CN114679808B - 一种宽输入电压的软开关n路均流LED输出电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽输入电压的软开关n路均流LED输出电路，该电路包括直流输入电源，输入电感L_BB、输出电感L，电源电容C_BB，四个功率开关，储能电容C_i，续流二极管D_j，输出负载LED_j，滤波电容C_oj。本发明提出的宽输入电压的软开关n路均流LED输出电路具有均流效果，且通过改变功率开关管的工作状态使电路具有调节宽输入电压的能力，同时功率开关管均可实现零电压开通，具有较高的效率。适用于输入电压变化范围比较大，多路LED均流输出的场合。

Description

一种宽输入电压的软开关n路均流LED输出电路

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种宽输入电压的软开关n路均流LED输出电路，适用于电力电子等领域。

背景技术

随着半导体技术的发展，LED因其发光效率高、环保、寿命长、颜色多样、易于调光等优点在照明***中变得越来越突出。由于这些优点，LED已经渗透到照明场合中，如家庭、交通信号灯、街道、汽车照明等。

流过LED的电流与其两端的电压成指数关系，因此微小的电压变化会导致流过LED电流产生大的变化量，从而导致光输出的变化量变大。为了满足宽范围的输入电压场合的需求，如商用、电池或太阳能供电，LED驱动器应具有升压或降压的能力。但现有的直流LED驱动电路基本只具备升压能力或降压能力，无法对宽范围的输入电压进行调节。

LLC谐振变换器因其软开关、高功率密度的优点在LED驱动上得到广泛应用，但是由于LLC谐振变换器的副边整流结构，其难以实现多路LED输出。同时LLC谐振器作为LED驱动电路时的调光方式多为PFM控制，当LLC谐振变换器工作过谐振模式下，功率开关管会失去零电压开通的能力，造成较高的开通损耗。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种宽输入电压的软开关n路均流LED输出电路。

本发明的上述目的通过以下技术手段实现：

一种宽输入电压的软开关n路均流LED输出电路，包括集成Buck-Boost全桥开关网络，集成Buck-Boost全桥开关网络的输出包括第一电源接口和第二电源接口，还包括n路LED输出负载，其中n大于等于2，

当n为偶数时，定义p=1、3、5、...、n-1，p为奇数；q=2、4、6、...、n-2，q为偶数，第一电源接口和输出电感L一端连接，输出电感L另一端分别与储能电容C_p的正极连接，储能电容C_p的负极连接续流二极管D_p的阳极和续流二极管D_p+1的阴极，续流二极管D_p的阴极与输出负载LED_p的阳极连接，续流二极管D_q的阳极与输出负载LED_q的阴极连接，储能电容C_q的正极连接输出负载LED_q的阳极和输出负载LED_q+1的阴极，储能电容C_q的负极与第二电源接口连接，输出负载LED_n的阳极和输出负载LED₁的阴极均与第二电源接口连接，各个输出负载LED_j均并联有滤波电容C_oj，

当n为奇数时，定义p1=1、3、5、...、n-2，p1为奇数；q1=2、4、6、...、n-1，q1为偶数，第一电源接口和输出电感L一端连接，输出电感L另一端分别与储能电容C_p1的正极以及续流二极管D_n的阳极连接，储能电容C_p1的负极连接续流二极管D_p1的阳极和续流二极管D_p1+1的阴极，续流二极管D_p1的阴极与输出负载LED_p1的阳极连接，续流二极管D_q1的阳极与输出负载LED_q1的阴极连接，储能电容C_q1的正极连接输出负载LED_q1的阳极和输出负载LED_q1+1的阴极，储能电容C_q1的负极、输出负载LED₁的阴极、以及输出负载LED_n的阴极与第二电源接口连接，续流二极管D_n的阴极与输出负载LED_n的阳极连接，各个输出负载LED_j均并联有滤波电容C_oj。

如上所述的集成Buck-Boost全桥开关网络包含直流输入电源V_in，输入电感L_BB，电源电容C_BB，功率开关管S₁、功率开关管S₂、功率开关管S₃、以及功率开关管S₄，

