CN103052235A - 功率因素高且电压范围宽的led恒流驱动电源 - Google Patents

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张华�
刘明日
顾吉林
汤立中
赵静
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本发明公开一种结构简单、功率因素高、输入（输出）电压范围宽且可降低使用成本的功率因素高且电压范围宽的LED恒流驱动电源，设有EMI滤波电路，EMI滤波电路的输出通过分压电路分压后与功率因素校正电路相接，与功率因素校正电路相接有零电流检测电路及输出电路，输出电路通过电流检测电路将电流信号反馈至功率因素校正电路，输出电路还分别对应地通过欠压检测电路、欠压反馈电路及过压检测电路、过压反馈电路将欠压、过压信号反馈至功率因素校正电路。

Description

功率因素高且电压范围宽的LED恒流驱动电源
技术领域
本发明涉及一种LED恒流驱动电源，尤其是一种结构简单、功率因素高、输入（输出）电压范围宽且可降低成本的功率因素高且电压范围宽的LED恒流驱动电源。
背景技术
目前，LED以其体积小、重量轻、能耗低、安全可靠、寿命长（达10万小时）等优点已在多个领域广泛应用。由于LED的亮度是通过调节电流来控制的，因此需要恒流驱动电源把供电电源（高压工频交流、低压工频交流、低压直流、高压直流等）转换为特定的电压电流。现有LED恒流驱动电源种类较多，但大多输出电压范围有限且功率因素较低，一般转换效率只在80%~90%，而转换效率高于90%的恒流驱动电源结构复杂、制造及使用成本高。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种功率因素高、输入（输出）电压范围宽且可降低成本的功率因素高且电压范围宽的LED恒流驱动电源。
本发明的技术解决方案是：一种功率因素高且电压范围宽的LED恒流驱动电源，其特征在于：设有EMI滤波电路，EMI滤波电路的输出通过分压电路分压后与功率因素校正电路相接，与功率因素校正电路相接有零电流检测电路及输出电路，输出电路通过电流检测电路将电流信号反馈至功率因素校正电路，输出电路还分别对应地通过欠压检测电路、欠压反馈电路及过压检测电路、过压反馈电路将欠压、过压信号反馈至功率因素校正电路。
所述功率因素校正电路为功率因素校正芯片IC1，所述输出电路设有脉冲变压器TF2，与脉冲变压器TF2的初级相接有电容C11，脉冲变压器TF2的次级通过电阻R24与场效应管IRLS相接，电阻R10接于场效应管IRLS的栅极与源极之间。
所述电流检测电路设有与场效应管IRLS的源极相接的互感器TF1，互感器TF1的输出与电阻R9相接。 
所述欠压检测电路设有运算放大器U1，运算放大器U1的反相端由电阻R12提供基准电压，运算放大器U1的同相端由电阻R15 及电阻R14提供检测电压，反相端与输出端之间接有相并联的电容C12及电阻R13，运算放大器U1的输出端与光偶发光元件G1-1及电阻R11相接；所述欠压反馈电路设有与光偶发光元件G1-1对应的光偶接收元件G1-2，光偶接收元件G1-2一路通过电阻R6接地，一路与功率因素校正芯片IC1的“2”脚相接，还有一路通过电容C8与功率因素校正芯片IC1的“1”脚相接。
所述过压检测电路设有运算放大器U2，运算放大器U2的反相端由电阻R18提供基准电压，运算放大器U2的同相端由电阻R16 及电阻R17提供检测电压，与电阻R16 及电阻R17相接有稳压管DZ2，运算放大器U2的反相端与输出端之间接有相并联的电容C13及电阻R20，运算放大器U2的输出端与光偶发光元件G2-1及电阻R19相接；所述过压反馈电路设有与光偶发光元件G2-1对应的光偶接收元件G2-2，光偶接收元件G2-2，光偶接收元件G2-2一路通过电阻R6接地，一路与功率因素校正芯片IC1的“2”脚相接，还有一路通过电容C8与功率因素校正芯片IC1的“1”脚相接。
