本發(fā)明涉及l(fā)ed驅(qū)動器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于均衡電容的多路反激led驅(qū)動器。

背景技術(shù)：

在多路輸出的led驅(qū)動器中，通常需采用均流技術(shù)來保證流過各路led串的電流相同。按照均流原理來劃分主要可分為兩大類：一類是有源均流技術(shù)，另一類是無源均流技術(shù)。其中：有源均流技術(shù)主要包含線性模式均流與開關(guān)模式均流等技術(shù)；無源均流技術(shù)主要包含耦合電感均流與均衡電容均流等技術(shù)。

在現(xiàn)有的多種均流技術(shù)中，均衡電容均流技術(shù)具有成本低、效率高以及均流精度高等優(yōu)點(diǎn)。但是，現(xiàn)有均衡電容均流技術(shù)利用流過均衡電容的電荷在正負(fù)半周期內(nèi)相同的特性，來實(shí)現(xiàn)均流效果。這帶來了兩個(gè)問題：第一，由于要求拓?fù)浯嬖谡?fù)半周期，因此現(xiàn)有均衡電容均流集輸大多只能應(yīng)用于半橋、全橋、推挽等雙端口拓?fù)?，不能?yīng)用于反激等常用單端口拓?fù)?。第二，由于要滿足流過均衡電容的電流為偶數(shù)，因此現(xiàn)有均衡電容均流技術(shù)大多不適用于負(fù)載為奇數(shù)路的場合。

綜上所述，如何使均衡電容均流技術(shù)應(yīng)用于任意多路反激led驅(qū)動器，將是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對以上缺陷，本發(fā)明目的如何解決現(xiàn)有均衡電容均流技術(shù)不適用于單端口拓?fù)浜拓?fù)載為奇數(shù)路的場合的問題。

為了解決以上問題本發(fā)明提出了一種基于均衡電容的多路反激led驅(qū)動器，其特征在于包括直流輸入端口、原邊拓?fù)浜蚽路副邊拓?fù)?，n大于或等于2；所述原邊拓?fù)浒ㄒ粋€(gè)原邊勵磁繞組，所述原邊勵磁繞組與直流輸入端口耦合連接；所有副邊拓?fù)涠枷嗤?，所述副邊拓?fù)浒ㄒ粋€(gè)副邊繞組、整流二級管和led驅(qū)動端口，所述副邊繞組的同名端與整流二級管正極相連，整流二級管的負(fù)極與led驅(qū)動端口的陽極相連，led驅(qū)動端口為副邊拓?fù)涞妮敵龅兀划?dāng)i<n時(shí)，第i路副邊拓?fù)涞牧硗庖粋€(gè)同名端與第i+1路副邊拓?fù)涞妮敵龅叵噙B；當(dāng)i＝n時(shí)，第n路副邊拓?fù)涞牧硗庖粋€(gè)同名端與第1路副邊拓?fù)涞妮敵龅叵噙B；n路副邊拓?fù)涞妮敵龅赝ㄟ^n端口電容網(wǎng)絡(luò)相連。

所述的基于均衡電容的多路反激led驅(qū)動器，其特征在于所述的n端口電容網(wǎng)絡(luò)采用星形連接或者采用環(huán)形連接。

所述的基于均衡電容的多路反激led驅(qū)動器，其特征在于所述的星形連接具體為：每一路副邊拓?fù)湓O(shè)置一個(gè)均衡電容，一共n個(gè)均衡電容，所有均衡電容的一端與其對應(yīng)的副邊拓?fù)涞妮敵龅叵噙B接，所有均衡電容的另一端連接在一起。

所述的基于均衡電容的多路反激led驅(qū)動器，其特征在于所述的環(huán)形連接具體為：每一路副邊拓?fù)湓O(shè)置一個(gè)均衡電容，第i個(gè)均衡電容的一端與第i-1個(gè)均衡電容的一端連接，另一端與第i+1個(gè)均衡電容的一端連接，每2個(gè)均衡電容的連接點(diǎn)分別與每一路副邊拓?fù)涞妮敵龅叵噙B。