直流输入电源V_in正极同时连接输入电感L_BB一端和电源电容C_BB的一端，输入电感L_BB的另一端、功率开关管S₁的源极、功率开关管S₂的漏极以及第二电源接口相连，功率开关管S₁的漏极和功率开关管S₃的漏极连接电源电容C_BB的另一端，功率开关管S₂的源极和功率开关管S₄的源极连接直流输入电源V_in负极，功率开关管S₃的源极、功率开关管S₄的漏极以及第一电源接口相连。

如上所述的集成Buck-Boost全桥开关网络的工作模式包括：集成Buck-Boost全桥模式、集成Buck-Boost半桥模式、以及半桥模式，

在集成Buck-Boost全桥模式，功率开关管S₁与功率开关管S₂互补导通，功率开关管S₃与功率开关管S₄互补导通，功率开关管S₂与功率开关管S₃同步导通；

在集成Buck-Boost半桥模式，功率开关管S₁与功率开关管S₂互补导通，功率开关管S₃保持关断，功率开关管S₄保持导通；

在半桥模式，功率开关管S₃与功率开关管S₄互补导通，功率开关管S₁保持导通，功率开关管S₂保持关断。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本发明通过对功率开关管的控制，在输入电压较宽的场合实现多路LED均流输出，且功率开关管均具有零电压开通的能力。

附图说明

图1（a）为集成Buck-Boost全桥模式偶数路LED输出电路结构示意图，

图1（b）为集成Buck-Boost全桥模式奇数路LED输出电路结构示意图；

图2为集成Buck-Boost全桥模式四路LED输出电路结构示意图；

图3（a）为集成Buck-Boost全桥模式四路LED输出主要工作模态1的示意图，图3（b）为集成Buck-Boost全桥模式四路LED输出主要工作模态2的示意图，图3（c）为集成Buck-Boost全桥模式四路LED输出主要工作模态3的示意图，图3（d）为集成Buck-Boost全桥模式四路LED输出主要工作模态4的示意图，图3（e）为集成Buck-Boost全桥模式四路LED输出主要工作模态5的示意图，图3（f）为集成Buck-Boost全桥模式四路LED输出主要工作模态6的示意图；

图4为集成Buck-Boost半桥模式四路LED输出电路结构示意图；

图5为半桥模式四路LED输出电路结构示意图；

图6（a）为额定负载下集成Buck-Boost全桥模式四路LED输出电路的功率开关管电压与驱动信号幅值放大20倍的波形图，

图6（b）为额定负载下集成Buck-Boost半桥模式四路LED输出电路的功率开关管电压与驱动信号幅值放大20倍的波形图，

图6（c）为额定负载下半桥模式四路LED输出电路的功率开关管电压与驱动信号幅值放大20倍的波形图，

图6（d）为集成Buck-Boost全桥模式四路LED输出电路在不平衡负载下的输出电流波形图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

