可調(diào)光兩路led均流驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種可調(diào)光兩路LED均流驅(qū)動(dòng)電路，包括：相互連接的半橋逆變單元X和可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)單元Y，所述可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)模塊中具有均流可控開關(guān)電容SCC。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，能夠方便實(shí)現(xiàn)兩路LED串的均流以及調(diào)光，可以實(shí)現(xiàn)半橋開關(guān)管和均流可控開關(guān)電容開關(guān)管的ZVS軟開關(guān)，轉(zhuǎn)換效率高，具有較高的適用性和拓展性等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
可調(diào)光兩路LED均流驅(qū)動(dòng)電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種LED驅(qū)動(dòng)及調(diào)光技術(shù)，特別涉及一種可調(diào)光兩路LED均流驅(qū)動(dòng) 電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著LED技術(shù)的進(jìn)步，其在光效、壽命等方面的優(yōu)勢(shì)日益顯著，在路燈照明、IXD背 光、醫(yī)療照明、汽車照明等諸多領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。因單個(gè)LED模塊的功率受到 封裝技術(shù)和熱管理等因素的制約，在許多高亮度的應(yīng)用場(chǎng)合，需同時(shí)使用多個(gè)LED模塊。流 過LED模塊的正向電流決定LED模塊的亮度，為了保證各個(gè)LED模塊亮度和散熱的一致性，必 須保證流過每個(gè)LED模塊的電流相同。但是LED的伏安特性近似于指數(shù)關(guān)系，較小的電壓波 動(dòng)會(huì)帶來很大的電流偏差，同時(shí)LED模塊的正向壓降具有負(fù)溫度特性，因此將LED模塊進(jìn)行 串并聯(lián)組合時(shí)必須引入均流技術(shù)?，F(xiàn)有方案中無源均流方案中基于電容的電荷平衡原理設(shè) 計(jì)的兩路均流方案具有高效，低價(jià)，簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。特別適用于雙端拓?fù)涞恼鹘Y(jié)構(gòu)。其主要 設(shè)計(jì)原理是利用電容的伏秒平衡特性，在雙端拓?fù)涞淖儔浩鞲边呎?fù)交替輸出時(shí)，實(shí)現(xiàn)電 荷平衡進(jìn)而達(dá)到精確，可靠的控制負(fù)載電流的目的。利用平衡電容進(jìn)行多路均流的方案中， 通過在整流橋變壓器副邊串聯(lián)平衡電容保證模塊內(nèi)兩路LED負(fù)載輸出的電流平衡，多個(gè)模 塊間電流通過選取精確匹配的電容實(shí)現(xiàn)均衡。以為器件的不確定性使得其均衡特性較差。 同時(shí)對(duì)均流精度的要求也將提高器件選取的成本。使其應(yīng)用受到了一定的限制。
[0003] 照明系統(tǒng)通常包括普通的家用照明、商業(yè)照明、道路照明和景觀照明等系統(tǒng)。目 前，中國絕大多數(shù)家庭的照明系統(tǒng)還只是簡(jiǎn)單的用開關(guān)去控制燈的開和關(guān)，即燈光只有兩 種狀態(tài)，要么開，要么關(guān)。而在國外，特別是北美國家，家用照明都會(huì)涉及到調(diào)光功能，即可 以通過控制單元去改變燈光的亮度、顏色等，以達(dá)到某所舒適度。例如，酒店，會(huì)議室，商場(chǎng) 等場(chǎng)合經(jīng)常需要對(duì)燈光進(jìn)行控制調(diào)節(jié)LED亮度，調(diào)控LED亮度其中一個(gè)方法就是調(diào)節(jié)LED的 驅(qū)動(dòng)電流，改變驅(qū)動(dòng)電流大小即可實(shí)現(xiàn)對(duì)LED的調(diào)光。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供兩路可均流、調(diào)光的LED 驅(qū)動(dòng)電路拓?fù)?，該LED驅(qū)動(dòng)電路適用于兩路LED均流及調(diào)光領(lǐng)域。
[0005] 本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種可調(diào)光兩路LED均流驅(qū)動(dòng)電路拓 撲，包括:相互連接的半橋逆變單元X和可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)單元Y，所 述可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)模塊中具有均流可控開關(guān)電容SCC;
