CN102984842B - 无外置mosfet的恒流led电源 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无外置MOSFET的恒流LED电源，包括依次相连的EMI/EMC模块、桥式整流模块，所述桥式整流模块的输出依次通过开关电源DC-DC转换模块、恒流限压控制模块，最后连接到LED光源。本发明取消外置MOS管及相关驱动电路，降低了控制器的生产成本和故障率，因VIPER12A芯片集PWM控制器和高压功率MOSFET于同一芯片上，故省掉了外置MOSFET及驱动电路，使成本得到降低。通过取消高压电解电容，提高了产品使用寿命；通过采用恒流和限压的电路，使输出恒流，电流精度可达±3％，同时限压。

Description

无外置MOSFET的恒流LED电源
技术领域
本发明涉及一种LED灯电源，尤其是一种无外置MOSFET的恒流LED电源。
背景技术
LED作为一种全新的照明方式，具有寿命长，耗能低，无汞污染，应用灵活等显著优点而被视为21世纪照明光源，而在节能技术呼声高涨的今天，LED照明成为照明技术的发展主流已成为共识。为了充分发挥LED照明装置的性能及减少故障率，所用之驱动电源须根据LED自身特性而设计。LED电源成为LED产业链发展的保障，LED电源的品质直接制约了LED产品的可靠性，由于LED是特性敏感的半导体器件，又具有负温度特性，因而在应用过程中需要对其工作状态进行稳定和保护。LED器件对驱动电源的要求非常菏刻，LED不同于普通的白纸灯泡，可以直接连接220V的交流电。LED是由2～3V的低压驱动的，必须要设计复杂的变换电路；而不同用途的LED灯也需配备不同的电源适配器。国际市场上，国外客户队LED电源的效率转换、有效功率、恒流精度、电源寿命、电磁兼容的要求都非常高。由于电源在整个灯具有着如心脏般的左右，设计一款好的电源必须整合并综合考虑各个因素。
然而值得担心的是，在市场一片繁荣的背景下，LED产品质量却良莠不齐，而导致驱动电源的需求混乱。市场LED产品如火如荼的发展态势下，就LED电源企业而言，目前面临着产品本身的挑战：首先是驱动电路整体寿命不长，尤其是关键器件如电容，在高温下电容的寿命直接影响到电源的寿命；其次是LED电源的转换效率过低，从现在的市场需求来看，LED驱动器需要挑战更高的转换效率，尤其是在驱动大功率LED是更是如此，因为所有未作为光输出的功率都作为热量耗散。这不仅仅致使LED本身的寿命变短，也同时造成了电源转换的低效率，影响了LED节能效果的发挥。同时，目前市场上很多同类产品存在着巨大的缺陷，例如频闪，功率因数低等现象。
现有的LED电源一般采用传统的开关电源方案设计电路，需要用到外置MOS管和高压电解电容，而且输出恒压控制。
传统的做法，先将交流输入整流成Vbus1，Vbus1输出后面采用高压电解电容E1稳压滤波。通过传统的DC-DC开关电源电路，比如UC3842等，可以把高压直流Vbus1通过变压器转变为所需要的低压直流Vs，Vs再通过TL431等的稳压，便得到负载所需要的Vout。
传统电路存在以下几个问题：
1、成本高，寿命短。传统开关电源的做法，需要在主回路上，外置MOS管，并增加相应驱动电路，使产品成本增加。同时Vbus1后面采用高压电解电容稳压滤波，因电解电容在高压、高温下，电解液易挥发，寿命短，导致整个控制器寿命缩短。
2、恒流效果差。传统开关电源一般采用恒压控制，恒压下的LED灯，电压的微小波动都会导致电流的较大变化。电流波动大，会直接影响LED的光照强度和使用寿命。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种无外置MOSFET的恒流LED电源。
技术方案：本发明所述的无外置MOSFET的恒流LED电源，包括依次相连的EMI/EMC模块、桥式整流模块，所述桥式整流模块的输出依次通过开关电源DC-DC转换模块、恒流限压控制模块，最后连接到LED光源。
所述开关电源DC-DC转换模块包括VIPER12A芯片IC1，该VIPER12A芯片IC1的DRAIN脚通过变压器主绕组NP接桥式整流模块输出的高电平Vbus1，VIPER12A芯片IC1的SOURCE脚接地；变压器辅助绕组Naux一端接地，另一端通过二极管D1接所述Vcc1脚，所述Vcc1脚同时通过电容C2接地，所述VIPER12A芯片IC1的FB脚通过光耦IC2与所述恒流限压控制电路连接。
所述恒流限压控制电路包括三极管Q1和稳压二极管D3，变压器次级绕组Ns一端接地，另一端通过第二二极管D2和电解电容E2组成的整流滤波电路提供直流电压Vs，该直流电压Vs通过第一电阻R1接光耦IC1的1脚，所述光耦IC1的2脚连接稳压二极管D3的负极和所述三极管Q1的集电极C，所述稳压二极管D3的正极和所述三极管Q1的发射极E均接地，所述三极管Q1的基极B通过第二电阻R2接地；所述直流电压Vs和所述三极管Q1的基极B接在所述LED光源两端给LED光源供电。
所述桥式整流模块的两个输出端之间连接第一电容C1，该第一电容C1是固态电容。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：
1、取消外置MOS管及相关驱动电路，降低了控制器的生产成本和故障率。因VIPER12A芯片集PWM控制器和高压功率MOSFET于同一芯片上，故省掉了外置MOSFET及驱动电路，使成本得到降低。通过取消高压电解电容，提高了产品使用寿命。
2、通过采用恒流和限压的电路，使输出恒流，电流精度可达±3％，同时限压。
附图说明
图1是本发明的电路模块示意图；
图2是本发明的电路原理图。
具体实施方式
如图1和图2所述，本发明所述的无外置MOSFET的恒流LED电源，包括依次相连的EMI/EMC模块、桥式整流模块，所述桥式整流模块的输出依次通过开关电源DC-DC转换模块、恒流限压控制模块，最后连接到LED光源；所述开关电源DC-DC转换模块包括VIPER12A芯片IC1，该VIPER12A芯片IC1的DRAIN脚通过变压器主绕组NP接桥式整流模块输出的高电平Vbus1，VIPER12A芯片IC1的SOURCE脚接地；变压器辅助绕组Naux一端接地，另一端通过二极管D1接所述Vcc1脚，所述Vcc1脚同时通过电容C2接地，所述VIPER12A芯片IC1的FB脚通过光耦IC2与所述恒流限压控制电路连接；所述恒流限压控制电路包括三极管Q1和稳压二极管D3，变压器次级绕组Ns一端接地，另一端通过第二二极管D2和电解电容E2组成的整流滤波电路提供直流电压Vs，该直流电压Vs通过第一电阻R1接光耦IC1的1脚，所述光耦IC1的2脚连接稳压二极管D3的负极和所述三极管Q1的集电极C，所述稳压二极管D3的正极和所述三极管Q1的发射极E均接地，所述三极管Q1的基极B通过第二电阻R2接地；所述直流电压Vs和所述三极管Q1的基极B接在所述LED光源两端给LED光源供电；所述桥式整流模块的两个输出端之间连接第一电容C1，该第一电容C1是固态电容。本发明取消外置MOS管及相关驱动电路，降低了控制器的生产成本和故障率。因VIPER12A芯片集PWM控制器和高压功率MOSFET于同一芯片上，故省掉了外置MOSFET及驱动电路，使成本得到降低。通过取消高压电解电容，提高了产品使用寿命；通过采用恒流和限压的电路，使输出恒流，电流精度可达±3％，同时限压。

