本發(fā)明屬于LED驅(qū)動電源領(lǐng)域，具體為一種無橋式LED驅(qū)動電源。

背景技術(shù)：
LED燈因具有壽命長、功耗低、易調(diào)光等優(yōu)點(diǎn)逐漸取代白熾燈、鈉燈、熒光燈成為第四代綠色光源。LED燈的發(fā)光亮度與流過電流大小成正比，是典型的電流型器件，其理想的供電方式是恒流供電。市場上多數(shù)非隔離型LED驅(qū)動電源采用線性恒流LED驅(qū)動電路，其外圍電路簡潔、控制方法簡單但是存在著兩倍工頻的脈動電流，例如市電頻率是50Hz，則流過LED的電流中含有100Hz交流分量，會導(dǎo)致LED產(chǎn)生頻閃。近年的研究表明，人在這種有頻閃的光源下長期學(xué)習(xí)工作，容易產(chǎn)生疲勞，并對人眼損害很大，也會影響到LED的色彩和發(fā)光效率?，F(xiàn)有非隔離型LED驅(qū)動電源的簡易原理框圖如圖1所示，包括一AC交流電源，一二極管整流橋，一PFC(功率因數(shù)校正)變換器，一輸出電容Co，一輸出電感Lo；其中AC交流電源一般為220V/50Hz的市電，經(jīng)二極管整流橋整流為直流電，再經(jīng)PFC變換器將電路的功率因數(shù)提高到國家標(biāo)準(zhǔn)以上，最后經(jīng)LC低通濾波電路濾除高頻分量后對LED負(fù)載供電。上述LED驅(qū)動電源是將市電通過二極管整流橋整流成直流電再對LED負(fù)載進(jìn)行供電。電流流過路徑包含了兩個二極管，增加了電能損耗，并且整流橋輸出電流會產(chǎn)生畸變，導(dǎo)致諧波污染，需要添加PFC電路來提高輸入功率因數(shù)，而增加的PFC電路又會進(jìn)一步增加電能損耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有非隔離型LED驅(qū)動電源存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種無橋式LED驅(qū)動電源，在滿足國家對功率因數(shù)要求的同時，實(shí)現(xiàn)無頻閃及電能的高效利用。一種無橋式LED驅(qū)動電源，其特征在于：包括220V交流電源、EMI濾波器、Dual-Zeta電路、LED負(fù)載、輸出電流采樣電路、輸出電壓采樣電路、PWM開關(guān)控制器；其中：EMI濾波器的輸入端與220V交流電源相連，EMI濾波器輸出端與Dual-Zeta電路輸入端相連，Dual-Zeta電路輸出端與LED負(fù)載相連，PWM開關(guān)控制器的輸入端與LED負(fù)載的電流采樣電路、輸出電壓采樣電路相連，PWM開關(guān)控制器輸出端與MOS管Q1、Q2的柵極相連。所述的Dual-Zeta電路包括兩個N溝道增強(qiáng)型MOS管Q1和Q2，三個二極管D1、D2和D3，兩個儲能電感L3和L4，三個儲能電容C5、C6和C7，電阻R1；所述的MOS管Q1和Q2改變其導(dǎo)通占空比即可改變輸出電壓Vo大小，二極管D1和D2用來控制電流流向，儲能電容C5和C7、儲能電感L3和L4用來儲存和傳遞能量，二極管D3在MOS管關(guān)斷后可分別與電感L3、L4形成續(xù)流回路，電阻R1和電容C6串聯(lián)后再并聯(lián)在二極管D3兩端組成吸收電路防止D3兩端產(chǎn)生尖峰電壓。其中Dual-Zeta電路采用峰值電流模式控制方法，峰值電流模式對輸入電壓的波動和輸出負(fù)載的變化響應(yīng)速度快。所述的輸出電流采樣電路中R3采用可變電阻器，調(diào)節(jié)R3大小即可實(shí)現(xiàn)對LED亮度的調(diào)節(jié)。所述的PWM開關(guān)控制器采用固定頻率電流模式芯片UC3843，只需較少的外部元件就能獲得理想的MOS管驅(qū)動信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明無橋式LED驅(qū)動電源采用峰值電流控制方法，結(jié)合開關(guān)電源專用芯片UC3843，使得電路在實(shí)現(xiàn)LED負(fù)載無頻閃的同時，提高了LED驅(qū)動電源效率，減少電路元器件數(shù)目從而降低了成本。