感应式无线能量传输的LED驱动电路制造技术

一种感应式无线能量传输的LED驱动电路，包括功率因数校正电路、逆变电路、松耦合变压器、整流电路以及LED光源；功率因数校正电路的输出端连接逆变电路的输入端，逆变电路的输出端连接松耦合变压器的原边，松耦合变压器的副边连接整流电路的交流输入端，整流电路的直流输出端连接LED光源的电源端。与现有技术相比，本实用新型专利技术采用松耦合变压器实现无线能量传输的LED驱动电路，避免驱动电路散热和LED光源散热的交互影响，谐振电路减小了开关器件电压和电流应力，该驱动电路提高了LED光源的发光效率、发光质量和寿命，并保证了LED驱动器的高效率和可靠性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种LED驱动电路。
技术介绍
LED驱动器属于高频电子产品，具有高功率密度和高集成度，采用的各种电子元器件在工作时均会产生损耗，如开关器件的导通损耗和开关损耗及磁性元器件高频工作时的铁损和铜损等，这些损耗均以热能形式散出。目前生产的LED照明灯具往往将光源和驱动器集成在一起，实现即插即用，在密闭封装、空间狭小的LED灯具里，缺乏辐射和对流等有效散热条件，LED光源和驱动器的热效应相互影响，造成LED老化加快，其效率变低、寿命缩短、光色漂移。此外，随着环境温度增高，驱动器中的各种电子材料极易氧化，寿命缩短，驱动器一旦出现损坏，则无法给LED光源提供驱动电流，LED灯熄火，影响了 LED照明系统的可靠性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种感应式无线能量传输的LED驱动电路，该驱动电路解决了驱动电路与LED光源热量相互影响的问题，提高了 LED照明系统的稳定性，也大大增大了 LED的使用寿命和发光效率。为了实现以上目的，本技术采取以下技术方案一种感应式无线能量传输的LED驱动电路，包括功率因数校正电路、逆变电路、松耦合变压器、原边谐振电容、副边谐振电容和整流电路；功率因数校正电路的输入端连接交流电源；功率因数校正电路的直流输出端连接逆变电路的直流输入端；逆变电路的交流输出端连接松耦合变压器原边的两输入端，其中所述原边谐振电容连接在松耦合变压器原边的任一端与逆变电路的输出端之间；松耦合变压器副边的两输出端连接所述整流电路的交流输入端，其中所述副边谐振电容连接在松耦合变压器副边的任一端与整流电路的交流输入端之间；整流电路的输出端即为本LED驱动电路的输出端。本技术方案采用松耦合变压器实现无线能量传输的LED驱动电路，避免驱动电路散热和LED光源散热的交互影响，谐振电路减小了开关器件电压和电流应力，该驱动电路提高了 LED光源的发光效率、发光质量和寿命，并保证了 LED驱动器的高效率和可靠性。所述功率因数校正电路包括输入滤波电容，输入滤波电感，以及四个整流二极管构成的整流桥；输入滤波电感连接在整流桥的交流输入端与交流电源的相线之间；整流桥的直流输出端连接逆变电路的直流输入端；输入滤波电容一端连接在交流电源的零线上，另一端连接整流桥与输入滤波电感连接端。所述逆变电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，控制不同开关管的通断从而实现将直流电转变为频率可调的交流电；第一开关管的直流输出端与第三开关管直流输入端相连；第二开关管的直流输出端与第四开关管直流输入端相连；第一开关管的直流输入端与第二开关管的直流输入端相连；第三开关管的直流输出端与第四开3关管的直流输出端相连；第一开关管的直流输入端连接功率因数校正电路直流输出端的正极；第三开关管的直流输出端连接功率因数校正电路直流输出端的负极；第一开关管的直流输出端与第二开关管的直流输出端作为逆变电路的两个交流输出端。 所述的整流电路包括由四个整流二极管构成的整流桥和一个输出滤波电容；整流桥的直流输出端的“ + 两端即为LED驱动电路的输出端；输出滤波电容并联于整流桥的直流输出端的“ + 两端。有益效果与现有技术相比，本技术采用松耦合变压器实现无线能量传输的LED驱动电路，从空间上避免LED驱动电路散热与LED光源散热的交互影响，提高了 LED光源的发光效率、发光质量和寿命，有利于LED散热器和灯具的优化设计，并保证了 LED驱动电路的高可靠性。通过增加谐振补偿网络(即以原、副边谐振电容为核心的电路)，减小了变压器漏感造成的器件应力和损耗，保证LED驱动电路的高效率。附图说明图I是本技术的电路原理框图。图2是本技术具体实施例电路原理图。