无电解电容高压大功率pwm调光led驱动电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及照明技术领域，更确切地说涉及一种无电解电容高压大功率PWM调光LED驱动电源。
【背景技术】
[0002]目前，LED驱动电源大多数都是交流供电，因此需要进行电路变换，即将交流电转换为所需要的直流电，并产生一个可控的直流恒流源来驱动LED工作。在变换电路中，又需要一个储能元件来维持输入与输出之间的功率平衡，通常这个储能元件首选都是电解电容。
[0003]常规的电解电容在环境温度为50°C时的寿命仅约为10000小时，并且工作温度每升高10°C，其寿命就要降低1倍。然而，LED自身寿命通常可达100000小时，电解电容寿命与其相比相差甚远。LED工作必须采用驱动电源，而驱动电源又必须使用电解电容。因此，电解电容的使用寿命限制了 LED驱动电源的寿命，从而进一步制约了整个LED照明系统的使用寿命。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是，提供一种无电解电容高压大功率PWM调光LED驱动电源，该LED驱动电源无需使用电解电容，从而可延长驱动电源的使用寿命，提高整个LED照明系统的可靠性。
[0005]本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的无电解电容高压大功率PWM调光LED驱动电源，包括整流电路，所述的整流电路与电源输入端连接；LED驱动电源还包括电流型多电平DC-DC电路及控制电路；所述的整流电路与所述的电流型多电平DC-DC电路相连接；所述的电流型多电平DC-DC电路与LED光源相连接；所述的电流型多电平DC-DC电路与所述的控制电路相连接。
[0006]采用以上结构后，本发明的无电解电容高压大功率PWM调光LED驱动电源，与现有技术相比，具有以下优点:
[0007]本发明无电解电容高压大功率PWM调光LED驱动电源采用电流型多电平DC-DC电路，可以省去整流电路后的电解电容滤波电路，从而大大提高驱动电源的寿命，提高整个LED照明系统的可靠性。
[0008]作为本发明的一种改进，所述的电流型五电平DC-DC电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一M0S管、第二M0S管、第一电感及第二电感；所述的第一二极管的阳极与所述的整流电路的一个输出端连接，所述的第一二极管的阴极与第一M0S管的D极连接，第一 M0S管的S极与所述的第二二极管的阴极连接，所述的第二二极管的阳极与所述的整流电路的另一个输出端连接，所述的第一 M0S管的G极与所述的控制电路连接；所述的第三二极管的阳极与所述的整流电路的一个输出端连接，所述的第三二极管的阴极与第二 M0S管的D极连接，第二 M0S管的S极与所述的第四二极管的阴极连接，所述的第四二极管的阳极与所述的整流电路的另一个输出端连接，所述的第二 MOS管的G极与所述的控制电路连接；所述的第一电感连接在第一 M0S管的S极和第二 M0S管的S极之间；所述的第二电感连接在第二 M0S管的S极与LED光源的输入端之间；所述的第一电感与第二 M0S管相连接的一端与所述的控制电路相连接；所述的第二电感与LED光源的输入端相连接的一端与所述的控制电路相连接。采用此种结构后，所述的电流型五电平DC-DC电路采用五电平PWM调制技术，使得输入电流为五电平PWM波形，谐波含量低；同时使输入电流与电网电压保持同相位，即无需额外的功率因数校正电路即可获得很高的网侧功率因数。
[0009]作为本发明的另一种改进，还包括PWM调光电路，所述的PWM调光电路包括第三M0S管，所述的第三M0S管连接在LED光源的两端之间，所述的第三M0S管的D极与所述的LED光源的一端连接，所述的第三M0S管的S极与所述的LED光源的另一端连接，所述的第三M0S管的G极与所述的控制电路连接。采用此种结构后，通过控制第三M0S管的通断，可实现LED的PWM调光功能，调光更加方便。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的无电解电容高压大功率PWM调光LED驱动电源的电路结构示意图。
[0011]图中所示:1、整流电路，2、电流型五电平DC-DC电路，3、PWM调光电路，4、控制电器，5、LED光源，D1、第一二极管，D2、第二二极管，D3、第三二极管，D4、第四二极管，Q1、第一M0S管，Q2、第二 M0S管，L1、第一电感，L2、第二电感，Q3、第三M0S管。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0013]请参阅图1所示，本发明的无电解电容高压大功率PWM调光LED驱动电源，包括整流电路1，所述的整流电路1与电源输入端连接。LED驱动电源还包括电流型多电平DC-DC电路及控制电路4。所述的整流电路1与所述的电流型多电平DC-DC电路相连接。所述的电流型多电平DC-DC电路与LED光源5相连接。所述的电流型多电平DC-DC电路与所述的控制电路4相连接。
