功率因素高且電壓範圍寬的led恆流驅動電源的製作方法
2023-11-06 06:43:32
專利名稱：功率因素高且電壓範圍寬的led恆流驅動電源的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種LED恆流驅動電源，尤其是一種結構簡單、功率因素高、輸入(輸出)電壓範圍寬且可降低成本的功率因素高且電壓範圍寬的LED恆流驅動電源。
背景技術：
目前，LED以其體積小、重量輕、能耗低、安全可靠、壽命長(達10萬小時)等優點已在多個領域廣泛應用。由於LED的亮度是通過調節電流來控制的，因此需要恆流驅動電源把供電電源(高壓工頻交流、低壓工頻交流、低壓直流、高壓直流等)轉換為特定的電壓電流。現有LED恆流驅動電源種類較多，但大多輸出電壓範圍有限且功率因素較低，一般轉換效率只在80°/Γ90%，而轉換效率高於90%的恆流驅動電源結構複雜、製造及使用成本高。發明內容
本發明是為了解決現有技術所存在的上述技術問題，提供一種功率因素高、輸入 (輸出)電壓範圍寬且可降低成本的功率因素高且電壓範圍寬的LED恆流驅動電源。
本發明的技術解決方案是一種功率因素高且電壓範圍寬的LED恆流驅動電源， 其特徵在於設有EMI濾波電路，EMI濾波電路的輸出通過分壓電路分壓後與功率因素校正電路相接，與功率因素校正電路相接有零電流檢測電路及輸出電路，輸出電路通過電流檢測電路將電流信號反饋至功率因素校正電路，輸出電路還分別對應地通過欠壓檢測電路、 欠壓反饋電路及過壓檢測電路、過壓反饋電路將欠壓、過壓信號反饋至功率因素校正電路。
所述功率因素校正電路為功率因素校正晶片IC1，所述輸出電路設有脈衝變壓器 TF2，與脈衝變壓器TF2的初級相接有電容C11，脈衝變壓器TF2的次級通過電阻R24與場效應管IRLS相接，電阻RlO接於場效應管IRLS的柵極與源極之間。
所述電流檢測電路設有與場效應管IRLS的源極相接的互感器TF1，互感器TFl的輸出與電阻R9相接。
所述欠壓檢測電路設有運算放大器Ul，運算放大器Ul的反相端由電阻R12提供基準電壓，運算放大器Ul的同相端由電阻R15及電阻R14提供檢測電壓，反相端與輸出端之間接有相併聯的電容C12及電阻R13，運算放大器Ul的輸出端與光偶發光元件Gl-1及電阻 Rll相接；所述欠壓反饋電路設有與光偶發光元件Gl-1對應的光偶接收元件G1-2，光偶接收元件G1-2 —路通過電阻R6接地，一路與功率因素校正晶片ICl的「2」腳相接，還有一路通過電容C8與功率因素校正晶片ICl的「I」腳相接。
所述過壓檢測電路設有運算放大器U2，運算放大器U2的反相端由電阻R18提供基準電壓，運算放大器U2的同相端由電阻R16及電阻R17提供檢測電壓，與電阻R16及電阻R17相接有穩壓管DZ2，運算放大器U2的反相端與輸出端之間接有相併聯的電容C13及電阻R20，運算放大器U2的輸出端與光偶發光元件G2-1及電阻R19相接；所述過壓反饋電路設有與光偶發光元件G2-1對應的光偶接收元件G2-2，光偶接收元件G2-2，光偶接收元件 G2-2 一路通過電阻R6接地，一路與功率因素校正晶片ICl的「2」腳相接，還有一 路通過電容C8與功率因素校正晶片ICl的「I」腳相接。
本發明不僅轉換效率高(99. 85%)，而且可為LED提供恆定度小於1%的工作電流， 使LED處於穩定的工作狀態，避免因環境溫度變化而造成電流波動對LED使用壽命的影響； 同時電壓輸出範圍寬，即輸出電壓可為輸入電壓的兩個數量級(放大或縮小100倍)，以滿足不同負載的需要，同時對輸入電源的要求低；所設置的欠壓檢測電路、過壓檢測電路可及時發現輸出電壓的欠壓、過壓現象並通過反饋、調節而糾正，使可靠性得以提高。本發明結構簡單，耗電少(關閉狀態時耗電小於I μ A)，降低了產品的製造成本和使用成本。