为了后续方便说明与分析，将表示电路元件的电压、电流等参数的定义如下：

对于宽输入电压的软开关n路均流LED输出电路，n大于等于2，D定义为功率开关管S₂、功率开关管S₃导通时间的占空比；T定义为一个开关周期的时间；DT定义为功率开关管S₂、功率开关管S₃导通时间的占空比D与一个开关周期时间T的时间的乘积；f_S定义为开关频率；V_S1、V_S2、V_S3、V_S4分别定义为功率开关管S₁、功率开关管S₂、功率开关管S₃、功率开关管S₄两端的电压，方向均为功率开关管的漏极到源极；i_S1、i_S2、i_S3、i_S4分别定义为流过功率开关管S₁、功率开关管S₂、功率开关管S₃、功率开关管S₄的电流，方向均为功率开关管的漏极到源极；Q_S1、Q_S2、Q_S3、Q_S4分别为功率开关管S₁、功率开关管S₂、功率开关管S₃、功率开关管S₄的驱动信号，其幅值为1；V_LBB定义为输入电感L_BB两端的电压，V_CBB定义为电源电容C_BB两端的电压，V_L定义为输出电感L两端的电压，方向如图1（a）和图1（b）；V_H定义为n路输出负载在一个开关周期内的输入电压平均值，方向如图1（a）和图1（b），V_H1定义为n路输出负载在一个开关周期内的输入电压最大值，V_H2定义为n路输出负载在一个开关周期内的输入电压最小值；V_Ci（i=1、2、...、n-1）定义为储能电容C_i（i=1、2、...、n-1）两端的电压，方向如图1（a）和图1（b）类推，i_Ci（i=1、2、...、n-1）定义为流经储能电容C_i（i=1、2、...、n-1）的电流，方向与V_Ci同向；V_Dj（j=1、2、...、n）定义为续流二极管D_j（j=1、2、...、n）两端的电压，方向从续流二极管D_j（j=1、2、...、n-1）的正极到负极；V_LEDj（j=1、2、...、n）定义为输出负载LED_j（j=1、2、...、n）上的输出电压，方向如图1（a）和图1（b）类推；I_LEDj（j=1、2、...、n）定义为输出负载LED_j（j=1、2、...、n）上的平均输出电流，i_LEDj（j=1、2、...、n）定义为输出负载LED_j（j=1、2、...、n）上的瞬时输出电流，方向与V_LEDj（j=1、2、...、n）同向；ΔQ_ich（i=1、2、...、n-1）定义为一个开关周期内储能电容C_i（i=1、2、…、n-1）充电的电荷量；ΔQ_idis（i=1、2、...、n-1）定义为一个开关周期内储能电容C_i（i=1、2、...、n-1）放电的电荷量；输入电压定义为V_in，方向如图1（a）和图1（b）所示；i_LBB定义为流经输入电感L_BB的电流，方向如图1（a）和图1（b）；i_L定义为流经输出电感L的电流，方向如图1（a）和图1（b）。

集成Buck-Boost全桥模式多路LED输出电路结构示意图如图1（a）和图1（b）所示，包括集成Buck-Boost全桥开关网络和n路LED输出负载，其中n大于等于2。

集成Buck-Boost全桥开关网络包含直流输入电源V_in，输入电感L_BB，电源电容C_BB，功率开关管S₁、功率开关管S₂、功率开关管S₃、以及功率开关管S₄。集成Buck-Boost全桥开关网络的输出包括第一电源接口和第二电源接口，直流输入电源V_in正极同时连接输入电感L_BB一端，和电源电容C_BB的一端，输入电感L_BB的另一端、功率开关管S₁的源极、功率开关管S₂的漏极以及第二电源接口相连，功率开关管S₁的漏极和功率开关管S₃的漏极连接电源电容C_BB的另一端，功率开关管S₂的源极和功率开关管S₄的源极连接直流输入电源V_in负极，功率开关管S₃的源极、功率开关管S₄的漏极以及第一电源接口相连。

根据功率开关管的工作状态，可分为下列三个模式：功率开关管S₁与功率开关管S₂互补导通，功率开关管S₃与功率开关管S₄互补导通，功率开关管S₂与功率开关管S₃同步导通时，集成Buck-Boost全桥开关网络工作在集成Buck-Boost全桥模式；功率开关管S₁与功率开关管S₂互补导通，功率开关管S₃保持关断，功率开关管S₄保持导通时，集成Buck-Boost全桥开关网络工作在集成Buck-Boost半桥模式；功率开关管S₃与功率开关管S₄互补导通，功率开关管S₁保持导通，功率开关管S₂保持关断时，集成Buck-Boost全桥开关网络工作在半桥模式。

当n为偶数时，定义p=1、3、5、...、n-1，p为奇数；q=2、4、6、...、n-2，q为偶数，偶数路LED负载电路如图1（a）所示。第一电源接口和输出电感L一端连接，输出电感L另一端分别与储能电容C_p的正极连接，储能电容C_p的负极连接续流二极管D_p的阳极（正极）和续流二极管D_p+1的阴极（负极），续流二极管D_p的阴极（负极）与输出负载LED_p的阳极（正极）连接，续流二极管D_q的阳极（正极）与输出负载LED_q的阴极（负极）连接，储能电容C_q的正极连接输出负载LED_q的阳极（正极）和输出负载LED_q+1的阴极（负极），储能电容C_q的负极与第二电源接口连接，输出负载LED_n的阳极（正极）和输出负载LED₁的阴极（负极）均与第二电源接口连接，各个输出负载LED_j均并联有滤波电容C_oj。

