[发明专利]LED驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED驱动电路，其包括至少一个串联的LED串以及电源，所述电源用于将干线电压(mains voltage)转换为将被施加至所述至少一个LED串上的输出电压。

更具体地，本发明涉及高功率照明应用，如工业用灯、运动场用灯、路灯等等，其中多个LED的阵列由公共电源供电。

背景技术

由于单个LED的正向电压(通常在1到5V的数量级)远小于例如400V_AC、230V_AC或110V_AC的干线电压，因此有必要将干线电压转换为适于LED的输出电压。当多个LED串联时，输出电压应当对应于所述串中的LED的正向电压的总和。

多数传统LED驱动电路包括多个串，所述多个串中的每一个仅具有相对较少数目的LED，从而输出电压将低于干线电压。然而，当多个串与公共电源并联时，输出电流必须相对较高，这导致系统损失增加，并且必须采取额外措施以确保并联LED串之间的正确的电流平衡。通常，对于每一个LED串来说，采用工作于电流模式的单个转换器来调节LED电流。另外，这些系统需要许多连接和互连线，从而使电子部件的成本及其安装成本相对较高。

EP 2 315 497 A1和EP 2 458 940 A1描述了具有两级电源的LED驱动电路。第一级是具有功率因子校正功能的转换器，其将AC干线电压转换为DC电压并确保与AC电网规范相符。第二级是对一个或多个LED串中的电流进行调节的驱动器。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种具有增加的系统效率和减少的系统成本的LED驱动电路。

为了实现这一目标，根据本发明，电源包括适用于将干线电压直接转换为输出电压的单级升压转换器。

由于使干线电压升压到较高的电压电平，因此提高了效率并且减少了系统损失。此外，输出电流相对较低，从而只需将电源输出侧上的电子部件设计为用于低电流。优选地，输出电压甚至将超过所施加的干线电压的峰值。这意味着需要整个系统足够绝缘。然而，可以因此省去LED驱动器(或变压器)的传统电绝缘。

在从属权利要求中对本发明的更具体的可选特征进行了说明。

在一个优选实施例中，升压转换器是多电平转换器，例如在以下文章中大体描述的类型：J.Rodrigues,J.S.Lai,F.Zheng的“Multilevel Inverters:A Survey of Topologies,Controls and Applications”(多电平反相器：拓扑、控制及应用纵览),IEEE Trans.Industrial Electronics,vol.49,2002,pages 724-738以及M.T.Zhang，J.Yiming，F.C.Lee,M.M.Jovanovic的“Single-Phase Three-Level Boost Power Factor Correction Converter”(单相三电平升压功率因子校正转换器),IEEE APEC 10^th annual,1995,pages 434-439。这种拓扑允许在不使用昂贵的高额定电压的半导体器件的情况下提高输出电压电平。例如，可将输出电压提高至干线电压峰值的至少1.5倍。优选地，在LED串的串联连接上均匀划分输出电压。