一種高效led電源的製作方法

2023-08-03 13:08:11

專利名稱：一種高效led電源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種電源電路，具體是ー種一種高效LED電源。
背景技術：
LED作為ー種全新的照明方式，具有壽命長，耗能低，無汞汙染，應用靈活等顯著優點，發展前景廣闊。目前的LED電源大多是採用恆流輸出控制方案，需要用到隔離變壓器。如圖I所示，現有的恆流輸出控制方案，先將交流輸入整流成Vbusl，通過傳統的DC-DC開關電源電路，比如VIPER12等，把高壓直流Vbusl通過變壓器轉變為所需要的低壓直流Vs。Vs再通過TSMlOl等的恆流電路，便得到負載所需要的Vout。 現有電路存在的最主要的問題是I、效率低、體積大。傳統開關電源的做法，需要在主迴路上，使用隔離變壓器，變壓器工作時，本身會損耗10%到30%的能量，導致整個電路的效率偏低。同時變壓器一般體積較大。使用變壓器導致整個電源體積大，無法滿足ー些小空間內安裝使用的要求。2、電路複雜、成本高。傳統開關電源一般採用開關控制晶片加恆流控制晶片的兩級控制的電路模式。由於使用獨立的恆流晶片電路，使電路結構相對複雜，既增加了故障隱患，又給維修帶來了不便。使用隔離變壓器，因變壓器和晶片均屬於電路中價值較高的器件，故導致整個電源成本高，不利於大量生產和應用。3、無法控制LED工作溫度。大功率LED的產品規格書中都會標明不同環境溫度(或LED焊點的溫度)下的最高容許輸出電流的曲線圖。當周圍溫度低於安全溫度點，輸出最高容許電流保持不變；當高於安全溫度點，輸出最高容許電流隨周圍溫度升高而降低，即所謂的降額曲線。為確保LED的性能壽命不受影響，必須保證LED工作安全溫度內。但是，目前大多數LED的驅動電流設計為不隨溫度變化的恆流源，因此，當LED周圍溫度高於安全溫度點時，工作電流就不在安全區內，這將導致LED的壽命遠低於規格書的數值甚至直接損壞。而LED周圍溫度過高是由LED自身發熱導致。
發明內容本實用新型的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種高效LED電源，其電路結構簡易，效率尚。按照本實用新型提供的技術方案，所述的高效LED電源包括橋式整流模塊，所述橋式整流模塊的輸出端通過開關電源DC-DC轉換模塊連接到LED光源；所述橋式整流模塊中，整流橋的輸入端接交流電源，整流橋的正極通過第一電感連接到第一電解電容的正極，第一電解電容的負極與整流橋負極連接並接地；所述的開關電源DC-DC轉換模塊包括SSL21083晶片，SSL21083晶片的DRAIN腳與第一ニ極管的陽極連接，同時通過第二電感連接到第二電解電容的負極和LED光源的陰極；SSL21083晶片的SOURCE腳通過第二電阻接地；SSL21083晶片的HV腳、第一ニ極管的陰極、第二電解電容的正極以及LED光源的陽極均通過第一電感連接到整流橋的正極；SSL21083晶片的DVDT腳通過第三電容接SSL21083晶片的DRAIN腳；SSL21083晶片的VCC腳通過第二電容接地；SSL21083晶片的GND腳接地。進ー步的，所述SSL21083晶片的NTC腳通過第一電阻接地，第一電阻為負溫度係數熱敏電阻。所述第一ニ極管為快恢復ニ極管。SSL21083晶片的NTC腳通過第一電容接地。本實用新型的優點是1、效率高，體積小。因SSL21083晶片為高壓非隔離開關電源轉換晶片，故省掉了傳統單端反激電源中的變壓器。使電源體積大為減小，滿足了緊湊 型應用對電源的要求。同時整體電源效率大大提高，經測試效率可達O. 95。2、電路簡單，成本低。因SSL21083晶片內部集成恆流控制功能，故省掉了傳統電源中的專用恆流控制晶片及相關電路，降低了控制器的生產成本和故障率，也間接降低了電路工作時的能量損耗。3、増加LED溫度補償功能，實現LED燈具過溫保護，極大的延長了 LED的使用壽命。由於控制了 LED的工作溫度，在降低LED的發熱的同時，也減輕了燈具的空間溫度，使得LED電源的工作環境溫度亦得到降低，減輕了器件損耗，延長了電源的使用壽命。