[0014]所述的电流型多电平DC-DC电路为电流型五电平DC-DC电路2。所述的电流型五电平DC-DC电路2包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一M0S管Q1、第二 M0S管Q2、第一电感L1及第二电感L2。所述的第一二极管D1的阳极与所述的整流电路1的一个输出端连接，所述的第一二极管D1的阴极与第一 M0S管的D极连接，第一 M0S管的S极与所述的第二二极管的阴极连接，所述的第二二极管D2的阳极与所述的整流电路1的另一个输出端连接，所述的第一 M0S管Q1的G极与所述的控制电路4连接。所述的第三二极管D3的阳极与所述的整流电路1的一个输出端连接，所述的第三二极管D3的阴极与第二 M0S管Q2的D极连接，第二 M0S管Q2的S极与所述的第四二极管D4的阴极连接，所述的第四二极管D4的阳极与所述的整流电路1的另一个输出端连接，所述的第二 M0S管Q2的G极与所述的控制电路4连接。所述的第一电感L1连接在第一 M0S管Q1的S极和第二 M0S管Q2的S极之间。所述的第二电感L2连接在第二 M0S管Q2的S极与LED光源5的输入端之间。所述的第一电感L1与第二 MOS管Q2相连接的一端与所述的控制电路4相连接。所述的第二电感L2与LED光源5的输入端相连接的一端与所述的控制电路4相连接。
[0015]本发明的无电解电容高压大功率PWM调光LED驱动电源还包括PWM调光电路3，所述的PWM调光电路3包括第三M0S管Q3，所述的第三M0S管Q3连接在LED光源5的两端之间，所述的第三M0S管Q3的D极与所述的LED光源5的一端连接，所述的第三M0S管Q3的S极与所述的LED光源5的另一端连接，所述的第三M0S管Q3的G极与所述的控制电路4连接。
[0016]在控制电路4中，由MCU完成直流母线电压vd。过零检测、采样两个电感电流i u、id。以及可控的直流电流输出设定值I &_set，通过PI控制算法计算出正弦参考电流的幅值和同步相位。CPLD的数据锁存分配器分别接收MCU计算完成的幅值、相位信息，并产生幅值周期变化的正弦调制波与三角载波去比较产生PWM波形，用于驱动MOSFET Q1和Q2，从而实现电流型五电平DC-DC电路的PWM调制。通过MCU读取亮度设定值Dm_set并转换为PWM调光的占空比信号，经由CPLD波形发生器产生MOSFET Q3的驱动控制信号，即可实现PWM调光功能。
【主权项】
1.一种无电解电容高压大功率PffM调光LED驱动电源，包括整流电路(1)，所述的整流电路(1)与电源输入端连接；其特征在于:LED驱动电源还包括电流型多电平DC-DC电路及控制电路；所述的整流电路(1)与所述的电流型多电平DC-DC电路相连接；所述的电流型多电平DC-DC电路与LED光源(5)相连接；所述的电流型多电平DC-DC电路与所述的控制电路⑷相连接。2.根据权利要求1所述的无电解电容高压大功率PWM调光LED驱动电源，其特征在于:所述的电流型多电平DC-DC电路为电流型五电平DC-DC电路⑵。3.根据权利要求2所述的无电解电容高压大功率PWM调光LED驱动电源，其特征在于:所述的电流型五电平DC-DC电路(2)包括第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第一 MOS管(Q1)、第二 MOS管(Q2)、第一电感(L1)及第二电感(L2); 所述的第一二极管(D1)的阳极与所述的整流电路(1)的一个输出端连接，所述的第一二极管(D1)的阴极与第一 MOS管的D极连接，第一 MOS管的S极与所述的第二二极管的阴极连接，所述的第二二极管(D2)的阳极与所述的整流电路(1)的另一个输出端连接，所述的第一 MOS管(Q1)的G极与所述的控制电路(4)连接； 所述的第三二极管(D3)的阳极与所述的整流电路(1)的一个输出端连接，所述的第三二极管(D3)的阴极与第二 MOS管(Q2)的D极连接，第二 MOS管(Q2)的S极与所述的第四二极管(D4)的阴极连接，所述的第四二极管(D4)的阳极与所述的整流电路(1)的另一个输出端连接，所述的第二 MOS管(Q2)的G极与所述的控制电路(4)连接； 所述的第一电感(L1)连接在第一 MOS管(Q1)的S极和第二 MOS管(Q2)的S极之间；所述的第二电感(L2)连接在第二 MOS管(Q2)的S极与LED光源(5)的输入端之间；所述的第一电感(L1)与第二 MOS管(Q2)相连接的一端与所述的控制电路(4)相连接；所述的第二电感(L2)与LED光源(5)的输入端相连接的一端与所述的控制电路(4)相连接。4.根据权利要求1或2或3所述的无电解电容高压大功率PWM调光LED驱动电源，其特征在于:还包括PWM调光电路(3)，所述的PWM调光电路(3)包括第三MOS管(Q3)，所述的第三MOS管(Q3)连接在LED光源(5)的两端之间，所述的第三MOS管(Q3)的D极与所述的LED光源(5)的一端连接，所述的第三MOS管(Q3)的S极与所述的LED光源(5)的另一端连接，所述的第三MOS管(Q3)的G极与所述的控制电路(4)连接。
【专利摘要】本发明公开了一种无电解电容高压大功率PWM调光LED驱动电源，包括整流电路(1)，所述的整流电路(1)与电源输入端连接；LED驱动电源还包括电流型多电平DC-DC电路及控制电路；所述的整流电路(1)与所述的电流型多电平DC-DC电路相连接；所述的电流型多电平DC-DC电路与LED光源(5)相连接；所述的电流型多电平DC-DC电路与所述的控制电路(4)相连接。该LED驱动电源无需使用电解电容，从而可延长驱动电源的使用寿命，提高整个LED照明系统的可靠性。
【IPC分类】H05B37/02
【公开号】CN105357827
【申请号】CN201510849396
【发明人】鲍建宇, 鲍卫兵, 张伟剑
【申请人】浙江大学宁波理工学院
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月28日