[0006] 所述半橋逆變單元X包括:第一開關(guān)、第二開關(guān)MOS管Q2、第一電容&和第二 電容C2、變壓器T;其中，第一開關(guān)MOS管Qi的漏極與第一電容Cl的正極均與直流電源正極相 連接;第一電容&的負(fù)極與第二電容(： 2的正極相連接;第一開關(guān)觀5管&的源極和第二開關(guān) MOS管Q2的漏極相連接;第二開關(guān)MOS管Q2的源極與第二電容C2的負(fù)極均與電源負(fù)極相連接； 變壓器T的原邊正極與第一開關(guān)MOS管&的源極相連接;變壓器T的原邊負(fù)極與第一電容&的 負(fù)極相連接。
[0007] 所述可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)單元Y，包括:變壓器副邊T1、第一電 感1^、可控開關(guān)電容SCC 1、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第一 輸出濾波電容Col、第二輸出濾波電容C〇2、第一隔直電容Cbl、第一開關(guān)電容Csl、第一開關(guān)管 S1、第二開關(guān)電容Cs2、第二開關(guān)管S2、第一 LED串1和第二LED串2。第一隔直電容Cbl、第一開關(guān) 電容(^的正極和第二開關(guān)電容Cs2的正極均與半橋逆變單元X中變壓器副邊T 1正極相連接； 第一開關(guān)管漏極和第一開關(guān)電容Csl的負(fù)極相連接;第二開關(guān)管S1的源極和第二開關(guān)電 容C S2的負(fù)極相連接;第一開關(guān)管Sl的源極、第二開關(guān)管S2的漏極和第一隔直電容Cbl的負(fù)極 均與第一電感Li首端相連接;第一電感1^末端和第一二極管0:的正極均與第二二極管〇2的 負(fù)極相連接;第一二極管D 1的負(fù)極和第一輸出濾波電容Ccil的正極均與LED串1的正極相連 接;第一LED串1的負(fù)極、第二LED串2的負(fù)極、第一輸出濾波電容C cil的負(fù)極、第二輸出濾波電 容Cci2的負(fù)極、第二二極管D2的正極和第四二極管D4的正極均接地;第三二極管D 3的負(fù)極和與 第二輸出濾波電容Cci2的正極均與第二LED串2的正極相連接;第三二極管D 3的正極和第四二 極管D4的負(fù)極均與變壓器副邊1\的負(fù)極相連接。
[0008] 通過所述半橋逆變單元X產(chǎn)生固定頻率fs和50%占空比的方波電壓，通過變壓器 供電給可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)單元Y，實(shí)現(xiàn)兩路LED串的均流驅(qū)動(dòng)及調(diào)光。
[0009] 可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)單元Y中第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2驅(qū) 動(dòng)信號(hào)占空比相同，但是相位上第一開關(guān)管S 1驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位與第二開關(guān)105管出的驅(qū)動(dòng)信號(hào) 相位一致，第二開關(guān)管S2驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位與第一開關(guān)管Si驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位相差180°。
[0010] 可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)單元可以通過調(diào)節(jié)模塊內(nèi)的可控開關(guān)電 容SCC的等效電容值Ce3q，來調(diào)控驅(qū)動(dòng)電流以實(shí)現(xiàn)調(diào)光。
[0011]本實(shí)用新型的原理:本實(shí)用新型的可調(diào)光兩路LED均流驅(qū)動(dòng)電路包括:相互連接的 半橋逆變單元X和可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)單元Y。所述半橋逆變單元X半橋 采用固定頻率恒定50%占空比控制;所述可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)模塊中 具有均流可控開關(guān)電容SCC;可控開關(guān)電容的存在使兩路LED串電流自動(dòng)均衡;通過調(diào)控均 流可控開關(guān)電容SCC中開關(guān)管的通斷改變SCC等效電容的大小去調(diào)控本模塊LED驅(qū)動(dòng)電流， 實(shí)現(xiàn)兩路LED的調(diào)光。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，能夠方便實(shí)現(xiàn)兩路LED串的均流 以及調(diào)光，可以實(shí)現(xiàn)半橋開關(guān)管和均流可控開關(guān)電容開關(guān)管的ZVS軟開關(guān)，轉(zhuǎn)換效率高，具 有較高的適用性和拓展性。
[0012] 本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0013] (1)本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制簡(jiǎn)便，便于實(shí)現(xiàn)。