所述的基于均衡電容的多路反激led驅(qū)動器，其特征在于所述led驅(qū)動端口上還設(shè)有濾波電容，所述濾波電容的陽極與整流二極管的負(fù)極相連，所述濾波電容的陰極與副邊拓?fù)涞妮敵龅叵噙B。

本發(fā)明通過采用基于均衡電容的多路反激led驅(qū)動器，具有良好的均流性能，且可應(yīng)用于反激等單端口拓?fù)浜腿我舛嗦份敵龅膌ed負(fù)載，拓展性好，應(yīng)用前景廣闊。

附圖說明

圖1是本發(fā)明應(yīng)用于兩路輸出反激led驅(qū)動器的一個(gè)具體實(shí)施例；

圖2是本發(fā)明應(yīng)用于兩路輸出反激led驅(qū)動器的關(guān)鍵波形；

圖3是本發(fā)明應(yīng)用于三路輸出反激led驅(qū)動器的星形連接的具體實(shí)施例；

圖4是本發(fā)明應(yīng)用于三路輸出反激led驅(qū)動器的環(huán)形連接的具體實(shí)施例；

圖5是本發(fā)明應(yīng)用于多路輸出反激led驅(qū)動器的星形連接的具體實(shí)施例；

圖6是本發(fā)明應(yīng)用于多路輸出反激led驅(qū)動器的環(huán)形連接的具體實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1是本發(fā)明應(yīng)用于兩路輸出反激led驅(qū)動器的一個(gè)具體實(shí)施例，該實(shí)施例以應(yīng)用于兩路輸出反激led驅(qū)動器為例，用于說明本發(fā)明如何基于均衡電容來實(shí)現(xiàn)多路反激led驅(qū)動器的輸出電流的均衡。

基于本領(lǐng)域的常識，傳統(tǒng)反激變流器的副邊繞組的負(fù)端應(yīng)該與該路輸出的地連接。而本實(shí)施例，每一路的副邊繞組的負(fù)端分別與另一路的地連接。同時(shí)，兩路副邊輸出的地gnd1和gnd2之間通過一個(gè)均衡電容連接。

本發(fā)明提出的基于均衡電容的多路反激led驅(qū)動器均流方法在電流斷續(xù)模式和電流連續(xù)模式下均可以工作。圖2的(a)部分和圖2(b)部分分別給出了兩路輸出反激led驅(qū)動器在斷續(xù)模式和連續(xù)模式下的關(guān)鍵波形。

在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，根據(jù)各個(gè)開關(guān)元件的通斷狀態(tài)不同，電路的工作狀態(tài)可分為三個(gè)狀態(tài)：

狀態(tài)一：此時(shí)，原邊開關(guān)管s1導(dǎo)通，勵磁電流ilm線性上升。副邊續(xù)流二極管d1，d2均關(guān)斷，led負(fù)載由輸出電容co1，co2供電；

狀態(tài)二：此時(shí)，原邊開關(guān)管s1關(guān)斷，副邊續(xù)流二極管d1，d2均導(dǎo)通。原邊勵磁電感儲存的能量通過變壓器傳遞到副邊，副邊電流id1與id2均流過均衡電容cs；

狀態(tài)三：該狀態(tài)只出現(xiàn)在電流斷續(xù)模式下。此時(shí)，原邊開關(guān)管s1與副邊續(xù)流二極管d1，d2都處于關(guān)斷狀態(tài)。led負(fù)載由輸出電容co1，co2供電。

由圖2可知，當(dāng)反激led驅(qū)動器的狀態(tài)由狀態(tài)一轉(zhuǎn)換為狀態(tài)二時(shí)，均衡電容電壓上會產(chǎn)生一個(gè)小振鈴。振鈴產(chǎn)生于變壓器副邊漏感與均衡電容之間的諧振。其諧振周期為，

