本發(fā)明涉及l(fā)ed驅(qū)動(dòng)電源，具體為一種高功率led驅(qū)動(dòng)電源諧振控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、照明已成為人類(lèi)日常生活中不可缺少的一部分，led照明燈因其具有使用壽命長(zhǎng)、節(jié)能、環(huán)保以及響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)已漸漸取代傳統(tǒng)白熾燈照明，不僅應(yīng)用于人民日常生活中，在景觀照明、汽車(chē)照明以及工業(yè)生產(chǎn)的工作儀器指示燈，甚至軍用照明中都具有廣泛應(yīng)用，led照明已取代傳統(tǒng)白熾燈成為我國(guó)生活與生產(chǎn)中主要照明工具，近年來(lái)人們已經(jīng)不滿(mǎn)足于以往led照明標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)關(guān)或雙開(kāi)關(guān)等硬開(kāi)關(guān)的響應(yīng)速度以及開(kāi)關(guān)損耗，利用llc諧振變換器進(jìn)行l(wèi)ed開(kāi)關(guān)控制就是在這種環(huán)境下誕生的，llc諧振變換器以傳統(tǒng)串聯(lián)和并聯(lián)諧振變換器為基礎(chǔ)，結(jié)合串聯(lián)諧振變換器效率高以及并聯(lián)諧振變換器工作條件要求低的優(yōu)點(diǎn)，在全電壓與全負(fù)載條件下實(shí)現(xiàn)led驅(qū)動(dòng)電源零電壓與零電流開(kāi)關(guān)控制。

2、但是，傳統(tǒng)的led驅(qū)動(dòng)電源諧振控制存在以下缺點(diǎn)：

3、傳統(tǒng)led驅(qū)動(dòng)電源諧振控制方法電路控制諧波異常導(dǎo)致輸出電流過(guò)沖、電壓穩(wěn)定控制效果差和時(shí)延高，無(wú)法滿(mǎn)足人們的使用需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高功率led驅(qū)動(dòng)電源諧振控制系統(tǒng)及方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的傳統(tǒng)led驅(qū)動(dòng)電源諧振控制方法電路控制諧波異常導(dǎo)致輸出電流過(guò)沖、電壓穩(wěn)定控制效果差和時(shí)延高，無(wú)法滿(mǎn)足人們的使用需求的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種高功率led驅(qū)動(dòng)電源諧振控制系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括led驅(qū)動(dòng)電源、pfc控制器、llc諧振變換器，所述pfc控制器和llc諧振變換器均與led驅(qū)動(dòng)電源連接，所述led驅(qū)動(dòng)電源內(nèi)設(shè)有fsfr2100集成控制芯片；

3、pfc控制器調(diào)整led驅(qū)動(dòng)電源諧振部分的頻率變化值，在高功率led驅(qū)動(dòng)電源開(kāi)關(guān)周期前檢測(cè)boost電感去磁，在零電流情況下接通高功率led驅(qū)動(dòng)電源的開(kāi)關(guān)管，llc諧振變換器選取開(kāi)關(guān)恒流源方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，調(diào)整電壓增益，確保開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)，fsfr2100集成控制芯片通過(guò)芯片內(nèi)含有的高壓mos-fet利用反饋端rt，以鏡像電流源調(diào)整開(kāi)關(guān)頻率方法調(diào)整諧振網(wǎng)絡(luò)輸出電壓。

4、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述llc諧振變換器包括電源uin、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q2、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q1、二極管ds2、二極管ds1、電容c2、電容c1、電容cr、電感l(wèi)r、電感l(wèi)m、二極管u2、二極管u1、電容c0和r0，所述電源uin的正極與絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q1的一端連接，所述電源uin的負(fù)極與絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q2的一端連接，所述絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q1的另一端與絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q2的另一端連接，所述絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q1的外側(cè)與二極管ds1并聯(lián)，所述二極管ds1的外側(cè)與電容c1并聯(lián)，所述絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q2的外側(cè)與二極管ds2并聯(lián)，所述二極管ds2的外側(cè)與電容c2并聯(lián)，所述絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q1與絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q2的連接處與電容cr的一端連接，所述電容cr的另一端與電感l(wèi)r的一端連接，所述電感l(wèi)r的另一端和電容c2的一端分別與電感l(wèi)m的兩端連接，所述電感l(wèi)m的外側(cè)分別與二極管u1、二極管u2并聯(lián)，所述二極管u1的外側(cè)與ro并聯(lián)，所述二極管u1與ro的連接處和電容co并聯(lián)。

