一种无电解电容交错并联反激led驱动电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力电子应用技术领域，具体涉及一种交错并联反激变换器和其功率解耦电路，适用于开关电源尤其是LED驱动电源。
【背景技术】
[0002]随着制造材料和制造工艺的迅速发展，LED在景观照明、建筑装饰、电子产品背光等领域已经得到了广泛应用。然而在普通照明以及路灯照明等领域，LED的应用还没有的到大规模的推广，其瓶颈主要在于:一是LED发热量大，温升高，导致寿命缩短；二是驱动电源中的电解电容制约了驱动电源的寿命，导致LED照明系统的寿命进一步缩短。LED的寿命一般在80000-100000小时，电解电容的寿命一般为10000小时，而现在许多LED驱动电源采用电解电容作为储能元件，这将造成LED驱动电源寿命缩短，同时也表明了去除LED驱动电源中电解电容的必要性。
[0003]目前，很多去除电解电容的方法已经被应用在LED驱动电源设计中。许多研宄表明，通过对电路拓扑进行改进或者使用新的控制方法，可实现LED驱动电源的无电解电容化，延长LED的使用寿命。虽然方法很多且各不相同，但都是对现有控制方法或功率电路进行改进，其思想大致可以分两类；一是保留原来的拓扑，对控制方法进行改进；二是构造新的电路拓扑。构造新的电路拓扑有三种方法，分别为用电感代替电容进行储能；在现有电路拓扑中加入辅助电路；功率解耦电路。
[0004]交错并联反激变换器能够有效减小开关管的电流应力，增大反激变换器的功率等级，同时输入、输出电流纹波明显减小，EMI设计简单，电源功率密度高。但交错并联反激式LED驱动电源仍需要电解电容作为储能元件，这将严重制约LED驱动电源的寿命。
【发明内容】
[0005]本发明是针对交错并联反激LED驱动电源中存在电解电容，影响驱动电源寿命的问题，提出一种无电解电容的交错并联反激LED驱动电源。在交错并联反激变换器的输入端加上功率解耦电路，从而达到了去电解电容的目的，延长了 LED驱动电源的使用寿命。
[0006]本发明采用了如下的技术方案:在交错并联反激LED驱动电源主电路的输入端增加两个功率解耦电路，用于平衡瞬时输入输出功率并减小输出滤波电容的容量。
[0007]进一步，所述的无电解电容交错并联反激LED驱动电源，其主电路结构包括交流输入、EMI滤波、电容Cin、两个功率解耦电路、整流二极管D5，D6、输出电容C、采样电阻R和LED负载。
[0008]进一步，所述两路并联的单级反激变换器，第一路单级反激变换器包括变压器Tl的初级绕组Npl、次级绕组Ns、开关管Ql ;第二路反激变换器包括变压器T2的初级绕组恥1’、次级绕组他’、开关管02。交流市电输入经过EMI滤波连接由二极管Dl、D2、D3、D4构成的整流桥后输出正极分别连接电容的一端、变压器T1、T2的初级绕组Npl—端，变压器Tl初级绕组Npl的另一端连接开关管Ql的漏极，开关管Ql的源级连接电容的另一端并连接整流桥的输出负极；变压器Tl次级绕组Ns的一端连接输出整流二极管D5的正级，输出二极管D5的负极与输出整流二极管D6的负极、输出电容的一端以及LED负载的一段相连，变压器Tl次级绕组Npl’的另一端与输出电容的另一端、采样电阻R的一端以及输出地端相连，采样电阻R的另一端与LED负载的另一端连接；变压器T2初级绕组Npl’的另一端连接开关管Q2的漏极，开关管Q2的源级连接整流桥输出负极；变压器T2次级绕组Ns’的一端连接输出整流二极管D6的正级，变压器T2次级绕组Ns’的另一端连接输出地端。
[0009]进一步，所述两个功率解耦电路，Np2是变压器Tl初级侧的附加绕组，(；是有大电压波动的储能电容，Q3是解耦电路的开关，D7是整流二极管，D9是防止反向电流流向Q3的阻断二极管，Q5是变压器Tl次级侧的开关。Np2’是变压器T2的初级侧的附加绕组，Cb是有大电压波动的储能电容，Q4是解耦电路的开关，D8是整流二极管，DlO是防止反向电流流向Q4的阻断二极管，Q6是变压器T2次级侧的开关。
[0010]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0011 ] 本发明可以平衡瞬时输入输出功率，使得所需的电容容量大大减小，可以使用小容量、长寿命的薄膜电容代替电解电容，从而去除交错并联反激LED驱动电源中的电解电容，减小了整个驱动电源的体积，延长其使用寿命，提高了系统的稳定性。
【附图说明】
[0012]图1为本发明无电解电容交错并联反激变换器拓扑结构图；
[0013]图2为本发明无电解电容交错并联反激变换器在Pin< P。时开关管驱动信号；
[0014]图3为本发明无电解电容交错并联反激变换器在Pin> P。时开关管驱动信号；
[0015]图4为本发明无电解电容交错并联反激变换器在Pin>P。时的等效电路，其中:
[0016](a)tQ?t 4介段等效电路图；
[0017](Wt1-七2阶段等效电路图；
[0018](c) t2?t 3阶段等效电路图；
[0019](d) t3?t4阶段等效电路图；
[0020]图5为本发明无电解电容交错并联反激变换器在Pin>P。时的等效电路，其中:
[0021](a)tQ?t {介段等效电路图；
[0022](b) &?12阶段等效电路图；
[0023](c) t2?t 3阶段等效电路图；
[0024](d)t3?t4阶段等效电路图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0026]图1为本发明无电解电容交错并联反激变换器结构原理图。
[0027]一种无电解电容交错并联反激LED驱动电源，其主电路结构如图1所示，包括交流输入、EMI滤波、电容Cin、两路并联的单级反激变换器、两个功率解耦电路、整流二极管D5，D6、输出电容C、采样电阻R和LED负载。
[0028]其中，第一路单级反激变换器包括变压器Tl的初级绕组Npl、次级绕组Ns，开关管Ql ;第二路反激变换器包括变压器T2的初级绕组Npl’、次级绕组Ns’，开关管Q2。交流市电输入经过EMI滤波连接由二极管Dl、D2、D3、D4构成的整流桥后输出正极分别连接电容的一端、变压器Tl、T2的初级绕组Npl —端，变压器Tl初级绕组Npl的另一端连接开关管Ql的漏极，开关管Ql的源级连接电容的另一端并连接整流桥的输出负极；变压器Tl次级绕组Ns的一端连接输出整流二极管D5的正级，输出二极管D5的负极与输出整流二极管D6的负极、输出电容的一端以及LED负载的一段相连，变压器Tl次级绕组Npl’的另一端与输出电容的另一端、米样电阻R的一端以及输出地端相连，米样电阻R的另一端与LED负载的另一端连接；变压器T2初级绕组Npl’的另一端连接开关管Q2的漏极，开关管Q2的源级连接整流桥输出负极