專利名稱：用于led照明的無(wú)電解電容反激式ac/dc轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)光二極管LED照明的裝置，具體涉及一種用于發(fā)光二極管 LED照明的模數(shù)AC/DC轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
目前，LED發(fā)光二級(jí)管的使用壽命可達(dá)10萬(wàn)小時(shí)，而現(xiàn)有的LED照明燈產(chǎn)品的使用壽命大都遠(yuǎn)小于10萬(wàn)小時(shí)只有幾千小時(shí)。究其原因是因?yàn)長(zhǎng)ED照明燈中電源驅(qū)動(dòng)模塊中的電解電容壽命不足。電解電容的壽命受使用環(huán)境溫度影響極大，環(huán)境溫度升高10度使用壽命大約減少一半。而LED照明燈在工作時(shí)的環(huán)境溫度較高導(dǎo)致其驅(qū)動(dòng)模塊中的電解電容的壽命減小從而影響到整個(gè)LED照明燈的使用壽命。因此，需要一種方案去除電源驅(qū)動(dòng)模塊中的電解電容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于LED照明的無(wú)電解電容反激式AC/DC 轉(zhuǎn)換器，它可以省略LED電源驅(qū)動(dòng)模塊中的電解電容，提高整個(gè)LED照明燈的使用壽命。為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于LED照明的無(wú)電解電容反激式 AC/DC轉(zhuǎn)換器；包括分段諧波補(bǔ)償器連接運(yùn)算放大器的反相端，隨輸入電壓升高而振蕩頻率降低的壓控振蕩器連接運(yùn)算放大器的同相端，運(yùn)算放大器的輸出端連接RS觸發(fā)器的R輸入端，隨輸入電壓升高而振蕩頻率降低的壓控振蕩器連接RS觸發(fā)器的S輸入端，RS觸發(fā)器的輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路。本發(fā)明的有益效果在于在不使用輸入高壓電解電容的情況下輸出級(jí)只需要使用幾微法到幾十微法的鉭電容或陶瓷電容即可實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定的恒流輸出，輸出電路紋波大約為10%，提高了整個(gè)LED照明燈的使用壽命。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是反激變換電路示意圖；圖2是本發(fā)明所述反激式AC/DC轉(zhuǎn)換器的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明使用新的設(shè)計(jì)思路實(shí)現(xiàn)無(wú)電解電容ACDCLED驅(qū)動(dòng)方式，消除電解電容對(duì) LED照明燈壽命影響提高LED燈的壽命。本發(fā)明所述的一種用于LED照明的無(wú)電解電容反激式AC/DC轉(zhuǎn)換器；包括分段諧波補(bǔ)償器連接運(yùn)算放大器的反相端，隨輸入電壓升高而振蕩頻率降低的壓控振蕩器連接運(yùn)算放大器的同相端，運(yùn)算放大器的輸出端連接RS觸發(fā)器的R 輸入端，隨輸入電壓升高而振蕩頻率降低的壓控振蕩器連接RS觸發(fā)器的S輸入端，RS觸發(fā)器的輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路。所述隨輸入電壓升高而振蕩頻率降低的壓控振蕩器振蕩頻率為30k至130k。分段諧波補(bǔ)償器將輸入電壓的絕對(duì)值分為10個(gè)區(qū)間，根據(jù)每個(gè)區(qū)間電壓中心值對(duì)應(yīng)的頻率設(shè)定10個(gè)不同的檢測(cè)電壓來(lái)控制環(huán)路的峰值電流，對(duì)于整個(gè)的頻率范圍內(nèi)，
進(jìn)行19次采樣，通過(guò)公式￡ = -Z///對(duì)輸入電流峰值Ip進(jìn)行補(bǔ)償。其主要改進(jìn)在于1、使用隨輸入電壓升高而振蕩頻率降低的壓控振蕩器代替現(xiàn)有反激PWM控制器中的固有頻率振蕩器。如圖1所示定義輸入電壓Ui，輸出電壓Uo，輸入繞組匝數(shù)Ni，輸出繞組匝數(shù)N2， 匝數(shù)比η = Ν2/Ν1，開(kāi)關(guān)管Ml，導(dǎo)通占空比D，開(kāi)關(guān)管Ml，導(dǎo)通時(shí)間Ton，PWM工作頻率f。Uo = N2/N1 X D/ (I-D) X Ui = η X Ui X D/ (I-D)D = Uo/ (Uo+n X Ui) Ton = D/f = Uo/ (f X (Uo+n*Ui))在反激變換中，輸出電壓不變的情況下PWM控制器的開(kāi)關(guān)占空比會(huì)隨輸入電壓升高而減小。固定頻率振蕩器PWM控制器開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間隨輸入電壓升高而減小。有輸入電容的反激變化器在正常工作時(shí)輸入電壓基本保持穩(wěn)定所以開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通占空比和輸入電壓基本保持穩(wěn)定。而在不使用輸入端電解電容輸入電壓變?yōu)榉抵芷谧兓娜ㄕ倚盘?hào)。整個(gè)周期內(nèi)輸入電壓變化范圍很大，開(kāi)關(guān)占空比會(huì)隨輸入電壓升高而減小。固定頻率PWM轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間Ton會(huì)隨電壓升高而減小，開(kāi)關(guān)管Ml以及變壓器的損耗隨之增大。在使用了壓控振蕩器設(shè)計(jì)后，開(kāi)關(guān)頻率隨輸入電壓升而減小，可以補(bǔ)償開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間隨輸入電壓的變化；保持開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間穩(wěn)定；從而提高效率和和環(huán)路穩(wěn)定性。所述的隨輸入電壓升高而振蕩頻率降低的壓控振蕩器，通過(guò)檢測(cè)輸入電壓增大而減小振蕩器充電電流從而降低振蕩頻率。2、采用分段諧波補(bǔ)償。定義變壓器輸入及電感能量E，變壓器輸入及電感能量L， 變壓器輸入級(jí)電感峰值電流Ip，開(kāi)關(guān)頻率f。由于輸入電壓U為隨時(shí)間變化的全波正弦信號(hào)，根據(jù)公式$ = \LIp2f L為定值，
