[实用新型]基于多环控制的Buck-Boost型半导体照明驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于多环控制的Buck-Boost型半导体照明驱动电路。

背景技术

LED照明具有节能、高效、寿命长、环保等特点，是从白炽灯、荧光灯到高压气体放电灯之后的又一场照明光源革命，也是“绿色照明”理念和半导体发光技术相结合的产物。LED照明的发展对消费类电子、汽车电子、信息产业及光电子产业有很大的推动作用，LED照明的兴起必将势如破竹，汹涌澎湃，已是21世纪的大势所趋。这对LED照明驱动控制系统的高效性、快速响应性、高功率因数、稳定性等带来了新的挑战，对驱动控制系统工作性能与设计有着更高的要求。

如图1所示为一种常用的OCC控制Buck-Boost型LED照明驱动，其响应速度快，跟随控制能力强，抗输入扰动能力较强，但由于滤波器性能的动态特性，整个驱动系统的输出电压波形会受到干扰，降低了驱动变换器的动态性能。

发明内容

为了使Buck-Boost型驱动获得更高的功率因数、提高系统动态性能，本实用新型的技术方案是，一种基于多环控制的Buck-Boost型半导体照明驱动电路，包括电源整流电路、开关管Q、电感L、二极管D、电容C、LED负载、误差放大器、电压补偿模块、复位积分器、比较器和RS触发器，开关管Q串联电源整流电路输出端后并联至电感L的一端和二极管D的负极，二极管D的正极并联至电容C的一端和LED负载的一端，电容C、LED负载和电感L的另一端并联后连接至电源整流电路，LED负载上对电压进行采样，采样得到的电压信号经增益模块K_b放大以得到采样电压并与参考电压一起输送至误差放大器，再经电压补偿模块后送至比较器的一输入端，复位积分器的输出端连接比较器的另一输入端，比较器的输出端连接至RS触发器的输入R端，RS触发器的输入S端连接外部时钟脉冲，RS触发器的输出Q端连接开关管Q，输出端连接复位积分器的一输入端，还包括加法器和微分器，所述的微分器的输入端连接至LED负载以获得采样电压，微分器的输出端输出的信号经增益模块K_c放大后至加法器的一输入端，加法器的另一输入端经增益模块K_a连接至开关管Q，加法器的输出端连接至复位积分器的另一输入端。

本实用新型的技术效果在于，输入电流很好地跟踪输入电压，总谐波失真小，功率因数高，系统响应速度快，超调量较小，输出电压稳定在-40V，具有很高的抗输入电压扰动和抗负载扰动能力。和OCC控制策略相比，多环控制策略下Buck-Boost型LED照明驱动在不同占空比和宽输入电压范围下功率因数均高，可以达到0.99，从输出阻抗特性曲线可以看出，多环控制下输出阻抗小，动态负载性能要好。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为现有OCC控制Buck-Boost型LED照明驱动电路图；

图2为本实用新型结构示意图；

图3为Buck-Boost型驱动器主电路小信号模型图；

图4为多环控制小信号模型图；

图5为多环控制Buck-Boost型LED照明驱动系统模型图；

图6为Buck-Boost型LED照明驱动主电路模型图；

图7为多环控制模型图；

图8为交流输入电压、输入电流波形图；

图9为系统输出电压波形图；

图10为抗输入电压扰动分析图；

图11为抗负载扰动能力分析图；

图12为功率因数与占空比的关系图；

图13宽输入电压范围下的功率因数图；

图14输出阻抗特性图。

具体实施方式