CN103945608B - 一种具有跟随特性的低功耗led线性电源 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种具有跟随特性的低功耗LED线性电源，包括：单级PFC恒压电源，恒流采样放大电路，电压跟随电路，纹波抑制电路；其中所述单级PFC恒压电源，所述恒流采样放大电路，所述电压跟随电路与所述纹波抑制电路顺次电性连接。本发明提出一种低成本、低纹波、高效率、无频闪的具有跟随特性的低功耗LED线性电源。

Description

一种具有跟随特性的低功耗LED线性电源

技术领域

本发明涉及LED驱动电源领域，特别是指一种具有跟随特性的低功耗LED线性电源。

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。其中单级PFC拓扑结构，由于其功率因数高、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纹波高达3-10V，造成其在使用时存在一定的缺陷。

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。

2.单级PFC的电源纹波太大，频闪严重，因此一些要求低纹波的场合如电台、电视台等新闻媒体应用受到限制。

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，成本也会低。但由于LED的VF一致性不会很好，离散性较大，在负载LED VF偏低的情况下线性恒流压降高、损耗大。

例如目前应用最多的20-50W LED电源，大都是单级PFC电源，这种拓扑结构即能提高功率因数（0.95以上）,成本低、电路简洁、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。市场上急需一种EMI检测好通过，成本较低、效率较高、低纹波、无频闪的电源。

发明内容

本发明提出一种低成本、低纹波、高效率、无频闪的具有跟随特性的低功耗LED线性电源。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种具有跟随特性的低功耗LED线性电源，包括：单级PFC恒压电源，恒流采样放大电路，电压跟随电路，纹波抑制电路；其中所述单级PFC恒压电源，所述恒流采样放大电路，所述电压跟随电路与所述纹波抑制电路顺次电性连接。

本发明提供的LED线性电源，通过电压跟随电路控制电压在1.2V以下，使其低功耗、高效率，通过纹波抑制电路将LED驱动电源输出的纹波从几伏降至几百毫伏。

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为本发明一种具有跟随特性的低功耗LED线性电源的线路框图；

图2为本发明一种具有跟随特性的低功耗LED线性电源的电路图。

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。

一种具有跟随特性的低功耗LED线性电源，包括：单级PFC恒压电源，恒流采样放大电路，电压跟随电路，纹波抑制电路；其中所述单级PFC恒压电源，所述恒流采样放大电路，所述电压跟随电路与所述纹波抑制电路顺次电性连接。

优选的，所述恒流采样放大电路包括放大器1，功率MOS管Q2，分压电阻R35，R28，R26，电流采样电阻R30、R31、R39；其中由TL431提供2.5V基准电压，放大器1控制功率MOS管恒流；放大器1的3脚由R35，R28，R26分压后为恒流采样放大电路提供基准电压，此基准电压可以根据电源参数进行调整；功率MOS管Q2的源极对地连接相互并联的R30、R31、R39；电流采样电压馈送至放大器1的2脚，和放大器1的3脚比较放大后，由放大器1的1脚控制MOS管Q2的栅极完成恒流输出。

优选的，所述电压跟随电路包括放大器2和光电耦合器U2A，所述分压电阻R35和R28、R26，电阻R32、R33以及所述功率MOS管；精密基准源TL431提供2.5V电压，电压通过所述分压电阻R35和R28、R26后为所述放大器2的5脚提供基准电压；所述电阻R32、R33串联成电压采样电阻，所述电压采样电阻将功率MOS管Q2的漏极的采样的电压信号反馈至所述放大器2的6脚，并与所述放大器2的5脚的基准电压比较放大，放大器2的7脚控制光电耦合器U2A；经放大器1的7脚驱动着光电耦合器U2A，从而控制着功率MOS管Q2的DS（漏极和源极）之间的电压，使其DS（漏极和源极）之间的电压小于1.2V，实现了低功耗，高效率；光电耦合器U2A的型号为PC817。

优选的，功率MOS管Q2串联在单级PFC恒压源输出回路中。

优选的，放大器1与放大器2的型号为LM358。

优选的，所述放大器1的2脚为恒流采样端；所述功率MOS管的D极通过所述R32和所述R33连接放大器2反向输入端6脚；所述放大器2的输出端7脚通过R37和光电耦合器的K脚连接。

