CN108012385A - 一种非隔离多路均流全桥led驱动电路 - Google Patents

一种非隔离多路均流全桥led驱动电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种非隔离多路均流全桥LED驱动电路。包括全桥恒流网络、均流网络和LED灯负载电路。所述全桥恒流网络由全桥开关网络和谐振网络组成，该全桥恒流网络具有恒流特性，所述均流网络通过电容均流实现4路LED灯均流工作。本发明所提出的恒流和均流电路，可为4路相同或不同个数的LED灯负载提供恒流和均流输出；具有拓扑结构简单、元件数目少、恒流和均流特性好和易于实现等特点。

Description

一种非隔离多路均流全桥LED驱动电路
技术领域
本发明涉及一种非隔离多路均流全桥LED驱动电路。
背景技术
LED作为一种新型的照明光源具有寿命长、节能环保等优点逐步受到人们的青睐，成为了照明领域的关注焦点。LED伏安特性符合指数关系，即电压的微小变化会造成电流的显著变化，而且导通压降受温度影响很大，因此LED采用恒流驱动已逐渐形成共识。LED灯的亮度、光通量和发光效率等光度学性能与LED驱动电流直接相关，高效可靠的LED驱动电源是LED照明快速发展的关键。
为满足亮度均匀要求，需保证流过每只LED的电流相等。最简单的方法是将多个LED灯串联连接，但过多的LED串联会使驱动电压过高、可靠性降低。实际应用中，大功率LED照明均需采用LED串并联相结合的方式连接，当多个LED支路并联于同一电压源时，由于导通电压存在差异，每个LED支路中的电流并不完全相等，电流大的支路的LED灯易发生光衰、老化，降低了LED灯的寿命和可靠性。为保证LED输出达到亮度、色度－致性等要求，需要采用均流措施才能保证各串LED的正向电流相等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非隔离多路均流全桥LED驱动电路，可为4路相同或不同个数的LED灯负载提供恒流和均流输出；具有拓扑结构简单、元件数目少、恒流和均流特性好和易于实现等特点。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种非隔离多路均流全桥LED驱动电路，包括全桥恒流网络、均流网络和LED灯负载电路，所述全桥恒流网络由全桥开关网络和谐振网络组成；所述全桥开关网络包括第1至第4开关管，所述谐振网络包括第1电感、第2电感、谐振电容，所述均流网络包括第1至第3均流电容、第1至第4整流二极管，所述LED灯负载电路包括4路LED灯负载；第1开关管的漏极与电源正极、第3均流电容的一端、第3开关管的漏极连接，第1开关管的源极与第2开关管的漏极、第1电感的一端连接，第2开关管的源极与电源负极、谐振电容的一端、第4开关管的源极连接，第3开关管的源极与第2电感的一端、第4开关管的漏极连接，第1电感的另一端分别与第1至第2均流电容的一端连接，第1均流电容的另一端分别与第1整流二极管的阳极、第2整流二极管的阴极连接，第1整流二极管的阴极经第1路LED灯负载、第4路LED灯负载与第4整流二极管的阳极连接，第1路LED灯负载和第4路LED灯负载的连接点与第3均流电容的另一端连接，第2均流电容的另一端分别与第3整流二极管的阳极、第4整流二极管的阴极连接，第3整流二极管的阴极经第3路LED灯负载、第2路LED灯负载与第2整流二极管的阳极连接，第2路LED灯负载和第3路LED灯负载的连接点与谐振电容的另一端、第2电感的另一端连接。
在本发明一实施例中，所述均流网络还包括第1至第4滤波电容，所述第1至第4滤波电容分别并联于第1至第4路LED灯负载的两端。
在本发明一实施例中，所述LED灯负载电路的每一路LED灯负载均由串联连接的多个LED灯组成。
在本发明一实施例中，所述每一路LED灯负载的LED灯个数相同或不同。
在本发明一实施例中，第1开关管和第2开关管、第3开关管和第4开关管均为互补工作，第1开关管和第4开关管同时通断，第2开关管和第3开关管同时通断。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明电路可为4路相同或不同个数的LED灯负载提供恒流和均流输出；具有拓扑结构简单、元件数目少、恒流和均流特性好和易于实现等特点。
附图说明
图1为本发明非隔离多路均流全桥LED驱动电路原理图。
图2为四路负载电阻分别为10欧、50欧、80欧和100欧时电流仿真波形。
图3为四路负载电阻都是10欧时电流仿真波形。
图4为四路负载电阻都是80欧时电流仿真波形。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
本发明的一种非隔离多路均流全桥LED驱动电路，包括全桥恒流网络、均流网络和LED灯负载电路，所述全桥恒流网络由全桥开关网络和谐振网络组成；所述全桥开关网络包括第1至第4开关管，所述谐振网络包括第1电感、第2电感、谐振电容，所述均流网络包括第1至第3均流电容、第1至第4整流二极管，所述LED灯负载电路包括4路LED灯负载；第1开关管的漏极与电源正极、第3均流电容的一端、第3开关管的漏极连接，第1开关管的源极与第2开关管的漏极、第1电感的一端连接，第2开关管的源极与电源负极、谐振电容的一端、第4开关管的源极连接，第3开关管的源极与第2电感的一端、第4开关管的漏极连接，第1电感的另一端分别与第1至第2均流电容的一端连接，第1均流电容的另一端分别与第1整流二极管的阳极、第2整流二极管的阴极连接，第1整流二极管的阴极经第1路LED灯负载、第4路LED灯负载与第4整流二极管的阳极连接，第1路LED灯负载和第4路LED灯负载的连接点与第3均流电容的另一端连接，第2均流电容的另一端分别与第3整流二极管的阳极、第4整流二极管的阴极连接，第3整流二极管的阴极经第3路LED灯负载、第2路LED灯负载与第2整流二极管的阳极连接，第2路LED灯负载和第3路LED灯负载的连接点与谐振电容的另一端、第2电感的另一端连接。所述均流网络还包括第1至第4滤波电容，所述第1至第4滤波电容分别并联于第1至第4路LED灯负载的两端。
