一種單級直耦升壓開關電源驅動的發光二極體路燈裝置的製作方法
2023-06-07 13:32:36 2
專利名稱：一種單級直耦升壓開關電源驅動的發光二極體路燈裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於LED應用技術領域，具體涉及一種單級直耦升壓開關電源驅動 的發光二極體路燈裝置。
背景技術：
LED作為新一代半導體發光器件，具有光效高、壽命長、節能環保等特點，LED路燈已不斷取代傳統的鈉燈、水銀燈等照明燈具，越來越廣泛的用於城市路燈照明。在已有的 LED路燈技術中，開關驅動電源主要為單級變換用變壓器隔離帶PFC的開關電源和兩級變換用變壓器隔離帶PFC的開關電源，用這種開關電源驅動串聯或串並聯的LED。LED電路焊接在耐高壓鋁基板上，耐高壓鋁基板與LED路燈外殼散熱板緊密貼合，輸入交流電壓與外殼之間的高壓電隔離由開關電源中的隔離變壓器完成，這種帶隔離變壓器的開關電源結構複雜、成本高、效率低、溫升高、壽命短等缺點。
發明內容本實用新型的目的是提供一種單級直耦升壓開關電源直接驅動高壓隔離LED路燈燈頭的LED路燈。本實用新型所採用的技術方案如下一種單級直耦升壓開關電源驅動的LED路燈裝置，包括單級直耦升壓開關電源和高壓隔離LED路燈燈頭；單級直耦升壓開關電源由抗電磁幹擾整流電路、功率因素控制及脈寬調製電路、 恆流控制電路和單級直耦升壓電路組成；高壓隔離LED路燈燈頭由LED長串電路、耐高壓鋁基板、高壓絕緣導熱介質薄片、 LED路燈外殼散熱板和LED路燈外殼透明防水罩構成；LED長串電路焊接在耐高壓鋁基板上，高壓絕緣導熱介質薄片置於耐高壓鋁基板和路燈外殼散熱板之間，依次緊密貼合；LED 路燈外殼透明防水罩與LED路燈外殼散熱板密封防水，構成防水透光散熱腔體，LED長串電路、耐高壓鋁基板、高壓絕緣導熱薄片置於該腔體中；輸入交流電壓和開關電源輸出高壓與 LED路燈燈頭之間的高壓電隔離由耐高壓鋁基板以及位於耐高壓鋁基板和LED路燈外殼散熱板之間的高壓絕緣導熱介質薄片完成。抗電磁幹擾整流電路的直流電壓輸出端和功率因素控制及脈寬調製電路、單級直耦升壓電路連接；單級直耦升壓電路的驅動信號來自功率因素控制及脈寬調製電路；LED 長串電路由LED發光二極體串聯而成；LED長串電路一端和單級直耦升壓電路的電壓輸出端連接，另一端和恆流控制電路連接；恆流控制電路的輸出信號連接到功率因素控制及脈寬調製電路的控制信號輸入端。本實用新型的積極效果是(1)單級直耦升壓變換的開關電源電路效率高達96%，而傳統的用變壓器隔離的帶 PFC的開關電源，效率僅為88%左右。與傳統開關電源相比，這種開關電源的成本低，溫升低壽命長。(2)這種LED路燈的隔離特性好，輸入交流電源線與LED路燈外殼之間的隔離耐壓優於交流3KV。(3)這種LED路燈光效高，壽命長，成本低。
圖1為本實用新型結構框圖。圖2為本實用新型的高壓隔離LED路燈燈頭結構剖面圖。圖3為本實用新型的單級直耦升壓開關電源電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。如圖1圖2所示一種單級直耦升壓開關電源驅動的LED路燈裝置，包括單級直耦升壓開關電源和高壓隔離LED路燈燈頭；單級直耦升壓開關電源由抗電磁幹擾整流電路、功率因素控制及脈寬調製電路、 恆流控制電路和單級直耦升壓電路組成；高壓隔離LED路燈燈頭由LED長串電路4、耐高壓鋁基板3、高壓絕緣導熱介質薄片2、LED路燈外殼散熱板1和LED路燈外殼透明防水罩5構成；LED長串電路焊接在耐高壓鋁基板上，高壓絕緣導熱介質薄片置於耐高壓鋁基板和路燈外殼散熱板之間，依次緊密貼合；LED路燈外殼透明防水罩與LED路燈外殼散熱板密封防水，構成防水透光散熱腔體， LED長串電路、耐高壓鋁基板、高壓絕緣導熱薄片置於該腔體中；輸入交流電壓和開關電源輸出高壓與LED路燈燈頭之間的高壓電隔離由耐高壓鋁基板以及位於耐高壓鋁基板和LED 路燈外殼散熱板之間的高壓絕緣導熱介質薄片完成。