[发明专利]可调光大功率LED驱动电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED驱动电源，尤其是一种可调光大功率LED驱动电源。

背景技术

随着人类文明的发展，照明设备早已进入人们的日常生活中，传统的照明光源主要有白炽灯、荧光灯、节能灯等，此类照明光源技术均已比较成熟，然而此类照明光源存在寿命短、能耗高、发光效率低、甚至有些还会带来污染，发张新型照明光源是未来趋势。

大功率LED作为新型光源，它与传统光源相比的主要优势有：体积小、耗电小、发热小、寿命长、响应速度快、安全、绿色环保，目前大功率LED不仅已经成功应用于某些一般场合照明，而且它特殊的优势如发光强度高、使用寿命长、绿色环保能够满足特殊场合的需求，随着资源的日益枯竭，大功率LED照明必将取代传统照明成为主流的照明光源。

目前的大功率LED主要采用交流供电，经过变换器得到恒定的电压电流给大功率LED供电，然而这种方式不仅功率因素比较底，而且不能有效抑制输入端带来的扰动；而调光主要是通过改变流过大功率LED的电流，而在不同电流情况下，发光的波长不同，影响发光效率，因此该类电路存在抗干扰能力弱、输出稳定性差、输出精度偏低、功率因素低等缺点。

发明内容

本发明主要针对大功率LED电路抗干扰能力弱、输出稳定性差、输出精度偏低、功率因素低等缺点，提供一种可调光大功率LED驱动电源，更加稳定高效。

按照本发明提供的技术方案，所述可调光大功率LED驱动电源包括：交流输入滤波单元、整流滤波单元、反激变换单元、辅助电源单元、单周期控制单元、线性光耦隔离单元、恒流源输出端、恒流控制单元、PWM输出调光单元；所述交流输入滤波单元、整流滤波单元、反激变换单元依次连接并连接到恒流源输出端，反激变换单元的输出端连接辅助电源单元，辅助电源单元的输出分别连接单周期控制单元、线性光耦隔离单元、恒流控制单元、PWM输出调光单元，线性光耦隔离单元的输出端通过单周期控制单元连接反激变换单元，PWM输出调光单元通过恒流控制单元连接到恒流源输出端；交流电经过交流输入滤波单元和整流滤波单元后输出到反激变换单元，线性光耦隔离单元将检测的输出电压通过线性光耦隔离输入到单周期控制单元，单周期控制单元的控制信号与反激变换单元相连接，控制反激变换单元输出电压的大小；恒流源输出端包含一个霍尔电流传感器将检测的输出电流反馈到恒流控制单元；辅助电源单元分别给单周期控制单元、线性光耦隔离单元、恒流控制单元、PWM输出调光单元供电，单周期控制单元控制反激变换单元输出给定电压，恒流控制单元控制恒流源输出端输出给定电流，PWM输出调光单元通过恒流控制单元对大功率LED进行调光操作。

所述单周期控制单元控制反激变换单元，抑制输入扰动；在反激变换单元的输入电压存在扰动时，在一个开关周期内使反激变换单元的输出电压的平均值等于参考值。

所述单周期控制单元通过电阻分压从辅助电源单元得到参考电压信号。

所述单周期控制单元与反激变换单元的电流采样电阻相连接，对反激变换单元的输入电流进行采样，并根据采样信号调整控制信号。

所述单周期控制单元通过光耦隔离单元对输出电压进行采样，并根据采样信号调整控制信号。

所述恒流控制单元采用条件作用技术Anti-windup算法，使恒流源输出端的电流维持线性连续性，减少超调，提高精度。

所述恒流控制单元通过电阻分压从辅助电源单元得到输出参考电流的大小。

所述恒流控制单元通过恒流源输出端的霍尔电流传感器对输出电流进行采样，并根据采样信号调整控制信号。

所述PWM输出调光单元通过调节PWM波形脉宽的大小达到调光的目的。

本发明应用单周期控制器对主电路反激变换单元进行控制，单周期控制单元根据输出电压、输入电流和参考电压给出控制信号，控制反激变换单元的开关管的开通与关断，达到在一个开关周期内输出电压的平均值等于参考值的目的。恒流控制单元采用Anti-windup控制器，Anti-windup可以有效防止控制过程中出现积分饱和现象，使控制器维持线性连续性，达到输出电流恒定，提高控制精度的目的。对输出电流进行PWM调节，实现连续调光，提高电能利用率。

本发明的优点是：

1）采用单周期控制输出电压，电压精度可控制在1%以内，在输入端电压出现扰动的情况下，可以在一个开关周期内使输出电压等于电压参考值，有效抑制输入电压扰动带来的影响，同时单周期控制过程中将后续电路看做纯电阻，提高了整个电路的功率因素。

2）输出电压采样后通过光耦隔离单元输入到单周期控制单元，使主回路与控制回路有效隔离。