CN103796393B - 一种具有匹配恒流电源的高效率dc/dc电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有匹配恒流电源的高效率DC/DC电路，包括：单级PFC恒流电源、恒流接收调理电路、电流比例跟随电路以及DC/DC变换器；其中单级PFC恒流电源、恒流接收调理电路、电流比例跟随电路以及DC/DC变换器依次电性连接。本发明提出一种低成本、低纹波、高效率、无频闪的DC/DC恒流电路。
Description
技术领域
本发明涉及LED驱动电源领域，特别是指一种具有匹配LED恒流电源的DC/DC电路。
背景技术
众所周知，LED照明具有能效高、寿命长和绿色环保等优势，被视为最有潜力的下一代照明光源，近年来LED照明市场获得了迅速的发展。单级PFC原边恒流控制的恒流电源，这是目前成本最低LED恒流电源，由于其功率转换效率高、系统成本低、体积小而在LED照明领域获得了广泛的应用。但是由于单级PFC拓扑结构固有的低频纹波，单级PFC拓扑结构高达3-10V固有的100赫兹低频纹波。
1.单级PFC的电源纹波太大，频闪严重，对人的视力有很大的影响，因此为了健康尽量不采用。
2.一些要求低纹波的场合如电台、电视台应用也受到限制。
尽管如此，无论国内还是国外30-50W LED电源大都采用单级PFC拓扑结构，
主要原因：电路简洁，成本低。
而目前降低纹波大致两种方案：
a.单级PFC恒压源加DC-DC变换器，但EMI和成本都会上去。
b.单级PFC恒压源加普通的线性恒流，相对于DC-DC的EMI会好，但由于LED的VF一致性不会很好，在负载LED VF偏低的情况下，线性恒流压降高、损耗大。
目前应用最多的20-50W LED电源，大都是原边具有恒流功能的单级PFC芯片，这种拓扑结构即能提高功率因数（0.95以上）,恒流采样放大都在原边，省去了光电耦合器、LM358等运算放大器、电流采样电阻等相关元器件，它的成本最低、电路最简洁、颇受客户青睐。
但是由于单级PFC拓扑结构固有的低频纹波大，频闪的问题仍不能解决。
发明内容
本发明提出一种低成本、低纹波、高效率、无频闪的DC/DC恒流电路。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种具有匹配恒流电源的高效率DC/DC电路，包括：单级PFC恒流电源、恒流接收调理电路、电流比例跟随电路以及DC/DC变换器；其中单级PFC恒流电源、恒流接收调理电路、电流比例跟随电路以及DC/DC变换器依次电性连接。
优选的，所述恒流接收调理电路由单运放LMV951构成。
优选的，所述电流比例跟随电路由单运放LMV951和DC/DC控制芯片SMD802构成。
优选的，DC/DC变换器包括DC/DC控制芯片SMD802。
优选的，所述单运放LMV951的5脚和DC/DC控制芯片SMD802的4脚连接；SMD802的8脚通过R25和单运放LMV951的反向输入端4脚连接；SMD802的5脚6脚短接后通过R27和单运放LMV951的反向输入端4脚连接；单运放LMV951的输出端1脚通过R33、R29和LED-端连接。
本发明采用两级电源，第一级电源是单级PFC原边恒流控制的恒流电源，第二级电源是DC/DC模块，由恒流接收调理电路，电流比例跟随电路，DC/DC变换器所组成，工作频率较高几百KHZ,可以斩断和抑制3-10V的100赫兹低频纹波。本发明电路既可以接收来自前级的恒流信号，同时又能消除纹波，且成本低，效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具有匹配恒流电源的高效率DC/DC电路的电路框图；
图2为本发明一种具有匹配恒流电源的高效率DC/DC电路的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1与图2所示，本发明的一种具有匹配恒流电源的高效率DC/DC电路，包括：单级PFC恒流电源、恒流接收调理电路、电流比例跟随电路以及DC/DC变换器；其中单级PFC恒流电源、恒流接收调理电路、电流比例跟随电路以及DC/DC变换器依次电性连接。其中单级PFC恒流电源可以称为第一级AC/DC恒流电源；电流比例跟随电路控制着DC/DC变换器及恒流输出单元工作状态以及恒流的大小。现有的若只是单独使用单级PFC恒流电源由于整流后没有电解电容，当输出端的电解不够大时，则会产生波纹，对于使用者而言则可能产生频闪，例如对于电视台使用时，拍照就容易看出屏闪，因此无法使用；而若进行消除时，由于单级PFC恒流电源为恒流电源，DC/DC电源市场上多为接收恒压电源，因此无法直接接收单级PFC恒流电源。