圖1是本發明實施例的電路原理框圖。
圖2是本發明實施例的具體線路圖。
具體實施方式
如圖1所示本發明實施例設有BO濾波電路，EMI濾波電路的輸出通過分壓電路分壓後與功率因素校正電路相接，與功率因素校正電路相接有零電流檢測電路及輸出電路，輸出電路通過電流檢測電路將電流信號反饋至功率因素校正電路，輸出電路還分別對應地通過欠壓檢測電路、欠壓反饋電路及過壓檢測電路、過壓反饋電路將欠壓、過壓信號反饋至功率因素校正電路。
具體線路如圖2所示功率因素校正電路為功率因素校正晶片ICl (Ka7526)。分壓電路由電阻R1、R2、R3串聯，電阻R2和電阻R3的接點與功率因素校正晶片ICl的「3」腳相接，功率因素校正晶片ICl的「7」腳與輸出電路相接。輸出電路設有脈衝變壓器TF2，與脈衝變壓器TF2的初級相接有電容C11，脈衝變壓器TF2的次級通過電阻R24與場效應管 IRLS (N溝道MOS管)相接，電阻RlO接於場效應管IRLS的柵極與源極之間，場效應管IRLS 的漏極與源極之間相接有二極體D2，電容Cll與功率因素校正晶片ICl的「7」腳相接。電流檢測電路設有與場效應管IRLS的源極相接的互感器TFl，互感器TFl的輸出與電阻R9相接後與功率因素校正芯·片ICl的「4」腳相接。零電流檢測電路即電阻R8，與功率因素校正晶片ICl的「5」腳相接，功率因素校正晶片ICl的「6」腳為接地端，功率因素校正晶片ICl 的「8」腳由電阻R4提供工作電壓，功率因素校正晶片ICl的「8」腳還與電容C6、C7相接並通過電阻R7、二極體D3與互感器TFl相接。
欠壓檢測電路設有運算放大器Ul，運算放大器Ul的反相端由電阻R12提供基準電壓，運算放大器Ul的同相端由電阻R15及電阻R14提供檢測電壓，反相端與輸出端之間接有相併聯的電容C12及電阻R13，運算放大器Ul的輸出端與光偶發光元件Gl-1及電阻Rll 相接；欠壓反饋電路是設有與光偶發光元件Gl-1對應的光偶接收元件G1-2，光偶接收元件 G1-2 一路通過電阻R6接地，一路與功率因素校正晶片ICl的「2」腳相接，還有一路通過電容C8與功率因素校正晶片ICl的「I」腳相接。
過壓檢測電路設有運算放大器U2，運算放大器U2的反相端由電阻R18提供基準電壓，運算放大器U2的同相端由電阻R16及電阻R17提供檢測電壓，與電阻R16及電阻 R17相接有穩壓管DZ2，運算放大器U2的反相端與輸出端之間接有相併聯的電容C13及電阻R20，運算放大器U2的輸出端與光偶發光元件G2-1及電阻R19相接；所述過壓反饋電路是設有與光偶發光元件G2-1對應的光偶接收元件G2-2，光偶接收元件G2-2 —路通過電阻 R6接地，一路與功率因素校正晶片ICl的「2」腳相接，還有一路通過電容C8與功率因素校 正晶片ICl的「I」腳相接。
光偶接收元件Gl-2、G2-2均通過電阻R5提供工作電壓，光偶接收元件G1_2、G2_2 與地之間還相接有相併聯的電容C9、ClO和穩壓管DZl。
輸出電路通過二極體Dl、電容C12分別與電阻Rl1、R12、R15、R16、R18及電阻R19相接。工作原理1.供電電源經所設置的EMI濾波電路後，再經電阻分壓送至功率因素校正電路，功率 因素校正電路通過輸出電路控制MOS管導通時間，執行PWM脈寬調製，輸出電壓取決於負載 (LED)的數量。當IRLS斷開時放電，為負載(LED)提供恆定的電流；所設置的電流檢測電路 將電流信號反饋至高頻電源驅動電路，當輸出電壓異常時，MOS管的電流增大，如取樣電阻 上的電壓超過IV時，高頻電源驅動電路就停止輸出，有效地保護了 MOS管。
