[发明专利]无电解电容LED灯电源适配器的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源领域，特别涉及一种专为LED灯匹配的无电解电容的电源适配器的控制方法。

背景技术

电光源经历了第一代钨丝发热至白炽高温放光的白炽灯泡时代；第二代是光效比白炽灯泡高数倍的荧光灯(包括“节能灯)时代；第三代是控光性好且光效很高的点光源高强度气体放电灯(HID灯)时代；第四代电光源是高光效长寿命半导体发光二极管照明灯(LED灯)时代。LED灯的优点之一是有长达数万小时的使用寿命，为此，十分迫切需要有一种与之匹配、使用寿命也可达数万小时的LED灯电源适配器。

迄今为止，关于LED灯的电源适配器有上千种，但是，无一例外，全部都是采用可靠性很差的电解电容的。

电解电容内部存在电解质，除了客观上可能存在电解质污染之外，电解质的沸点温度还制约了电解电容的工作温度(一般民品85℃，工业品105℃，特殊用途125℃)；并且电解质工作欠稳定，寿命较短(一般0.3万小时，优质的也只有0.5至0.6万小时，即使特制昂贵的电解电容应用于高温也很难突破1万小时)。电解电容顶部有K字形凹纹，允许电解电容从K字部位爆炸，可见，电解电容生产者，对电解电容可能爆炸的可能性，是心知肚明的。

据“木桶理论”分析，LED灯电源适配器的可靠性，取决于其中可靠性最差的零件，即电解电容。所以必须找到不用电解电容的方法，才有可能从根本上解决现有LED灯电源适配器的寿命短问题，才能实际生产出可以与LED长寿命匹配，使用寿命也可达数万小时的LED灯电源适配器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无电解电容LED灯电源适配器的控制方法，根除电解电容的缺点，使LED灯用电源适配器达到与LED寿命相匹配的要求。

本发明以如下技术方案，解决上述技术问题：

采用单片机软件方法，产生多相高频方波脉冲群；用多组不同相位的高频方波脉冲，分别控制多相位电力电子开关的“通”和“断”，实现用多相高频整流的有源方法以抑平纹波，取代传统无源电解电容贮能抑平纹波方法。采用数码方法控制LED所需的稳定电压、恒定电流的恒流电源的值。

当电源电压波动下浮时，如上述有源方法提供给LED的能量不足，谷值纹波增大时，自动反馈数码控制立即增加相数，提升频率，并扩展脉宽，用数码方法增加有源供电能量抑平纹波；

当电源电压波动上浮时，如上述有源方法提供给LED的能量过多，峰值纹波增大时，自动反馈数码控制立即减少相数，降低频率，并缩小脉宽，用数码方法减少有源供电能量抑平纹波；

当电源是低压电源时，用Boost升压拓扑，采用数码控制的非单相Boost方式，受控方式为数码自适应软件程序的高频多相开关量实现预设目标的多代自动回归过程；

当电源是高压电源时，用BUCK降压拓扑，采用数码控制的非单相BUCK方式，受控方式为数码自适应软件程序的高频多相开关量实现预设目标的多代自动回归过程；

当电源是时高时低变化的电源时，用数码方式前馈侦察判断后，指令启动高频多相Boost拓扑，或指令启动高频多相BUCK，用单片判断并指令满足LED灯对电压稳压及对电流恒流之需求。

本发明采用了高频整流、特别是用多相高频整流，以及波形九十度电角度移相位移峰填谷，以有源的电力电子学方法取代无源贮能电解电容，用数码方式实现提供LED灯所需稳定电压、恒定电流的恒流电源，用多相高频整流的有源方式，来抑平纹波的控制方法，实现了取消不可靠的电解电容，提升电源适配器的可靠性、耐高温、寿命长达数万小时，与LED数万小时寿命相匹配。

附图说明

图1为无电解电容LED灯电源适配器的控制方法示意图

图2为无电解电容LED灯电源适配器拓扑原理图。

具体实施方式

结合图1说明本发明的实施方式如下。

从电解电容在传统的LED灯电源适配器之中的功能看，电解电容最主要的作用，是把高峰值的电荷，贮能于电解电容之中，称为充电。然后，在下陷低谷值时释放出电荷，称为放电。电解电容的“充电”和“放电”的实质，是为了抑平直流电源的纹波。

一般无源等效替代，是用没有电解质的长寿命电容器一微法，来取代有电解质的短寿命电解电容一微法，这种等电容替代方法，是实现无电解电容的基本消极策略之一，但治标不治本。本发明提供更积极的方法是：用高频整流、特别是用多相高频整流、以及波形九十度电角度移相位移峰填谷的电力电子学方法取代电解电容，实现根本不用可靠性最差的电解电容，才是最根本最可靠的方法。