CN112188687A - 一种复合Flyback-TiCuk LED驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合Flyback‑TiCuk LED驱动电路，包括输入交流电源uin、整流桥BD1、变压器Tr、第一功率MOS开关管S1、第二功率MOS开关管S2、第一功率二极管D5、第二功率二极管D6、第三功率二极管D7、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、输出电容C5、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、输出负载LED；发明通过构造AC‑DC双输出绕组的Flyback与TiCuk复合电路，实现高功率因数、高效、低纹波和恒定的电流输出等功能。

Description

一种复合Flyback-TiCuk LED驱动电路
技术领域
本发明涉及驱动电源设计领域，具体涉及一种复合Flyback-TiCuk LED驱动电路。
背景技术
LED其本质上是发光二极管，其伏安特性决定了它适合于恒流工作方式。对于驱动电源的设计，首先需要选择合适的电路结构。针对不同的应用场合和要求，一般可分为单级方案和两级结构方案，两者根据应用功率场合和具体应用要求各有优缺点。两级PFC方案具有总谐波失真度（THD）小，功率因数（PF）接近单位值的优点，输出电流低频纹波较小，适合应用于中大功率应用场合。研究发展高效、高功率因数、低输出纹波的两级PFC电路具有重要意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种复合Flyback-TiCuk LED驱动电路，通过构造双输出绕组的TiCuk与Flyback 复合LED驱动电路，实现高效、高功率因数、低纹波和恒定的电流输出等功能。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种复合Flyback-TiCuk LED驱动电路，包括输入交流电源uin、整流桥BD1、变压器Tr、第一功率MOS开关管S1、第二功率MOS开关管S2、第一功率二极管D5、第二功率二极管D6、第三功率二极管D7、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、输出电容C5、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、输出负载LED；所述整流桥的正向输出端连接变压器的原边绕组同名端；所述变压器的原边绕组非同名端连接第一功率MOS开关管S1的漏极；所述第一功率MOS开关管S1的源极连接到所述整流桥的负向输出端；
所述变压器Tr带中心抽头的副边辅助绕组Ns1绕组的非同名端连接第一功率二极管D5的阳极；所述第一功率二极管D5的阴极与第二电容C2的正极、第一电感L1的一端分别连接；所述第一电感L1的另一端与第二功率MOS开关管S2的漏极、第四电容C4的一端分别连接；所述第四电容C4另一端与第三功率二极管D7的阳极、第三电感L3的一端、第三电容C3的一端分别连接；
所述变压器Tr带中心抽头的副边辅助绕组的Ns2绕组的同名端与所述第一电容C1的负极、第二电容C2的负极、输出电容C5的负极、输出负载LED的负极、第三电感L3的另一端以及副边参考地分别连接；
所述Ns1绕组的同名端和所述Ns2绕组的非同名端相连，形成副边辅助绕组的中心抽头；所述变压器Tr副边辅助绕组的中心抽头连接第二功率二极管D6的阳极；所述功率二极管D6的阴极与所述第一电容C1的正极、第二电感L2的一端分别连接；所述第二电感L2的另一端与第三电容C3另一端连接；所述第三功率二极管D7的阴极与所述功率MOS开关管S2的源级、输出电容C5正极、负载LED的一端分别连接。
进一步的，所述第一电容C1、第二电容C2和输出电容C5采用电解电容。
进一步的，所述第三电容C3和第四电容C4采用高频电容。
进一步的，所述变压器Tr采用高频变压器，其原副边同名端是反方向的。
进一步的，所述第一功率二极管D5、第二功率二极管D6、第三功率二极管D7均采用快恢复二极管。
进一步的，所述第一功率MOS开关管S1与第二功率MOS开关管S2相互独立工作;第一功率MOS开关管S1调节控制交流网侧功率因数校正，第二功率MOS开关管S2调节控制直流输出LED电流。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明通过构造双输出绕组的TiCuk与Flyback 复合LED驱动电路，实现高效、低纹波和恒定的电流输出等功能。
2、本发明的TiCuk电路的部分能量不需经过功率MOS开关管S2，直接传递到输出侧，能量传递更高效。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
图2是本发明的一实施例中功率MOS管S1、S2均导通时的工作模态示意图。
图3是本发明的一实施例中功率MOS管S1关断、功率MOS管S2关断时的工作模态示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
请参照图1，本发明提供一种复合Flyback-TiCuk LED驱动电路，包括输入交流电源uin、整流桥BD1、变压器Tr、功率MOS开关管S1、功率MOS开关管S2、功率二极管D5、功率二极管D6、功率二极管D7、电解电容C1、电解电容C2、高频电容C3、高频电容C4、输出电容C5、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、输出负载LED；所述整流桥BD1的正向输出端连接变压器Tr的原边同名端；所述变压器Tr的原边非同名端连接功率MOS开关管S1的漏极；所述功率MOS开关管S1的源极连接到所述整流桥BD1的负向输出端；