[0014] (2)本實(shí)用新型所提出的可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)單元使用均流 可控開關(guān)電容SCC，調(diào)節(jié)SCC中第一開關(guān)管S 1和第二開關(guān)管S2的導(dǎo)通與關(guān)斷來改變等效電容 的值，從而調(diào)節(jié)LED均衡電流的值，實(shí)現(xiàn)了兩路LED驅(qū)動(dòng)電流的調(diào)光。
[0015] (3)本實(shí)用新型中半橋逆變單元X及可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)單元 Y的可控開關(guān)電容SCC的開關(guān)管均能實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，開關(guān)損耗小，轉(zhuǎn)換效率高。
【附圖說明】
[0016] 圖1是可調(diào)光兩路LED均流驅(qū)動(dòng)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
[0017] 圖2是可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)單元Y中可控開關(guān)電容SCC工作周 期波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施 方式不限于此。
[0019] 實(shí)施例
[0020] 如圖1所示，是本實(shí)用新型所述的兩路可精確均流、模塊間可獨(dú)立調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電 路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。一種可調(diào)光兩路LED均流驅(qū)動(dòng)電路拓?fù)?，包?相互連接的半橋逆變單元X和 可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)單元Y，所述可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED 驅(qū)動(dòng)模塊中具有均流可控開關(guān)電容see;
[0021] 所述半橋逆變單元X包括:第一開關(guān)腸5管&、第二開關(guān)MOS管Q2、第一電容&和第二 電容C2、變壓器T;其中，第一開關(guān)MOS管Qi的漏極與第一電容Cl的正極均與直流電源正極相 連接;第一電容&的負(fù)極與第二電容(： 2的正極相連接;第一開關(guān)觀5管&的源極和第二開關(guān) MOS管Q2的漏極相連接;第二開關(guān)MOS管Q 2的源極與第二電容C2的負(fù)極均與電源負(fù)極相連接； 變壓器T的原邊正極與第一開關(guān)MOS管&的源極相連接;變壓器T的原邊負(fù)極與第一電容&的 負(fù)極相連接。
[0022] 所述可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)單元Y，包括:變壓器副邊T1、第一電 感1^、可控開關(guān)電容SCC 1、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第一 輸出濾波電容Col、第二輸出濾波電容C〇2、第一隔直電容Cbl、第一開關(guān)電容Csl、第一開關(guān)管 S 1、第二開關(guān)電容Cs2、第二開關(guān)管S2、第一 LED串1和第二LED串2。第一隔直電容Cbl、第一開關(guān) 電容(^的正極和第二開關(guān)電容Cs2的正極均與X中變壓器副邊T 1正極相連接;第一開關(guān)管S1 的漏極和第一開關(guān)電容Csl的負(fù)極相連接;第二開關(guān)管&的源極和第二開關(guān)電容Cs2的負(fù)極相 連接;第一開關(guān)管Si的源極、第二開關(guān)管S2的漏極和第一隔直電容CbI的負(fù)極均與第一電感Li 首端相連接;第一電感Li末端和第一二極管0:的正極均與第二二極管D 2的負(fù)極相連接;第一 二極管D1的負(fù)極和第一輸出濾波電容Ccil的正極均與LED串1的正極相連接;第一 LED串1的負(fù) 極、第二LED串2的負(fù)極、第一輸出濾波電容Ccil的負(fù)極、第二輸出濾波電容Cci2的負(fù)極、第二二 極管D 2的正極和第四二極管D4的正極均接地;第三二極管D3的負(fù)極和與第二輸出濾波電容 C ci2的正極均與第二LED串2的正極相連接;第三二極管D3的正極和第四二極管D4的負(fù)極均與 變壓器副邊Tl的負(fù)極相連接。
[0023] 通過所述半橋逆變單元X產(chǎn)生固定頻率fs和50%占空比的方波電壓，通過變壓器 供電給可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)單元Y，實(shí)現(xiàn)兩路LED串的均流驅(qū)動(dòng)及調(diào)光。
[0024] 可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)單元Y中第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2驅(qū) 動(dòng)信號(hào)占空比相同，但是相位上第一開關(guān)管S 1驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位與第二開關(guān)105管出的驅(qū)動(dòng)信號(hào) 相位一致，第二開關(guān)管S2驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位與第一開關(guān)管Si驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位相差180°。