Claims (2)

1.无外置MOSFET的恒流LED电源，包括依次相连的EMI/EMC模块、桥式整流模块，其特征在于：所述桥式整流模块的输出依次通过开关电源DC-DC转换模块、恒流限压控制模块，最后连接到LED光源，所述开关电源DC-DC转换模块包括VIPER12A芯片IC1，该VIPER12A芯片IC1的DRAIN脚通过变压器主绕组NP接桥式整流模块输出的高电平Vbus1，VIPER12A芯片IC1的SOURCE脚接地；变压器辅助绕组Naux一端接地，另一端通过二极管D1接Vcc1脚，所述Vcc1脚同时通过电容C2接地，所述VIPER12A芯片IC1的FB脚通过光耦IC2与所述恒流限压控制电路连接，所述桥式整流模块的两个输出端之间连接第一电容C1，该第一电容C1是固态电容。
2.根据权利要求1所述无外置MOSFET的恒流LED电源，其特征在于：所述恒流限压控制电路包括三极管Q1和稳压二极管D3，变压器次级绕组Ns一端接地，另一端通过第二二极管D2和电解电容E2组成的整流滤波电路提供直流电压Vs，该直流电压Vs通过第一电阻R1接光耦IC1的1脚，所述光耦IC1的2脚连接稳压二极管D3的负极和所述三极管Q1的集电极C，所述稳压二极管D3的正极和所述三极管Q1的发射极E均接地，所述三极管Q1的基极B通过第二电阻R2接地；所述直流电压Vs和所述三极管Q1的基极B接在所述LED光源两端给LED光源供电。
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