发明内容
[0003] 针对传统的LED驱动电源存在的驱动电源寿命短、体积大,两级式驱动电源效率低等问题,本发明优化了传统BOOST-反极性BUCK驱动电源,提出了一种基于BOOST-反极性BUCK变换器交错并联单极无电解电容LED驱动电源及其切换方法。
[0004] 本发明采用的技术方案为:一种基于BOOST-反极性BUCK变换器交错并联无电解电容LED驱动电源,包括由第一二极管Dr1、第二二极管Dr2、第三二极管Dr3、第四二极管Dr4组成的桥式整流电路,桥式整流电路输入端包括交流输入,滤波电容Cf和滤波电感Lf,滤波电容Cf与滤波电感Lf组成LC滤波器,桥式整流电路输出端包括第一开关管Q1,第二开关管Q2,二极管D1、二极管D2,电感L1、电感L2,输出滤波电容Co及LED负载;
[0005] 电感L1的一端连接第二二极管Dr2的阴极,电感L1的另一端连接第一开关管Q1的漏极;第一开关管Q1的漏极连接第二开关管Q2的源极和二极管D1的阳极;第一开关管Q1的源极与第四二极管Dr4的阳极和储能电容Cb的负极相接;第二开关管Q2的漏极接电感L2的一端、输出电容Co的正极、负载LED的阳极;二极管D1的阴极连接电感L2的另一端、二极管D2的阴极及储能电容Cb的正极;二极管D2的阳极接输出电容Co的负极和负载LED的阴极。
[0006] 进一步,桥式整流电路中,所述第一二极管Dr1的阳极连接所述第三二极管Dr3的阴极,所述第二二极管Dr2的阳极连接所述第四二极管Dr4的阴极,所述第一二极管Dr1与所述第二二极管Dr2的阴极对接,所述第三二极管Dr3与所述第四二极管Dr4的阳极对接。
[0007] 进一步,电感L1、电感L2都工作在电流断续模式,第一开关管Q1和第二开关管Q2共用一个驱动信号。
[0008] 本发明的基于BOOST-反极性BUCK变换器交错并联无电解电容LED驱动电源的切换方法,包括步骤:
[0009] 模态1[t0,t1]: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,第一开关管Q1和第二开关管Q2导通,二极管D1、二极管D2关断,交流输入、桥式整流电路、电感L1及第一开关管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、电感L2、第二开关管Q2、第一开关管Q1构成电感L2供电回路,电感L2上的电流iL2线性上升;输出电容Co向负载LED供电,在模态1结束时刻,电感L1上的电流iL1达到峰值;
[0010] 模态2[t1,t2]:在电感L1上的电流iL1达到峰值的时刻,关断第一开关管Q1和第二开关管Q2,二极管D1、二极管D2导通,电感L1、二极管D1和储能电容Cb组成BOOST升压电路给储能电容Cb充电,电感L2通过二极管D2给输出电容Co和负载LED供电,在t2时刻,电感L1上的电流iL1线性下降至0,电感L2上的电流iL2下降至 其中ucb为储能电容Cb上的电压;uco为输出电容Co上的电压;
[0011] 模态3[t2-t3]:第一开关管Q1和第二开关管Q2关断,电感L1上的电能释放完毕,电感L2继续通过二极管D2给输出电容Co和负载LED供电,在t3时刻,电感L2上的电流iL2下降至0;
[0012] 模态4[t3-t4]:第一开关管Q1和第二开关管Q2关断,电感L1和电感L2上的电能均释放完毕,仅由输出电容Co向负载LED供电。
[0013] 所述的交流输入经过滤波电容Cf与滤波电感Lf组成的LC滤波器后经过桥式整流电路,整流过后的电压经过BOOST-反极性BUCK交错并联变换器给负载恒流供电。
[0014] 所述的储能电容通过增大储能电容电压和其纹波的方式,减小电路中电容的容值,可以使用薄膜电容等无电解电容代替原电路中的大容值电解电容,有效的增加了驱动电源的使用寿命。
[0015] 本发明采用了交错并联技术,将BOOST变换器与反极性BUCK变换器交错并联,实现了高功率因数和恒流输出。通过增大储能电容电压和其纹波的方式,减小电路中电容的容值,可以使用薄膜电容等无电解电容代替原电路中的大容值电解电容;该BOOST-反极性BUCK交错并联无电解电容LED驱动电源具有集成度高、体积小、无电解电容、使用寿命长等特点。