一种具有多路均流输出的全桥LED恒流驱动电源

摘要

本发明公开了一种具有多路均流输出的全桥LED恒流驱动电源，包括PFC电路、恒流网络、均流网络和4路LED灯负载电路。PFC电路实现功率因数校正功能，并为恒流网络提供稳定电压；恒流网络通过全桥谐振电路实现4路LED灯负载的恒流输出；均流网络通过均流电容实现4路LED灯负载的均流输出。本发明所提出的多路均流输出的全桥LED恒流电路，可为四路相同或不同个数的LED负载提供恒流和均流输出，具有电路简单、效率高、输出纹波小、恒流和均流效果好等优点。

权利要求

1.一种具有多路均流输出的全桥LED恒流驱动电源，其特征在于，包括PFC电路、恒流网络、均流网络和LED灯负载电路，

所述PFC电路实现功率因数校正功能，并为恒流网络提供稳定电压；

所述恒流网络包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一谐振电感、第二谐振电感、第一谐振电容和第二谐振电容；

所述均流网络包括第一均流电容、第二均流电容和第三均流电容；

所述LED灯负载电路包括第一LED灯串、第二LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串、第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管和第四整流二极管；

所述第一开关管的漏极与PFC电路的第一输出端、第三开关管的漏极连接，所述第一开关管的源极与第二开关管的漏极、第一谐振电感的一端连接，所述第二开关管的源极与PFC电路的第二输出端、第一谐振电容的一端、第二谐振电容的一端和第四开关管的源极连接，所述第三开关管的源极与第四开关管的漏极、第二谐振电感的一端连接，所述第一谐振电感的另一端与第一均流电容的一端、第二均流电容的一端和第一谐振电容的另一端连接，所述第二谐振电感的另一端与第三均流电容的一端和第二谐振电容的另一端连接，所述第一均流电容的另一端与第一整流二极管的阳极、第二整流二极管的阴极连接，所述第一整流二极管的阴极与第一LED灯串的一端连接，所述第二整流二极管的阳极与第二LED灯串的一端连接,所述第二均流电容的另一端与第三整流二极管的阳极、第四整流二极管的阴极连接，所述第三整流二极管的阴极与第三LED灯串的一端连接，所述第四整流二极管的阳极与第四LED灯串的一端连接，所述第二LED灯串的另一端、第三LED灯串的另一端与所述第三均流电容的另一端连接；第一LED灯串的另一端、第四LED灯串的另一端与所述第二开关管的源极连接，所述第一LED灯串、第二LED灯串、第三LED灯串和第四LED灯串的导通方向分别与第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管和第四整流二极管的导通方向相同;所述第一LED灯串、第二LED灯串、第三LED灯串和第四LED灯串中LED灯个数可以相同或不同。

2.根据权利要求1所述的全桥LED恒流驱动电源，其特征在于，所述第一LED灯串、第二LED灯串、第三LED灯串和第四LED灯串分别并联有第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容和第四滤波电容。

3.根据权利要求1或2所述的全桥LED恒流驱动电源，其特征在于，所述第一开关管和第二开关管、第三开关管和第四开关管均为互补工作，第一开关管和第四开关管同时通断，第二开关管和第三开关管同时通断。

说明书

一种具有多路均流输出的全桥LED恒流驱动电源

技术领域

[0001] 本发明涉及LED驱动技术领域，具体涉及一种具有多路均流输出的全桥LED恒流驱动电源。

背景技术

[0002] LED光源具有光效高和寿命长的特点，因此被广泛应用在家用、商业和工业等领域。目前市场上大部分LED光源的单片封装功率为l～3 w。因此，在大部分照明场合，需要同时使用多个LED光源才能满足照明强度要求，并且多个LED光源同时工作时，必须满足亮度均匀。

[0003] LED伏安特性符合指数关系，即电压的微小变化会造成电流的显著变化。LED的亮度、光通量和发光效率等光度学性能与LED驱动电流直接相关，LED采用恒流驱动已逐渐形成共识。

[0004] 为满足亮度均匀要求，需保证流过每只LED的电流相等。最简单的方法是将多个LED灯串联连接，但串联连接的可靠性低，当任意一灯损坏时，整个LED支路无法工作，且串联个数有限，LED支路电压通常为几十伏，不超过安全电压限值。因此，大部分LED照明采用LED串并联相结合的方式。LED导通电压除了受驱动电流影响，还受工作温度、时间及个体差异的影响。当多个LED支路并联于同一电压源时，由于导通电压存在差异，每个LED支路中的电流并不完全相等，电流大的支路的LED灯易发生光衰、老化加速甚至熄灭，降低了LED灯的寿命和可靠性。为保证LED输出达到亮度、色度－致性等要求，必须实现各LED模块电流均等。

