[发明专利]一种单级非隔离长寿命LED驱动电源

说明书

本发明涉及一种单级非隔离长寿命LED驱动电源。包括交流输入电源、输入整流电路、反激变换器、辅助功率平衡电路和LED负载等。反激变换器用于实现功率因数校正并为LED负载提供恒定电流；辅助功率平衡电路由两个辅助开关管、一个辅助二极管和一个辅助储能电容组成，用于平衡瞬时输入输出功率之间的差值并吸收电压尖峰。本发明通过抑制LED负载电流的低频纹波，减小了输出滤波电容的容值，从而可以用小容量的薄膜电容替代大容量的电解电容；本发明具有开关管电压应力低、驱动方便、长寿命和高可靠性等优点。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种单级非隔离长寿命LED驱动电源。

背景技术

LED以其节能、环保、高效、长寿命等诸多优点，近年来发展迅速，应用越来越广泛，同时高可靠性、高功率因数、寿命长、低成本的LED驱动电源的发展也必不可少。在交流供电场合下，为满足IEC61000-3-2的谐波要求，减少对电网的污染，LED驱动电源需要实现功率因数校正功能。当功率因数为1时，输入电流与输入电压相位相同，且均为正弦波，因此输入功率为两倍工频脉动功率，输出功率几乎不变。为了平衡输入输出功率瞬时之差，一般需要一个容量很大的电解电容。而电解电容寿命往往只有几千小时，远低于LED灯的使用寿命，而且电解电容的寿命受环境温度影响极大，温度每升高10度，其使用寿命大约减少一半，因此电解电容的使用已成为影响LED驱动电源寿命的主要因素，并且电解电容体积较大，限制了驱动电源功率密度进一步提高。因此去除电解电容成为LED驱动电源的研究热点之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单级非隔离长寿命LED驱动电源，通过抑制LED负载电流的低频纹波，减小了输出滤波电容的容值，从而可以用小容量的薄膜电容替代大容量的电解电容；本发明具有开关管电压应力低、驱动方便、长寿命和高可靠性等优点。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种单级非隔离长寿命LED驱动电源，包括依次连接的交流输入电源、输入整流电路、反激变换器、辅助功率平衡电路和LED负载；所述反激变换器用于实现功率因数校正并为LED负载提供恒定电流，所述辅助功率平衡电路用于平衡瞬时输入输出功率之间的差值并吸收电压尖峰；所述输入整流电路包括二极管D₁-D₄，所述反激变换器包括主开关管Q₁，变压器T₁，整流二极管D₀和输出滤波电容C₀，所述辅助功率平衡电路包括辅助开关管Q₂、Q₃，辅助二极管D_a以及辅助储能电容C_a，交流输入电源V_in的正极与D₁的阳极、D₄的阴极连接，交流输入电源V_in的负极与D₃的阳极、D₂的阴极连接，D₁的阴极、D₃的阴极与T₁初级绕组的一端连接，D₂的阳极、D₄的阳极与Q₁的源极、Q₂的源极、Q₃的源极连接，Q₁的漏极与D_a的阳极、T₁初级绕组的另一端连接，T₁次级绕组的一端与D₀的阳极、Q₃的漏极连接，T₁次级绕组的另一端与D_a的阴极、C_a的一端、C₀的一端、LED负载的一端连接，D₀的阴极与C₀的另一端、LED负载的另一端连接，Q₂的漏极与C_a的另一端连接。