大功率太陽能LED照明路燈恒流驅動電源及其設計方法技術

本發明專利技術提供了一種大功率太陽能LED照明路燈恒流驅動電源，包括功率電感L、PWM調制電路A1、PWM調制電路A2、續流二極管D、電源負載RL、濾波電容C、開關管T和電源DC，其中，所述電源DC的正極與所述功率電感L的一端連接，所述功率電感L的另一端與所述續流二極管D的正極輸入端連接，所述續流二極管D的負極輸出端分別與所述電源負載RL的一端、濾波電容C的一端連接，所述電源負載RL的另一端、濾波電容C的另一端分別與所述電源DC的負極連接，所述電源負載RL、濾波電容C相并聯。本發明專利技術還提供了一種如上述任一項所述的大功率太陽能LED照明路燈恒流驅動電源的設計方法。本發明專利技術的有益效果是：具有成本低廉、轉換效率高、可靠性高的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及驅動電源，尤其涉及一種大功率太陽能LED照明路燈恒流驅動電源及其設計方法。
技術介紹
近年來隨著太陽能光伏發電技術和LED照明技術的發展，太陽能LED路燈已進入了城市照明領域。太陽能LED路燈無需鋪設電纜電線，無需交流電能和電費等特點，具有節能、經濟、環保和實用等特點。LED是一種半導體發光器件，其壽命極易受到溫度影響。為了延長太陽能LED路燈的使用壽命，要采用恒流驅動電源來驅動太陽能LED燈。目前大多數的恒流驅動電源存在著電路設計復雜、可靠性低、轉換效率不高、價格比昂貴等缺點。因此，研發成本低廉、轉換效率高、可靠性高的恒流驅動電源具有重大的實現意義。
技術實現思路
為了解決現有技術中的問題，本專利技術提供了一種成本低廉、轉換效率高、可靠性高的大功率太陽能LED照明路燈恒流驅動電源及其設計方法。本專利技術提供了一種大功率太陽能LED照明路燈恒流驅動電源，包括功率電感L、PWM調制電路A1、PWM調制電路A2、續流二極管D、電源負載RL、濾波電容C、開關管T和電源DC，其中，所述電源DC的正極與所述功率電感L的一端連接，所述功率電感L的另一端與所述續流二極管D的正極輸入端連接，所述續流二極管D的負極輸出端分別與所述電源負載RL的一端、濾波電容C的一端連接，所述電源負載RL的另一端、濾波電容C的另一端分別與所述電源DC的負極連接，所述電源負載RL、濾波電容C相并聯，所述開關管T的源極與所述電源DC的負極連接，所述開關管T的漏極連接于所述功率電感L、續流二極管D之間，所述開關管T的柵極與所述PWM調制電路A2的輸出端連接，所述PWM調制電路A2的正極輸入端與所述PWM調制電路A1的輸出端連接，所述PWM調制電路A1的負極輸入端連接于所述續流二極管D、電源負載RL之間。作為本專利技術的進一步改進，所述PWM調制電路A1、PWM調制電路A2產生開關電壓Ug，開關管T在開關電壓Ug的作用下，斷開和閉合。作為本專利技術的進一步改進，當開關管T閉合時，續流二極管D反偏而截止。作為本專利技術的進一步改進，當開關管T斷開時，續流二極管D正偏而導通。本專利技術還提供了一種如上述任一項所述的大功率太陽能LED照明路燈恒流驅動電源的設計方法，包括以下步驟：當開關管T閉合時，流過功率電感L上的電流性線增大，這時功率電感L儲能，功率電感L上電壓表示為UL=Uin=LdiLdt---(1)]]>對(1)式兩邊進行積分,整理得到功率電感L的電流iL增量ΔiL1=1L∫0TONUindt=1LUinTON---(2)]]>其中,TON為開關閉合時間，當開關管T斷開時，流過功率電感L上的電流性線變小，功率電感L放能,電流iL減少量表示為ΔiL2=1L∫0TOFF(Uo-Uin)dt=1L(UO-Uin)TOFF---(3)]]>其中，TOFF為開關斷開時間；當電路工作在穩態時,功率電感L上的電流的變化量相等,即(2)式等于(3)式，所以有UinTON＝(UO-Uin)TOFF(4)令D1＝TON/TS,D2＝TOFF/TS,TS為開關周期,利用D1+D2＝1關系式，可得到輸出電壓與輸入電壓的關系UoUin=11-D1=1D2---(5)]]>由(2)式，得到電感紋波電流、開關頻率和電感之間的關系為ΔiL1=1LfsUinD1---(6)]]>(6)式表明，功率電感L的紋波電流大小與輸入電壓Uin和占空比D1成正比與電感量L和開關頻率fs成反比,(6)式是選定電感量的重要的理論依據；當轉換器工作在穩態時，轉換器的輸入電功率與輸出電功率相等UinILA＝UOIO(7)其中,ILA電感上的平均輸入電流,IO為輸出平均電流，把(5)代入(7)式得電感上的平均輸入電流表達式ILA=IO(1-D1)---(8)]]>(8)式表明,功率電感L的平均電流與輸出平均電流成正比,與(1-D1)成反比,因(1-D1)小于1,所以ILA大于IO；根據轉換電路的電流關系，電容兩端的紋波電壓為ΔUO=18LCfs2UOD1D2---(9)]]>(9)式是選定開關電源中的濾波電容C的容量理論依據，在設計過程中，LC一定滿足LC>18fs2ΔUOUOD1D2---(10).]]>本專利技術的有益效果是：通過上述方案，具有成本低廉、轉換效率高、可靠性高的優點。附圖說明圖1是本專利技術一種大功率太陽能LED照明路燈恒流驅動電源的電路圖。圖2是本專利技術一種大功率太陽能LED照明路燈恒流驅動電源的開關管T閉合時的等效電路圖。