其中，lk表示變壓器的副邊漏感，cs為均衡電容。振鈴的幅度除了與lk，cs的大小相關(guān)外，還與初始能量有關(guān)。為減小振鈴幅值，應(yīng)盡量減小漏感，并適當(dāng)增加均衡電容的容值。

以下從理論推導(dǎo)的角度分析本發(fā)明應(yīng)用于兩路輸出反激led驅(qū)動器的均流原理。

如圖2所示，假設(shè)一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，副邊電流id1與id2累積的電荷為q1與q2，其定義如下：

其中，t表示一個(gè)開關(guān)周期。

在圖1所示的實(shí)施例中，只有當(dāng)兩路輸出的反激led驅(qū)動器處于狀態(tài)二時(shí)，才有副邊電流流過均衡電容cs。具體地，副邊電流id1與id2從相反的方向流過均衡電容cs。在穩(wěn)定狀態(tài)下，電容cs具有充放電平衡(安秒平衡)的特性。一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，id1與id2流過cs的電荷應(yīng)當(dāng)相等，即

q1＝q2(4)

各輸出電流為對應(yīng)各副邊電流的平均值，假設(shè)輸出濾波電容co1與co2足夠大，副邊電流id1與id2的交流紋波完全被濾波電容濾除，流過負(fù)載led串的電流只包含直流成分，其大小就是副邊電流的平均值。輸出電流可表示為，

結(jié)合公式(5)和公式(6)可以得出兩路輸出電流相等的關(guān)系，即

io1＝io2(7)

因此，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)兩路輸出反激led驅(qū)動器的輸出電流均流。

圖3是本發(fā)明應(yīng)用于三路輸出反激led驅(qū)動器的星形連接的具體實(shí)施例；圖4是本發(fā)明應(yīng)用于三路輸出反激led驅(qū)動器的環(huán)形連接的具體實(shí)施例。其中，圖3中均衡電容采用星形連接，圖4中均衡電容采用環(huán)形連接(三角形連接)。通過這兩種常用連接方式可以方便地拓展到多路輸出的場合。其中，圖5是圖3拓展到n路輸出的拓?fù)鋱D，圖6是圖4拓展到n路輸出的拓?fù)鋱D。

以圖5所示本發(fā)明應(yīng)用于多路輸出反激led驅(qū)動器為例，用于說明本發(fā)明如何基于均衡電容來實(shí)現(xiàn)多路反激led驅(qū)動器的輸出電流的均衡。

作為一般情況，圖5給出了本發(fā)明應(yīng)用于n路輸出反激led驅(qū)動器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。gnd1，gnd2……gndn分別表示n路輸出的地。gnd1接繞組nsn的負(fù)端，gnd2接繞組ns1的負(fù)端，以此類推。最后，gndn接繞組nsn-1的負(fù)端。gnd1，gnd2……gndn之間接入一個(gè)n端口均流電容網(wǎng)絡(luò)。該均流電容網(wǎng)絡(luò)由n個(gè)均流電容cs1，cs2……csn構(gòu)成。圖5中均流電容網(wǎng)絡(luò)采用星形連接，圖6中均流電容網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)形連接。

以下從理論推導(dǎo)的角度分析本發(fā)明應(yīng)用于多路輸出反激led驅(qū)動器的均流原理。

圖5所示的本發(fā)明應(yīng)用于n路輸出反激led驅(qū)動器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，n端口均衡電容網(wǎng)絡(luò)中電容cs1，cs2……csn星形連接，中心點(diǎn)標(biāo)記為n。cs1，cs2……csn分別連接gnd1，gnd2……gndn與中心點(diǎn)n。即cs1連接gnd1與n；cs2連接gnd2與n……依此類推，最后csn連接gndn與n。考慮狀態(tài)二時(shí)各個(gè)副邊電流流過均衡電容的電流方向。