本发明不仅转换效率高（99.85%），而且可为LED提供恒定度小于1%的工作电流，使LED处于稳定的工作状态，避免因环境温度变化而造成电流波动对LED使用寿命的影响；同时电压输出范围宽，即输出电压可为输入电压的两个数量级（放大或缩小100倍），以满足不同负载的需要，同时对输入电源的要求低；所设置的欠压检测电路、过压检测电路可及时发现输出电压的欠压、过压现象并通过反馈、调节而纠正，使可靠性得以提高。本发明结构简单，耗电少（关闭状态时耗电小于1μA），降低了产品的制造成本和使用成本。
附图说明
图1是本发明实施例的电路原理框图。
图2是本发明实施例的具体线路图。
具体实施方式
如图1所示：本发明实施例设有EMI滤波电路，EMI滤波电路的输出通过分压电路分压后与功率因素校正电路相接，与功率因素校正电路相接有零电流检测电路及输出电路，输出电路通过电流检测电路将电流信号反馈至功率因素校正电路，输出电路还分别对应地通过欠压检测电路、欠压反馈电路及过压检测电路、过压反馈电路将欠压、过压信号反馈至功率因素校正电路。
具体线路如图2所示：功率因素校正电路为功率因素校正芯片IC1（Ka7526）。分压电路由电阻R1、R2、R3串联，电阻R2和电阻R3的接点与功率因素校正芯片IC1的“3”脚相接，功率因素校正芯片IC1的“7”脚与输出电路相接。输出电路设有脉冲变压器TF2，与脉冲变压器TF2的初级相接有电容C11，脉冲变压器TF2的次级通过电阻R24与场效应管IRLS（N沟道MOS管）相接，电阻R10接于场效应管IRLS的栅极与源极之间，场效应管IRLS的漏极与源极之间相接有二极管D2，电容C11与功率因素校正芯片IC1的“7”脚相接。电流检测电路设有与场效应管IRLS的源极相接的互感器TF1，互感器TF1的输出与电阻R9相接后与功率因素校正芯片IC1的“4”脚相接。零电流检测电路即电阻R8，与功率因素校正芯片IC1的“5”脚相接，功率因素校正芯片IC1的“6”脚为接地端，功率因素校正芯片IC1的“8”脚由电阻R4提供工作电压，功率因素校正芯片IC1的“8”脚还与电容C6、C7相接并通过电阻R7、二极管D3与互感器TF1相接。
欠压检测电路设有运算放大器U1，运算放大器U1的反相端由电阻R12提供基准电压，运算放大器U1的同相端由电阻R15 及电阻R14提供检测电压，反相端与输出端之间接有相并联的电容C12及电阻R13，运算放大器U1的输出端与光偶发光元件G1-1及电阻R11相接；欠压反馈电路是设有与光偶发光元件G1-1对应的光偶接收元件G1-2，光偶接收元件G1-2一路通过电阻R6接地，一路与功率因素校正芯片IC1的“2”脚相接，还有一路通过电容C8与功率因素校正芯片IC1的“1”脚相接。
过压检测电路设有运算放大器U2，运算放大器U2的反相端由电阻R18提供基准电压，运算放大器U2的同相端由电阻R16 及电阻R17提供检测电压，与电阻R16 及电阻R17相接有稳压管DZ2，运算放大器U2的反相端与输出端之间接有相并联的电容C13及电阻R20，运算放大器U2的输出端与光偶发光元件G2-1及电阻R19相接；所述过压反馈电路是设有与光偶发光元件G2-1对应的光偶接收元件G2-2，光偶接收元件G2-2一路通过电阻R6接地，一路与功率因素校正芯片IC1的“2”脚相接，还有一路通过电容C8与功率因素校正芯片IC1的“1”脚相接。
光偶接收元件G1-2、G2-2均通过电阻R5提供工作电压，光偶接收元件G1-2、G2-2与地之间还相接有相并联的电容C9、C10和稳压管DZ1。
输出电路通过二极管D1、电容C12分别与电阻R11、R12、R15、R16、R18及电阻R19相接。    
工作原理：
1．供电电源经所设置的EMI滤波电路后，再经电阻分压送至功率因素校正电路，功率因素校正电路通过输出电路控制MOS管导通时间，执行PWM脉宽调制，输出电压取决于负载（LED）的数量。当IRLS断开时放电，为负载（LED）提供恒定的电流；所设置的电流检测电路将电流信号反馈至高频电源驱动电路，当输出电压异常时，MOS管的电流增大，如取样电阻上的电压超过1V时，高频电源驱动电路就停止输出，有效地保护了MOS管。
2．所设置的欠压检测电路、欠压反馈电路及过压检测电路、过压反馈电路将欠压、过压信号反馈至高频电源驱动电路，高频电源驱动电路则将反馈电压与基准电压进行比较，继而输出相应的控制电压控制脉冲的宽度，得到合理的输出电压。

