CN102006703A

CN102006703A - Led灯具驱动电源

Info

Publication number: CN102006703A
Application number: CN2010105887634A
Authority: CN
Inventors: 何志雄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2011-04-06

Abstract

本发明公开的一种LED灯具驱动电源，含自激振荡开关电路，自激振荡开关电路的输入端连接升压电路输出端，自激振荡开关电路的输出端连接LED灯串；通过升压电路把市电220V升压，得到的电压通过自激振荡开关电路自动调压驱动LED灯串，与传统的非隔离串联式LED灯驱动电源相比，本发明通过升压工作使得电路结构更简单，电源的转换效率大大提高。

Description

LED灯具驱动电源

技术领域

本发明涉及LED灯具驱动电源，特别是一种LED灯具驱动电源。

背景技术

现有LED灯具发光源基本由若干个LED发光二极管串联构成，采用220V交流电(市电)驱动电源工作，常规的LED灯具电源均采用市电非隔离电源降压方式驱动，常规的开关电源效率75-85％，由于LED灯具需要采用恒流驱动，因此应用反馈电路对其进行恒流控制，一般需要大量分立元件构建低损耗复杂的反馈电路，也有采用集成芯片和少量的分立元件构建简单的反馈电路，这两种方式都会使产品的制造成本大增，并且电源效率均在95％以下。

发明内容

为解决上述LED灯具驱动电源电路复杂及电源效率较低的问题，本发明旨在提出一种LED灯具驱动电源。

本发明解决上述问题采用的技术方案是：LED灯具驱动电源，含自激振荡开关电路，其特征在于：自激振荡开关电路的输入端连接升压电路输出端，自激振荡开关电路的输出端连接LED灯串。

上述的升压电路为桥式整流滤波电路，桥式整流滤波电路由二极管D1、D2、D3、D4及滤波电容C1连接构成；所述的自激振荡开关电路由电阻R1、R2、三极管Q1、变压器B1、二极D5、电容C2、C3连接构成自激振荡升压电路；自激振荡升压电路的输出端连接LED灯串；通过桥式整流滤波电路把市电220V升压至260V，灯串的工作电压与市电的差额电压部分由自激振荡升压电路补给，这样子通过简单的电路结构即可大大提高电源的转换效率。

上述的升压电路为全波倍压整流电路和桥式整流滤波电路连接构成，全波倍压整流电路由二极管D1、D2、D3、D4和电容C1、C2、C3连接组成，桥式整流滤波电路由二极管D5、D6、D7、D8及滤波电容C4连接构成；自激振荡开关电路由二极管D9、三极管Q1、电容C5、C6、电阻R1、R2、R3连接构成降压开关电源振荡电路；降压开关电源振荡电路的输出端连接LED灯串；通过全波倍压整流电路把输入的220V市电升压整流到超过LED灯串的工作电压，然后通过降压开关电源振荡电路把电压降至LED灯串的工作电压，这样子可大大提高电源的转换效率。

上述的的自激振荡升压电路与LED灯串之间连接一由电阻R3、电容C4、三极管Q2连接组成的缓亮电路，缓亮电路检测到LED灯串上的电压时，软启动自激振荡升压电路进行升压振荡；LED灯串串联一由二极管D6、可调电阻W1、电阻R5组的成调光电路，调光电路的可调电阻W1与缓亮电路中的三极管Q2之间串接电阻R4；通过调光电路可调节LED灯串的工作电源大小进而控制其亮度。

上述的降压开关电源振荡电路与LED灯串之间连接一可控制降压开关电源振荡电路工作的恒流源输出电路，恒流源输出电路由电阻R4与三极管Q2连接组成，电阻R1连接在三极管Q2的集电极与三极管Q1的基极之间，C6的正极连接在三极管Q2的基极，三极管Q2的射极与C6负极之间连接LED灯串，通过恒流源输出电路恒电流驱动LED灯串工作。

上述LED灯串的LED个数为97个～114个，其工作安全电压范围为220V～265V。

本发明的有益效果是：通过升压电路把市电220V升压，得到的电压通过自激振荡开关电路自动调压驱动LED灯串，与传统的非隔离串联式LED灯驱动电源相比，本发明通过升压工作使得电路结构更简单，电源的转换效率大大提高。

附图说明

图1为本发明实施例一的电路图。

图2为本发明实施例二的电路图。

图中附图标识：1.升压电路；2.自激振荡开关电路；3.LED灯串；4.缓亮电路；5.调光电路；6.恒流源输出电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例一(以LED灯串是由114颗LED串联为例)：

