[发明专利]实用LED驱动器

说明书

本发明公开的系列实用LED驱动器电路直接使用市电电源，公开的工频正弦输出电子变压器为隔离交流电源，所有电路拓扑无电解电容，以工频正弦直流脉动电压为电源电压，以部分LED负载电压为驱动器控制电路的同步脉动电源电压，采用模拟电路恒定负载电流幅值及平均值，采用脉宽控制模式控制负载电流平均值，易于控制电磁干扰，LED负载电流波峰比可控，电路拓扑简练，高功率因数、低谐波，无需外附部件，自带遥控、温控、光控、声控、调光功能，适用于任何LED照明产品。

所属技术领域

本专利涉及LED驱动电源：

背景技术

据“中国照明电器”杂志按年统计：2006年中国仅185家企业共生产了370，965.65万只日光灯，2010年增至70亿只，若计及其他各类照明产品，数量可达数百亿，需谐波与功率因数合格的LED灯代换，本发明公开的LED驱动器为专利号为(201610379407.9)已获授权的发明专利“灯用驱动电源”的实际应用电路。

一：驱动电源：

市电驱动是LED照明应用最有价值的供电方式，隔离式驱动电路基本构成为：

交流电源→整流器→PFC电路→PWM控制器→功率开关管→高频变压器→恒流控制电路：

市场所见驱动IC芯片数十种，应用集成芯片的驱动电源遇到的技术问题是：

1：有源功率因数校正PFC电路与PWM控制器及LED负载恒流控制电路芯片所用集成电路需采用低压直流工作电源：

2：滤波电解电容将降低驱动器使用寿命：

3：PWM控制器变换频率提高使电磁兼容EMI电磁干扰指标难以通过，并增加开关损耗：

4：电路拓扑复杂，故障率高，90％灯具损坏为驱动电源失效造成，且成本高企，驱动电源占路灯灯头成本的40％：

5：驱动电路电磁器件制造工艺繁琐：

6：对装配体积受限的照明产品，驱动电源体积过大。

二：工频高次谐波的危害

无功率因数校正电路，采用DC-DC变换电路的LED灯具，LED负载网络死区电压及滤波电解电容充电电压阻断了整流二极管，整流输出端电解电容充电电流通角减小、幅值及变化率急剧增大，采用相控技术TRIAC调光器，交流电源电流通角随灯具亮度减小，脉宽缩窄，且对Y轴非对称，仅在正弦半周脉动关断角后出现，交流输入电流崎变更加恶劣。AC～DC整流变换过程的非线性，造成功率因数降低，并出现高次谐波，为电力系统带来危害：

1：即使在三相负荷平衡条件下，高次谐波电流在中性线向量和不为零，为谐波电流绝对值之和，供电电缆中性线电流将大于相线电流而温升发热：

2：为电力系统带来趋肤效应铜耗、介质损耗，因矽钢片涡流损耗随工作频率升高增大，高于150周，电力系统所有电机、变压器铁芯及高压钢芯输电线路涡流铁损严重：

3：因电流波形崎变，无法准确判断工频电流相位，功率因数补赏柜控制器不能准确控制电容器组投切，补赏功能失效：

4：谐波使补赏电容阻抗减小而过流，熔断器爆断，介质损耗使电容温升鼓胀损坏：

5：给电子设备与信息系统带来干扰，并影响电量测量精度。

国家与国际标准对各高次谐波分量有明确限值，大规模使用谐波限值低的小功率LED 灯，谐波总量对电力系统影响不可忽视。

整流电路滤波电容充电电流波形详见：科学出版社2013年4月出版陈永真编

整流滤波与DC-Link电容器特性·工作状态·选型第一章1.3节。

三：驱动电路的电流通角：