本发明中采用两级电源，第一级为单级PFC原边恒流控制的恒流电源,第二级电源是DC/DC模块，是降压式DC/DC电路也可称斩波器，工作频率较高几百KHZ,可以斩断和抑制3-10V的100赫兹低频纹波。是由恒流接收调理电路，电流比例跟随电路，DC/DC变换器所组成。电流比例跟随器由单运算放大器LMV951和DC/DC恒流控制芯片SMD802及周边元件组成。LMV951的5脚是休眠接口，输入高电平就可令LMV951进入休眠状态，维持电流只需5uA,将其和SMD802的脉冲驱动端口连接，可提高整机的效率。一般DC/DC恒流芯片效率大都在96%左右，而本发明DC/DC模块其效率在98.5%.所以两级电源相加后整体效率高。由单运算放大器LMV951和DC/DC恒流控制芯片SMD802及周边元件组成DC/DC模块，可以接收来自前级的恒流信号。
具体的，请参见图2，恒流接收调理电路主要由LMV951及周边元件组成；LMV951为低功耗芯片，LMV951为1V至3V的供电电压，并执行轨到轨输入及输出功能。
电流比例跟随电路由单运算放大器LMV951和DC/DC恒流控制芯片SMD802及周边元件组成。
DC/DC变换器由DC/DC恒流控制芯片SMD802及周边元件组成；SMD802输入电压为8VDC-450VDC范围，具有线性调光接口和PWM数字调光接口。
DC/DC恒流控制芯片SMD802的8脚可设定PWM频率由它连接R26，而6、5脚短接后又连接R27，R26,R27的另一端连接单运算放大器LMV951的反向输入端4脚，实际上SMD802是将调制脉宽的电压平均值送入LMV951放大器的反向输入端4脚，由它们组成恒流接收调理电路。而R29,R33，D8，C19，C20，R34，R35，R36,和单运算放大器LMV951的1脚，2脚组成电流比例跟随电路。LMV9LMV951放大器1脚，也就是LMV9LMV951放大器输出端连接R33，R29，而R29一端接LED-，即LED-端电压可以由LMV951控制和微调，进而按比例的控制着输出电流，也就是所谓的电流比例跟随电路。LMV951的5脚是休眠接口，输入高电平就可令LMV951进入休眠状态，维持电流只需5uA,将其和SMD802的脉冲驱动端口连接，可提高整机的效率。
本发明采用两级电源，第一级电源是单级PFC原边恒流控制的恒流电源，第二级电源是DC/DC模块，由恒流接收调理电路，电流比例跟随电路，DC/DC变换器所组成，既可以接收来自前级的恒流信号，同时又能消除纹波，且成本低，效率高，电源稳定，极好的解决了目前市面上单级PFC原边恒流控制的恒流电源的纹波问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种具有匹配恒流电源的高效率DC/DC电路，其特征在于，包括：单级PFC恒流电源、恒流接收调理电路、电流比例跟随电路以及DC/DC变换器；其中单级PFC恒流电源、恒流接收调理电路、电流比例跟随电路以及DC/DC变换器依次电性连接；
恒流接收调理电路主要由LMV951及周边元件组成；
DC/DC变换器由DC/DC恒流控制芯片SMD802及周边元件，所述周边元件包括与SMD802的2脚相连的R30、R31、R32，与4脚相连的R33、Q2，与5脚、6脚相连的R27、C15，与7脚相连的R24、R25，与8脚相连的R26；
恒流接收调理电路由DC/DC恒流控制芯片SMD802和R26、R27组成，DC/DC恒流控制芯片SMD802的8脚连接R26，DC/DC恒流控制芯片SMD802的6、5脚短接后又连接R27，R26、R27的另一端连接单运算放大器LMV951的反向输入端4脚，将DC/DC恒流控制芯片SMD802的调制脉宽的电压平均值送入LMV951放大器的反向输入端4脚；
电流比例跟随电路由R29、R33、D8、C19、C20、R34、R35、R36和单运算放大器LMV951的1脚、2脚组成，单运算放大器LMV951的1脚同时与R33、R34、D8、C19、C20连接，R33同时与D8、C19、C20连接，D8、C19、C20的另一端同时与R34连接，R33的另一端与R29连接，R29、D8、C19、C20的另一端同时与LED-端连接，R34的另一端同时与R35、R36连接，R35的另一端与LED+端连接。
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