一種復(fù)合輔助繞組TiBuck-Flyback單級(jí)LED驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是一種復(fù)合輔助繞組TiBuck-Flyback單級(jí)LED驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]LED其本質(zhì)上是發(fā)光二極管，其伏安特性決定了它適合于恒流工作方式。對(duì)于驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)，首先需要選擇合適的電路結(jié)構(gòu)。針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合和要求，一般可分為單級(jí)方案和兩級(jí)結(jié)構(gòu)方案，兩者根據(jù)應(yīng)用功率場(chǎng)合和具體應(yīng)用要求各有優(yōu)缺點(diǎn)。兩級(jí)PFC方案具有總諧波失真度(THD)小，功率因數(shù)(PF)接近單位值的優(yōu)點(diǎn)，但是兩級(jí)變換意味著采用了較多的主功率器件與控制1C，這加大了 LED驅(qū)動(dòng)器的成本，也影響了驅(qū)動(dòng)器效率。相比之下，單級(jí)PFC方案有體積小，中小功率場(chǎng)合轉(zhuǎn)換效率高，成本低，可靠性好的優(yōu)勢(shì)，但輸出電流紋波較大，甚至可能有頻閃問題。
[0003]本發(fā)明復(fù)合輔助TiBuck-Flyback單級(jí)LED驅(qū)動(dòng)電路將Flyback的第二繞組帶中心抽頭副邊輔助繞組作為TiBuck電路的輸入，并采用自適應(yīng)控制策略，其有益之處在于:由輔助繞組構(gòu)成的輔助變換器(即TiBuck電路)參與輸出電流的調(diào)制，因而具有減小輸出紋波的輸出性能，而相對(duì)于兩級(jí)電路而言，在所述自適應(yīng)控制下輔助變換器在寬泛的負(fù)載范圍內(nèi)，始終只承擔(dān)小部分功率，這意味著輔助變換器對(duì)功率器件的要求低，減小了成本，同時(shí)單級(jí)電路也有助于提高整機(jī)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種復(fù)合輔助繞組TiBuck-Flyback單級(jí)LED驅(qū)動(dòng)電路，通過構(gòu)造單級(jí)輔助TiBuck與Flyback復(fù)合LED驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)高效、低紋波和恒定的電流輸出等功能。
[0005]本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn):一種復(fù)合輔助繞組TiBuck-Flyback單級(jí)LED驅(qū)動(dòng)電路，包括不控整流電路、多路輸出反激電路、T iBuck電路，具體包括輸入電源Uin、整流橋BD1、變壓器Tr、功率MOS開關(guān)管S1、功率MOS開關(guān)管S2、功率二極管D1、功率二極管D2、功率二極管D3、功率二極管D4、電解電容Cs1、電解電容Cs2、電解電容Cs3、輸出電容Co2、輸出電感L。、輸出負(fù)載LED;所述整流橋BD1的正向輸出端連接變壓器Tr的原邊同名端;所述變壓器Tr的原邊非同名端連接功率MOS開關(guān)管漏極;所述功率MOS開關(guān)管S1的源極連接到所述整流橋80工的負(fù)向輸出端;所述變壓器Tr副邊繞組Ns1的非同名端連接功率二極管陽極;所述功率二極管〕!的陰極連接電解電容CS1的正極、輸出負(fù)載LED的陽極;所述變壓器Tr副邊繞組Ns1的同名端連接所述電解電容Csi的負(fù)極、輸出電感L。的一端、輸出電容C02的一端;所述變壓器Ti.帶中心抽頭的副邊輔助繞組Ns2繞組的非同名端連接功率二極管仏的陽極;所述功率二極管D2的陰極連接電解電容Cs2的正極、功率MOS開關(guān)管&的漏極;所述變壓器Tr帶中心抽頭的副邊輔助繞組的Ns3繞組的同名端連接所述電解電容Cs2的負(fù)極、電解電容Cs3的負(fù)極、所述輸出電容Co2的另一端、所述輸出負(fù)載LED的陰極以及副邊參考地;所述Ns2繞組的同名端和所述NS3繞組的非同名端相連，形成副邊輔助繞組的中心抽頭;所述變壓器Tr副邊輔助繞組的中心抽頭連接功率二極管D3的陽極;所述功率二極管D3的陽極連接所述電解電容Cs3的正極、功率二極管D4的陽極;所述功率二極管D4的陰極連接所述功率MOS開關(guān)管S2的源級(jí)、所述輸出電感L。的另一端。所述LED的陽極經(jīng)過一分壓電路連接至一電壓補(bǔ)償電路的正相輸入端;所述電解電容Cs2的正極和所述電解電容Cs1的負(fù)極經(jīng)過一差分采樣電路連接至所述電壓補(bǔ)償電路的負(fù)相輸入端;所述電壓補(bǔ)償電路的輸出端經(jīng)過光耦隔離連接至一 PFC模塊，生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0006]進(jìn)一步地，所述變壓器Tr是高頻變壓器，其原副邊同名端是反方向的。
[0007]進(jìn)一步地，所述帶中心抽頭的副邊輔助繞組由繞組Ns2和繞組Ns3兩部分構(gòu)成。
[0008]進(jìn)一步地，所述功率二極管D1、功率二極管D2、功率二極管D3、功率二極管D4均為快恢復(fù)二極管。
