[发明专利]用于MR16 发光二极管驱动电路拓扑装置

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，涉及MR16发光二极管驱动器及控制。更具体地说，本发明涉及一种用于MR16发光二极管驱动器功率拓扑及控制方案。

背景技术

在发光二极管(LED)应用市场中，MR16发光二极管(LED)灯是最大量的。50瓦的卤素MR16灯由6W功率发光二极管取代，它具有巨大的节能效益。对于MR16发光二极管(LED)灯，由于空间限制，它是由LED光源、散热片和LED驱动器组成，三部分封装在一起。LED光源是一个光源，也是一个热源。LED光源的热量传送到散热器，散热器将这热量传送到其周围空间，同时这热量也烧烤LED驱动器。对于高可靠性而言，MR16发光二极管(LED)的驱动器的所有组件应该可以在高温下运作。对于高性能MR16发光二极管(LED)灯，它应该有高的功率因数和调光功能并无色彩偏移的问题。为了避免色偏的问题，PWM调光方法是一个不错的选择。

对于较高的功率因数和PWM调光控制要求，由于良好的动态调节性能，降压拓扑是一个不错的选择来实现的MR16发光二极管驱动器，它能满足PWM调光控制的动态调节要求，它如图1所示。对于MR16应用，其输入电压为12V交流输入，其交流电压经整流器的输出电压是从0V至17V。为了获得较高的功率因数，通常希望LED驱动器当其整流器的输出瞬时电压大于8V时开通并且小于8V时关断。这样，LED驱动器有大约120度的导通角从而可以保证其功率因数在0.9以上。在实际应用中，如果负载LED电压V_LED低，例如：V_LED＝5V时，这很容易满足该系统正常工作要求，整个系统可以运作良好。如果负载LED电压V_LED高，例如 或者更高，这意味着对降压转换器而言，其输出电压可能超过其输入电压，所以该降压转换器不能正常工作。

就目前的技术而言，LED的光效与LED电流相关。LED电流越大，其LED光效越低。为了获得较高的整体系统的效率，负载LED电压V_LED应该更高，这样对一固定输出LED功率而言，其相应的LED电流就低从而使LED光效高。对于高的负载LED输出电压V_LED和低输入电压情况，这降压拓扑结构应该进行修改，以符合此所要求的应用条件，并保持降压拓扑结构的良好的动态调节性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于MR16发光二极管驱动电路拓扑装置，本发明是以正激式开关变换器为基础产生相应的发光二极管串所需的驱动电压及电流。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于MR16发光二极管驱动电路拓扑装置，包括开关型降压电流调节器、带自耦变压器谐振复位的开关型降压变换器以及输出发光二极管(LED)负载，开关型降压电流调节器检测带自耦变压器谐振复位的开关型降压变换器的输出电感电流根据相应的准平均电流或平均电流控制律而产生相应的PWM控制信号来控制所述带自耦变压器谐振复位的开关型降压变换器的功率开关，从而使带自耦变压器谐振复位的开关型降压变换器的输出电感电流为一恒定电流；带自耦变压器谐振复位的开关型降压变换器的输出电感电流驱动输出发光二极管(LED)负载。

作为本发明的用于MR16发光二极管驱动电路拓扑装置的改进：带自耦变压器谐振复位的开关型降压变换器是由功率开关Q与自耦变压器T的原边及MR16发光二极管(LED)驱动器的二极管整流器RB构成回路；

自耦变压器T的付边分别与整流二极管D1和续流二极管D2相连；输出电感L与输出发光二极管(LED)负载相串联；输出电感L与输出发光二极管(LED)负载的串联支路与续流二极管D2并联；整流二极管D1所并联的电容Cr是用于该自耦变压器的谐振复位。

在本发明中，输出发光二极管(LED)可由一颗至数颗高亮度发光二极管(LED)串联而成。

使用本发明可使MR16发光二极管(LED)驱动器能根据不同发光二极管串应用电压设计其相应的驱动器，并使该MR16发光二极管(LED)驱动器能具有高功率因数及PWM调光功能。本发明的原理图如图2所示。本发明提出一种用自耦变压器的正激式开关变换器拓扑结构。对于不同的发光二极管串应用电压，由于自耦变压器的升降压功能，这使得相应的MR16发光二极管(LED)驱动器成为可能，并使该MR16发光二极管(LED)驱动器能具有高功率因数及PWM调光功能。由于自耦变压器T具有一些特殊的特征，自耦变压器T的传输效率高于相应正激变换器的开关变压器。