基于BOOST-BUCK变换器交错并联无电解电容LED驱动电源及切换方法   0    0

本发明公开了一种基于BOOST‑BUCK变换器交错并联无电解电容LED驱动电源及切换方法。电路拓扑包括交流输入，整流桥，滤波电感Lf，滤波电容Cf，一个BOOST与BUCK交错并联电路，输出滤波电容及LED负载。由开关管Q1，续流二极管D2，电感L1，储能电容Cb组成BOOST电路。由开关管Q1，电感L1、L2，储能电容Cb，输出滤波电容CO及LED负载组成BUCK电路。电感L1、L2都工作在电流断续模式。本发明有如下优点及特点：输出电流纹波减小，功率因数高；储能电容Cb设计为大电压纹波工作状态；电路用一个开关管控制，减少了开关损耗。

1.一种基于BOOST-BUCK变换器交错并联无电解电容LED驱动电源的切换方法，基于BOOST-BUCK变换器交错并联无电解电容LED驱动电源包括交流输入，滤波电容Cf，滤波电感Lf，桥式整流电路，开关管Q1，二极管D1、D2,电感L1、L2，输出滤波电容Co及LED负载；所述的交流输入经过滤波电容Cf与滤波电感Lf组成的LC滤波器后经过整流桥整流，整流桥正端连接二极管D1的阴极和电感L1的一端，L1的另一端连接二极管D2的正极和开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极连接整流桥的负端和储能电容Cb的一端，储能电容Cb的另一端分别和二极管D2的负极、LED负载的正极相连，二极管D1的阳极连接电感L2的一端，L2的另一端连接LED负载的负极，输出滤波电容CO的两端分别连接LED负载的正极和负极；
由开关管Q1，续流二极管D2，电感L1，储能电容Cb组成BOOST电路；
由开关管Q1，电感L1、L2，储能电容Cb，输出滤波电容CO及LED负载组成BUCK电路；
电感L1、L2都工作在电流断续模式；
其特征在于，该切换方法包括以下控制阶段：
阶段A
当整流后的输入瞬时电压Uin(t)小于电感L1上的瞬时电压UL1(t)时，驱动电源工作在阶段A，阶段A有三种工作模态：模态3、模态4、模态5；
模态3：开关管Q1导通，储能电容Cb给电感L1、L2和LED负载供电，电感L1上的电流iL1、电感L2上的电流iL2线性上升，二极管D2导通；
模态4：开关管Q1关断，电感L1及L2向输出滤波电容Co和负载LED放电，电感L1上的电流iL1、电感L2上的电流iL2线性下降，在模态4结束时刻，电感L1上的电流iL1、电感L2上的电流iL2降为零；
模态5：在模态4结束时刻，电感L1上的电流iL1、电感L2上的电流iL2已降为零，Buck电路和Boost电路均工作在电感电流断续模式，此模态中仅滤波电容Co向LED负载供电；
阶段B
当瞬时输入功率小于瞬时输出功率时，驱动电源工作于阶段B，阶段B有三种工作模态：
模态1、模态2、模态4、模态5；
模态1，在模态1开始之前，电感L1上的电流iL1、电感L2上的电流iL2均为0，此模态中，开关管Q开通，二极管D1导通；交流输入、整流桥、电感L1及开关管Q1构成电感L1充电回路；交流输入对电感L1进行充电，电感L1上的电流iL1线性上升，储能电容Cb、输出滤波电容CO、电感L1、电感L2、二极管D1、开关管Q1及LED负载构成储能电容Cb供电回路；储能电容Cb向LED负载和Co供电回路，电感L2上的电流iL2线性上升，在模态1结束时刻，电感L1上的电流iL1达到峰值；
模态2，在电感L1上的电流iL1达到峰值的时刻，关断Q1，二极管D1导通，二极管D2反向截止，电感L1、L2，输出滤波电容CO，二极管D1，LED负载组成电感续流回路，电感L1向电感、L2输出电容Co和负载LED放电，电感L1上的电流iL1线性下降，最终电感L1上的电流iL1与电感L2上的电流iL2达到相等；
其中模态4与模态5与阶段A切换方式相同；
阶段C
当瞬时输入功率大于瞬时输出功率，驱动电源工作在阶段C，阶段C有四种工作模态：模态1、模态2、模态4、模态5；其中模态1、模态4及模态5与阶段B切换方式相同；
模态2，在阶段C中，交流输入vin与电感L1给储能电容Cb充电，储能电容电压一直上升；同时电感L1、电感L2，输出滤波电容Co，二极管D1，LED负载组成电感续流回路，电感L1向电感L2、输出滤波电容Co和负载LED放电，电感电流iL1线性下降，在模态2结束时刻，电感L1上的电流iL1与电感L2上的电流iL2的电流达到相等。