[发明专利]自动均流非隔离型多路LED驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED驱动电路，特别涉及一种自动均流非隔离型多路LED驱动电路。

背景技术

随着LED（Light-Emitting Diode）的工艺不断改进，LED作为照明光源已经呈现出光效高、寿命长、响应快和环保等特点，已开始在多个照明领域取代传统光源。虽然单颗LED的功率容量已达10W，但在需要大面积和高照度的照明场合，采用单颗LED的照明方案仍然不能满足要求。为解决这一问题，常将LED采用并联、串联和混联的方式进行连接。考虑到LED的特性参数存在不一致性，如图1所示；LED驱动电压对安规的要求和可靠性的要求，目前工业上功率稍大的应用场合，多使用LED混联，如图2所示。

然而，由于每个LED都有不同的特性曲线，即使施加在LED上的电压一致，也会导致各个LED中的电流存在差异。这将使各LED处于不同的工作状况下，轻则降低重载支路的寿命，重则使重载支路损坏。因此必须对各LED采用均流措施，目前主要有以下几种LED均流措施：

   （1）选择性能特性比较一致的LED元件并联使用。这种措施能在能在一定程度上减少通过LED的电流的不均衡性，但需要投入大量的人员和设备来对LED进行选择，实际中操作的难度较大。

   （2）使用成熟IC芯片实现多条独立LED的均流。由这种方式构成的LED驱动电路比较复杂，需要另加光耦和运放，成本也较高。一般只适合1-2条LED的均流控制，难以满足多路LED的均流控制。

   （3）在每条LED支路中串接电流控制单元。图3给出了这种均流方式的工作原理。这种方式需要在每条支路中串接有源器件（MOS管、三极管等），且这些有源器件多工作于放大区。采用这种方式构成的多支路LED驱动电路一般存在成本高、损耗大、控制复杂的缺点，现已越来越少采用。

（4）在每条LED支路中串接电阻、电感或电容元件进行均流。图4给出了电阻均流方案的示意图，在这种方案中利用串接的电阻的阻值远大于二极管导通阻值来实现均流。为改善串接电阻方案中存在效率低（电路中绝大多少能量消耗在串接的电阻上）这一问题，各种采用在支路中串接电容和电感的方案被纷纷提出。由于电容和电感在使用中并不消耗功率，因此被认为是一种理想的均流方案。在采用电感作为均流元件方案中，电感之间需相互耦合，电感的设计和制造相对复杂，因而这种方案难以实用化。目前，为实现电容作为均流元件的方案，往往采用独立的LLC谐振电路作为的前级电路，因而电路拓扑结构比较复杂，并只能解决2N（N=1,2, 3……）条支路均流的问题。

综上所述，现有的多路LED均流方法中，电阻均流方法存在电路损耗大、电容均流方法存在LED单周期工作和电路电流为脉动直流的问题、变压器（电感）均流方法存在电路复杂和难以扩展的缺点、每组LED串联有源器件的线性电流方法则存在电路成本高、控制复杂的缺点，因而这些均流方法均不能很好解决多组LED并联工作的均流问题。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题并针对某些应用场合下LED驱动电路不需要隔离这一特点，提出一种自动均流非隔离型多路LED驱动电路。本发明的驱动电路结构简单，具有自动均流特性的非隔离效果。该驱动电路将LLC电路中的谐振电容和外接的阻挡电容进行合并，并取消了一般均流电路中的隔离变压器，因而驱动电路具有元件数目少和具有内在的自动均流特性；该驱动电路还能实现任意数目支路并联的问题，具有良好的扩展能力。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种自动均流的非隔离型多路LED驱动电路，包括驱动器电路、LED电路，驱动器电路的输出端与LED电路的输入端连接。

所述驱动器电路包括直流电源Vc、控制器、第一功率开关管Q1、第二功率开关管Q2、谐振电感Lr；直流电源Vc的正极与第一功率开关管Q1的源极相连，直流电源Vc的负极与第二功率开关管Q2的漏极相连，控制器控制第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2的开关状态，第一功率开关管Q1的漏极与第二功率开关管Q2的源极相连并与谐振电感Lr串接。