CN101621871B - 新型大功率led驱动电源 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型大功率LED驱动电源，它包括防护滤波整流和PFC电路，防护滤波整流和PFC电路的输入端连接电源，输出端接半桥串联谐振电路，半桥串联谐振电路的输出端接同步整流电路，同步整流电路的输出端接电流采样电路和电压采样电路，电流采样电路的一路输出接负载，另一路输出接同相放大电路，同相加法器电路的一路输入接同相放大电路的输出端，另一路输入与外部输出电流控制信号连接，同相加法器电路和电压采样电路的输出端一同接反馈控制电路的输入端，反馈控制电路的两路输出分别接半桥串联谐振电路和同步整流电路，本发明能够根据外部控制信号线性调节输出电流大小，可智能调光，最大限度实现节能降耗，具有转换效率高、温升低、始终恒流输出等优点。
Description
技术领域
本发明为一款高效率、输出电流一定范围内可调的新型大功率LED驱动电源，属于LED照明系统中的恒流控制器，以及作为其他恒流驱动要求场合的驱动器。
背景技术
当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是未来面临的重要问题。在照明领域，LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED作为一种新型的绿色光源产品，具有高节能(相同照明效果比传统光源节能80％以上)、长寿命(使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上)等优良特性，必然是未来发展的趋势，所以LED的驱动电源作为LED照明系统的核心，对其转换效率、输出电流智能调节、成本、可靠性等方面也就有了更高的要求。目前，传统隔离AC/DC开关电源、LED专用恒流电源较少，效率也比较低，且多无调光接口。
发明内容
本发明的目的在于根据对LED驱动技术的要求，改进现有驱动电源的不足，提供一种新型大功率LED驱动电源，具有转换效率高、输出电流一定范围内连续可调、并且成本低的优点；在传统电压源的基础上实现恒流控制。
本发明的技术方案是：一种新型大功率LED驱动电源，特点是，它包括防护滤波整流和PFC电路、半桥串联谐振电路、同步整流电路、电流采样电路、电压采样电路、同相放大电路、同相加法器电路以及反馈控制电路，其中，防护滤波整流和PFC电路的输入端连接电源，输出端连接半桥串联谐振电路，半桥串联谐振电路的输出端连接同步整流电路，同步整流电路的输出端连接电流采样电路、电压采样电路，电流采样电路的一路输出连接负载，另一路输出连接同相放大电路，同相放大电路的输出端连接同相加法器电路的一路输入端，同相加法器电路的另一路输入端与外部输入的输出电流控制信号连接，同相加法器电路的输出端与电压采样电路的输出端一同接在反馈控制电路的输入端，反馈控制电路的两路输出分别连接半桥串联谐振电路和同步整流电路的另一路输入。
所述的同相加法器电路由运算放大器U4B、电阻R30、R31、R32、R33、R34、R35、R202、R203及电容C10、C17组成，其中由运算放大器U4B的同相输入端并联电阻R32、R33，电阻R32的另一端并联电阻R34、R35，电阻R35上并联电容C17，电阻R34的另一端与外部输入的输出电流控制信号连接作为同相加法器电路的一路输入，电阻R33的另一端并联电阻R202、R203，电阻R202的另一端与同相放大电路的输出端连接，电容C10和电阻R30并联接在运算放大器U4B的反相输入端与输出端之间，电阻R31接运算放大器U4B反相输入端到地。
所述的同相放大电路由运算放大器U4A、电阻R204、R205、R206及电容C201、C202组成，其中由运算放大器U4A的同相输入端并联电阻R206和电容C202，电阻R206的另一端与电流采样电路的输出端连接，电容C201与电阻R204并联接在运算放大器U4A的反相输入端与输出端之间，电阻R205接运算放大器U4A反相输入端到地。