所述变压器Tr带中心抽头的副边辅助绕组Ns1绕组的非同名端连接功率二极管D5的阳极；所述功率二极管D5的阴极与电解电容C2的正极、第一电感L1的一端分别连接；所述第一电感L1的另一端与功率MOS开关管S2的漏极、高频电容C4的一端分别连接；所述高频电容C4另一端与功率二极管D7的阳极、第三电感L3的一端、高频电容C3的一端分别连接；
所述变压器Tr带中心抽头的副边辅助绕组的Ns2绕组的同名端与所述电解电容C1的负极、电解电容C2的负极、输出电容C5的负极、输出负载LED的负极、第三电感L3的另一端以及副边参考地分别连接；
所述Ns1绕组的同名端和所述Ns2绕组的非同名端相连，形成副边辅助绕组的中心抽头；所述变压器Tr副边辅助绕组的中心抽头连接功率二极管D6的阳极；所述功率二极管D6的阴极与所述电解电容C1的正极、第二电感L2的一端分别连接；所述第二电感L2的另一端与高频电容C3另一端连接；所述功率二极管D7的阴极与所述功率MOS开关管S2的源级、输出电容C5正极、负载LED的一端分别连接。
在本实施例中，优选的，所述变压器Tr是高频变压器，其原副边同名端是反方向的。
在本实施例中，优选的，所述功率二极管D5、功率二极管D6、功率二极管D7均为快恢复二极管。
在本实施例中，所述输出负载LED包括若干个串并联的LED。
在本实施例中，优选的，输出电容C5采用电解电容。
本实施例通过采用反激工作在CRM模式的双绕组TiCuk和Flyback 复合LED驱动电路，实现功率因数校正和输出电流调制。
下面结合图1中的具体实例具体说明本发明的一种复合Flyback-TiCuk LED驱动电路在反激开关管和TiCuk开关管相互独立工作时的具体电路工作模态，如图2至图3所示。
参照图2，反激开关管S1、TiCuk开关管S2均导通，此时输入电压通过开关管S1给变压器原边励磁感充电；副边二极管D5、D6承受反压，处截止状态；TiCuk电路所需能量由副边电解电容C1、C2提供，开关管S2导通阶段，二极管D7截止；第一电感L1充电、第二电感L2充电、电容C3和C4给第三电感L3充电、同时给输出电容C5和负载LED供电；开关管S1的驱动占空比决定起到调控交流网侧功率因数校正目的，开关管S2的驱动占空比决定起到调控输出电流的目的。
参照图3，反激开关管S1、TiCuk开关管S2均截止，此时变压器存储的能量通过副边二极管D5、D6释放，为电容C1、C2充电，TiCuk电路所需能量由变压器存储的能量提供，开关管S2关断阶段，二极管D7导通，第一电感L1给电容C4放电、第二电感L2给电容C3放电、第三电感L3通过二极管D7放电，同时给输出电容C5和负载LED供电；同样，开关管S1的驱动占空比决定起到调控交流网侧功率因数校正目的，开关管S2的驱动占空比决定起到调控输出电流的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种复合Flyback-TiCuk LED驱动电路，其特征在于，包括输入交流电源uin、整流桥BD1、变压器Tr、第一功率MOS开关管S1、第二功率MOS开关管S2、第一功率二极管D5、第二功率二极管D6、第三功率二极管D7、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、输出电容C5、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、输出负载LED；所述整流桥的正向输出端连接变压器的原边绕组同名端；所述变压器的原边绕组非同名端连接第一功率MOS开关管S1的漏极；所述第一功率MOS开关管S1的源极连接到所述整流桥的负向输出端；
所述变压器Tr带中心抽头的副边辅助绕组Ns1绕组的非同名端连接第一功率二极管D5的阳极；所述第一功率二极管D5的阴极与第二电容C2的正极、第一电感L1的一端分别连接；所述第一电感L1的另一端与第二功率MOS开关管S2的漏极、第四电容C4的一端分别连接；所述第四电容C4另一端与第三功率二极管D7的阳极、第三电感L3的一端、第三电容C3的一端分别连接；
所述变压器Tr带中心抽头的副边辅助绕组的Ns2绕组的同名端与所述第一电容C1的负极、第二电容C2的负极、输出电容C5的负极、输出负载LED的负极、第三电感L3的另一端以及副边参考地分别连接；
所述Ns1绕组的同名端和所述Ns2绕组的非同名端相连，形成副边辅助绕组的中心抽头；所述变压器Tr副边辅助绕组的中心抽头连接第二功率二极管D6的阳极；所述功率二极管D6的阴极与所述第一电容C1的正极、第二电感L2的一端分别连接；所述第二电感L2的另一端与第三电容C3另一端连接；所述第三功率二极管D7的阴极与所述功率MOS开关管S2的源级、输出电容C5正极、负载LED的一端分别连接。
2.根据权利要求1所述的一种复合Flyback-TiCuk LED驱动电路，其特征在于，所述第一电容C1、第二电容C2和输出电容C5均采用电解电容。
3.根据权利要求1所述的一种复合Flyback-TiCuk LED驱动电路，其特征在于，所述第三电容C3和第四电容C4采用高频电容。
4.根据权利要求1所述的一种复合Flyback-TiCuk LED驱动电路，其特征在于：所述变压器Tr采用高频变压器，其原副边同名端是反方向的。
5.根据权利要求1所述的一种复合Flyback-TiCuk LED驱动电路，其特征在于：所述第一功率二极管D5、第二功率二极管D6、第三功率二极管D7均采用快恢复二极管。
6.根据权利要求1所述的一种复合Flyback-TiCuk LED驱动电路，其特征在于：所述第一功率MOS开关管S1与第二功率MOS开关管S2相互独立工作;第一功率MOS开关管S1调节控制交流网侧功率因数校正，第二功率MOS开关管S2调节控制直流输出LED电流。
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