当n为奇数时，定义p1=1、3、5、...、n-2，p1为奇数；q1=2、4、6、...、n-1，q1为偶数，奇数路LED负载电路如图1（b）所示。第一电源接口和输出电感L一端连接，输出电感L另一端分别与储能电容C_p1的正极以及续流二极管D_n的阳极（正极）连接，储能电容C_p1的负极连接续流二极管D_p1的阳极（正极）和续流二极管D_p1+1的阴极（负极），续流二极管D_p1的阴极（负极）与输出负载LED_p1的阳极（正极）连接，续流二极管D_q1的阳极（正极）与输出负载LED_q1的阴极（负极）连接，储能电容C_q1的正极连接输出负载LED_q1的阳极（正极）和输出负载LED_q1+1的阴极（负极），储能电容C_q1的负极、输出负载LED₁的阴极（负极）、以及输出负载LED_n的阴极（负极）与第二电源接口连接，续流二极管D_n的阴极（负极）与输出负载LED_n的阳极（正极）连接，各个输出负载LED_j均并联有滤波电容C_oj。为了说明本发明提出的电路的工作原理，集成Buck-Boost全桥模式多路LED输出电路和集成Buck-Boost半桥模式多路LED输出电路及半桥模式多路LED输出电路操作类似。因此，下文仅讨论集成Buck-Boost全桥模式多路LED输出电路的工作原理和模态。以集成Buck-Boost全桥模式四路LED输出电路为例，如图2所示。功率开关管S₂、功率开关管S₃以占空比D导通，功率开关管S₁、功率开关管S₄与功率开关管S₂、功率开关管S₃互补导通。如图2所示，n为偶数4。

为了简化分析，假设

（1）所有开关管，二极管，电容器，电感器都是理想的器件。

（2）储能电容C₁、C₂、C₃的电容值相等。

（3）滤波电容值C_o1、C_o2、C_o3、C_o4远大于储能电容值C₁、C₂、C₃，因此可认为滤波电容两端的电压在开关周期内为一恒定值，与其并联的输出负载LED₁、LED₂、LED₃、LED₄两端的电压为恒定值，即V_LED1、V_LED2、V_LED3、V_LED4为恒定值。

该电路在一个开关周期内有6个模态，如图3（a）~图3（f）所示：

模态1[t₀~t₁]：如图3（a）所示，在功率开关管S₂、功率开关管S₃开通前，功率开关管均关断，输出电感L电流i_L通过功率开关管S₃的寄生二极管续流，输入电流流过功率开关管S₂的寄生二极管，使得功率开关管S₂、功率开关管S₃的漏源极电压为零，为功率开关管S₂、功率开关管S₃提供了ZVS开通条件。输入电感L_BB两端的电压V_LBB等于电源输入电压V_in，因此输入电感L_BB上的电流i_LBB线性上升。功率开关管S₂、功率开关管S₃导通时，输出电感L电流i_L由于承受正向电压而线性上升。续流二极管D₂、D₄导通，续流二极管D₁、D₃关断，滤波电容C_o1给输出负载LED₁放电，滤波电容C_o3给输出负载LED₃放电。由于输出电感L的电流i_L通过续流二极管D₂给储能电容C₁、C₂放电，通过续流二极管D₄给储能电容C₃放电，因此储能电容两端的电压V_C1、V_C2、V_C3均下降。当输出电感L电流i_L上升到0时，此模态结束。

模态2[t₁~t₂]：如图3（b）所示，续流二极管D₃导通，续流二极管D₁、D₂、D₄关断，滤波电容C_o1、C_o2、C_o4分别给输出负载LED₁、LED₂、LED₄放电。储能电容C₁被钳位。由于输出电感L的电流i_L通过续流二极管D₃给储能电容C₂、C₃充电，储能电容C₂、C₃两端的电压V_C2、V_C3上升。当储能电容C₂、C₃与输出负载LED₃两端的电压之和上升到与储能电容C₁与输出负载LED₁两端的电压之和相等时，续流二极管D₁导通，此模态结束。

