CN111212504B - Bifred变换器及其控制方法及应用其的led驱动电路 - Google Patents

Bifred变换器及其控制方法及应用其的led驱动电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种BIFRED变换器及其控制方法及应用其的LED驱动电路，交流输入经整流电路后得到所述变换器的输入电压，所述变换器包括第一电感、输入二极管、功率管、储能电容、变压器和输出二极管，所述第一电感和所述输入二极管串联后形成串联电路，所述串联电路第一端连接所述整流电路的第一输出端，所述串联电路第二端连接所述功率管的第一端，所述功率管的第二端通过采样电阻连接所述整流电路的第二输出端；所述储能电容和所述变压器的原边电感串联，所述变压器的副边电感连接所述输出二极管；功率管导通时，若储能电容和原边电感公共连接端的电压达到第一阈值时，触发储能电容过压保护。本发明能够对储能电容进行过压保护。

Description

BIFRED变换器及其控制方法及应用其的LED驱动电路
技术领域
本发明涉及一种电力电子技术领域，特别涉及一种BIFRED变换器及其控制方法及应用其的LED驱动电路。
背景技术
LED照明技术正在快速发展，特别是LED正在变得能够以日益降低的价格而获得。现有技术中，隔离型BIFRED变换器的原边常将一个储能电容和原边电感串联，但是储能电容电压过大，容易造成器件损坏。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种可以进行储能电容过压保护的一种BIFRED变换器及其控制方法及应用其的LED驱动电路，用于解决现有技术存在的储能电容电压可能过大的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种一种BIFRED变换器，交流输入经整流电路后得到所述变换器的输入电压，其特征在于：所述变换器包括第一电感、输入二极管、功率管、储能电容、变压器、输出二极管和控制电路，所述第一电感和所述输入二极管串联后形成串联电路，所述串联电路第一端连接所述整流电路的第一输出端，所述串联电路第二端连接所述功率管的第一端，所述功率管的第二端通过采样电阻连接所述整流电路的第二输出端；所述储能电容和所述变压器的原边电感串联，所述变压器的副边电感连接所述输出二极管；
所述功率管导通时，所述控制电路采样储能电容和原边电感公共连接端的电压得到第一采样电压，当所述第一采样电压达到第一阈值时，触发储能电容过压保护。
可选的，所述功率管关断时，所述控制电路采样所述变压器原边电感电流得到表征原边平均电流的平均信号；所述控制电路包括第一运放，所述第一运放将所述平均信号和参考信号的误差放大，用以控制所述变换器的输出电流为恒流。
可选的，所述功率管关断时，所述控制电路采样储能电容和原边电感公共连接端的电压得到第二采样电压，当所述第二采样电压达到第二阈值时，所述控制电路控制所述功率管维持关断。
可选的，所述功率管关断时，所述控制电路采样第一电容和原边电感公共连接端的电压得到第三采样电压；所述控制电路包括第二运放，所述第二运放将所述第三采样电压和参考电压的误差放大，用以控制所述变换器的输出电压为恒压。
可选的，当所述功率管关断时，所述控制电路采样流经原边电感的电流得到得到表征原边平均电流的平均信号，当所述平均信号大于第一基准时，所述功率管保持关断。
可选的，所述控制电路将所述第一采样电压转化为第一电流，当所述第一电流达到阈值电流时，触发储能电容过压保护。
可选的，所述控制电路包括第一开关管和第一比较电路；所述第一开关管一端接收所述第一采样电压，当所述功率管导通时，所述第一开关管导通，所述第一开关管上电流为所述第一电流；所述第一比较电路将所述第一电流和所述阈值电流进行比较，当所述第一电流达到阈值电流时，触发储能电容过压保护。
可选的，所述功率管导通时，所述控制电路采样流过所述功率管的电流得到第一采样电流；当所述第一采样电流大于第二基准时，所述控制电路控制所述功率管关断。
本发明还提供一种LED控制驱动电路，包括以上所述的任意一种BIFRED变换器。
本发明还提供一种BIFRED变换器的控制方法，交流输入经整流电路后得到所述变换器的输入电压，所述变换器包括第一电感、输入二极管、功率管、储能电容、变压器和输出二极管，所述第一电感和所述输入二极管串联后形成串联电路，所述串联电路第一端连接所述整流电路的第一输出端，所述串联电路第二端连接所述功率管的第一端，所述功率管的第二端通过采样电阻连接所述整流电路的第二输出端；所述储能电容和所述变压器的原边电感串联，所述变压器的副边电感连接所述输出二极管；所述功率管导通时，采样储能电容和原边电感公共连接端的电压得到第一采样电压，当所述第一采样电压达到第一阈值时，触发储能电容过压保护。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：功率管导通时，采样储能电容和原边电感公共连接端的电压得到第一采样电压，当所述第一采样电压达到第一阈值时，触发储能电容过压保护。本发明能够对储能电容进行过压保护。
附图说明