图3是本技术具体实施例中松耦合变压器的等效电路模型示意图。图4是本技术具体实施例的工作波形图。图中，I是功率因数校正电路；3是逆变电路；8是整流电路^是松耦合变压器；Va。是交流供电电压；Lf是输入滤波电感；Cf是输入滤波电容^ Q4是依次为第一开关管，第二开关管，第三开关管，第四开关管；CP是原边谐振电容；CS是副边谐振电容；Di D4是四个整流二极管！Cci是输出滤波电容；vE是逆变桥输入电压，vAB是A与B两点间电压，iP、is分别是变压器原、副边电流，Vp、Vs*别是变压器原、副边电压，VcP、V 分别是变压器原、副边谐振电容电压，是C与D两点间电压。Q1与Q3构成第一逆变桥臂；Q2、与Q4构成第二逆变桥臂Λ是LED负载电压。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施例作进一步的描述。如图2所示,一种感应式无线能量传输的LED驱动电路,包括功率因数校正电路I、逆变电路3、松耦合变压器Τ、原边谐振电容CP、副边谐振电容Cs和整流电路8 ;功率因数校正电路I的输入端连接交流电源；功率因数校正电路I的直流输出端连接逆变电路3的直流输入端；逆变电路3的交流输出端连接松耦合变压器T原边的两输入端，其中所述原边谐振电容Cp连接在松耦合变压器T原边的任一端与逆变电路3的输出端之间；松耦合变压器T副边的两输出端连接所述整流电路8的交流输入端，其中所述副边谐振电容Cs连接在松耦合变压器T副边的任一端与整流电路8的交流输入端之间；整流电路8的输出端即为本LED驱动电路的输出端。用原、副边谐振电容分别补偿原、副边漏感能量。所述功率因数校正电路包括输入滤波电容Cf，输入滤波电感Lf，以及四个整流二极管构成的整流桥；输入滤波电感Kf连接在整流桥的交流输入端与交流电源的相线之间；整流桥的直流输出端连接逆变电路3的直流输入端；输入滤波电容Cf 一端连接在交流电源的零线上，另一端连接整流桥与输入滤波电感Lf连接端。所述逆变电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4,控制不同开关管的通断从而实现将直流电转变为频率可调的交流电；第一开关管Q1的直流输出端与第三开关管Q3直流输入端相连；第二开关管Q2的直流输出端与第四开关管Q4直流输入端相连；第一开关管Q1的直流输入端与第二开关管Q2的直流输入端相连；第三开关管Q3的直流输出端与第四开关管Q4的直流输出端相连；第一开关管Q1的直流输入端连接功率因数校正电路直流输出端的正极；第三开关管Q3的直流输出端连接功率因数校正电路直流输出端的负极；第一开关管Q1的直流输出端与第二开关管Q2的直流输出端作为逆变电路的两个交流输出端。所述的整流电路包括由四个整流二极管构成的整流桥和一个输出滤波电容Ctl ;整流桥的直流输出端的“ + 两端即为LED驱动电路的输出端；输出滤波电容Ctl并联于整流桥的直流输出端的“ “ ”两端。所述逆变电路的四个开关管的全桥结构采用移相控制，第一逆变桥臂上的两个开关管QpQ3交替导通，各导通50%的开关周期；第二逆变桥臂上的两个开关管Q2、Q4交替导通，各导通50 %的开关周期^超前Q4, Q3超前Q2,即第一逆变桥臂为超前桥臂，第二逆变桥臂为滞后桥臂^与Q3、Q2与Q4之间留有足够的死区时间。本技术方案的原理说明如下图3所示是松耦合变压器T的等效电路模型示意图。Lp是原边漏感，Ls是副边漏感，Lm是励磁电感，NP、Ns分别是原、副边绕组匝数，η是变比，L1是原边电感，L2是副边电感，k是耦合系数。由变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感应式无线能量传输的LED驱动电路，其特征在于，包括功率因数校正电路、逆变电路、松耦合变压器、原边谐振电容、副边谐振电容和整流电路；功率因数校正电路的输入端连接交流电源；功率因数校正电路的直流输出端连接逆变电路的直流输入端；逆变电路的交流输出端连接松耦合变压器原边的两输入端，其中所述原边谐振电容连接在松耦合变压器原边的任一端与逆变电路的输出端之间；松耦合变压器副边的两输出端连接所述整流电路的交流输入端，其中所述副边谐振电容连接在松耦合变压器副边的任一端与整流电路的交流输入端之间；整流电路的输出端即为本LED驱动电路的输出端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曲小慧，黄少聪，黄学良，谢智刚，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：