所述的电压采样电路由电阻R207、R208、R209组成，电阻R207、R208 串联，R207的另一端与同步整流电路的输出端连接，电阻R208的另一端接反馈控制电路的输入端，电阻R209的一端接反馈控制电路的输入端，另一端接地。
所述的电流采样电路由电流采样元件RS1组成，RS1的输入端与同步整流电路的输出端连接，RS1的输出端一路与负载相连，另一路与同相放大电路的输入端连接。
防护滤波整流和PFC电路可以为常用电路组成，其防护部分包括有压敏电阻、热敏电阻、保险管等，滤波部分由2级共模电感、X电容、Y电容等组成，整流部分由整流桥组成，PFC电路为PFC专用控制芯片CM6807应用电路组成。
半桥串联谐振电路、同步整流电路和反馈控制电路可以皆为CM6900G电源控制芯片典型应用电路组成。
与已有技术相比，本发明提供了一种高效率的恒流驱动解决方案，能够根据外部控制信号线性调节输出电流大小，便于智能调光，最大限度地实现节能降耗，具有转换效率高、温升低、始终恒流输出等优点，采用隔离方式并具有过流、过压保护功能，延长了整个照明系统的使用寿命，提高了其安全性及可靠性。
下面结合附图及实施例对本发明做详细地描述。
附图说明
图1-本发明的电路原理框图；
图2-本发明的电路结构示意图(防护滤波整流PFC电路)；
图3-本发明的电路结构示意图。
具体实施方式
本发明的结构参考图1、图2、图3，它包括防护滤波整流PFC电路1、半桥串联谐振电路2、同步整流电路3、电流采样电路4、电压采样电路5、同相放大电路6、同相加法器电路7以及反馈控制电路8。
防护滤波整流和PFC电路1的输入端外接交流输入电源，输出端连接半桥串联谐振电路2，半桥串联谐振电路2的输出端连接同步整流电路3，同步整流电路3的输出端连接电压采样电路5和电流采样电路4；
电流采样电路4由电流采样元件RS1组成，RS1的输入端与同步整流电路3的输出端连接，RS1的输出端一路与负载相连，将输出电流信号转换为电压信号，另一路与同相放大电路6的输入端连接；
同相放大电路6由运算放大器U4A、电阻R204、R205、R206及电容C201、C202组成，其中由运算放大器U4A的同相输入端并联R206和C202，R206的另一端与电流采样电路4的输出端连接，输出电流采样信号经R206接到运算放大器U4A同相输入端，C202连接运算放大器U4A同相输入端到地，C201与R204并联接在运算放大器U4A的反相输入端与输出端之间，R205接运算放大器U4A反相输入端到地；
同相加法器电路7由运算放大器U4B、电阻R30、R31、R32、R33、R34、R35、R202、R203及电容C10、C17组成，其中由运算放大器U4B的同相输入端并联R32、R33，R32的另一端并联R34、R35，C17与R35两端并联，R33的另一端并联R202、R203，R202的另一端与同相放大电路6的输出端连接，将输出的电流信号作为同相加法器电路7的一路输入，C10和R30并联接在运算放大器U4B的反相输入端与输出端之间，R31接 运算放大器U4B反相输入端到地。R202、R203对同相放大电路6的输出信号分压，通过R33接运算放大器U4B的同相输入端，R34的另一端与外部输入的输出电流控制信号连接作为同相加法器电路7的另一路输入，R34、R35对外部输出电流控制信号分压，通过R32接至运算放大器U4B的同相输入端，R30、R31设置负反馈放大比例，C17去耦电容，C10作为补偿电容应用；同相加法器电路7的输出端接反馈控制电路8的输入端；
电压采样电路5由电阻R207、R208、R209组成，R207、R208串联，R207的另一端接同步整流电路3的输出端，电阻R208的另一端接反馈控制电路8的输入端，R209的一端接地，另一端也同接反馈控制电路8的输入端；
反馈控制电路8的两路输出分别接在半桥串联谐振电路2和同步整流电路3的另一路输入端；
CM6900G典型电路构成的反馈控制电路8能够起到核心的控制作用，防护滤波整流和PFC电路1起到输入浪涌防护、滤波、整流和功率因数校正功能，半桥串联谐振电路2和同步整流电路3则完成主功率回路的电源转换。
