采集端口的所述主功率开关管的电压；
所述比较所述电压误差信号和所述主基准锯齿波信号后形成停止脉冲信号包括：比较所述电压误差信号和所述主功率开关管的电压后形成比较结果，比较所述主基准锯齿波信号和所述比较结果后形成停止脉冲信号。


4.根据权利要求3所述的隔离型AC-DC恒流驱动器，其特征在于，所述隔离PFC主变换器还包括：第一主采集件和第二主采集件；所述第一主采集件连接在所述第一主采集端口和所述第二主绕组之间；所述第二主采集件和所述主功率开关管连接；
所述第一主采集端口通过所述第一主采集件采集所述第二主绕组的电压，所述第二主采集端口通过所述第二主采集件采集所述主功率开关管的电压。


5.根据权利要求3所述的隔离型AC-DC恒流驱动器，其特征在于，所述PFC控制器包括主基准电压源、主基准锯齿波信号源、第一主比较器、第二主比较器、第三主比较器和触发器；所述触发器具有S端口、Q端...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡炎申，
申请(专利权)人：茂硕电源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44