图1为本发明BIFRED变换器及应用其的LED驱动电路原理图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1所示，示意了本发明BIFRED变换器及应用其的LED驱动电路原理图，BIFRED变换器包括包括第一电感L0、输入二极管D0、功率管M0、变压器T1、输出二极管D01和输出电容C02，所述第一电感L0和所述输入二极管D0串联后形成串联电路，所述串联电路第一端连接整流电路的第一输出端，所述串联电路第二端连接所述功率管M0的第一端，所述功率管M0的第二端通过采样电阻RS1连接所述整流电路的第二输出端。所述变压器T1原边和储能电容C01串联，所述变压器副边电感和输出二极管D01连接后和输出电容C02并联，LED负载并联在电容C02两端。分压电阻R1和电阻R2串联后其一端连接储能电容C01和原边电感的公共连接端，其另一端连接整流电路第二输出端，电阻R1和电阻R2公共连接端的电压为采样电压VC2。
所述控制电路包括第一开关管Q2、电流比较器U100、均值电路U101、第一比较器U102、第二比较器U104、第三比较器U106、第一运放U105和第二运放U103。第一开关管Q2第一端连接电阻R1和电阻R2的公共连接端，其第二端连接电流比较器的一端。
当功率管M0导通时，控制第一开关管Q1导通，流过第一开关管Q1的电流为第一电流I1，所述电流比较器U100将第一电流I1和阈值电流Iref1比较，当第一电流I1大于阈值电流Iref1，表征储能电容C01过压，触发储能电容过压保护，主功率管M0关断。
若实现输出恒流控制，当所述功率管M0关断时，对流经原边电感的电流进行采样，并通过均值电路U104的得到表征原边平均电流的平均信号Vavg。当功率管M0关断时，所述第二运放U103将所述平均信号Vavg和参考信号VREF2的误差放大，用以控制输出电流为恒流。当所述功率管M0关断时，采样储能电容C01和原边电感公共连接端的电压得到第二采样电压VC2，所述第三比较器U103将所述第二采样电压VC2和第二阈值VREF3进行比较，当第二采样电压VC2达到第二阈值VREF3时，控制所述功率管M0维持关断，以防止输出电压过压。
若实现输出恒压控制，当所述功率管M0关断时，采样储能电容C01和原边电感公共连接端的电压得到第三采样电压VC2，所述第一运放U105将所述第三采样电压VC2和参考电压VREF4的误差放大，用以控制所述变换器的输出电压为恒压。当功率管M0关断时，对流经原边电感的电流进行采样，并通过均值电路U104的得到表征原边平均电流的平均信号Vavg。所述第一比较器U102将平均信号Vavg和第一基准VREF1进行比较，当所述平均信号Vavg大于第一基准VREF1时，控制功率管M0保持关断，以避免原边电感电流过大，实现对变压器的原边进行短路或者过流保护。
当功率管M0导通时，对流经功率管M0的电流进行采样，得到第一采样电流，所述第三比较器U106将第一采样电流VC1和第二基准VREF5进行比较，当第一采样电流VC1大于第二基准VREF5时，控制功率管M0关断，避免流过功率管M0的电流过流而损害功率管。
虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种BIFRED变换器，交流输入经整流电路后得到所述变换器的输入电压，其特征在于：所述变换器包括第一电感、输入二极管、功率管、储能电容、变压器、输出二极管和控制电路，所述第一电感和所述输入二极管串联后形成串联电路，所述串联电路第一端连接所述整流电路的第一输出端，所述串联电路第二端连接所述功率管的第一端，所述功率管的第二端通过采样电阻连接所述整流电路的第二输出端；所述储能电容和所述变压器的原边电感串联，所述变压器的副边电感连接所述输出二极管；
所述功率管导通时，所述控制电路采样储能电容和原边电感公共连接端的电压得到第一采样电压，当所述第一采样电压达到第一阈值时，触发储能电容过压保护；
所述控制电路将所述第一采样电压转化为第一电流，当所述第一电流达到阈值电流时，触发储能电容过压保护；
所述控制电路包括第一开关管和第一比较电路；所述第一开关管一端接收所述第一采样电压，当所述功率管导通时，所述第一开关管导通，所述第一开关管上电流为所述第一电流；所述第一比较电路将所述第一电流和所述阈值电流进行比较，当所述第一电流达到阈值电流时，触发储能电容过压保护。
2.根据权利要求1所述的BIFRED变换器，其特征在于：所述功率管关断时，所述控制电路采样所述变压器原边电感电流得到表征原边平均电流的平均信号；所述控制电路包括第一运放，所述第一运放将所述平均信号和参考信号的误差放大，用以控制所述变换器的输出电流为恒流。
3.根据权利要求2所述的BIFRED变换器，其特征在于：所述功率管关断时，所述控制电路采样储能电容和原边电感公共连接端的电压得到第二采样电压，当所述第二采样电压达到第二阈值时，所述控制电路控制所述功率管维持关断。
4.根据权利要求1所述的BIFRED变换器，其特征在于：所述功率管关断时，所述控制电路采样第一电容和原边电感公共连接端的电压得到第三采样电压；所述控制电路包括第二运放，所述第二运放将所述第三采样电压和参考电压的误差放大，用以控制所述变换器的输出电压为恒压。
5.根据权利要求4所述的BIFRED变换器，其特征在于：当所述功率管关断时，所述控制电路采样流经原边电感的电流得到表征原边平均电流的平均信号，当所述平均信号大于第一基准时，所述功率管保持关断。
6.根据权利要求1所述的BIFRED变换器，其特征在于：所述功率管导通时，所述控制电路采样流过所述功率管的电流得到第一采样电流；当所述第一采样电流大于第二基准时，所述控制电路控制所述功率管关断。
7.一种LED控制驱动电路，其特征在于：包括权利要求1-6所述的任意一种BIFRED变换器。
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