[发明专利]基于单级变换可控整流的超高效率LED恒流电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种超高效率LED恒流电源。

背景技术

半导体照明技术已取得飞速发展，LED的光效超过130Lm/W，散热材料也有突破。现在制约LED推广应用的唯一瓶颈就是驱动电源。世界各国LED驱动均采用开关式恒流电源，这种电源通常需要工频整流、功率因数校正、高频逆变、高频整流等多级变换电路，这样不仅造成驱动电源成本大大增加，而且经过多级变换后，驱动电源的效率也大大降低，从而造成LED灯具的价格较高，整灯光效也明显降低。同时由于电路结构复杂，所需电子元器件的数量极大，驱动电源的可靠性也大大降低，目前驱动电源已成为LED灯具的最严重瓶颈。

全球多个国家都在研究LED驱动电源，国内也有不少院校和企业在研究该项目。美国、韩国和我国台湾曾推出LED光源和驱动电源集成在一起的模块；还推出了交流直接供电的分段控制LED驱动电源；为了提高功率因数，串联LED模块必须实施分段控制，这种方案严重影响LED光源的发光效率。为了提高驱动电源的可靠性并降低成本，国内还推出了“大功率LED照明系统”的集中供电系统。该系统只适用于大型照明系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于单级变换可控整流的超高效率LED恒流电源，其成本低，功率因数高，可靠性高、效率高。

为达到上述目的，基于单级变换可控整流的超高效率LED恒流电源包括EMI滤波器、全桥可控整流电路、输出滤波电路、过零检测电路、微控制器电路及电流电压采样电路；EMI滤波器滤除交流市电供电输入的高频干扰后输给全桥可控整流电路中；全桥可控整流电路将交流转换为直流输入到输出滤波电路中；输出滤波电路将直流电中的高频成分去除后输送给LED；过零检测电路检测EMI滤波器输出端交流电的过零点，过零检测电路的输出作为微控制器的同步信号；微控制器电路及电流电压采样电路采集输出滤波电路输出端的电流和电压，并将电流和电压反馈给微控制电路中。

作为具体化，EMI滤波器包括过流保险丝F₁、电容C₁、C₂和共模电感L₁；过流保险丝F₁的一端与交流市电连接，另一端与电容C₁和共模电感L₁连接；电容C₁的另一端与交流市电和共模电感L₁连接；电容C₂与共模电感L₁连接。

作为具体化，所述的全桥可控整流电路包括电感L₂、L₃，二极管Q₁、Q₂，MOS管Q₃、Q₄，电容C₃、C₄和驱动芯片；电感L₂一端与EMI滤波电路连接，另一端与电容C₃、二极管Q₁阳极和MOS管Q₃的D端同时连接；电感L₃一端与二极管Q₁的阴极连接，另一端连接输出端；二极管Q₁的阴极与电感L₃一端连接；二极管Q₂的阳极与MOS管Q₄的D端连接，二极管Q₂的阴极与电感L₃一端连接；MOS管Q₃的G端与驱动芯片连接，MOS管Q₃的S端与MOS管Q₄的S端连接，MOS管Q₃的D端还与电容C₃的另一端和MOS管Q₄的D端同时连接；MOS管Q₄的G端与驱动芯片连接，MOS管Q₄的S端与输出端连接；电容C₃的另一端与输出端连接；电容C₄的一端与二极管Q₁阴极连接，电容C₄的另一端与MOS管Q₄的S端连接。