抗電磁幹擾整流電路的直流電壓輸出端和功率因素控制及脈寬調製電路、單級直耦升壓電路連接；單級直耦升壓電路的驅動信號來自功率因素控制及脈寬調製電路；LED 長串電路由LED發光二極體串聯而成；LED長串電路一端和單級直耦升壓電路的電壓輸出端連接，另一端和恆流控制電路連接；恆流控制電路的輸出信號連接到功率因素控制及脈寬調製電路的控制信號輸入端；功率因素控制及脈寬調製電路由集成電路U2，電阻R2，R3, R4, R5, R6, R7, R8, R10, Rll, R13,電容(4乂5，06乂7，二極體01，]\ )5管01 構成；單級直耦升壓電路由高頻變壓器T2、整流二極體D2、高壓電容C8構成，高壓電容 C8的正極為直流電壓輸出端；恆流控制電路由光耦U3，電阻R9，. R12, R14，電容C9組成；電阻R12—端和光耦U3 連接，另一端和LED長串電路連接；光耦U3信號輸出端和功率因素控制及脈寬調製電路連接。級直耦升壓開關電源的輸出直流電壓高於輸入交流電壓的半峰值，例如輸入交流電壓為220V時，開關電源的輸出直流電壓應大於220V*1. 414=311V。LED長串電路使用多顆IW白光LED串聯而成，每顆LED正常工作電壓約3. (Γ3. 5V,工作電流小於等於350mA，LED長串電路的正常工作電壓等於開關電源的直流輸出電壓，即高於輸入交流電壓的半峰值，例如輸入交流電壓為時，對於120顆IW白光LED長串電路，正常工作電壓約為36(T420V，高於輸入交流電壓的半峰值311V。耐高壓鋁基板為耐交流3000V高壓的散熱良好的鋁基印刷電路板，厚度約為2mm， 對於120顆IW白光LED耐高壓鋁基板面積約為300mm*M0mm。高壓絕緣導熱介質薄片取0. 8mm厚的導熱絕緣矽膠布，面積為305mm*M5mm，絕緣耐壓優於交流3000V，置於耐高壓鋁基板和LED路燈外殼的散熱板之間，緊密貼合。LED路燈外殼散熱板和LED路燈外殼透明防水罩為通用結構。對於120顆IW白光LED路燈，也可以由多個單元模塊組成，例如使用4個單元模塊每個單元模塊為30顆LED構成120顆IW白光LED路燈。單級直耦升壓開關電源主要技術參數為輸入電壓交流85V165V，輸出電壓直流 400V，恆流精度350mA士5mA，輸入交流220V時，效率為96%，PF因子大於0. 98。
權利要求1.. 一種單級直耦升壓開關電源驅動的發光二極體路燈裝置，其特徵是所說的一種單級直耦升壓開關電源驅動的LED路燈裝置包括單級直耦升壓開關電源和高壓隔離LED路燈燈頭；單級直耦升壓開關電源由抗電磁幹擾整流電路、功率因素控制及脈寬調製電路、恆流控制電路和單級直耦升壓電路組成；高壓隔離LED路燈燈頭由LED長串電路、耐高壓鋁基板、高壓絕緣導熱介質薄片、LED路燈外殼散熱板和LED路燈外殼透明防水罩構成；LED長串電路焊接在耐高壓鋁基板上，高壓絕緣導熱介質薄片置於耐高壓鋁基板和LED路燈外殼散熱板之間，依次緊密貼合；LED路燈外殼透明防水罩與LED路燈外殼散熱板密封防水，構成防水透光散熱腔體，LED長串電路、 耐高壓鋁基板、高壓絕緣導熱薄片置於該腔體中；抗電磁幹擾整流電路的直流電壓輸出端和功率因素控制及脈寬調製電路、單級直耦升壓電路連接；單級直耦升壓電路的驅動信號來自功率因素控制及脈寬調製電路；LED長串電路由LED發光二極體串聯而成；LED長串電路一端和單級直耦升壓電路的電壓輸出端連接，另一端和恆流控制電路連接；恆流控制電路的輸出信號連接到功率因素控制及脈寬調製電路的控制信號輸入端。
專利摘要本實用新型涉及一種單級直耦升壓開關電源驅動的發光二極體路燈裝置，包括單級直耦升壓開關電源和高壓隔離LED路燈燈頭，單級直耦升壓開關電源由抗電磁幹擾整流電路、功率因素控制及脈寬調製電路、恆流控制電路和單級直耦升壓電路組成，LED路燈燈頭由LED長串電路，耐高壓鋁基板，高壓絕緣導熱介質薄片，LED路燈外殼散熱板和LED路燈外殼透明防水罩組成，輸入交流電壓和開關電源輸出高壓與LED路燈燈頭之間的高壓電隔離由耐高壓鋁基板以及位於耐高壓鋁基板和LED路燈外殼散熱板之間的高壓絕緣導熱介質薄片完成。本實用新型具有效率高，溫升低，壽命長，成本低等優點，LED路燈具有高壓隔離特性好，光效高，亮度色溫一致性好，壽命長成本低等特點。
文檔編號F21V31/00GK201967190SQ20102062715
公開日2011年9月7日 申請日期2010年11月26日 優先權日2010年11月26日
發明者何德勇, 劉雲, 徐軍, 趙義博, 趙天鵬 申請人:安徽問天量子科技股份有限公司