用于大功率发光二极管的驱动电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及照明用LED (Light Emitting D1de，发光二极管)供电技术领域，特别涉及一种用于大功率发光二极管的单级型反激式驱动电源。
【背景技术】
[0002]采用LED的照明由于其环保、长寿命和节能等优点正在逐步应用并取代传统的照明。驱动电源作为LED照明的核心部件之一，起到非常重要的作用，其主要作用包括:1、交流电网转换成直流电对LED供电；2、电气安全隔离；3、稳定的供电电流对LED供电；4、适时对LED照明进行调光与智能控制。
[0003]图1为传统的两级型中大功率LED照明隔离驱动电源的电路示意图。如图1所示，该驱动电源包括三部分电路:1、输入抗电磁干扰(EMI)滤波电路；2、带功率因数校正(Power Factor Correct1n，PFC)升压电路；3、隔离直流转直流恒流输出电路。该电路拓扑可以实现安全电气隔离并对LED负载实现恒流供电，并具有较高转换效率和较低输出纹波。然而，这个方案还存在以下不足:
[0004]1、开关电源电路分为两级(包括Boost升压功率因数校正电路和隔离直流转直流恒流输出电路)，电路较为复杂；
[0005]2、元器件数量较多，影响整体照明系统的可靠性和寿命；
[0006]3、驱动电源的体积较大，成本较高。
[0007]图2是现有的一种单级型反激式LED驱动电源的电路示意图。如图2所示，这种电路可实现较高功率因数校正(PFC)，能用于小功率(一般低于100瓦特)的LED驱动电源方案中。但是，如果单级型电路应用在大功率LED驱动电源方案中也会存在以下不足:
[0008]1、输出电流会产生较大的输出二倍工频(120赫兹)纹波，该低频纹波极易在LED产生闪烁，影响LED自身的寿命；
[0009]2、单级型电路的抗浪涌冲击能力较差，目前很难满足户外照明标准要求；
[0010]3、对于大功率LED，反激式拓扑结构效率较低，限制了该单级型电路在大功率LED驱动电源上的应用；
[0011]4、由于硅(Si)基开关器件限制，开关频率较低，从而带来变压器较大的体积和尺寸。
【实用新型内容】
[0012]本实用新型旨在至少从一定程度上解决上述的技术问题之一。
[0013]为此，本实用新型的目的在于提出一种基于碳化娃(Silicon Carbide，SiC)的高性能可调光的用于大功率发光二极管的单级型反激式驱动电源。
[0014]为达到上述目的，本实用新型提出的一种用于大功率发光二极管的驱动电源，包括:整流电路，所述整流电路用于将输入的交流电转换为直流电，并通过第一输出端和第二输出端输出所述直流电；隔离变压器，所述隔离变压器包括第一绕组、第二绕组和次级绕组；高压启动电路，所述高压启动电路的一端分别与所述第一输出端和所述第一绕组的一端相连；碳化硅MOSFET，所述碳化硅MOSFET的漏极与所述第一绕组的另一端相连，所述碳化硅MOSFET的源极通过电流采样电阻接地；控制及驱动电路，所述控制及驱动电路分别与所述高压启动电路的另一端和所述碳化硅MOSFET的栅极相连，所述控制及驱动电路采用谷底导通临界模式变频控制策略对所述碳化硅MOSFET进行控制；以及调光控制电路，所述调光控制电路根据输入的调光信号改变流过所述发光二极管的电流，以对所述发光二极管进行调光。
[0015]根据本实用新型提出的用于大功率发光二极管的驱动电源，开关电路中的开关器件采用碳化硅M0SFET，具有低的开关损耗和导通损耗，高雪崩击穿能力，可以实现高效和高工作开关频率，而高工作开关频率可以降低变压器的尺寸和大小，从而减小整个驱动电源的体积，具有体积小型化、成本低廉、可靠性高等优点。
[0016]根据本实用新型的一个实施例，所述碳化硅MOSFET进行工作的开关频率为100千赫兹?300千赫兹。
[0017]根据本实用新型的一个实施例，所述输入的调光信号为O?1V的模拟调光信号、脉宽调制调光信号或者电阻型调光信号中的任意一种。
[0018]根据本实用新型的一个实施例，在所述驱动电源的输出端和所述发光二极管之间还连接有纹波电流衰减电路，所述纹波电流衰减电路用以对所述驱动电源的输出电流进行削峰填谷以减小低频纹波电流。
[0019]根据本实用新型的一个实施例，所述纹波电流衰减电路具体包括:串联的第一电阻和第一电容，所述串联的第一电阻和第一电容之间具有第一节点；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一节点相连；第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第二电阻的另一端相连，所述第一三极管的发射极与所述发光二极管相连，所述第一三极管的集电极与所述第一电阻相连。
[0020]其中，所述串联的第一电阻和第一电容构成低通滤波电路，所述低通滤波电路的截止频率小于120赫兹。
[0021]根据本实用新型的一个实施例，所述调光控制电路包括调光信号输入端和恒流镜电路，其中，所述恒流镜电路由第二三极管、第三三极管、第二电容、第三电阻、第四电阻和第五电阻构成。
[0022]其中，当所述输入的调光信号为所述电阻型调光信号时，所述恒流镜电路根据所述电阻型调光信号的电阻值大小线性地改变电流环采样运放的参考电压，以通过反馈控制改变流过所述发光二极管的电流。
[0023]本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0024]本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0025]图1为传统的两级型中大功率LED照明隔离驱动电源的电路示意图；
[0026]图2是现有的一种单级型反激式LED驱动电源的电路示意图；
[0027]图3为根据本实用新型一个实施例的用于大功率发光二极管的单级型反激式驱动电源的电路示意图；
[0028]图4为根据本实用新型一个实施例的纹波电流衰减电路的电路示意图；
[0029]图5为根据本实用新型一个实施例的调光控制电路的电路示意图；
[0030]图6为根据本实用新型一个实施例的单级型的LED驱动电源的效率与输入交流电压之间的曲线示意图；
[0031]图7为根据本实用新型一个实施例的模拟调光电压与输出电流之间的实测曲线示意图；
[0032]图8为根据本实用新型一个实施例的PWM调光的占空比与输出电流之间的实测曲线示意图；
[0033]图9为根据本实用新型一个实施例的输出纹波电流在采用纹波电流衰减电路前后的波形对比示意图；
[0034]图10为根据本实用新型另一个实施例的输出纹波电流在采用纹波电流衰减电路前后的波形对比示意图；
[0035]图11为根据本实用新型一个实施例的220瓦驱动电源在150伏特输入满载条件下实拍的温度示意图；以及
[0036]图12为根据本实用新型一个实施例的220瓦驱动电源在480伏特输入满载条件下实拍的温度示意图。
【具体实施方式】
[0037]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或