附圖說明圖1為現(xiàn)有非隔離型LED驅(qū)動電源原理框圖；圖2為本發(fā)明無橋式LED驅(qū)動電源的電路圖；圖3為本發(fā)明無橋式LED驅(qū)動電源正半周期工作原理圖；圖4為本發(fā)明無橋式LED驅(qū)動電源正半周期工作波形示意圖。具體實(shí)施方式為了更為具體的描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。一種無橋式LED驅(qū)動電源如圖2所示，其特征在于：包括220V交流電源、EMI濾波器、Dual-Zeta電路、LED負(fù)載、輸出電流采樣電路、輸出電壓采樣電路、PWM開關(guān)控制器；其中：EMI濾波器的輸入端與220V交流電源相連，EMI濾波器輸出端與Dual-Zeta電路輸入端相連，Dual-Zeta電路輸出端與LED負(fù)載相連，PWM開關(guān)控制器的輸入端與LED負(fù)載的電流采樣電路、輸出電壓采樣電路相連，PWM開關(guān)控制器輸出端與MOS管Q1、Q2的柵極相連。如圖3所示為本發(fā)明無橋式LED驅(qū)動電源正半周期工作原理圖，其中：A1為電源正極，B1為電源負(fù)極；模塊Ⅰ為PWM開關(guān)控制器，由觸發(fā)器RS1和比較器OPA1組成；模塊Ⅱ?yàn)樾逼卵a(bǔ)償電路；模塊Ⅲ為輸出電流采樣電路，由可變電阻R3和電流檢測比較器OPA2組成；模塊Ⅳ為輸出電壓采樣電路，由電壓誤差放大器OPA3、電壓采樣電阻R4和R5組成。電路中開關(guān)管的驅(qū)動頻率遠(yuǎn)大于母線頻率，電源VAB電壓在某一時刻近似為定值。Dual-Zeta電路的工作原理是：當(dāng)MOS管Q1處于導(dǎo)通狀態(tài)，電源VAB經(jīng)Q1向電感L3儲能。同時電源VAB和儲能電容C5共同經(jīng)電感L4向LED負(fù)載供電。當(dāng)Q1關(guān)斷后，電感L3經(jīng)二極管D3續(xù)流并向電容C5充電，其儲存的能量轉(zhuǎn)移至C5，同時電感L4的電流經(jīng)LED負(fù)載、二極管D3續(xù)流。為了防止D3兩端產(chǎn)生尖峰電壓影響電路穩(wěn)定，在D3兩端并聯(lián)由電阻R1和電容C6串聯(lián)組成的吸收電路。本發(fā)明無橋式LED驅(qū)動電源采用峰值電流模式的控制方式，由電流內(nèi)環(huán)和電壓外環(huán)組成雙閉環(huán)控制，當(dāng)占空比大于50％時，電路會發(fā)生振蕩，為了保證環(huán)路的穩(wěn)定性，在電流環(huán)路中添加斜坡補(bǔ)償模塊Ⅱ。其控制方式原理是：輸出電壓Vo經(jīng)過分壓電阻R4和R5反饋至電壓誤差放大器OPA3，與參考電壓Vref比較，得到的誤差信號Vr再作為電流內(nèi)環(huán)的基準(zhǔn)值，與PWM比較器OPA1處的疊加信號Ve比較(即電感電流峰值和斜坡補(bǔ)償?shù)寞B加信號)，得到的信號送至PWM鎖存器RS1的復(fù)位端R處。在MOS管Q1導(dǎo)通前，固定頻率的時鐘脈沖輸入至S端將RS1置位，從Q端輸出的驅(qū)動信號Vgs為高電平，使Q1導(dǎo)通，儲能電感L3電流線性增加。當(dāng)電流檢測電阻R3上的壓降達(dá)到并超過Vr時，電流檢測比較器OPA2翻轉(zhuǎn)，輸出的高電平將RS1復(fù)位，從Q端輸出的信號Vgs變?yōu)榈碗娖剑筈1關(guān)斷，直到下一個時鐘脈沖使RS1置位。調(diào)節(jié)電流檢測電阻R3的大小即可實(shí)現(xiàn)對LED亮度的調(diào)節(jié)。本發(fā)明無橋式LED驅(qū)動電源在負(fù)半周期時，A2為電源正極，B2為電源負(fù)極，其工作原理與正半周期類似，這里不再贅述。本發(fā)明采用的芯片UC3843內(nèi)部集成了誤差放大器、振蕩器、電流誤差放大器、PWM比較器、PWM鎖存器、參考穩(wěn)壓器，使得本發(fā)明無橋式LED驅(qū)動電源設(shè)計(jì)的外圍電路得到最大的簡化。本實(shí)施方式無橋式LED驅(qū)動電源采用Dual-Zeta電路，使得電路在實(shí)現(xiàn)LED負(fù)載無頻閃的同時，提高了驅(qū)動電源的功率因數(shù)和效率，減少電路元器件數(shù)目從而降低了成本。以上所示實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實(shí)用新型的專利范圍。