优选的，所述纹波抑制电路用于控制MOS管的功耗和输出纹波的大小，由双运放LM358放大器2，电压采样电阻R32，R33,以及反馈电阻R36，反馈电容C16，C17，光电耦合器U2A所组成。精密基准源TL431提供2.5V基准,再经R35和R28、R26分压后为LM358放大器2的5脚提供所需的基准电压，电压采样电阻R32，R33从功率MOS管Q2的漏极采样纹波电压，馈送给双运放LM358放大器2的6脚反相输入端，和放大器2的5脚的基准电压比较放大，去驱动光电耦合器U2A，双运放LM358将纹波电压抑制的很低。纹波电压从几伏抑制到几百毫伏。

本发明提供的具有跟随特性的低功耗LED线性电源,从图2的原理图中，可以清楚看出仅一个双运放放大器LM358和一个功率MOS管主要器件，以及十几个贴片电阻、电容;比DC/DC电路要省掉续流二极管和续流电感等器件，本发明提供的LED线性电源成本低是显而易见的；运算放大器5脚的基准电压控制着功率MOS管Q2的D、S之间的电压，使其电压在1.2V以内，一般线性电源其压差大多在3-5V之间；很明显本电路提高了效率。功率MOS管Q2在调整过程中减少了100Hz的工频纹波；实现了低成本、低纹波、高效率、无频闪的设计目标。

本发明提供的一种具有跟随特性的低功耗LED线性电源，具有如下优点：

1.具有和单级PFC架构的LED恒压驱动电源匹配能力，两种电源发挥各自优点有机的融为一体

2.具有电压跟随的高效率LED线性恒流电源，即能控制功率MOS的功耗

使其效率高，又能抑制单级PFC恒压源固有的低频纹波，使其低纹波。

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 (4)

1.一种具有跟随特性的低功耗LED线性电源，其特征在于，包括：单级PFC恒压电源，恒流采样放大电路，电压跟随电路，纹波抑制电路；其中所述单级PFC恒压电源，所述恒流采样放大电路，所述电压跟随电路与所述纹波抑制电路顺次电性连接；

所述恒流采样放大电路包括第一放大器，功率MOS管Q2，分压电阻R35，分压电阻R28，分压电阻R26，电流采样电阻R30、电流采样电阻R31、电流采样电阻R39；电源VCC2经所述分压电阻R35，R28，R26分压后为所述恒流采样放大电路提供第一基准电压；所述功率MOS管Q2的源极对地连接相互并联的所述电流采样电阻R30、R31、R39；

所述第一放大器的同相输入端分为两路，第一路经电阻R26接地，第二路经电阻R28后又分为两路，其中第一路与第二放大器的同相输入端连接，第二路与电阻R35的一端连接；所述第一放大器的输出端分为两路，第一路经电阻R29接地，第二路与功率MOS管Q2的栅极连接；第一放大器的反相输入端与所述功率MOS管Q2的源极连接；所述功率MOS管Q2的漏极分为两路，第一路与变压器L5的一端连接，第二路依次经电阻R32、电阻R33后与第二放大器的反相输入端连接；所述功率MOS管Q2的源极分别经电阻R30、R31、R39后接地。

2.如权利要求1所述的一种具有跟随特性的低功耗LED线性电源，其特征在于，所述电压跟随电路包括第二放大器和光电耦合器U2A；电压通过所述分压电阻R35后为所述第二放大器的同相输入端提供第二基准电压；所述电阻R32、R33串联成电压采样电阻，所述电压采样电阻将功率MOS管Q2的漏极的采样的电压信号反馈至所述第二放大器的反相输入端，并与所述第二放大器的同相输入端的基准电压比较放大，所述第二放大器的输出端通过所述电阻R37和所述光电耦合器U2A的发光二极管的负极连接。

3.如权利要求1所述的一种具有跟随特性的低功耗LED线性电源，其特征在于，功率MOS管Q2串联在单级PFC恒压源输出回路中。

4.如权利要求2所述的一种具有跟随特性的低功耗LED线性电源，其特征在于，第一放大器与第二放大器的型号为LM358。