[发明专利]一种用于发光二极管的驱动器

说明书

本发明提出了一种新的驱动器结构,其中将用于功率因数校正的升降压式变换器与反激式变换器结合形成驱动电路，并且借助新的由LED电流检测电路和脉宽调节控制器形成的控制电路，相比于现有技术，显著减小了驱动器部件数量、成本及尺寸，同时可以实现高的功率因数和能量利用效率。

技术领域

本发明涉及发光二极管技术，具体涉及用于发光二极管的驱动器结构。

背景技术

近年来，由于工艺和技术上的改进，高亮度发光二极管的照明效率不断得到提高。相比于其他传统的光源，例如荧光灯、冷阴极荧光灯、放电灯等，发光二极管具有超长使用寿命、低直流驱动电压和不含汞等优点。

由于发光二极管只能通过直流电压驱动，因此在获取电能时通常需要进行交流-直流转换。在用于发光二极管的交流-直流驱动器中，开关转换器是最常见的解决方案之一。传统的交流-直流发光二极管驱动器在功率因数(PF)和总谐波失真系数(THD)方面具有较差的性能。为了符合有关电流谐波方面的规定和改善功率因数，通常需要在其中增设一个功率因数校正(PFC)模块。然而，这种两级方案通常更为昂贵，需要更大的模块尺寸和更为复杂的控制。为了改善上述问题并且降低成本和尺寸，目前已经发展出单级的交流-直流发光二极管驱动电路。

另一方面，出于安全方面的考虑，隔离式的交流-直流转换器相比于其他发光二极管驱动电路更受欢迎。为了精确调节驱动电路的输出电流，在应用隔离变压器时通常会采用副边控制方案。相比于副边调节(SSR)，原边调节(PSR)方案不仅能够提高电路的效率，而且还能够减小尺寸和成本。现有技术中，绝大多数都是通过直接检测原边电流信息来计算输出电流的。然而，在直接检测原边电流信息的情况下，原边电流的噪声会影响输出电流的精度。

图1和图2分别示出了现有技术的利用SSR和PSR方案的单级交流-直流发光二极管驱动电路。然而，PSR方案总是需要原边电流信息来实现反馈控制。为了获取原边电流信息，常见的方法是在功率开关下级联检测电阻器。

在传统的方案中，诸如升压变换器(boost converter)或者反激式变换器(flyback converter)中，功率开关通常携带有单路电流信息；在单级交流-直流变换器中，功率开关可以承载多路电流信息。然而，这种不纯的开关电流信息会使得控制器的设计变得更为复杂。

发明内容

为了避免现有技术的上述问题，本发明提出了一种新的恒流驱动器结构。其中，将用于功率因数校正的升降压式变换器与反激式变换器结合形成驱动电路，并且借助新的由LED电流检测电路和脉宽调节控制器形成的控制电路，相比于现有技术，显著减小了驱动器部件数量、成本及尺寸，同时可以实现高的功率因数和能量利用效率。

根据本发明的一种用于发光二极管的驱动器可以包括驱动电路和控制电路。其中，驱动电路包括用于对外部交流功率信号进行滤波的滤波电路，以及用于将所述滤波电路输出的交流信号整流为直流信号的整流电路。

根据本发明，驱动电路还可以包括输入电容器C1、升降压式变换器和反激式变换器。其中，升降压式变换器和反激式变换器可以工作在非连续导电模式下，且整流电路可以分别连接升降压式变换器和输入电容器，以分别向其提供整流信号。

根据本发明，升降压式变换器可以包括续流二极管DR、电感器L1、直流链电容器CDC和功率开关Q1，用于提供功率因数校正功能以便改善功率因数，以及提供稳定的直流链电压VDC。