一種採用數控晶片的led燈驅動電源的製作方法
2023-09-10 23:29:55
一種採用數控晶片的led燈驅動電源的製作方法
【專利摘要】一種採用數控晶片的LED燈驅動電源，由EMI濾波電路、市電整流濾波電路、PFC校正電路、數控晶片iW3620、MOS開關管、開關變壓器、輸出電壓取樣電路、輸出電流取樣電路和高頻整流濾波電路組成，其連接關係如附圖所示。iW3620是一款採用數字控制技術的高性能AC/DC離線式LED驅動器，採用初級側控制技術，無需次級反饋電路即可實現恆流控制，能極大地減少系統體積和節約系統成本。驅動電源的輸出電壓為40V，輸出電流為300mA，具有輸出過壓、過流保護，峰值電流限制，電流取樣電阻短路、晶片過溫保護等多種保護功能。其積極效果在於：電路簡單、體積小、重量輕、成本低、效率高、保護功能完善，使用壽命長。
【專利說明】—種採用數控晶片的LED燈驅動電源
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及LED驅動電源【技術領域】，具體涉及一種採用數控晶片的LED燈驅動電源。
【背景技術】
[0002]LED是一種注入型電致發光半導體器件，直流驅動，超低功耗，電光功率轉換效率接近100%，相同照明效果比傳統光源節能70%以上。固體冷光源，環氧樹脂封裝，使用壽命高達5萬到10萬小時，比傳統光源壽命長10倍以上。此外，LED燈是一種綠色光源，光譜中沒有紫外線和紅外線，熱量低、無頻閃、無輻射，因此，被譽為「第四代光源」。LED技術發展迅速，現在白光LED的發光效率已突破1001m/W。然而，LED燈的輸出光流明數和波長與PN結的電流及溫度密切相關，常規的驅動電路，如開關穩壓電路，將引起LED燈的提前老化，不能有效滿足LED燈照明驅動的要求。因此，LED燈必須設計專用驅動電源提供恆定的電流點燃工作，充分滿足LED燈工作所需的驅動要求，以免電流增大將LED燈損壞，從而最大限度的發揮LED燈的性能，減少故障率。但是，現有的各種LED燈驅動電源成本高，性價比低，影響了 LED燈的推廣應用。
【發明內容】
[0003]為解決現有LED燈驅動電源的不足，本實用新型公開一種採用數控晶片的LED燈驅動電源。該驅動電源電路簡單、體積小、重量輕、成本低、效率高、保護功能完善，使用壽命長，可廣泛應用於LED燈驅動電源領域。
[0004]為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案:本實用新型由EMI濾波電路、市電整流濾波電路、PFC校正電路、數控晶片iW3620、MOS開關管、開關變壓器、輸出電壓取樣電路、輸出電流取樣電路和高頻整流濾波電路組成。EMI濾波電路的輸入端接交流市電電源，輸出端接市電整流濾波電路的輸入端；PFC電路的輸入端市電整流濾波電路的輸出端，輸出端接開關變壓器的Tl初級繞組NI的I端，初級繞組NI的2端接MOS開關管Ql的漏極；輸出電壓取樣電路的輸入端接開關變壓器Tl的輸出電壓取樣繞組N3的5端，輸出端接數控晶片iW3620的2腳INV端；輸出電流取樣電路的輸入端接MOS開關管Ql的源極，輸出端經電阻R8接數控晶片iW3620的6腳INI端；M0S開關管Ql的柵極經電阻R7接集成電路晶片iW3620的7腳GATE端；高頻整流濾波電路的輸入端接開關變壓器Tl的輸出繞組N2的3端，輸出端接LED燈。輸出電壓取樣電路的取樣電阻R2和R3分別設計為33K Ω和
4.7K Ω，驅動電源的輸出電壓為40V。輸出電流取樣電路的取樣電阻R8設計為2.2 Ω，驅動電源的輸出電流為300mA。
[0005]本實用新型的積極效果在於:電路簡單、體積小、重量輕、成本低、效率高、保護功能完善，使用壽命長。
【專利附圖】
【附圖說明】[0006]圖1為本實用新型的方框圖。
[0007]圖2為本實用新型的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0008]如附圖1所示，本實用新型由EMI濾波電路、市電整流濾波電路、PFC校正電路、數控晶片iW3620、MOS開關管、開關變壓器、輸出電壓取樣電路、輸出電流取樣電路和高頻整流濾波電路組成。
[0009]如附圖2所示。
[0010]EMI濾波電路是由電容Cl和共模電感LI組成的低通濾波電路，可抑制驅動電源與市電電源之間的高頻電磁幹擾。其中Cl用於抑制串模幹擾信號，LI用於抑制共模幹擾信號。
[0011]市電整流濾波電路是由橋式整流器BDRl和電容C2組成的橋式整流濾波電路。對輸入的85?264V市電電壓整流濾波，將得到的直流電壓為驅動電源供電。
[0012]PFC電路是由二極體Dl、D2、D3，電容C3、C4和電阻Rl組成的填谷式無源功率因素校正電路。在AC電壓的每個半周期內，當AC電壓的幅值高於其峰值的50%時，D2導通，Dl和D3截止，C3和C4以串聯方式被充電。當AC電壓的幅值降至其峰值的50%時以下，D2截止，Dl和D3導通，C3和C4並聯放電。Rl可以限制C3和C4的峰值電流，還有助於通過平滑輸入電流尖峰來改善功率因數。不加PFC電路時，在AC電壓的半周期內，輸入電流導通角僅60°，功率因數不超過0.6。採用這種填谷式PFC電路，電流導通角增加到120°，功率因數達0.9以上，3次和5次諧波電流分別降至17%和15%以下，總諧波失真THD〈30%，符合能源之星SSL功率因數大於0.9的要求。