圖I是現有技術的電路框圖。圖2是本實用新型電路框圖。圖3是本實用新型電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進ー步說明。本實用新型用於交流220V輸入，恆流輸出的LED照明，包括橋式整流模塊、開關電源DC-DC轉換模塊，橋式整流模塊的輸出端通過開關電源DC-DC轉換模塊連接到LED光源，如圖2所示。具體電路如圖3所示，包括I、橋式整流模塊。用於將交流輸入轉變為直流電壓Vbusl。2、開關電源轉換晶片SSL21083及周邊電路。如圖3，本電源為降壓型BUCK電路。所述橋式整流模塊的整流橋BDl將交流輸入變成直流電壓VbusI,Vbusl波形為半個正弦波形式。整流橋BDl的正極通過第一電感LI連接到第一電解電容El的正極，第一電解電容El的負極與整流橋BDl負極連接並接地。所述的開關電源DC-DC轉換模塊包括SSL21083晶片IC1，SSL21083晶片ICl的DRAIN腳與第一ニ極管Dl的陽極連接，同時通過第二電感L2連接到第二電解電容E2的負極和LED光源的陰極；SSL21083晶片ICl的SOURCE腳通過第二電阻R2接地；SSL21083晶片ICl的HV腳、第一ニ極管Dl的陰極、第二電解電容E2的正極以及LED光源的陽極均通過第一電感LI連接到Vbusl ;SSL21083晶片ICl的NTC腳通過第一電阻Rl接地，第一電阻Rl為負溫度係數熱敏電阻；SSL21083晶片ICl的NTC腳通過第一電容Cl接地；SSL21083晶片ICl的DVDT腳通過第三電容C3接SSL21083晶片ICl的DRAIN腳；SSL21083晶片的VCC腳通過第二電容C2接地；SSL21083晶片的GND腳接地。[0026]SSL21083晶片的HV腳內部帶有高壓電流源，用於剛上電時啟動晶片SSL21083。SSL21083晶片啟動後的供電由晶片的DVDT弓丨腳通過第三電容C3從DRAIN腳耦合電流獲得。所述橋式整流模塊輸出的直流電壓Vbusl經過第一電感LI和第一電解電容El濾波後給開關電源DC-DC轉換模塊和LED光源供電。第二電容C2用於對VCC弓丨腳的直流電壓進行濾波。SSL21083晶片內部集成PWM控制器和成高壓功率M0SFET。當MOSFET導通時，整流濾波電路輸出的直流電壓Vbusl經第二電 解電容E2濾波後給LED光源供電，此時第二電感L2用於儲能；當MOSFET關斷時，第二電感L2存儲的電能通過第一ニ極管(快恢復ニ極管)D1，經第二電解電容E2濾波後向LED光源供電。當第二電感L2上的電流降為O吋，MOSFET重新開啟。當MOSFET導通時，流過LED的電流，通過第二電阻R2採樣送到SSL21083晶片的SOURCE腳。SSL21083晶片內部自帶峰值電流檢測電路，當採樣的SOURCE腳的電壓達到該引腳允許的電壓的極限值Vth (Source)時，SSL21083晶片內部自帶的峰值電流檢測電路開始動態調整開關佔空比，使得輸出電流保持恆定。LED光源上的平均電流為Ioutニ Vth (Source) /2R2 =0. 5/2R2=0. 25/R2 。第一電容Cl用於濾波，第一電阻Rl用於監測LED光源的工作溫度，流經第一電阻Rl的電流為固定值。當環境溫度低於LED安全溫度，Vntc高於O. 5V時，輸出LED電流保持恆定，並由(0.25/R2)設定。當周圍溫度高於LED安全溫度時，第二電阻R2阻值因溫度升高而減小，故Vntc管腳的電壓降低。當Vntc電壓低於O. 5V時，SSL21083晶片會控制Iout隨周圍溫度升高而降低，使LED光照強度降低，從而降低發熱，實現對LED燈的過溫保護。
權利要求1.一種高效LED電源，包括橋式整流模塊，其特徵是所述橋式整流模塊的輸出端通過開關電源DC-DC轉換模塊連接到LED光源；所述橋式整流模塊中，整流橋(BDl)的輸入端接交流電源，整流橋(BDl)的正極通過第一電感(LI)連接到第一電解電容(El)的正極，第一電解電容(El)的負極與整流橋(BDl)負極連接並接地；所述的開關電源DC-DC轉換模塊包括SSL21083晶片，SSL21083晶片的DRAIN腳與第一二極體(Dl)的陽極連接，同時通過第二電感(L2)連接到第二電解電容(E2)的負極和LED光源的陰極；SSL21083晶片的SOURCE腳通過第二電阻(R2)接地；SSL21083晶片的HV腳、第一二極體(Dl)的陰極、第二電解電容(E2)的正極以及LED光源的陽極均通過第一電感(LI)連接到整流橋(BDl)的正極；SSL21083晶片的DVDT腳通過第三電容(C3)接SSL21083晶片的DRAIN腳；SSL21083晶片的VCC腳通過第二電容(C2)接地；SSL21083晶片的GND腳接地。
2.如權利要求I所述的一種高效LED電源，其特徵是，所述SSL21083晶片的NTC腳通過第一電阻(Rl)接地，第一電阻(Rl)為負溫度係數熱敏電阻。
3.如權利要求I所述的一種高效LED電源，其特徵是，所述第一二極體(Dl)為快恢復 二極體。
4.如權利要求I所述的一種高效LED電源，其特徵是，SSL21083晶片的NTC腳通過第一電容(Cl)接地。
專利摘要本實用新型涉及一種高效LED電源，它包括橋式整流模塊、開關電源DC-DC轉換模塊，所述橋式整流模塊的輸出端通過開關電源DC-DC轉換模塊連接到LED光源。所述開關電源DC-DC轉換模塊包括SSL21083晶片。本實用新型的優點是通過取消變壓器和獨立的恆流控制電路，大為提高了電源的工作效率，減小了電源體積，降低了產品成本；通過自帶的LED溫度補償電路，控制了LED的工作溫度，實現了LED光源的過溫保護，延長了電源及燈具的使用壽命。
文檔編號H02M3/06GK202652591SQ20122019979
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月5日 優先權日2012年5月5日
發明者陳忠勝, 陳輝斌 申請人:無錫捷威電子有限公司