基于均流可控开关电容控制的可调光led驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种两路Lm)均流及调光技术，特别设及一种基于均流可控开关电容 控制的可调光L邸驱动电路。
【背景技术】
[0002] 随着L抓技术的进步，其在光效、寿命等方面的优势日益显著，在路灯照明、LCD背 光、医疗照明、汽车照明等诸多领域得到了越来越广泛的应用。因单个Lm)模块的功率受到 封装技术和热管理等因素的制约，在许多高亮度的应用场合，需同时使用多个Lm)模块。流 过Lm)模块的正向电流决定L邸模块的亮度，为了保证各个L邸模块亮度和散热的一致性，必 须保证流过每个Lm)模块的电流相同。但是Lm)的伏安特性近似于指数关系，较小的电压波 动会带来很大的电流偏差，同时Lm)模块的正向压降具有负溫度特性，因此将Lm)模块进行 串并联组合时必须引入均流技术。
[0003] 照明系统通常包括普通的家用照明、商业照明、道路照明和景观照明等系统。目 前，中国绝大多数家庭的照明系统还只是简单的用开关去控制灯的开和关，即灯光只有两 种状态，要么开，要么关。而在国外，特别是北美国家，家用照明都会设及到调光功能，即可 W通过控制单元去改变灯光的亮度、颜色等，W达到某所舒适度。例如，酒店，会议室，商场 等场合经常需要对灯光进行控制调节Lm)亮度，调控Lm)亮度其中一个方法就是调节Lm)的 驱动电流，改变驱动电流大小即可实现对LED的调光。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于均流可控开关电容 控制的可调光两路LED均流驱动电路，该LE明E动电路适用于LED两路均流及调光领域，具体 应用于实现两路L邸驱动电流自动均衡及可控调光。
[0005] 本发明的目的通过下述技术方案实现:一种基于均流可控开关电容控制的可调光 两路LED均流驱动电路，包括:相互连接的半桥逆变单元X和均流可控开关电容控制的可调 光两路L邸均流驱动单元Y，所述均流可控开关电容控制的可调光两路LED均流驱动单元Y具 有均流可控开关电容SCC;
[0006] 所述半桥逆变单元X包括:第一开关M0S管化、第二开关M0S管化、第一电容Cl和第二 电容C2、变压器T;其中，第一开关M0S管化的漏极与第一电容Cl的正极均与直流电源正极相 连接;第一电容Cl的负极与第二电容C2的正极相连接;第一开关M0S管化的源极和第二开关 M0S管化的漏极相连接;第二开关M0S管化的源极与第二电容C2的负极均与电源负极相连接； 变压器T的原边正极与第一开关M0S管化的源极相连接;变压器T的原边负极与第一电容Cl的 负极相连接。
[0007] 所述的均流可控开关电容控制的可调光两路Lm)均流驱动单元Y包括第一电感 可控开关电容SCC、第一二极管D1、第二二极管D2、第Ξ二极管D3、第四二极管D4、第一输出 滤波电容Col、第二输出滤波电容C〇2、第一隔直电容Cbi、第一开关电容Csi和第一开关管Si、第 一 L邸串1、第二Lm)串2。第一隔直电容Cbi和第一开关电容Csi的正极均与X中变压器Τ副边正 极相连接;第一开关管Si的漏极与第一开关电容Csi的负极相连接;第一开关管Si的源极和 第一隔直电容Cbi的负极均与第一电感b首端相连接;第一电感^末端与第一二极管D1的正 极、第二二极管D2的负极相连接;第一二极管D1的负极与第一输出滤波电容Cdi的正极和第 一 LED串1的正极相连接;第一 LED串1的负极、第二LED串2的负极、第一输出滤波电容Cdi的负 极、第二输出滤波电容C〇2的负极、第二二极管D2的正极、第四二极管D4的正极均与地 (Ground)相连接。第Ξ二极管D3的负极与与第二输出滤波电容C〇2的正极和第二L抓串2的正 极相连接;第Ξ二极管D3的正极和第四二极管的负极均与变压器T副边的负极相连接。
[000引通过所述半桥逆变单元X产生固定频率fs和50%占空比的方波电压，由均流可控 开关电容控制的可调光两路LED均流驱动单元Y对所述方波电压进行滤波、隔直、调控与均 衡，为第一 LED串1和第二LED串2提供均衡的驱动电流及调光。
[0009] 所提出的拓扑中均流可控开关电容控制的可调光两路LED均流驱动单元Y中由于 可控开关电容SCC中电容的伏秒平衡特性可是实现模块内两路L邸输出电流的自动均流。
[0010] 所述的半桥开关频率fs大于第一电感^与可控开关电容SCC等效电容Ceq的谐振频 率，W实现半桥电路原边电流工作在电流连续状态(CCM)。
[0011] 所述的均流可控开关电容控制的可调光两路LED均流驱动单元Y采用可控开关电 容SCC，SCC中第一开关管Si驱动信号采取与半桥第二开关M0S管化驱动信号同相位，变占空 比D控制。
[0012] 所述可控开关电容SCC的等效电容值Ceqi的计算公式为：
[0013]
[0014] 其中，Cbi为第一隔直电容的电容值;D为第一开关管Si导通的占空比；δ角为电压vsi 相角超前于输出电流isi角度;Csi为第一开关电容的电容值。
[0015] 所述可控开关电容SCC的驱动信号通过改变占空比D调节等效电容Ceq的值，W调节 L邸驱动电流的大小从而实现调光，所述占空比D的变化范围为(0-0.5)，所述均流可控开关 电容控制的可调光两路LED均流驱动单元Y中两串LE明区动电流I load为：