[0013]輸出電壓取樣電路由電阻R2和R3組成，輸出電流取樣電路由電阻R8、R9和電容C8組成，高頻整流濾波電路由二極體D6和電容ClO組成。
[0014]EMI濾波電路的輸入端接交流市電電源，輸出端接市電整流濾波電路的輸入端；PFC電路的輸入端市電整流濾波電路的輸出端，輸出端接開關變壓器的Tl初級繞組NI的I端，初級繞組NI的2端接MOS開關管Ql的漏極；輸出電壓取樣電路的輸入端接開關變壓器Tl的輸出電壓取樣繞組N3的5端，輸出端接數控晶片iW3620的2腳INV端；輸出電流取樣電路的輸入端接MOS開關管Ql的源極，輸出端經電阻R8接數控晶片iW3620的6腳INI端；M0S開關管Ql的柵極經電阻R7接集成電路晶片iW3620的7腳GATE端；高頻整流濾波電路的輸入端接開關變壓器TI的輸出繞組N2的3端，輸出端接LED燈。
[0015]本實用新型使用的iW3620是一款採用數字控制技術的高性能AC/DC離線式LED驅動器。採用初級側控制技術，無需次級反饋電路和補償電路即可實現恆流控制，能極大地減少系統體積和節約系統成本。iW3620滿載時工作在PWM模式，輕載時工作在PFM模式，內部通過數字誤差放大器對系統環路進行補償，不需外加任何補償元件。iW3620具有輸出過壓、過流保護，峰值電流限制，電流取樣電阻短路保護、晶片過溫保護等多種保護功能。
[0016]電阻R5為iW3620的啟動和輸入電壓感測電阻，電容C5用於濾除iW3620引腳VIN上的高頻噪聲。電阻R6、電容C7和二極體D4組成初級箝位保護電路，吸收漏感尖峰電壓保護開關管。Rll為輸出負載電阻。
[0017]輸入的交流市電，通過電容Cl和電感LI低通濾波後，經BDRl整流C2濾波輸出的直流電壓，通過啟動電阻R5加到iW3620的3腳VIN端，當VIN電壓達到晶片的開啟閾值電壓12V時，晶片內部控制電路開始工作。系統啟動後，VCC由輔助繞組N3的感應電壓經D5整流C6濾波供電。
[0018]iff3620採用變壓器初級側反饋控制技術，反饋繞組N3的電壓用來間接地反映輸出電壓的高低，無需使用次級側反饋元件，簡化了電路設計。晶片通過檢測輸出電壓取樣電阻R3兩端的電壓監測輸出電壓的變化，若有誤差，晶片就會調整MOS開關管Ql的輸出佔空t匕，控制開關變壓器Tl的能量傳輸，保持輸出電壓的恆定。本實用新型輸出電壓取樣電路的取樣電阻R2和R3分別設計為33ΚΩ和4.7KΩ，驅動電源的輸出電壓為40V。
[0019]iff3620周期性檢測開關變壓器初級繞組的峰值電流，將R9兩端的電壓與晶片內部的參考電壓比較，若有誤差，晶片就會調整MOS開關管Ql的輸出佔空比，保持輸出電流的恆定。本實用新型輸出電流取樣電路的取樣電阻R8設計為2.2 Ω，驅動電源的輸出電流為300mA。
[0020]iff3620內置多種保護功能。當VCC電壓高於16V時，晶片關斷外部功率MOS開關管Q1，自動重啟直到外部過壓狀態解除；晶片內部熱保護電路檢測結溫，當結溫超過閾值時，將關斷功率MOS開關管Q1，直到結溫度下降30° C後，MOS開關管Ql才會被重新使能。
[0021]該LED燈驅動電源在8`5~264VAC電壓範圍內輸出效率≤84%，功率因數≤0.9。
【權利要求】
1.一種採用數控晶片的LED燈驅動電源，其特徵是:它由EMI濾波電路、市電整流濾波電路、PFC校正電路、數控晶片iW3620、MOS開關管、開關變壓器、輸出電壓取樣電路、輸出電流取樣電路和高頻整流濾波電路組成；EMI濾波電路的輸入端接交流市電電源，輸出端接市電整流濾波電路的輸入端；PFC電路的輸入端市電整流濾波電路的輸出端，輸出端接開關變壓器的Tl初級繞組NI的I端，初級繞組NI的2端接MOS開關管Ql的漏極；輸出電壓取樣電路的輸入端接開關變壓器Tl的輸出電壓取樣繞組N3的5端，輸出端接數控晶片iW3620的2腳INV端；輸出電流取樣電路的輸入端接MOS開關管Ql的源極，輸出端經電阻R8接數控晶片iW3620的6腳INI端；M0S開關管Ql的柵極經電阻R7接集成電路晶片iW3620的7腳GATE端；高頻整流濾波電路的輸入端接開關變壓器Tl的輸出繞組N2的3端，輸出端接LED燈。
2.根據權利要求1所述的一種採用數控晶片的LED燈驅動電源，其特徵是:輸出電壓取樣電路的取樣電阻R2和R3分別設計為33ΚΩ和4.7KΩ，驅動電源的輸出電壓為40V。
3.根據權利要求1所述的一種採用數控晶片的LED燈驅動電源，其特徵是:輸出電流取樣電路的取樣電阻R8設計為2.2 Ω，驅動電源的輸出電流為300mA。
【文檔編號】H05B37/02GK203632933SQ201320803140
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月10日 優先權日:2013年12月10日
【發明者】張新安 申請人:張新安