5、本發(fā)明一種高功率led驅(qū)動(dòng)電源諧振控制系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟：

6、步驟一、電壓輸入：電壓輸入led驅(qū)動(dòng)電源電路內(nèi)，而后輸入濾波整流部分；

7、步驟二、pfc控制：采用boost拓?fù)浞椒ㄓ?jì)算臨界，連續(xù)模式下led驅(qū)動(dòng)電源功率、電感以及電容參數(shù)校正pfc電路，校正后的pfc電路對(duì)輸入電流波形進(jìn)行諧波，使其與輸入電壓波形同步，實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)；

8、步驟三、dc/dc變換：基于llc諧波半橋進(jìn)行dc/dc變換；

9、步驟四、輸出濾波：dc/dc變換后經(jīng)過(guò)反饋控制輸出濾波。

10、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟二中pfc控制器內(nèi)設(shè)有控制芯片和pfc控制器磁芯，所述控制芯片的型號(hào)為l6562芯片，所述pfc控制器磁芯的型號(hào)為芯片pc40e130。

11、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟二中臨界連續(xù)模式下，高功率led驅(qū)動(dòng)電源電路中電感為：

12、

13、式中：pomax為最大輸出功率；電源uin為輸入電壓；uo為電壓輸入與輸出的總值；fswmin為電路頻率；η為效率，計(jì)算電感值結(jié)果為l＝230μh，輸入濾波電容計(jì)算公式為：

14、

15、式中，r為輸入電壓紋波系數(shù)，取值為0.2，輸出濾波電容計(jì)算公式為：

16、

17、式中：io為輸出電流；uout為輸出電壓。

18、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟三中dc/dc變換具體為：與正負(fù)半周相應(yīng)的方波輸入電壓為電源uin，次邊折算至首邊的等效電阻re表示，則llc諧振變換器中輸入阻抗為：

19、

20、式中，p為功率，p＝2πf，則llc諧振變換器的電壓增益為：

21、

22、式中：fm＝f/fr；λ為諧振回路，λ＝lr/lm；絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q為開(kāi)關(guān)管品質(zhì)系數(shù)，轉(zhuǎn)換至初級(jí)的llc諧振變換器等效負(fù)載阻抗為：

23、

24、式中，ro與n分別為輸出電阻與變壓器匝比。

25、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟四中輸出濾波具體為諧振電感l(wèi)r和激磁電感l(wèi)m，諧振電感l(wèi)r計(jì)算公式如下：

26、

27、激磁電感l(wèi)m計(jì)算公式如下：

28、

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：選取pfc和llc半橋兩種方式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高功率led驅(qū)動(dòng)電源諧振頻率的自主調(diào)控，電源開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)關(guān)，并降低開(kāi)關(guān)損耗，提高led驅(qū)動(dòng)電源的工作性能，在滿(mǎn)載情況下開(kāi)機(jī)與關(guān)機(jī)時(shí)均不存在過(guò)沖現(xiàn)象，工作效率均在89％以上，并且電源損耗低，完全符合國(guó)家開(kāi)關(guān)性能指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，并具有節(jié)能環(huán)保的作用。

