[发明专利]一种单级隔离型无电解电容LED驱动电源及切换方法

说明书

本发明公开了一种单级隔离型无电解电容LED驱动电源及切换方法。电路拓扑包括交流电源，输入滤波电感L_f，输入滤波电容C_f，桥式整流电路，一个Boost电路和一个DC‑DC变换电路。由第一开关管Q₁，第一电感L₁，储能电容C₁，第一二极管D₁、第二二极管D₂组成Boost电路。由第一开关管Q₁，变压器T，隔直电容C₂，续流二极管D₃、D₄，输出滤波电感L₀，输出滤波电容C₀及LED负载组成DC‑DC变换电路。本发明具有如下特点和优点：1)输出电流纹波小，功率因数高，变压器磁芯利用率高；2)储能电容电压设计为较大脉动纹波电压形式，可以使用小容值非电解电容代替电解电容；3)Boost电路和DC‑DC变换电路共用一个开关管，降低了成本，减少了开关损耗。

技术领域

本发明涉及电力电子应用技术领域，具体涉及一种单级隔离型无电解电容LED驱动电源，适用于开关电源尤其是LED驱动电源，属于交流/直流(AC/DC)、直流/直流(DC/DC)变换器领域。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是新一代照明光源，具有寿命长、体积小、效率高、节能环保等诸多优点。近年来，随着LED技术的飞速发展，LED的应用越来越广泛。LED的整体性能在很大程度上依赖于高可靠性、高功率因数、长寿命、低成本的驱动电源。

在交流供电的情况下，需要通过功率因数校正以获得较高的功率因数。当功率因数等于1时，输入电流与输入电压是为同频同相的正弦波，输入功率呈现两倍输入电压频率的低频脉动形式。为了平衡瞬时输入功率和输出功率，传统驱动电源中常采用容值较大的储能电容，一般为电解电容。但电解电容的寿命仅有LED寿命的十分之一左右，极大地限制了LED驱动电源的寿命。要提高LED驱动电源的使用寿命，必须去除电解电容。

发明内容

本发明针对反激LED驱动电源中存在的驱动电源寿命短、体积大、变压器磁芯利用率低等问题，提出一种单级隔离型无电解电容LED驱动电源，它具有长寿命、体积小、变压器磁芯利用高等优点。

本发明采用的技术方案为：一种单级隔离型无电解电容LED驱动电源，包括依次连接的交流电源，输入滤波电感L_f，输入滤波电容C_f，桥式整流电路，一个Boost电路和一个改进DC-DC变换电路；所述改进DC-DC变换电路由第一开关管Q₁，变压器T，隔直电容C₂，续流二极管D₃、D₄，输出滤波电感L₀，输出滤波电容C₀及LED负载组成；变压器T初级绕组一端连接第一二极管D₁的阴极，变压器T初级绕组另一端连接第一开关管Q₁的漏极，变压器T次级绕组一端连接隔直电容C₂的负极，变压器T次级绕组另一端连接续流二极管D₃的阳极和续流二极管D₄的阴极，输出滤波电感L₀一端连接隔直电容C₂的阳极和续流二极管D₃的阴极，输出滤波电感L₀另一端连接输出滤波电容C₀的正极，输出滤波电容C₀的负极连接续流二极管D₄的阳极。

进一步，所述输入滤波电感L_f一端连接交流电源正极，输入滤波电感L_f另一端连接输入滤波电容C_f正极，所述滤波电容C_f负极连接交流电源负极。