一種多相併聯led驅動電源及其調光方法
2023-05-22 01:35:46 1
一種多相併聯led驅動電源及其調光方法
【專利摘要】本發明涉及一種多相併聯LED驅動電源及調光方法，該驅動電源由輸入整流、PFC電路、開關並聯網絡、LCL-T型諧振網絡和輸出整流濾波等組成。開關並聯網絡由n個並聯逆變模塊組成，在保證大功率輸出的同時，減小了各並聯模塊中功率器件的電流應力。並聯逆變模塊中包含兩個兼有移相調光功能的調光模塊，通過調節調光模塊中半橋橋臂的移相角度改變驅動電源輸出電流大小，並通過兩個調光模塊的移相組合拓展了調光範圍，實現了全範圍調光。
【專利說明】—種多相併聯LED驅動電源及其調光方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及LED驅動電源【技術領域】，特別是一種多相併聯LED驅動電源及調光方法。
【背景技術】
[0002]近年來，能源緊缺的現狀使得人們愈發認識到節能減排的重要性。LED作為一種新型的照明光源具有壽命長、節能環保等優點，在道路照明、隧道照明等大功率照明場合得到廣泛的應用。LED調光則可以節約能源，調節空間視覺效果，同時還可以延長LED的使用壽命，提高LED燈的可靠性。
[0003]根據LED的伏安特性，為保證其可靠的工作，LED需要使用恆流驅動，現有大功率LED驅動器大多採用LLC諧振變換器，通過改變工作頻率的方法實現恆流輸出，但當要求LED驅動器適應不同LED顆數時，諧振變換器工作頻率可能需要大範圍變化，這對EMI濾波器和磁性元件的設計要求較高，且電路容易偏離諧振點，使電路無法實現恆流輸出；而且隨著LED的推廣使用，對LED調光應用的需要也越來越廣泛。LLC諧振變換器雖然可以通過改變工作頻率的方法實現LED的調光，但因在調光過程中，LED的等效電阻的會不斷變化，這將導致LLC的電壓增益不斷變換，使得電路的設計更為複雜，且無法實現大範圍調光。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一 種多相併聯LED驅動電源，能實現LED全範圍調光。
[0005]本發明採用以下方案實現:一種多相併聯LED驅動電源，其特徵在於:包括依次連接的輸入整流、PFC電路、開關並聯網絡、LCL-T型諧振網絡和輸出整流濾波電路；所述的開關並聯網絡由η個並聯的逆變模塊組成，其中兩個逆變模塊兼有移相功能可用作調光模塊，η不小於3。
[0006]在本發明一實施例中，所述的η個並聯的逆變模塊是由η個半橋橋臂並聯組成，其中η個並聯半橋橋臂中的兩個橋臂採用移相控制用於調光，其餘橋臂均採用同步控制用於擴大功率輸出。
[0007]本發明的另一目的是提供一種上述多相併聯LED驅動電源的調光方法，該方法的特徵在於:當所述η個並聯的逆變模塊均為同步控制時，該LED驅動電源的輸出功率最大，當一個調光模塊移相控制時，隨著移相角度的增加，LED輸出功率逐漸減小後又逐漸增大，輸出功率存在極小值但還不能調到零；若在極小值處固定該調光模塊的移相角度，轉而調節第二個調光模塊的移相角度，輸出功率將從該極小值處逐漸減小到零；為實現LED全範圍平滑調光，選取一個調光模塊的移相範圍為0-2jt/ 3，另一個調光模塊的移相範圍為2sr/ 3 - 4?7 3。
[0008]本發明利用多相併聯LCL-T型諧振電路自身的特性，開關並聯網絡由η個並聯逆變模塊組成，在保證大功率輸出的同時，減小了各並聯模塊中功率器件的電流應力。並聯逆變模塊中包含兩個兼有移相調光功能的調光模塊，通過調節調光模塊中半橋橋臂的移相角度改變驅動電源輸出電流大小，並通過兩個調光模塊的移相組合拓展了調光範圍，電路結構簡單且實現了全範圍調光，調光精度高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明電路原理框圖。
[0010]圖2多相併聯LED驅動電源原理圖。
[0011]圖3 LCL-T並聯型諧振變換器交流等效電路。 [0012]圖4各模塊輸出電壓時序圖。
[0013]圖W1=O, 02變化時各橋臂驅動信號波形。
[0014]圖61=0，02變化時輸出電流I的變化曲線。
[0015]圖71、02都改變時各橋臂驅動信號波形。
[0016]圖8當1、02變化時輸出電流I的變化曲線。
[0017]圖9 φ? = 2* /3, φ ?變化時各橋臂驅動信號波形。
[0018]圖10 '1IA = I* /3, Φ !變化時輸出電流I的變化曲線。
[0019]圖11移相角φ與輸出電流I的關係曲線。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖及實施例對本發明做進一步說明。
[0021]如圖1所示，本發明提供一種多相併聯LED驅動電源，其特徵在於:包括依次連接的輸入整流、PFC電路、開關並聯網絡、LCL-T型諧振網絡和輸出整流濾波電路；所述的開關並聯網絡由η個並聯的逆變模塊組成，其中兩個逆變模塊兼有移相功能可用作調光模塊，η不小於3。
[0022]請參見圖2，本實施例中所述開關並聯網絡由η個半橋橋臂並聯組成，η個並聯半橋橋臂中的兩個橋臂採用移相控制，其餘橋臂均為同步控制，可以實現大功率輸出和調光控制。
[0023]為了讓一般技術人員更好的理解本發明，下面對一項調光原理做進一步說明。
在各橋臂的導通時序不同的情況下，採用基波近似法對三相併聯LCL-T型諧振型變換器進行分析，得到如圖3所示的交流等效電路。其中U1為逆變模塊I輸出電壓，U2為調光模塊I輸出電壓，U3為調光模塊2輸出電壓。
[0024]假設以逆變模塊I輸出電壓相位為相位基準，則有:
【權利要求】
1.一種多相併聯LED驅動電源，其特徵在於:包括依次連接的輸入整流、PFC電路、開關並聯網絡、LCL-T型諧振網絡和輸出整流濾波電路；所述的開關並聯網絡由η個並聯的逆變模塊組成，其中兩個逆變模塊兼有移相功能可用作調光模塊，η不小於3。
2.根據權利要求1所述的多相併聯LED驅動電源，其特徵在於:所述的η個並聯的逆變模塊是由η個半橋橋臂並聯組成，其中η個並聯半橋橋臂中的兩個橋臂採用移相控制用於調光，其餘橋臂均採用同步控制用於擴大功率輸出。
3.—種如權利要求1所述的多相併聯LED驅動電源的調光方法，其特徵在於:當所述η個並聯的逆變模塊均為同步控制時，該LED驅動電源的輸出功率最大，當一個調光模塊移相控制時，隨著移相角度的增加，LED輸出功率逐漸減小後又逐漸增大,輸出功率存在極小值但還不能調到零；若在極小值處固定該調光模塊的移相角度，轉而調節第二個調光模塊的移相角度，輸出功率將從該極小值處逐漸減小到零；為實現LED全範圍平滑調光，選取一個調光模塊的移相範圍為O- 2jt/3?另一個調光模塊的移相範圍為2jt/3 _ 4jt/3°
【文檔編號】H05B37/02GK103747593SQ201410032327
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月23日 優先權日:2014年1月23日
【發明者】林國慶, 於曉強 申請人:福州大學