技術(shù)特征：

1.一種高功率led驅(qū)動(dòng)電源諧振控制系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)，其特征在于：所述控制系統(tǒng)包括led驅(qū)動(dòng)電源、pfc控制器、llc諧振變換器，所述pfc控制器和llc諧振變換器均與led驅(qū)動(dòng)電源連接，所述led驅(qū)動(dòng)電源內(nèi)設(shè)有fsfr2100集成控制芯片；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率led驅(qū)動(dòng)電源諧振控制系統(tǒng)，其特征在于：所述llc諧振變換器包括電源uin、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q2、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q1、二極管ds2、二極管ds1、電容c2、電容c1、電容cr、電感l(wèi)r、電感l(wèi)m、二極管u2、二極管u1、電容c0和電阻r0，所述電源uin的正極與絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q1的一端連接，所述電源uin的負(fù)極與絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q2的一端連接，所述絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q1的另一端與絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q2的另一端連接，所述絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q1的外側(cè)與二極管ds1并聯(lián)，所述二極管ds1的外側(cè)與電容c1并聯(lián)，所述絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q2的外側(cè)與二極管ds2并聯(lián)，所述二極管ds2的外側(cè)與電容c2并聯(lián)，所述絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q1與絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管q2的連接處與電容cr的一端連接，所述電容cr的另一端與電感l(wèi)r的一端連接，所述電感l(wèi)r的另一端和電容c2的一端分別與電感l(wèi)m的兩端連接，所述電感l(wèi)m的外側(cè)分別與二極管u1、二極管u2并聯(lián)，所述二極管u1的外側(cè)與電阻ro并聯(lián)，所述二極管u1與電阻ro的連接處和電容co并聯(lián)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的一種高功率led驅(qū)動(dòng)電源諧振控制系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高功率led驅(qū)動(dòng)電源諧振控制系統(tǒng)的使用方法，其特征在于：所述步驟二中pfc控制器內(nèi)設(shè)有控制芯片和pfc控制器磁芯，所述控制芯片的型號(hào)為l6562芯片，所述pfc控制器磁芯的型號(hào)為芯片pc40e130。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高功率led驅(qū)動(dòng)電源諧振控制系統(tǒng)的使用方法，其特征在于：所述步驟二中臨界連續(xù)模式下，高功率led驅(qū)動(dòng)電源電路中電感為：

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高功率led驅(qū)動(dòng)電源諧振控制系統(tǒng)的使用方法，其特征在于：所述步驟三中dc/dc變換具體為：與正負(fù)半周相應(yīng)的方波輸入電壓為電源uin，次邊折算至首邊的等效電阻re表示，則llc諧振變換器中輸入阻抗為：

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高功率led驅(qū)動(dòng)電源諧振控制系統(tǒng)的使用方法，其特征在于：所述步驟四中輸出濾波具體為諧振電感l(wèi)r和激磁電感l(wèi)m，諧振電感l(wèi)r計(jì)算公式如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種高功率LED驅(qū)動(dòng)電源諧振控制系統(tǒng)及方法，包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括LED驅(qū)動(dòng)電源、PFC控制器、LLC諧振變換器，PFC控制器和LLC諧振變換器均與LED驅(qū)動(dòng)電源連接，LED驅(qū)動(dòng)電源內(nèi)設(shè)有FSFR2100集成控制芯片；PFC控制器調(diào)整LED驅(qū)動(dòng)電源諧振部分的頻率變化值，在高功率LED驅(qū)動(dòng)電源開(kāi)關(guān)周期前檢測(cè)Boost電感去磁，本發(fā)明選取PFC和LLC半橋兩種方式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高功率LED驅(qū)動(dòng)電源諧振頻率的自主調(diào)控，電源開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)關(guān)，并降低開(kāi)關(guān)損耗，提高LED驅(qū)動(dòng)電源的工作性能，在滿(mǎn)載情況下開(kāi)機(jī)與關(guān)機(jī)時(shí)均不存在過(guò)沖現(xiàn)象，工作效率均在89％以上，并且電源損耗低，完全符合國(guó)家開(kāi)關(guān)性能指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，并具有節(jié)能環(huán)保的作用。

技術(shù)研發(fā)人員：葉宗傳,任玲,陳翔
受保護(hù)的技術(shù)使用者：珠海橫琴新區(qū)華威新能源有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15