如图1所示的一种LED灯具驱动电源，包括升压电路1、自激振荡开关电路2；升压电路1为桥式整流滤波电路，桥式整流滤波电路由二极管D1～D4及滤波电容C1连接构成；自激振荡开关电路由电阻R1、R2、三极管Q1、变压器B1、二极D5、电容C2、C3连接构成自激振荡升压电路1；桥式整流滤波电路通过通过电容C1两端与自激振荡升压电路1的输入端连接；自激振荡升压电路1的输出端连接LED灯串3，本实施中LED灯串3是由114颗LED串联(LED1～LED114)为例，本实施中自激振荡升压电路1与LED灯串3之间连接一由电阻R3、电容C4、三极管Q2连接组成的缓亮电路4；LED灯串3串联一由二极管D6、可调电阻W1、电阻R5组的成调光电路5，调光电路5的可调电阻W1与缓亮电路4中的三极管Q2之间串接电阻R4，通过调节电阻W1可控制LED灯串3的工作电流进行控制其发光亮度。

下面详细说明本发明的工作原理和实施动作。

如图1所示，将本发明连接上220V交流电，220V交流电经过二极管D1～D4整流后再经电容C1滤波输出260多伏特的电压，而本发明114颗LED串联所需要的工作电压为3.2×114＝364V，还差约100V由自激振荡升压电路1升压提供；二极管D1～D4和电容C1组成桥式整流滤波电路；自激振荡开关电路2由电阻R1、R2、三极管Q1、变压器B1、二极D5、电容C2、C3连接构成自激振荡升压电路1，电阻R1的电压取自LED112可以保证LED灯串3回路基本完整，只有LED灯串3回路基本完整，电压才能通过R1对Q1提供基极电流，当三极管Q1导通，变压器B1输出级会感应正向电压，通过电阻R2、电容C2使三极管Q1进一步导通，形成正激励，当电容C2充电结束，三极管Q1导通下降，变压器B1要维持电流方向不变会感应产生反电动势，导致输出感应电压相反，通过电容C2和电阻R2让三极管Q1快速截止，形成完整的振荡过程。在三极管Q1截止时反电动势叠加电容C1上的电压，通过二极管D5向电容C3充电，形成回路，这样升压回路只要升压高压超过电源电压部分的电压，就能给灯串提供电源，提高了整个供电回路的电源效率，可以达到95％。

电阻R3、电容C4和三极管Q2组成缓亮电路4，当LED112灯出现电压，通过R3和C4，给Q2基极提供偏置，Q2导通旁路掉Q1基极电流，Q1不工作，随着电容电压的上升，充电结束，Q2截止，Q1导通，升压振荡工作。

二极管D6、可调电阻W1、电阻R4、R5和三极管Q2组成调光电路5，二极管D6、可调电阻W1和电阻R5串联在灯串回路中，检测LED灯串3的电流大小；电流大，二极管D6、电阻W1、R5压降上升，高电压通过电阻R4进入三极管Q2基极，三极管Q2导通而关闭三极管Q1，升压停止。LED灯串3对电容C3放电，升压停止不能对电容C3补充电源，电压会下降，导致LED灯串3电流下降，下降后D6、W1和R5压降下降，电阻R4没电流进入三极管Q2，三极管Q2截止，三极管Q1恢复工作，升压电路1重新进入升压，这样反复控制，电流就可以恒定在一个数值内，二极管D6和可调电阻W1并联，然后串联在电阻R6上，最大可以垫高灯串电压0.7V，调节W1的位置，可以调节垫高的数值0-0.7V之间，调到最下面，LED灯串工作电流最大，调到上面，LED灯串工作电流最小。

实施例二：(以LED灯串3是由114颗LED串联为例)：

如图2所示，升压电路1为全波倍压整流电路和桥式整流滤波电路连接构成，全波倍压整流电路由二极管D1、D2、D3、D4和电容C1、C2、C3连接组成，桥式整流滤波电路由二极管D5、D6、D7、D8及滤波电容C4连接构成；自激振荡开关电路2由二极管D9、三极管Q1、电容C5、C6、电阻R1、R2、R3连接构成降压开关电源振荡电路；降压开关电源振荡电路的输出端连接LED灯串3，降压开关电源振荡电路与LED灯串3之间连接一可控制降压开关电源振荡电路工作的恒流源输出电路6，恒流源输出电路6由电阻R4与三极管Q2连接组成，电阻R1连接在三极管Q2的集电极与三极管Q1的基极之间，C6的正极连接在三极管Q2的基极，三极管Q2的射极与C6负极之间连接LED灯串3。