[0016] (1)
[0017]其中，Vin为输入直流电压值，Voi是第一 L抓串1输出电压值、V〇2第一 L抓串1输出电 压值，fs为半桥开关频率山为第一电感的电感值，Ceq为可控开关电容SCC的等效电容值。
[0018] 所述半桥逆变单元X的驱动信号采用固定频率固定占空比的驱动方式，可控开关 电容SCC采用相对于半桥电路第二开关M0S管化的同相变占空比控制。
[0019] 所述半桥逆变单元X在固定开关频率下发出恒定50%占空比方波由变压器T原边 传递到副边供给所述的均流可控开关电容控制的可调光两路L邸均流驱动单元Y。由于均流 可控开关电容SCC的存在，由电容的伏秒平衡特性，可W实现两路LED串驱动电流的自动均 衡。随着均流可控开关电容SCC等效电容值的不同，L邸串驱动均衡电流值也将改变。
[0020] 本发明的基于均流可控开关电容控制的可调光两路Lm)均流驱动电路包括相互连 接的半桥逆变单元X和均流可控开关电容控制的可调光两路LED均流驱动单元Υ，所述半桥 逆变单元X半桥采用固定频率恒定50%占空比控制;所述均流可控开关电容控制的可调光 两路L邸均流驱动单元Υ具有可控开关电容SCC;均流可控开关电容的存在使两路L邸串电流 自动均衡;通过调控均流可控开关电容SCC等效电容的大小调控Lm)驱动电流，W实现Lm)串 的调光。本发明具有结构简单，易于实现，能够方便实现两路L邸串的均流W及调光，可W实 现半桥开关管和均流可控开关电容开关管的ZVS软开关，转换效率高。
[0021] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0022] (1)本发明简化了谐振变换器前级拓扑，只保留逆变半桥，后级均流调光电路结构 简单，不存在磁性元件的禪合。
[0023] (2)本发明基于均流可控开关电容控制的可调光两路L邸均流驱动单元Y使用均流 可控开关电容SCC，通过相对于半桥第二开关M0S管同相变占空比驱动，调节占空比改变等 效电容的值，从而调节LED均衡电流的值，实现了两路LE明E动电流的均流及调光。
[0024] (3)本发明中半桥逆变单元X及可控开关电容SCC使用的开关管均能实现软开关， 开关损耗小，转换效率高。
[0025] (4)本发明中半桥逆变单元X驱动采用固定频率固定占空比的驱动方式，开关电容 采用相对于半桥第二开关M0S管同相变占空比的控制方式，控制电路简单，易于实现，操作 方便。
【附图说明】
[0026] 图1是基于均流可控开关电容控制的可调光两路L邸均流驱动电路拓扑结构图。
[0027] 图2是均流可控开关电容SCC工作周期波形图。
[0028] 图3是基于均流可控开关电容控制的可调光两路Lm)均流驱动电路拓扑稳态工作 波形图。
[0029] 图4是基于均流可控开关电容控制的可调光两路L邸均流驱动电路模态1简化等效 图。
[0030] 图5是基于均流可控开关电容控制的可调光两路L邸均流驱动电路模态2简化等效 图。
[0031] 图6是基于均流可控开关电容控制的可调光两路Lm)均流驱动电路拓扑电路稳态 简化等效图。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。
[00削实施例
[0034] 如图1所示，是本发明所述的基于均流可控开关电容控制的可调光两路Lm)均流驱 动电路拓扑结构图。该电路结构包括:相互连接的半桥逆变单元X和均流可控开关电容控制 的可调光两路LED均流驱动单元Y，所述均流可控开关电容控制的可调光两路LED均流驱动 单元Y具有均流可控开关电容SCC;
[0035] 所述半桥逆变单元X包括:第一开关M0S管化、第二开关M0S管化、第一电容Cl和第二 电容C2、变压器Τ;其中，第一开关MOS管化的漏极与第一电容Cl的正极均与直流电源正极相 连接;第一电容Cl的负极与第二电容C2的正极相连接;第一开关M0S管化的源极和第二开关 M0S管化的漏极相连接;第二开关M0S管化的源极与第二电容C2的负极均与电源负极相连接； 变压器T的原边正极与第一开关M0S管化的源极相连接;变压器T的原边负极与第一电容Cl的 负极相连接。
[0036] 所述的均流可控开关电容控制的可调光两路Lm)均流驱动单元Y包括第一电感b、 可控开关电容see、第一二极管D1、第二二极管D2、第Ξ二极管D3、第四二极管D4、第一输出 滤波电容Col、第二输出滤波电容Co2、第一隔直电容Cbl、第一开关电容Csl和第一开关管Si、第 一 L邸串1、第二Lm)串2。第一隔直电容Cbi和第一开关电容Csi的正极均与X中变压器T副边正 极相连接;第一开关管Si的漏极与第一开关电容Csl的负极相连接;第一开关管Si的源极和 第一隔直电容Cbi的负极均与第一电感b首端相连接;第一电感^末端与第一二极管D1的正 极、第二二极管D2的负极相连接;第一二极管D1的负极与第一输出滤波电容Cdi的正极和第 一 LED串1的正极相连接;第一 LED串1的负极、第二LED串2的负极、第一输出滤波电容Cdi的负 极、第二输出滤波电容C〇2的负极、第二二极管D2的正极、第四二极管D4的正极均与地