[实用新型]一种高效率恒流LED驱动器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高效率恒流LED驱动器。具体的说应该是，一种带有有源功率因数校正(PFC)功能的恒流LED驱动器电路，该电路中，PFC输出的中间母线电压跟随输出电压变化，使恒流驱动器在较宽的输出电压范围内都有较高的效率。

背景技术

LED恒流驱动电源中比较常用一个方案是有源PFC+隔离DC/DC变换器，PFC输出通常为固定电压。常用的DC/DC变换的拓扑包括对称或不对称半桥电路、全桥电路、谐振变换电路等，谐振变换电路以三元件LLC电流谐振变换器应用最普遍。

传统的LLC电流谐振变换器，由于可以在整个负载范围内实现原边MOSFET的零电压开通和副边二极管的零电流关断。因此具有开关损耗低，效率高，便于实现高频化，提高功率密度等优点。

LLC谐振电路在谐振频率附近工作效率最优，因此往往将额定工作点设置在谐振频率点附近，当输入电压降低或输出电压增大时，通过降低工作频率来获得较大的增益；当输入电压增大或输出电压降低时，通过提高工作频率来获得较低的增益。但在谐振频率之上，频率对增益调节能力不够，调节范围较窄。即使能够调节，工作频率范围也会非常宽，效率较低，因此LLC电路在应用于宽输出电压范围的恒流LED驱动器时，很难保证在整个输出变化范围内效率都比较高

传统的对称或不对称半桥电路、全桥电路在占空比接近50％时效率最高，应用于宽输出电压范围的恒流LED驱动器时，在输出电压较低、占空比较小时效率也比较低。

发明内容

本实用新型针对上述问题，提出一种提高恒流LED驱动器效率的技术，通过调节PFC输出的中间母线电压跟随输出电压变化，使后级DC/DC电路工作在最优状态来提高驱动电源的整体效率。

解决上述问题采用的技术方案是：一种高效率恒流LED驱动器，包括整流桥、PFC主电路、隔离DC/DC变换器、PFC控制器和PFC母线控制电路，其特征在于：

所述的整流桥将交流输入电压(Vac)整流后输出整流电压(Vdc)给PFC主电路；

所述的PFC主电路接受整流桥输出的整流电压(Vdc)，以及来自PFC控制器的反馈电压，经功率因数校正后向隔离DC/DC变换器输出直流电压(Vbus)；

所述的隔离DC/DC变换器接收来自PFC主电路的直流电压(Vbus)，经DC/DC变换后向LED负载输出输出电压(Vo)，并且提供LED负载所需要的恒流控制；

所述的PFC控制器接收来自PFC母线控制电路的控制信号，向PFC主电路输出反馈信号；

所述的PFC母线控制电路对隔离DC/DC变换器输出电压(Vo)或输出电压的等效电压进行采样，输出控制信号控制PFC控制器的输出反馈电压；实现PFC输出中间母线电压(Vbus)随输出电压(Vo)而变化。

根据本实用新型，所述的PFC母线控制电路包括输出电压采样电路、PFC输出电压调制电路，所述的输出电压采样电路的输入信号来自隔离DC/DC变换器中的变压器T1的辅助绕组经过二极管D4和电容C4的峰值保持信号，由输出电压采样电路转换成和输出电压(Vo)成比例的信号，作为PFC输出电压调制电路的输入信号，PFC输出电压调制电路的输出端接PFC控制器的输入端。

根据本实用新型，所述的PFC主电路包括电感L1、开关管S1、二极管D1和母线电容C1，整流电压(Vdc)正端连接到电感L1的第一端，电感L1的第二端连接到开关管S1的第一端和二极管D1的阳极，整流电压(Vdc)负端连接到开关管S1的第二端，母线电容C1并联在二极管D1的阴极和开关管S1的第二端；所述的PFC控制器的输出端接控制开关管S1的第三端；母线电容C1两端并联一个由电阻R1和R2串联的电路，电阻R1连接电阻R2的公共端子，作为反馈信号连接到PFC控制器的输入端和PFC输出电压调制电路的输出端。

根据本实用新型，所述的PFC输出电压调制电路包括三极管Q1、电阻R3以及供电电源VCC，输出电压采样电路的输出端连接到三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极连接到电阻R3的一端，电阻R3的另外一端连接到供电电源VCC；三极管Q1的集电极输出信号连接到电阻R1和R2的公共端。

根据本实用新型，所述的隔离DC/DC变换器是LLC谐振变换电路，或者是对称、不对称半桥电路或全桥电路。