對于均衡電容cs1，副邊電流id1與idn從相反方向流過cs1。結(jié)合cs1的安秒平衡特性，可得，

q1＝qn(8)

對均衡電容csi(1<i≤n)，副邊電流isi與isi-1從相反方向流過csi。結(jié)合csi的安秒平衡特性，可得，

qi＝qi-1(1≤i≤n)(9)

結(jié)合公式(8)和公式(9)，可得

q1＝q2＝…＝qn(10)

q1，q2……qn為一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)各個(gè)副邊電流流過均衡電容網(wǎng)絡(luò)的電荷。各輸出電流為對應(yīng)各副邊電流的平均值，

io1＝io2＝…＝ion(12)

結(jié)合公式(11)和公式(12)，即可得出各路輸出電流均相等的結(jié)論。因此，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)任意多路輸出反激led驅(qū)動器的輸出電流均流。

圖6是本發(fā)明應(yīng)用于多路輸出反激led驅(qū)動器的環(huán)形連接的具體實(shí)施例。與圖5中的拓?fù)涞膮^(qū)別在于，圖6中的n端口均衡電容網(wǎng)絡(luò)中電容cs1，cs2……csn環(huán)形連接。cs1分別連接csn與cs2，cs2分別連接cs1與cs3……依此類推，csn分別連接csn-1與cs1。gnd1與csn和cs1的連接點(diǎn)相連，gnd2與cs1和cs2的連接點(diǎn)相連……依此類推，gndn與csn-1和csn的連接點(diǎn)相連。根據(jù)基本的電路原理知識，環(huán)形連接的電容網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過變換可等效成星形連接的電容網(wǎng)絡(luò)，因此，該拓?fù)湟部蓪?shí)現(xiàn)任意多路輸出反激led驅(qū)動器的輸出電流均流。

本發(fā)明提供的各種實(shí)施例的電路拓?fù)溥m用于多種反激電路的控制方法，包括電流連續(xù)模式控制，電流斷續(xù)模式控制，包括副邊控制技術(shù)以及原邊控制技術(shù)。

本發(fā)明這里所提供的啟示并不是必須應(yīng)用到上述系統(tǒng)中，還可以應(yīng)用到其它系統(tǒng)中?？蓪⑸鲜龈鞣N實(shí)施例的元件和作用相結(jié)合以提供更多的實(shí)施例?？梢愿鶕?jù)上述詳細(xì)說明對本發(fā)明進(jìn)行修改，在上述說明描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例并且描述了預(yù)期最佳模式的同時(shí)，無論在上文中出現(xiàn)了如何詳細(xì)的說明，也可以許多方式實(shí)施本發(fā)明。上述電路結(jié)構(gòu)及其控制方式的細(xì)節(jié)在其執(zhí)行細(xì)節(jié)中可以進(jìn)行相當(dāng)多的變化，然而其仍然包含在這里所公開的本發(fā)明中。

如上述一樣應(yīng)當(dāng)注意，在說明本發(fā)明的某些特征或者方案時(shí)所使用的特殊術(shù)語不應(yīng)當(dāng)用于表示在這里重新定義該術(shù)語以限制與該術(shù)語相關(guān)的本發(fā)明的某些特定特點(diǎn)、特征或者方案?？傊?，不應(yīng)當(dāng)將在隨附的權(quán)利要求書中使用的術(shù)語解釋為將本發(fā)明限定在說明書中公開的特定實(shí)施例，除非上述詳細(xì)說明部分明確地限定了這些術(shù)語。因此，本發(fā)明的實(shí)際范圍不僅包括所公開的實(shí)施例，還包括在權(quán)利要求書之下實(shí)施或者執(zhí)行本發(fā)明的所有等效方案。

以上所揭露的僅為本發(fā)明一種實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本之權(quán)利范圍，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分流程，并依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬于本發(fā)明所涵蓋的范圍。