所述LED灯负载电路的每一路LED灯负载均由串联连接的多个LED灯组成。所述每一路LED灯负载的LED灯个数相同或不同。
第1开关管和第2开关管、第3开关管和第4开关管均为互补工作，第1开关管和第4开关管同时通断，第2开关管和第3开关管同时通断。
以下为本发明的一具体实施例。
如图1所示，非隔离多路均流全桥LED驱动电路，由全桥开关网络、谐振网络、均流网络和LED负载电路组成。开关管Q1、Q2、Q3和Q4构成全桥开关网络，其中Q1和Q2、Q3和Q4均为互补工作，Q1和Q4同时通断，Q2和Q3同时通断。
由整流滤波和LED灯串构成的四路LED负载，第一路LED负载由整流二极管D1、滤波电容C10和灯串LED11，…LED1n组成；第二路LED负载由整流二极管D2、滤波电容C20和灯串LED21，…LED2n组成；第三路LED负载由整流二极管D3、滤波电容C30和灯串LED31，…LED3n组成；第四路LED负载由整流二极管D4、滤波电容C40和灯串LED41，…LED4n组成。第一路和第三路LED负载在Q1、Q4同时导通时工作；第二路和第四路LED负载在Q2、Q3同时导通时工作。
由开关管Q1、Q2、Q3、Q4、第一谐振电感L1、第二谐振电感L2和谐振电容C4组成全桥恒流谐振网络，实现第二路LED负载和第三路LED负载总电流恒定，谐振网络输出通过第一均流电容C1、第二均流电容C2与四路LED负载相连，全桥恒流网络工作在恒流谐振频率下产生恒定的交流信号，通过第一均流电容C1、第二均流电容C2给四路LED负载供电。第一均流电容C1实现第一路和第二路LED负载的均流，第二均流电容C2实现第三路和第四路LED负载的均流，第三均流电容C3实现第一路和第四路LED负载的均流。由于四路LED电路是均流的，因此每一路LED灯串均为恒流工作；
第二路和第三路LED负载一端分别与第一均流电容C1和第二均流电容C2相连，另一端两者相连后与谐振网络相连；第一路和第四路LED负载一端分别与第一均流电容C1和第二均流电容C2相连，另一端两者相连后通过第三均流电容C3与电路输入电源正极相连接，使得4路LED灯电流的总和是恒流网络输出电流的两倍,在同等输出功率下具有开关管电流应力小、输出纹波小等优点。
图2为四路负载电阻分别为10欧、50欧、80欧和100欧时电流波形。图3为四路负载电阻都是10欧时电流波形。图4为四路负载电阻都是80欧时电流波形。不同负载电阻分别表示不同个数的LED灯串。从图2至图4中可以看出，当四路负载电阻相同或不同时，稳态下流过四路LED灯串的电流基本相等，因此实现了四路LED灯串的恒流和均流工作。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种非隔离多路均流全桥LED驱动电路，其特征在于：包括全桥恒流网络、均流网络和LED灯负载电路，所述全桥恒流网络由全桥开关网络和谐振网络组成；所述全桥开关网络包括第1至第4开关管，所述谐振网络包括第1电感、第2电感、谐振电容，所述均流网络包括第1至第3均流电容、第1至第4整流二极管，所述LED灯负载电路包括4路LED灯负载；第1开关管的漏极与电源正极、第3均流电容的一端、第3开关管的漏极连接，第1开关管的源极与第2开关管的漏极、第1电感的一端连接，第2开关管的源极与电源负极、谐振电容的一端、第4开关管的源极连接，第3开关管的源极与第2电感的一端、第4开关管的漏极连接，第1电感的另一端分别与第1至第2均流电容的一端连接，第1均流电容的另一端分别与第1整流二极管的阳极、第2整流二极管的阴极连接，第1整流二极管的阴极经第1路LED灯负载、第4路LED灯负载与第4整流二极管的阳极连接，第1路LED灯负载和第4路LED灯负载的连接点与第3均流电容的另一端连接，第2均流电容的另一端分别与第3整流二极管的阳极、第4整流二极管的阴极连接，第3整流二极管的阴极经第3路LED灯负载、第2路LED灯负载与第2整流二极管的阳极连接，第2路LED灯负载和第3路LED灯负载的连接点与谐振电容的另一端、第2电感的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的一种非隔离多路均流全桥LED驱动电路，其特征在于：所述均流网络还包括第1至第4滤波电容，所述第1至第4滤波电容分别并联于第1至第4路LED灯负载的两端。
3.根据权利要求1或2所述的一种非隔离多路均流全桥LED驱动电路，其特征在于：所述LED灯负载电路的每一路LED灯负载均由串联连接的多个LED灯组成。
4.根据权利要求3所述的一种非隔离多路均流全桥LED驱动电路，其特征在于：所述每一路LED灯负载的LED灯个数相同或不同。
5.根据权利要求1或2所述的一种非隔离多路均流全桥LED驱动电路，其特征在于：第1开关管和第2开关管、第3开关管和第4开关管均为互补工作，第1开关管和第4开关管同时通断，第2开关管和第3开关管同时通断。
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