在图2中，二极管D5～D8和电容C4组成常规桥式整流滤波电路；二极管D1～D4、电容C1～C3组成全波倍压电路，市电220V进入是A和B点。当A为电源正半周时，通过二极管D5、D4对电容C2充电，电容C1通过二极管D1对电容C3充电，从二极管D4、电容C2进入B形成回路。当B为电源正半周时，通过二极管D7、D3对电容C1充电，电容C2通过二极管D2对电容C3充电，从二极管D3、电容C1进入A形成回路，如此反复对电容C3进行充电，电容C4加电容C3电压，就产生两倍的电源电压。自激振荡开关电路由二极管D9、三极管Q1、电容C5、C6、电阻R1、R2、R3连接构成降压开关电源振荡电路；电阻R1、R2提供三极管Q1基极偏置，三极管Q1导通，三极管Q1进入放大导通状态，电流经过变压器B1，电容C6和负载形成回路。此时变压器B1两端加了正向电压，变压器激励绕组会感应上正向电压，通过电容C5和电阻R3进入Q1基极，此时三极管Q1上的基极电压得到增强，三极管Q1进入饱和导通。随着电容C5两端电压的上升，可经过电容C5电流减少，三极管Q1基极电流也就减少，导致三极管Q1导通下降，流经B1上电流减少，由于变压器磁性的记忆作用，电流的减少会导致B1上会产生反向电压，此时变压器激励绕组也就感应到反向电压，导致三极管Q1基极加了反压，迫使三极管Q1迅速退出导通，进入完全截止状态，这样一个导通和截止完成一个震荡过程。变压器上的反电动式通过二极管D9直接连接整流电源上的电容C4，相当把电源直接和反电动式相互串联，将电源和反电动式对电容C6充电，开关电源只需提供高于电源的部分能量，其他直接取自市电，无须转换，这种串联降压电路的效率大大提高，可以超过97％。

电阻R4为电流取样电阻，当R4电阻2端的压降达到0.62V，三极管Q2导通，R1上的电流被三极管Q2短接到电容C6负载上，Q1失去基极电流，自激振荡停止工作；随着负载对电容C6的放电，电容C6上电压下降，电压的下降导致流过电阻R4电流下降，电阻R4上的电压也下降，三极管Q2截止，第一部分的开关电路恢复自激震荡，电容C6电压上升，输出电流增加，电阻R4上电压也就增加。流过R4电流的大小产生的电压控制着三极管Q2的导通与截止，三极管Q2又控制着第一部分开关电路的工作与停止，这种不断快速反复控制，让流过电阻R4电流保持恒流不变，输出电流也就保持恒流不变，确保LED灯串3在恒流状态下工作。本电路增加了二极管D10，是为了让三极管Q2能关闭进入饱和状态的三极管Q1，三极管Q2的控制能量更强，更可靠。

Claims

1.LED灯具驱动电源，含自激振荡开关电路，其特征在于：自激振荡开关电路的输入端连接升压电路输出端，自激振荡开关电路的输出端连接LED灯串。

2.如权利要求1所述的LED灯具驱动电源，其特征在于：所述的升压电路为桥式整流滤波电路，桥式整流滤波电路由二极管D1、D2、D3、D4及滤波电容C1连接构成；所述的自激振荡开关电路由电阻R1、R2、三极管Q1、变压器B1、二极D5、电容C2、C3连接构成自激振荡升压电路；自激振荡升压电路的输出端连接LED灯串。

3.如权利要求1所述的LED灯具驱动电源，其特征在于：所述的升压电路为全波倍压整流电路和桥式整流滤波电路连接构成，全波倍压整流电路由二极管D1、D2、D3、D4和电容C1、C2、C3连接组成，桥式整流滤波电路由二极管D5、D6、D7、D8及滤波电容C4连接构成；自激振荡开关电路由二极管D9、三极管Q1、电容C5、C6、电阻R1、R2、R3连接构成降压开关电源振荡电路；降压开关电源振荡电路的输出端连接LED灯串。

4.如权利要求1或2所述的LED灯具驱动电源，其特征在于：所述的自激振荡升压电路与LED灯串之间连接一由电阻R3、电容C4、三极管Q2连接组成的缓亮电路；LED灯串串联一由二极管D6、可调电阻W1、电阻R5组的成调光电路，调光电路的可调电阻W1与缓亮电路中的三极管Q2之间串接电阻R4。

5.如权利要求3所述的LED灯具驱动电源，其特征在于：降压开关电源振荡电路与LED灯串之间连接一可控制降压开关电源振荡电路工作的恒流源输出电路，恒流源输出电路由电阻R4与三极管Q2连接组成，电阻R1连接在三极管Q2的集电极与三极管Q1的基极之间，C6的正极连接在三极管Q2的基极，三极管Q2的射极与C6负极之间连接LED灯串。

6.如权利要求1所述的LED灯具驱动电源，其特征在于：LED灯串的LED个数为97个～114个。