下面简述一下本发明的工作原理：
通过串联在主回路上的电流采样电路4，将输出电流信号转变为小电压信号，该小电压信号经运放构成的同相放大电路6放大后，得到后级可用的驱动信号，再经电阻(R202、R203)分压作为后级同相加法器电路7的一个输入，外部输入的输出电流控制信号经电阻(R34、R35)分压后作为同相加法器电路7的另一个输入信号，同相加法器电路7的输出信号综 合了输出电流信息和外部对输出电流的调节控制信息，此信号反馈至反馈控制电路8的输入端，反馈控制电路8根据输入信号对半桥串联谐振电路2和同步整流电路3进行控制作用，从而实现恒流控制。本电路将电流反馈过来的信号和外部控制信号做加法，反馈至控制芯片，从而实现2个信号结合对输出电流控制，从而达到输出恒流及输出电流可调。
通过调整上述加法电路的两个输入信号端的电阻分压比，就可分别设定驱动器的最大输出电流、以及外部控制信号对输出电流的调节范围。
Claims (5)
1.一种新型大功率LED驱动电源，其特征是，它包括防护滤波整流和PFC电路(1)、半桥串联谐振电路(2)、同步整流电路(3)、电流采样电路(4)、电压采样电路(5)、同相放大电路(6)、同相加法器电路(7)以及反馈控制电路(8)，其中，防护滤波整流和PFC电路(1)的输入端连接电源，输出端连接半桥串联谐振电路(2)，半桥串联谐振电路(2)的输出端连接同步整流电路(3)，同步整流电路(3)的输出端连接电流采样电路(4)、电压采样电路(5)，电流采样电路(4)的一路输出连接负载，另一路输出连接同相放大电路(6)，同相放大电路(6)的输出端连接同相加法器电路(7)的一路输入端，同相加法器电路(7)的另一路输入端与外部输入的输出电流控制信号连接，同相加法器电路(7)的输出端与电压采样电路(5)的输出端一同接在反馈控制电路(8)的输入端，反馈控制电路(8)的两路输出分别连接半桥串联谐振电路(2)和同步整流电路(3)的另一路输入。
2.根据权利要求1所述的新型大功率LED驱动电源，其特征是，所述的同相加法器电路(7)由运算放大器U4B、电阻R30、R31、R32、R33、R34、R35、R202、R203及电容C10、C17组成，其中由运算放大器U4B的同相输入端并联电阻R32、R33，电阻R32的另一端并联电阻R34、R35，电阻R35上并联电容C17，电阻R34的另一端与外部输入的输出电流控制信号连接作为同相加法器电路(7)的一路输入，电阻R33的另一端并联电阻R202、R203，电阻R202的另一端与同相放大电路(6)的输出端连接，电容C10和电阻R30并联接在运算放大器U4B的反相输入端与输出端之间，电阻R31接运算放大器U4B反相输入端到地。
3.根据权利要求1所述的新型大功率LED驱动电源，其特征是，所述的同相放大电路(6)由运算放大器U4A、电阻R204、R205、R206及电容C201、C202组成，其中由运算放大器U4A的同相输入端并联电阻R206和电容C202，电阻R206的另一端与电流采样电路(4)的输出端连接，电容C201与电阻R204并联接在运算放大器U4A的反相输入端与输出端之间，电阻R205接运算放大器U4A反相输入端到地。
4.根据权利要求1所述的新型大功率LED驱动电源，其特征是，所述的电压采样电路(5)由电阻R207、R208、R209组成，电阻R207、R208串联，R207的另一端与同步整流电路(3)的输出端连接，电阻R208的另一端接反馈控制电路(8)的输入端，电阻R209的一端接反馈控制电路(8)的输入端，另一端接地。
5.根据权利要求1所述的新型大功率LED驱动电源，其特征是，所述的电流采样电路(4)由电流采样元件RS1组成，RS1的输入端与同步整流电路(3)的输出端连接，RS1的输出端一路与负载相连，另一路与同相放大电路(6)的输入端连接。
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