Claims (5)

1.一种功率因素高且电压范围宽的LED恒流驱动电源，其特征在于：设有EMI滤波电路，EMI滤波电路的输出通过分压电路分压后与功率因素校正电路相接，与功率因素校正电路相接有零电流检测电路及输出电路，输出电路通过电流检测电路将电流信号反馈至功率因素校正电路，输出电路还分别对应地通过欠压检测电路、欠压反馈电路及过压检测电路、过压反馈电路将欠压、过压信号反馈至功率因素校正电路。
2.根据权利要求1所述的功率因素高且电压范围宽的LED恒流驱动电源，其特征在于：所述功率因素校正电路为功率因素校正芯片IC1，所述输出电路设有脉冲变压器TF2，与脉冲变压器TF2的初级相接有电容C11，脉冲变压器TF2的次级通过电阻R24与场效应管IRLS相接，电阻R10接于场效应管IRLS的栅极与源极之间。
3.根据权利要求2所述的功率因素高且电压范围宽的LED恒流驱动电源，其特征在于：所述电流检测电路设有与场效应管IRLS的源极相接的互感器TF1，互感器TF1的输出与电阻R9相接。
4.根据权利要求2或3所述的功率因素高且电压范围宽的LED恒流驱动电源，其特征在于：所述欠压检测电路设有运算放大器U1，运算放大器U1的反相端由电阻R12提供基准电压，运算放大器U1的同相端由电阻R15 及电阻R14提供检测电压，反相端与输出端之间接有相并联的电容C12及电阻R13，运算放大器U1的输出端与光偶发光元件G1-1及电阻R11相接；所述欠压反馈电路设有与光偶发光元件G1-1对应的光偶接收元件G1-2，光偶接收元件G1-2一路通过电阻R6接地，一路与功率因素校正芯片IC1的“2”脚相接，还有一路通过电容C8与功率因素校正芯片IC1的“1”脚相接。
5.根据权利要求4所述的功率因素高且电压范围宽的LED恒流驱动电源，其特征在于：所述过压检测电路设有运算放大器U2，运算放大器U2的反相端由电阻R18提供基准电压，运算放大器U2的同相端由电阻R16 及电阻R17提供检测电压，与电阻R16 及电阻R17相接有稳压管DZ2，运算放大器U2的反相端与输出端之间接有相并联的电容C13及电阻R20，运算放大器U2的输出端与光偶发光元件G2-1及电阻R19相接；所述过压反馈电路设有与光偶发光元件G2-1对应的光偶接收元件G2-2，光偶接收元件G2-2，光偶接收元件G2-2一路通过电阻R6接地，一路与功率因素校正芯片IC1的“2”脚相接，还有一路通过电容C8与功率因素校正芯片IC1的“1”脚相接。
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