圖3是本專利技術一種大功率太陽能LED照明路燈恒流驅動電源的開關管T斷開時的等效電路圖。圖4是本專利技術一種大功率太陽能LED照明路燈恒流驅動電源的示例圖。圖5是Boost升壓型開關電源的升壓比與轉換效率的擬合曲線圖。具體實施方式下面結合附圖說明及具體實施方式對本專利技術進一步說明。如圖1至圖3所示，本專利技術利用Boost開關電源技術和嵌入式技術，設計基于連續工作模式的太陽能LED照明路燈恒流驅動電源，具有設計電路簡單，成本低廉和轉換率高等優點，有較好的市場價值。如圖1至圖3所示，一種大功率太陽能LED照明路燈恒流驅動電源，為Boost升壓型開關電源，包括功率電感L、PWM調制電路A1、PWM調制電路A2、續流二極管D、電源負載RL、濾波電容C、開關管T和電源DC，其中，所述電源DC的正極與所述功率電感L的一端連接，所述功率電感L的另一端與所述續流二極管D的正極輸入端連接，所述續流二極管D的負極輸出端分別與所述電源負載RL的一端、濾波電容C的一端連接，所述電源負載RL的另一端、濾波電容C的另一端分別與所述電源DC的負極連接，所述電源負載RL、濾波電容C相并聯，所述開關管T的源極與所述電源DC的負極連接，所述開關管T的漏極連接于所述功率電感L、續流二極管D之間，所述開關管T的柵極與所述PWM調制電路A2的輸出端連接，所述PWM調制電路A2的正極輸入端與所述PWM調制電路A1的輸出端連接，所述PWM調制電路A1的負極輸入端連接于所述續流二極管D、電源負載RL之間。如圖1至圖3所示，所述PWM調制電路A1、PWM調制電路A2產生開關電壓Ug，開關管T在開關電壓Ug的作用下，斷開和閉合。如圖2所示，當開關管T閉合時，續流二極管D反偏而截止。如圖3所示，當開關管T斷開時，續流二極管D正偏而導通。本專利技術提供的一種大功率太陽能LED照明路燈恒流驅動電源的性能指標如下：現在分析性能指標，在圖2中，當開關管T閉合時，流過功率電感L上的電流性線增大，這時功率電感L儲能，功率電感L上電壓表示為UL=Uin=LdiLdt---(1)]]>對(1)式兩邊進行積分,整理得到功率電感L的電流iL增量ΔiL1=1L∫0TONUindt=1LUinTO本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種大功率太陽能LED照明路燈恒流驅動電源，其特征在于：包括功率電感L、PWM調制電路A1、PWM調制電路A2、續流二極管D、電源負載RL、濾波電容C、開關管T和電源DC，其中，所述電源DC的正極與所述功率電感L的一端連接，所述功率電感L的另一端與所述續流二極管D的正極輸入端連接，所述續流二極管D的負極輸出端分別與所述電源負載RL的一端、濾波電容C的一端連接，所述電源負載RL的另一端、濾波電容C的另一端分別與所述電源DC的負極連接，所述電源負載RL、濾波電容C相并聯，所述開關管T的源極與所述電源DC的負極連接，所述開關管T的漏極連接于所述功率電感L、續流二極管D之間，所述開關管T的柵極與所述PWM調制電路A2的輸出端連接，所述PWM調制電路A2的正極輸入端與所述PWM調制電路A1的輸出端連接，所述PWM調制電路A1的負極輸入端連接于所述續流二極管D、電源負載RL之間。

【技術特征摘要】
1.一種大功率太陽能LED照明路燈恒流驅動電源，其特征在于：包括功率
電感L、PWM調制電路A1、PWM調制電路A2、續流二極管D、電源負載RL、
濾波電容C、開關管T和電源DC，其中，所述電源DC的正極與所述功率
電感L的一端連接，所述功率電感L的另一端與所述續流二極管D的正
極輸入端連接，所述續流二極管D的負極輸出端分別與所述電源負載RL的一端、濾波電容C的一端連接，所述電源負載RL的另一端、濾波電容
C的另一端分別與所述電源DC的負極連接，所述電源負載RL、濾波電容
C相并聯，所述開關管T的源極與所述電源DC的負極連接，所述開關管
T的漏極連接于所述功率電感L、續流二極管D之間，所述開關管T的柵
極與所述PWM調制電路A2的輸出端連接，所述PWM調制電路A2的正極輸
入端與所述PWM調制電路A1的輸出端連接，所述PWM調制電路A1的負極
輸入端連接于所述續流二極管D、電源負載RL之間。
2.根據權利要求1所述的大功率太陽能LED照明路燈恒流驅動電源，其特
征在于：所述PWM調制電路A1、PWM調制電路A2產生開關電壓Ug，開關
管T在開關電壓Ug的作用下，斷開和閉合。
3.根據權利要求2所述的大功率太陽能LED照明路燈恒流驅動電源，其特
征在于：當開關管T閉合時，續流二極管D反偏而截止。
4.根據權利要求2所述的大功率太陽能LED照明路燈恒流驅動電源，其特
征在于：當開關管T斷開時，續流二極管D正偏而導通。
5.一種如權利要求1至4任一項所述的大功率太陽能LED照明路燈恒流驅
動電源的設計方法，其特征在于，包括以下步驟：
當開關管T閉合時，流過功率電感L上的電流性線增大，這時功率電
感L儲能，功率電感L上電壓表示為
UL=Uin=LdiLdt---(1)]]>對(1)式兩邊進行積分,整理得到功率電感L的電流iL增量
&D...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊秀增，
申請(專利權)人：廣西民族師范學院，
類型：發明
國別省市：廣西;45