[0009]進(jìn)一步地，所述功率MOS開關(guān)管S1與功率MOS開關(guān)管32相互獨(dú)立工作。
[00?0] 進(jìn)一步地，所述變壓器Tr副邊繞組Nsi的輸出電壓UOl與所述輸出電容C02的輸出電壓U02同向串聯(lián)，共同為輸出負(fù)載LED供電。
[0011]較佳的，所述變壓器Tr的副邊繞組Ns1的輸出電壓U01的電壓紋波與所述輸出電容Co2的輸出電壓U02的電壓紋波相互抵消，使輸出負(fù)載LED電壓近乎零紋波。
[0012]進(jìn)一步地，其中TiBuck電路采用恒流控制，即采集所述LED負(fù)載的電流信號(hào)，連接至電流環(huán)電路，電流環(huán)輸出信號(hào)用于生成驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)管S2的信號(hào)。
[0013]進(jìn)一步地，所述變壓器Tr副邊繞組Ns1的輸出電壓U01能夠自動(dòng)跟隨負(fù)載電壓變化而變化，而所述電容Co2的輸出電壓U02則始終維持在一個(gè)合適的范圍內(nèi)。
[0014]進(jìn)一步地，所述輸出負(fù)載LED包括若干個(gè)串聯(lián)的LED。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果。
[0016]1、輸出電壓Utll能夠自動(dòng)跟隨負(fù)載電壓變化而變化，而所述電容Cci2的輸出電壓1!。2則始終維持在一個(gè)合適的范圍內(nèi)。
[0017]2、輔助變換器參與輸出電流的調(diào)制，減小輸出電流低頻紋波。
[0018]3、輔助變換器功率器件的電壓應(yīng)力小，系統(tǒng)成本降低。
[0019]4、TiBuck電路只承擔(dān)小部分輸出功率，則相對(duì)于兩級(jí)電路而言，減小了功率損耗，另外TiBuck電路的部分能量不需經(jīng)過開關(guān)管，直接傳遞到輸出側(cè)，也具有高效的優(yōu)點(diǎn)。
[0020]5、本發(fā)明的Flyback的副邊繞組輸出電壓不直接決定負(fù)載電壓，因此副邊電解電容取值較小。
[0021]6、本發(fā)明因副邊繞組輸出電壓不直接作用于負(fù)載上，系統(tǒng)對(duì)PFC環(huán)路的響應(yīng)要求降低，因此本發(fā)明具有更優(yōu)越的輸入特性。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的一種復(fù)合輔助繞組TiBuck-Flyback單級(jí)LED驅(qū)動(dòng)電路原理圖。
[0023]圖2是本發(fā)明的一種復(fù)合輔助繞組TiBuck-Flyback單級(jí)LED驅(qū)動(dòng)電路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0024]圖3是本發(fā)明的一種復(fù)合輔助繞組TiBuck-Flyback單級(jí)LED驅(qū)動(dòng)電路在功率MOS管S1、S2均導(dǎo)通時(shí)的工作模態(tài)示意圖。
[0025]圖4是本發(fā)明的一種復(fù)合輔助繞組TiBuck-Flyback單級(jí)LED驅(qū)動(dòng)電路在功率MOS管S1導(dǎo)通、功率皿)3管32關(guān)斷時(shí)的工作模態(tài)示意圖。
[0026]圖5是本發(fā)明的一種復(fù)合輔助繞組TiBuck-Flyback單級(jí)LED驅(qū)動(dòng)電路在功率MOS管S1關(guān)斷、功率皿)3管32導(dǎo)通時(shí)的工作模態(tài)示意圖。
[0027]圖6是本發(fā)明的一種復(fù)合輔助繞組TiBuck-Flyback單級(jí)LED驅(qū)動(dòng)電路在功率MOS管S1關(guān)斷、功率皿)5管52關(guān)斷時(shí)的工作模態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0029]如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種復(fù)合輔助繞組TiBuck-Flyback單級(jí)LED驅(qū)動(dòng)電路，包括不控整流電路、多路輸出反激電路、T i Buck電路，具體包括輸入電源Uin、整流橋BD1、變壓器Tr、功率MOS開關(guān)管S1、功率MOS開關(guān)管S2、功率二極管D1、功率二極管D2、功率二極管D3、功率二極管D4、電解電容Cs1、電解電容Cs2、電解電容Cs3、輸出電容Co2、輸出電感L。、輸出負(fù)載LED;所述整流橋BD1的正向輸出端連接變壓器Tr的原邊同名端;所述變壓器Tr的原邊非同名端連接功率MOS開關(guān)管&的漏極;所述功率MOS開關(guān)管S1的源極連接到所述整流橋負(fù)向輸出端;所述變壓器Tr副邊繞組Ns1的非同名端連接功率二極管陽極;所述功率二極管D1的陰極連接電解電容CS1的正極、輸出負(fù)載LED的陽極;所述變壓器Tr副邊繞組如的同名端連接所述電解電容Csi的負(fù)極、輸出電感L。的一端、輸出電容C02的一端;所述變壓器Tr帶中心抽頭的副邊輔助繞組Ns2繞組的非同名端連接功率二極管出的陽極;所述功率二極管02的陰極連接電解電容Cs2的正極、功率MOS開關(guān)管S2的漏極;所述變壓器Tr帶中心抽頭的副邊輔助繞組的Ns3繞組的同名端連接所述電解電容Cs2的負(fù)極、電解電容Cs3的負(fù)極、所述輸出電容