[发明专利]大面积区域内LED照明的集中供电系统及其驱动方法

权利要求书

1.一种大面积区域内LED照明的集中供电系统，其特征在于：该系统的硬件结构包括交流输电线路、LED驱动控制器、直流输电线路和LED灯具；所述LED灯具根据实际照明需求排布在区域内的位置，LED灯具通过直流输电线路串并联成若干条支路接驳至LED驱动控制器的输出端；所述LED驱动控制器采用三相交流工频电源输入连接交流输电线路，其通过功率变换和对输出电流进行闭环控制，为所有LED灯具支路提供恒流电源，并实现各支路之间的均流控制；

所述LED驱动控制器包括主功率电路和控制电路部分，具体的，主功率电路包括依次连接的电源、输入LC滤波器、AC-DC矩阵变换器和双管正激变换器；

所述双管正激变换器包括m组双管正激电路，m为LED灯具支路的数量，每组电路均包含有两个半桥结构，其中，一个是由MOS管G_p和二极管D_p串联形成的半桥，MOS管G_p连接直流母线正极、二极管D_p连接直流母线负极，该半桥为每组支路的共享支路；另一个由二极管D_ni和MOS管G_ni构成的半桥为第i组，i=1,2,...,m， 双管正激电路的独立控制支路，二极管D_ni连接直流母线正极、MOS管G_ni连接直流母线负极；

此外，所述双管正激变换器的每组双管正激电路还包含各自独立的正激变压器T_i、副边整流二极管D_Ri、续流二极管D_Fi和滤波电感L_i；所述正激变压器T_i的一端连接在所属独立控制支路的中间点，另一端连接共享支路的中间点；所述副边整流二极管D_Ri和滤波电感L_i 串联在正激变压器T_i的输出端，所述续流二极管D_Fi的负极连接副边整流二极管D_Ri的负极和滤波电感L_i ，正极连接正激变压器T_i的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种大面积区域内LED照明的集中供电系统，其特征在于：所述AC-DC矩阵变换器采用由6个双向开关所组成的三相桥式结构，三相交流工频电源的每相经输入LC滤波器连接到AC-DC矩阵变换器的中间点；AC-DC矩阵变换器将三相输入电源转换为斩波状的直流电压为后级双管正激电路供电，同时在输入端获得三相正弦的输入电流和单位功率因数。

3.根据权利要求1所述的一种大面积区域内LED照明的集中供电系统，其特征在于：所述控制电路部分包括微处理器和硬件连接线路，微处理器上设有显示设备，通过用户界面读取设备的工作状态，也可以设定各LED灯具支路的开关和亮度，控制电路与用户界面交互相关信息，根据用户设定和各LED灯具支路电流的反馈信息对主功率电路进行PWM调制，为每个LED支路供电。

4.一种如权利要求1所述的大面积区域内LED照明的集中供电系统的驱动方法，其特征在于：该系统的调制过程采用无零矢量的调制方式，在AC-DC矩阵变换器的输入端获得单位功率因数的正弦斩波电流，利用输入LC滤波器滤去除开关频率谐波；其次，m组双管正激电路的共享支路采用恒占空比调制，采用PI控制器调节各组的独立支路，实现各个LED灯具支路的恒流控制；在PWM调制过程中，双管正激电路的开关管调制与AC-DC矩阵变换器的空间矢量调制过程相配合，实现AC-DC矩阵变换器的零电流开关，从而进一步提高驱动系统的整机效率。