只要控制Ip2 X f的值既可以控制輸入能量E值，而保持輸入能量穩(wěn)定就可以保證輸出能量穩(wěn)定。保持輸出能量穩(wěn)定就可以在輸出電容很小的情況小保持輸出穩(wěn)定性。將輸入電壓的絕對(duì)值分為十個(gè)區(qū)間，根據(jù)每個(gè)區(qū)間電壓中心值對(duì)應(yīng)的頻率設(shè)定十個(gè)不同的檢測(cè)電壓來(lái)控制環(huán)路的峰值電流。這個(gè)樣對(duì)于整個(gè)100HZ的頻率范圍內(nèi)，進(jìn)行了
19次采樣，通過(guò)公式￡ = -Z///對(duì)輸入電流峰值Ip進(jìn)行補(bǔ)償。設(shè)置輸入能量在整個(gè)周期
內(nèi)保持一致，減小輸出能量隨輸入電壓的變化。對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行了 19次諧波補(bǔ)償。同時(shí)在同等條件下，此電路可以采用的電容容量?jī)H僅是普通的電路采用電容容量的1/19。將輸入電壓的絕對(duì)值分為多少個(gè)區(qū)間進(jìn)行補(bǔ)償，可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定。本發(fā)明通過(guò)系統(tǒng)控制在不使用輸入高壓電解電容的情況下輸出級(jí)只需要使用幾微法到幾十微法(由輸出功率大小而定)的鉭電容或陶瓷電容即可實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定的恒流輸出。輸出電路紋波大約為10%。本發(fā)明并不限于上文討論的實(shí)施方式。以上對(duì)具體實(shí)施方式
的描述旨在于為了描述和說(shuō)明本發(fā)明涉及的技術(shù)方案?；诒景l(fā)明啟示的顯而易見(jiàn)的變換或替代也應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。以上的具體實(shí)施方式
用來(lái)揭示本發(fā)明的最佳實(shí)施方法，以使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠應(yīng)用本發(fā)明的多種實(shí)施方式以及多種替代方式來(lái)達(dá)到本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種用于LED照明的無(wú)電解電容反激式AC/DC轉(zhuǎn)換器；其特征在于，包括分段諧波補(bǔ)償器連接運(yùn)算放大器的反相端，隨輸入電壓升高而振蕩頻率降低的壓控振蕩器連接運(yùn)算放大器的同相端，運(yùn)算放大器的輸出端連接RS觸發(fā)器的R輸入端，隨輸入電壓升高而振蕩頻率降低的壓控振蕩器連接RS觸發(fā)器的S輸入端，RS觸發(fā)器的輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路。
2.如權(quán)利要求1所述的用于LED照明的無(wú)電解電容反激式AC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述隨輸入電壓升高而振蕩頻率降低的壓控振蕩器振蕩頻率為30kHz至130kHz。
3.如權(quán)利要求1所述的用于LED照明的無(wú)電解電容反激式AC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 分段諧波補(bǔ)償器將輸入電壓的絕對(duì)值分為N個(gè)區(qū)間，N為大于1的正整數(shù)，根據(jù)每個(gè)區(qū)間電壓對(duì)應(yīng)的頻率設(shè)定N個(gè)不同的檢測(cè)電壓來(lái)控制環(huán)路的峰值電流，對(duì)于整個(gè)的頻率范圍內(nèi)，進(jìn)行2N-1次采樣，通過(guò)公式￡ = -Z///對(duì)輸入電流峰值Ip進(jìn)行補(bǔ)償。
4.如權(quán)利要求3所述的用于LED照明的無(wú)電解電容反激式AC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述分段諧波補(bǔ)償器將輸入電壓的絕對(duì)值分為10個(gè)區(qū)間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于LED照明的無(wú)電解電容反激式AC/DC轉(zhuǎn)換器；包括分段諧波補(bǔ)償器連接運(yùn)算放大器的反相端，隨輸入電壓升高而振蕩頻率降低的壓控振蕩器連接運(yùn)算放大器的同相端，運(yùn)算放大器的輸出端連接RS觸發(fā)器的R輸入端，隨輸入電壓升高而振蕩頻率降低的壓控振蕩器連接RS觸發(fā)器的S輸入端，RS觸發(fā)器的輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路。本發(fā)明在不使用輸入高壓電解電容的情況下輸出級(jí)只需要使用幾微法到幾十微法的鉭電容或陶瓷電容即可實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定的恒流輸出，輸出電路紋波大約為10％，提高了整個(gè)LED照明燈的使用壽命。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102548103SQ20101061136
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者喬紅瑗, 姜亮亮, 楊曉鵬, 解維祺 申請(qǐng)人:上海得倍電子技術(shù)有限公司