[0025] 可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)單元可以通過調(diào)節(jié)模塊內(nèi)的可控開關(guān)電 容SCC的等效電容值Ce3q，來調(diào)控驅(qū)動(dòng)電流以實(shí)現(xiàn)調(diào)光。
[0026] 如圖2所示，為可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)單元Y中均流可控開關(guān)電 容SCC工作周期波形圖，由此可分析出等效電容C e3q公式為：
[0027]
[0028] 其中，這,為第一開關(guān)電容Csl在正常同等條件完整半個(gè)周期下的電荷量，AOlslS 第一開關(guān)電容C sl在SCC結(jié)構(gòu)中半個(gè)周期的電荷量;β,為第二開關(guān)電容Cs2在正常同等條件 完整半個(gè)周期下的電荷量，第二開關(guān)電容Cs2在SCC結(jié)構(gòu)中半個(gè)周期的電荷量;D為第 一開關(guān)管Si和第二開關(guān)管S2驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比;Cbi為第一隔直電容值。
[0029] 上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述 實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替 代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可調(diào)光兩路LED均流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括:相互連接的半橋逆變單元(X) 和可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)單元(Y)，所述可控開關(guān)電容控制的可調(diào)光兩路 LED驅(qū)動(dòng)模塊中具有均流可控開關(guān)電容(SCC); 所述半橋逆變單元(X)包括:第一開關(guān)MOS管(Q1)、第二開關(guān)MOS管(Q2)、第一電容(C 1)、 第二電容(C2)和變壓器(T);所述第一開關(guān)MOS管(Qi)的漏極和第一電容(Cl)的正極均與直 流電源正極相連接;第一電容(C 1)的負(fù)極與第二電容（C2)的正極相連接；第一開關(guān)MOS管 (Qi)的源極和第二開關(guān)MOS管(Q 2)的漏極相連接；第二開關(guān)MOS管（Q2)的源極與第二電容 (C2)的負(fù)極均與電源負(fù)極相連;變壓器⑴的原邊正極與第一開關(guān)MOS管(Q 1)的源極相連;變 壓器(T)的原邊負(fù)極與第一電容(C1)的負(fù)極相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)光兩路LED均流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述的可控開關(guān) 電容控制的可調(diào)光兩路LED驅(qū)動(dòng)單元(Y)包括:第一電感(L 1)、可控開關(guān)電容(SCC)、第一二 極管(D1)、第二二極管(D2)、第三二極管(D 3)、第四二極管(D4)、第一輸出濾波電容(Ccil)、第 二輸出濾波電容(C〇2)、第一隔直電容(CbI)、第一開關(guān)電容(Csi)、第一開關(guān)管(Si)、第一LED 串（1)、第二開關(guān)電容(Cs2)、第二開關(guān)管(S2)和第二LED串（2);所述第一隔直電容(C bl)的正 極、第一開關(guān)電容(Csl)的正極和第二開關(guān)電容(Cs2)的正極均與半橋逆變單元(X)中變壓器 (T)副邊正極相連接;第一開關(guān)管(S 1)的漏極與第一開關(guān)電容(Csl)的負(fù)極相連接;第二開關(guān) 管（S2)的源極與第二開關(guān)電容(C S2)的負(fù)極相連接;第一開關(guān)管(Si)的源極、第一隔直電容 (Cbi)的負(fù)極和第二開關(guān)管(S2)的漏極均與第一電感(L 1)的首端相連接;第一二極管(D1)的 正極和第二二極管(D2)的負(fù)極都與第一電感(Li)的末端相連接;第一輸出濾波電容(Coi)的 正極和第一LED串（1)的正極都與第一二極管(D 1)的負(fù)極相連接;所述第一LED串（1)的負(fù) 極、第二LED串（2)的負(fù)極、第一輸出濾波電容(Ccil)的負(fù)極、第二輸出濾波電容(C ci2)的負(fù)極、 第二二極管(D2)的正極和第四二極管(D4)的正極均接地;第二輸出濾波電容(C ci2)的正極和 第二LED串（2)的正極均與第三二極管(D3)的負(fù)極相連接;第三二極管(D 3)的正極和第四二 極管(D4)的負(fù)極均與變壓器(T)副邊的負(fù)極相連接。
【文檔編號(hào)】H05B33/08GK205546046SQ201620082975
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年1月27日
【發(fā)明人】曾君, 孫偉華, 劉俊峰
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)