发明内容

[0005] 针对现有技术的不足，本发明提出一种具有多路均流输出的全桥LED恒流驱动电源，为四路相同或不同个数的LED负载提供恒流和均流输出。

[0006] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种具有多路均流输出的全桥LED恒流驱动电源，包括PFC电路、恒流网络、均流网络和LED灯负载电路，

[0007] 所述PFC电路实现功率因数校正功能，并为恒流网络提供稳定电压；

[0008] 所述恒流网络包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一谐振电感、第二谐振电感、第一谐振电容和第二谐振电容；

[0009] 所述均流网络包括第一均流电容、第二均流电容和第三均流电容；

[0010] 所述LED灯负载电路包括第一LED灯串、第二LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串、第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管和第四整流二极管；

[0011] 所述第一开关管的漏极与PFC电路的第一输出端、第三开关管的漏极连接，所述第一开关管的源极与第二开关管的漏极、第一谐振电感的一端连接，所述第二开关管的源极与PFC电路的第二输出端、第一谐振电容的一端、第二谐振电容的一端和第四开关管的源极连接，所述第三开关管的源极与第四开关管的漏极、第二谐振电感的一端连接，所述第一谐振电感的另一端与第一均流电容的一端、第二均流电容的一端和第一谐振电容的另一端连接，所述第二谐振电感的另一端与第三均流电容的一端和第二谐振电容的另一端连接，[0012] 所述第一均流电容的另一端与第一整流二极管的阳极、第二整流二极管的阴极连接，所述第一整流二极管的阴极与第一LED灯串的一端连接，所述第二整流二极管的阳极与第二LED灯串的一端连接,所述第二均流电容的另一端与第三整流二极管的阳极、第四整流二极管的阴极连接，所述第三整流二极管的阴极与第三LED灯串的一端连接，所述第四整流二极管的阳极与第四LED灯串的一端连接，所述第二LED灯串的另一端、第三LED灯串的另一端与所述第三均流电容的另一端连接；第一LED灯串的另一端、第四LED灯串的另一端与所述第二开关管的源极连接，所述第一LED灯串、第二LED灯串、第三LED灯串和第四LED灯串的导通方向分别与第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管和第四整流二极管的导通方向相同。

[0013] 进一步地，所述第一LED灯串、第二LED灯串、第三LED灯串和第四LED灯串分别并联有第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容和第四滤波电容。

[0014] 进一步地，所述第一LED灯串、第二LED灯串、第三LED灯串和第四LED灯串中LED灯个数可以相同或不同。

[0015] 进一步地，所述第一开关管和第二开关管、第三开关管和第四开关管均为互补工作，第一开关管和第四开关管同时通断，第二开关管和第三开关管同时通断。

[0016] 与现有技术相比，本发明具有有益效果：可为四路相同或不同个数的LED负载提供恒流和均流输出，具有电路简单、效率高、输出纹波小、恒流和均流效果好等优点；

[0017] 4路LED灯电流的总和是恒流网络输出电流的两倍,在同等输出功率下具有开关管电流应力小、输出纹波小等优点。

附图说明

[0018] 图1是本发明全桥LED恒流驱动电源的电路原理图；

[0019] 图2是本发明一实施例中四路LED负载电阻分别为20欧、60欧、100欧和120欧时电流波形仿真图；

[0020] 图3是本发明一实施例中四路LED负载电阻均为20欧时电流波形仿真图；

[0021] 图4是本发明一实施例中四路LED负载电阻均为120欧时电流波形仿真图。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

[0023] 如图1所示，一种具有多路均流输出的全桥LED恒流驱动电源，包括PFC电路、恒流网络、均流网络和LED灯负载电路，

[0024] 所述PFC电路实现功率因数校正功能，并为恒流网络提供稳定电压，与电网输入相接；

[0025] 所述恒流网络包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第一谐振电感L1、第二谐振电感L2、第一谐振电容C1和第二谐振电容C5；

[0026] 所述均流网络包括第一均流电容C2、第二均流电容C3和第三均流电容C4；

[0027] 所述LED灯负载电路包括第一LED灯串LED11，…LED1n、第二LED灯串LED21，…LED2n、第三LED灯串LED31，…LED3n、第四LED灯串LED41，…LED4n、第一整流二极管D10、第二整流二极管D20、第三整流二极管D30和第四整流二极管D40；