模态3[t₂~t₃]：如图3（c）所示，续流二极管D₁、D₃导通，续流二极管D₂、D₄关断，滤波电容C_o2给输出负载LED₂放电，滤波电容C_o4给输出负载LED₄放电，输出电感L电流i_L上升到峰值。由于输出电感L电流i_L通过续流二极管D₁给储能电容C₁充电，通过续流二极管D₃给储能电容C₂、C₃充电，储能电容两端的电压V_C1、V_C2、V_C3均上升。当功率开关管S₁、功率开关管S₄导通时，此模态结束。

模态4[t₃~t₄]：如图3（d）所示，功率开关管S₁、功率开关管S₄导通前，电源电容C_BB给功率开关管S₁的寄生电容放电，输出电感L电流i_L通过功率开关管S₄的寄生二极管续流，因此为功率开关管S₁、功率开关管S₄提供了ZVS开通条件。输入电感L_BB通过功率开关管S₁的寄生二极管给电源电容C_BB充电。续流二极管D₁、D₃仍导通，续流二极管D₂、D₄仍关断，滤波电容C_o2给输出负载LED₂放电，滤波电容C_o4给输出负载LED₄放电，输出电感L电流i_L由于承受反向电压而下降。由于输出电感L电流i_L通过续流二极管D₁给储能电容C₁充电，通过续流二极管D₃给储能电容C₂、C₃充电，储能电容两端的电压V_C1、V_C2、V_C3均上升。当输出电感L电流i_L下降到0时，此模态结束。

模态5[t₄~t₅]：如图3（e）所示，续流二极管D₂导通，续流二极管D₁、D₃、D₄关断，滤波电容C_o1、C_o3、C_o4分别给输出负载LED₁、LED₃、LED₄放电。储能电容C₃被钳位。由于输出电感L的电流i_L通过续流二极管D₂给储能电容C₁、C₂放电，储能电容C₁、C₂两端的电压V_C1、V_C2下降。当储能电容C₁、C₂与输出负载LED₄两端的电压之和下降到与储能电容C₃与输出负载LED₂两端的电压之和相等时，续流二极管D₄导通，此模态结束。

模态6[t₅~t₆]：如图3（f）所示，续流二极管D₂、D₄导通，续流二极管D₁、D₃关断，滤波电容C_o1给输出负载LED₁放电，滤波电容C_o3给输出负载LED₃放电。由于输出电感L的电流i_L通过续流二极管D₂给储能电容C₁、C₂放电，通过续流二极管D₄给储能电容C₃放电，储能电容两端的电压V_C1、V_C2、V_C3均下降。当下一个开关周期开始时，此模态结束。

在模态1、5、6中，由于二极管的单向导电性，储能电容C₁通过输出负载LED₂和续流二极管D₂放电，ΔQ_1dis与一个开关周期内流过输出负载LED₂的电荷量相等；在模态3、4中，由于二极管的单向导电性，储能电容C₁通过输出负载LED₁和续流二极管D₁充电，ΔQ_1ch与一个开关周期内流过输出负载LED₁的电荷量相等，由于滤波电容足够大，输出电流可以视为恒定值，则有以下关系：

（1）

在模态1、5、6中，由于二极管的单向导电性，储能电容C₂通过输出负载LED₂和续流二极管D₂放电，ΔQ_2dis与一个开关周期内流过输出负载LED₂的电荷量相等；在模态2、3、4中，由于二极管的单向导电性，储能电容C₂通过输出负载LED₃和续流二极管D₃充电，ΔQ_2ch与一个开关周期内流过输出负载LED₃的电荷量相等，由于滤波电容足够大，输出电流可以视为恒定值，则有以下关系：