2.所設置的欠壓檢測電路、欠壓反饋電路及過壓檢測電路、過壓反饋電路將欠壓、 過壓信號反饋至高頻電源驅動電路，高頻電源驅動電路則將反饋電壓與基準電壓進行比 較，繼而輸出相應的控制電壓控制脈衝的寬度，得到合理的輸出電壓。
權利要求
1.一種功率因素高且電壓範圍寬的LED恆流驅動電源，其特徵在於設有EMI濾波電路，EMI濾波電路的輸出通過分壓電路分壓後與功率因素校正電路相接，與功率因素校正電路相接有零電流檢測電路及輸出電路，輸出電路通過電流檢測電路將電流信號反饋至功率因素校正電路，輸出電路還分別對應地通過欠壓檢測電路、欠壓反饋電路及過壓檢測電路、過壓反饋電路將欠壓、過壓信號反饋至功率因素校正電路。
2.根據權利要求1所述的功率因素高且電壓範圍寬的LED恆流驅動電源，其特徵在於所述功率因素校正電路為功率因素校正晶片IC1，所述輸出電路設有脈衝變壓器TF2，與脈衝變壓器TF2的初級相接有電容Cll，脈衝變壓器TF2的次級通過電阻R24與場效應管IRLS相接，電阻RlO接於場效應管IRLS的柵極與源極之間。
3.根據權利要求2所述的功率因素高且電壓範圍寬的LED恆流驅動電源，其特徵在於所述電流檢測電路設有與場效應管IRLS的源極相接的互感器TF1，互感器TFl的輸出與電阻R9相接。
4.根據權利要求2或3所述的功率因素高且電壓範圍寬的LED恆流驅動電源，其特徵在於所述欠壓檢測電路設有運算放大器Ul，運算放大器Ul的反相端由電阻R12提供基準電壓，運算放大器Ul的同相端由電阻R15及電阻R14提供檢測電壓，反相端與輸出端之間接有相併聯的電容C12及電阻R13，運算放大器Ul的輸出端與光偶發光元件Gl-1及電阻Rll相接；所述欠壓反饋電路設有與光偶發光元件Gl-1對應的光偶接收元件G1-2，光偶接收元件G1-2 —路通過電阻R6接地，一路與功率因素校正晶片ICl的「2」腳相接，還有一路通過電容C8與功率因素校正晶片ICl的「I」腳相接。
5.根據權利要求4所述的功率因素高且電壓範圍寬的LED恆流驅動電源，其特徵在於所述過壓檢測電路設有運算放大器U2，運算放大器U2的反相端由電阻R18提供基準電壓，運算放大器U2的同相端由電阻R16及電阻R17提供檢測電壓，與電阻R16及電阻R17相接有穩壓管DZ2，運算放大器U2的反相端與輸出端之間接有相併聯的電容C13及電阻R20，運算放大器U2的輸出端與光偶發光元件G2-1及電阻R19相接；所述過壓反饋電路設有與光偶發光元件G2-1對應的光偶接收元件G2-2，光偶接收元件G2-2，光偶接收元件G2-2 —路通過電阻R6接地，一路與功率因素校正晶片ICl的「2」腳相接，還有一路通過電容C8與功率因素校正晶片ICl的「I」腳相接。
全文摘要
本發明公開一種結構簡單、功率因素高、輸入(輸出)電壓範圍寬且可降低使用成本的功率因素高且電壓範圍寬的LED恆流驅動電源，設有EMI濾波電路，EMI濾波電路的輸出通過分壓電路分壓後與功率因素校正電路相接，與功率因素校正電路相接有零電流檢測電路及輸出電路，輸出電路通過電流檢測電路將電流信號反饋至功率因素校正電路，輸出電路還分別對應地通過欠壓檢測電路、欠壓反饋電路及過壓檢測電路、過壓反饋電路將欠壓、過壓信號反饋至功率因素校正電路。
文檔編號H05B37/02GK103052235SQ201210589049
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月29日 優先權日2012年12月29日
發明者周芸, 張華 , 劉明日, 顧吉林, 湯立中, 趙靜, 李夢軻 申請人:遼寧師範大學