[0028] 所述第一开关管Q1的漏极与PFC电路的第一输出端、第三开关管Q3的漏极连接，所述第一开关管Q1的源极与第二开关管Q2的漏极、第一谐振电感L1的一端连接，所述第二开关管Q2的源极与PFC电路的第二输出端、第一谐振电容C1的一端、第二谐振电容C5的一端和第四开关管Q4的源极连接，所述第三开关管Q3的源极与第四开关管Q4的漏极、第二谐振电感L2的一端连接，所述第一谐振电感L1的另一端与第一均流电容C2的一端、第二均流电容C3的一端和第一谐振电容C1的另一端连接，所述第二谐振电感L2的另一端与第三均流电容C4的一端和第二谐振电容C5的另一端连接，

[0029] 所述第一均流电容C2的另一端与第一整流二极管D10的阳极、第二整流二极管D20的阴极连接，所述第一整流二极管D10的阴极与第一LED灯串LED11，…LED1n的一端连接，所述第二整流二极管D20的阳极与第二LED灯串LED21，…LED2n的一端连接,所述第二均流电容C3的另一端与第三整流二极管D30的阳极、第四整流二极管D40的阴极连接，所述第三整流二极管D30的阴极与第三LED灯串LED31，…LED3n的一端连接，所述第四整流二极管D40的阳极与第四LED灯串LED41，…LED4n的一端连接，所述第二LED灯串LED21，…LED2n的另一端、第三LED灯串LED31，…LED3n的另一端与所述第三均流电容C4的另一端连接；第一LED灯串LED11，…LED1n的另一端、第四LED灯串LED41，…LED4n的另一端与所述第二开关管Q2的源极连接，所述第一LED灯串LED11，…LED1n、第二LED灯串LED21，…LED2n、第三LED灯串LED31，…LED3n和第四LED灯串LED41，…LED4n的导通方向分别与第一整流二极管D10、第二整流二极管D20、第三整流二极管D30和第四整流二极管D40的导通方向相同。

[0030] 所述第一LED灯串LED11，…LED1n、第二LED灯串LED21，…LED2n、第三LED灯串LED31，…LED3n和第四LED灯串LED41，…LED4n分别并联有第一滤波电容C10、第二滤波电容C20、第三滤波电容C30和第四滤波电容C40。

[0031] 所述第一LED灯串LED11，…LED1n、第二LED灯串LED21，…LED2n、第三LED灯串LED31，…LED3n和第四LED灯串LED41，…LED4nLED41，…LED4n中LED灯个数可以相同或不同。

[0032] 所述第一开关管Q1和第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4均为互补工作，第一开关管Q1和第四开关管Q4同时通断，第二开关管Q2和第三开关管Q3同时通断。

[0033] 由第一至第四开关管Q1、Q2、Q3、Q4、第一谐振电感L1、第二谐振电感L2、第一谐振电容C1和第二谐振电容C5组成全桥恒流谐振网络，实现第二LED灯串和第三LED灯串两路总电流恒定；谐振网络输出通过第一至第三均流电容C2、C3和C4与四路LED负载相连，全桥恒流网络工作在谐振状态产生恒定的交流信号，通过第一至第三均流电容C2、C3、C4给四路LED负载供电。第一均流电容C2实现第一路和第二路LED灯串的均流，第二均流电容C3实现第三路和第四路LED灯串的均流，第三均流电容C4实现第二路和第三路LED灯串的均流。由于四路LED电路是均流的，因此每一路LED灯串均为恒流工作。

[0034] 第二路和第三路LED负载两端均与均流电容相连，第一路和第四路LED负载一端分别与均流电容连接，另一端相连后与电路公共端相连接，使得四路LED灯电流的总和是恒流网络输出电流的两倍,在同等输出功率下具有开关管电流应力低、输出纹波小等优点。

[0035] 图2是四路LED负载电阻分别为20欧、60欧、100欧和120欧时电流波形仿真图；图3是四路LED负载电阻均为20欧时电流波形仿真图；图4是四路LED负载电阻均为120欧时电流波形仿真图。不同负载电阻分别表示不同个数的LED灯串。从图2至图4中可以看出，当四路负载电阻相同或不同时，稳态下流过四路LED灯串的电流基本相等，因此实现了四路LED灯串的恒流和均流工作。

[0036] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和成果进行了详尽说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。