（2）

在模态1和模态6中，由于二极管的单向导电性，储能电容C₃通过输出负载LED₄和续流二极管D₄放电，ΔQ_3dis与一个开关周期内流过输出负载LED₄的电荷量相等；在模态2、3、4中，由于二极管的单向导电性，储能电容C₃通过输出负载LED₃和续流二极管D₃充电，ΔQ_3ch与一个开关周期内流过输出负载LED₃的电荷量相等，由于滤波电容足够大，输出电流可以视为恒定值，则有以下关系：

（3）

由一个开关周期内各模态下流过储能电容上的电荷量与储能电容充放电平衡的关系可推导出：

（4）

（5）

（6）

通过式（1）、（4）可以推导出：

（7）

通过式（2）、（5）可以推导出：

（8）

通过式（3）、（6）可以推导出：

（9）

通过式（7）、（8）、（9）可以推导出：

（10）

因此该电路利用三个储能电容的电荷平衡原理实现了四条输出支路上的电流平衡。

集成Buck-Boost全桥模式四路LED输出电路在模态1、2、3中，即功率开关管S₂导通时，输入电感L_BB两端的电压V_LBB等于电源输入电压V_in，因此输入电感L_BB上的电流i_LBB不断增长。在模态4、5、6中，即功率开关管S₁导通时，输入电感L_BB通过功率开关管S₁的寄生二极管给电源电容C_BB充电，可推导得：

（11）

（12）

通过将功率开关管S₄保持导通，功率开关管S₃保持关断以获得集成Buck-Boost半桥模式四路LED输出电路，功率开关管S₁和功率开关管S₃互补导通，如图4所示。此时可由工作原理推导得：

（13）

通过将功率开关管S₁保持导通，功率开关管S₂保持关断以获得半桥模式四路LED输出电路，功率开关管S₃和功率开关管S₄互补导通，如图5所示。此时可由工作原理推导得：

（14）

在集成Buck-Boost全桥模式下，可由工作模态得到：

（15）

由于输出电感L上的电流i_L在功率开关管S₂、功率开关管S₃导通前均为负值，在功率开关管S₁、功率开关管S₄导通前均为正值，输入电感L_BB上的电流i_LBB均为正值，且在功率开关管S₂导通前，功率开关管S₂的寄生二极管已导通，该模式下的功率开关管均可实现零电压开通。

在集成Buck-Boost半桥模式下，可由工作模态得到：

（16）

由于输出电感L上的电流i_L在功率开关管S₂、功率开关管S₃导通前均为负值，在功率开关管S₁、功率开关管S₄导通前均为正值，输入电感L_BB上的电流i_LBB均为正值，且在功率开关管S₂导通前，功率开关管S₂的寄生二极管已导通，该模式下的功率开关管均可实现零电压开通。

在半桥模式下，可由工作模态得到：

（17）

由于输出电感L上的电流i_L在功率开关管S₃导通前均为负值，在功率开关管S₄导通前均为正值，该模式下的功率开关管均可实现零电压开通。

按照图3（a）~图3（f）所示的集成Buck-Boost全桥模式四路LED输出电路搭建了仿真，如图6（a）~图6（d）所示为集成Buck-Boost全桥模式四路LED输出电路仿***要波形。仿***要参数设置如下:电源电容C_BB=15uF，输入电感L_BB=260uH，输出电感L=30uH，开关频率f_S=100kHz，额定输出负载等效阻抗R₁、R₂、R₃、R₄为40Ω，额定输出电流i_LED1、i_LED2、i_LED3、i_LED4为500mA，额定输出电压为80V。储能电容C₁、C₂、C₃、C₄为1uF，滤波电容C_o1、C_o2、C_o3、C_o4为10uF。

表1为在额定输出时三种模式下，输入电压V_in与功率开关管S₂、S₃导通占空比的关系。表1可以看出在额定输出下，占空比一定时，集成Buck-Boost全桥模式输入电压V_in为集成Buck-Boost半桥模式输入电压V_in的两倍，集成Buck-Boost半桥模式的输入电压V_in为半桥模式输入电压V_in的（1-D）倍，输入电压V_in的变化范围为14.4~288V。

表1 三种模式下，输入电压V_in与功率开关管S₂、功率开关管S₃导通占空比的关系

四路LED输出负载在负载不平衡时，即输出负载等效阻抗R₁=30Ω、R₂=40Ω、R₃=60Ω、R₄=80Ω，仍可实现四路LED输出负载的均流效果，输出电流波形如图6（d）所示。

根据以上分析可得，本发明提出的宽输入电压的软开关n路均流LED输出电路具有均流效果，且通过改变电路的三种工作模式即可在输入电压较宽的范围内均可实现功率开关管的零电压开通。

以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和都应落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种宽输入电压的软开关n路均流LED输出电路，包括集成Buck-Boost全桥开关网络，集成Buck-Boost全桥开关网络的输出包括第一电源接口和第二电源接口，其特征在于，还包括n路LED输出负载，其中n大于等于2，

当n为偶数时，定义p=1、3、5、...、n-1，p为奇数；q=2、4、6、...、n-2，q为偶数，第一电源接口和输出电感L一端连接，输出电感L另一端分别与储能电容C_p的正极连接，储能电容C_p的负极连接续流二极管D_p的阳极和续流二极管D_p+1的阴极，续流二极管D_p的阴极与输出负载LED_p的阳极连接，续流二极管D_q的阳极与输出负载LED_q的阴极连接，储能电容C_q的正极连接输出负载LED_q的阳极和输出负载LED_q+1的阴极，储能电容C_q的负极与第二电源接口连接，输出负载LED_n的阳极和输出负载LED₁的阴极均与第二电源接口连接，各个输出负载LED_j均并联有滤波电容C_oj，

当n为奇数时，定义p1=1、3、5、...、n-2，p1为奇数；q1=2、4、6、...、n-1，q1为偶数，第一电源接口和输出电感L一端连接，输出电感L另一端分别与储能电容C_p1的正极以及续流二极管D_n的阳极连接，储能电容C_p1的负极连接续流二极管D_p1的阳极和续流二极管D_p1+1的阴极，续流二极管D_p1的阴极与输出负载LED_p1的阳极连接，续流二极管D_q1的阳极与输出负载LED_q1的阴极连接，储能电容C_q1的正极连接输出负载LED_q1的阳极和输出负载LED_q1+1的阴极，储能电容C_q1的负极、输出负载LED₁的阴极、以及输出负载LED_n的阴极与第二电源接口连接，续流二极管D_n的阴极与输出负载LED_n的阳极连接，各个输出负载LED_j均并联有滤波电容C_oj。

2.根据权利要求1所述的一种宽输入电压的软开关n路均流LED输出电路，其特征在于，集成Buck-Boost全桥开关网络包含直流输入电源V_in，输入电感L_BB，电源电容C_BB，功率开关管S₁、功率开关管S₂、功率开关管S₃、以及功率开关管S₄，

直流输入电源V_in正极同时连接输入电感L_BB一端和电源电容C_BB的一端，输入电感L_BB的另一端、功率开关管S₁的源极、功率开关管S₂的漏极以及第二电源接口相连，功率开关管S₁的漏极和功率开关管S₃的漏极连接电源电容C_BB的另一端，功率开关管S₂的源极和功率开关管S₄的源极连接直流输入电源V_in负极，功率开关管S₃的源极、功率开关管S₄的漏极以及第一电源接口相连。

3.根据权利要求1所述的一种宽输入电压的软开关n路均流LED输出电路，其特征在于，集成Buck-Boost全桥开关网络的工作模式包括：集成Buck-Boost全桥模式、集成Buck-Boost半桥模式、以及半桥模式，

在集成Buck-Boost全桥模式，功率开关管S₁与功率开关管S₂互补导通，功率开关管S₃与功率开关管S₄互补导通，功率开关管S₂与功率开关管S₃同步导通；

在集成Buck-Boost半桥模式，功率开关管S₁与功率开关管S₂互补导通，功率开关管S₃保持关断，功率开关管S₄保持导通；

在半桥模式，功率开关管S₃与功率开关管S₄互补导通，功率开关管S₁保持导通，功率开关管S₂保持关断。

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