CN104735837A - 具有apfc功能的无工频纹波led路灯电源 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有APFC功能的无工频纹波LED路灯电源，至少包括：EMC和浪涌电流控制电路、一次整流和滤波电路、PFC升压电路、PWM控制电路、恒压输出整流滤波电、线性恒流电路。由于前级PFC基本相同于原有的单端反激电路，故无需对原电路进行大幅度修改，在PFC升压电路将电压稳定到400V后，通过高压大容量电解电容消除工频纹波。再增加线性恒流器件，使整体电源成本得到大幅度降低。相对于原单端反激模式电路，在PFC升压完成后增加了高压大容量电解电容，其工频纹波得以消除。由于其结构为非隔离模式，区别于原有的隔离式单端反激模式电源，其功率可以做到200W甚至更高。相对于LLC模式电源，其减少了后级的DC-DC部分电路，成本得到极大的降低。
Description
技术领域
本发明涉及LED路灯电源，特别是具有APFC功能的无工频纹波LED路灯电源。
背景技术
LED作为近几年新兴发展的一种高效光源，已经得到了广泛的认可，逐渐被应用于家用、商业照明以及工业照明等领域。而在工业照明中，LED由于其可控制性、调光性、省电且亮度高的特点逐渐替代了传统的高压钠灯等方案。
随着Led的快速发展，其价格已经从原来的3-4元降低到现在的1元甚至一元以下（单颗光源），而随之而来的是LED驱动电源的价格无明显下降，其成本占到整体成本的1/3甚至更多，为使LED能够真正的普及到大众接受的范围，目前LED驱动电源的价格面临严峻的考验。
目前市场上LED驱动电源的基本架构无非以下几种：第一种为单端反激模式，通过无前级大容量电解电容提升其PF值，达到PF=0.9甚至更高。该方式成本较低，通常用作100W以下灯具中。由于采用单端反激工作模式，其在工作时后级产生的工频纹波一直无法得到解决。为解决其工频纹波，大多采用两级方案即前级单端反激+后级DC-DC的模式，该方式可有效解决工频纹波问题，但不可避免的因为增加零部件的原因造成成本的增加。第二种采用LLC工作模式，其在100W以上有非常大的市场，成本适中，工频纹波也得以有效解决，但其整体成本依然无法满足目前市场的需要。
本发明提供一种只使用前级PFC方案的电路，由于前级PFC基本相同于原有的单端反激电路，故无需对原电路进行大幅度修改，在PFC升压电路将电压稳定到400V后，通过高压大容量电解电容消除工频纹波。再增加线性恒流器件，使整体电源成本得到大幅度降低。相对于原单端反激模式电路，在PFC升压完成后增加了高压大容量电解电容，其工频纹波得以消除。由于其结构为非隔离模式，区别于原有的隔离式单端反激模式电源，其功率可以做到200W甚至更高。相对于LLC模式电源，其减少了后级的DC-DC部分电路，成本得到极大的降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种大功率、低成本，高可靠性、具有APFC功能的无工频纹波LED路灯驱动电源。
本发明的目的这样实现的，具有APFC功能的无工频纹波LED路灯电源，至少包括：EMC和浪涌电流控制电路、一次整流和滤波电路、PFC升压电路、PWM控制电路、恒压输出整流滤波电、线性恒流电路，其特征是： AC220V输入通过EMC和浪涌电流控制电路后进入一次整流和滤波电路输入端；浪涌电流控制电路的输出经一次整流和滤波电路与PFC升压电路的输入电连接；所述的PFC升压电路包含有升压电感T2，它具有两组绕组；一组绕组串接在一次整流和滤波电路输出端和恒压输出整流滤波电路输入端之间；另一路一端接地，另一端直接分两路，一路通过电阻R7引出两个支路，一个支到与线性恒流电路的稳压管稳压端，另一个支路到PWM控制电路的SA6561第1脚；升压电感T2分两路的另一路通过电阻R14、二极管D2分两个支路；第一支路与SA6561第8脚电连接；第二支路通过串接的两个电阻R5、R4到一次整流和滤波电路输出端；同时SA6561第8脚对地接有电解电容C8；线性恒流电路与LED阵列的电极相连接。
所述的PWM控制电路包括串联连接电阻R1、R2、R3，包括SA6561控制电路、MOS开关管G；R1、R2、R3进行串联连接，R1另一端与一次整流和滤波电路输出端电连接；电阻R3另一端接地；电阻R3和电阻R2的电连接点与SA6561控制电路第3脚电连接，第3脚与电解电容C5的正端电连接，C5的负端接地；SA6561的第1脚与第2脚接电容C6；SA6561的第6脚接地，第4脚和第5脚电连接，并与电阻R8一端、MOS开关管G的源极电连接，MOS开关管G的栅极通过电阻R6与SA6561的第7脚电连接。
所述的恒压输出整流滤波电路包含有二极管BYV26C和电解电容C9，电解电容C9的参数是450V/22uF，二极管BYV26C的正极接PFC升压电路的一端绕组，电解电容450V/22uF对PFC升压电路后二极管整流后的电压进行平滑滤波，减小工频纹波。
所述的线性恒流电路由多路恒流电路组成，每路恒流电路包含有线性恒流器件LC1984和电流调节电阻及稳压管，左边第一个LC1984、R9 、D5构成第一路；右边第N个LC1984、R10、D6构成第N路；稳压管和LC1984并联，电流调节电阻电连接LC1984；稳压管D5、D6采用1N4747；通过线性恒流电路串联到LED阵列的单路中，LC1984对单串LED进行恒流控制；同时稳压管上面的电压变化信号反馈到PWM控制电路第1脚，PWM控制电路通过第7脚控制PFC升压电路中的调整管G，使变压器T2输出所需要的电压。
本发明的优点是：由于本发明引入了线性恒流电路，通过线性恒流电路不仅对LED阵列进行恒流控制，也通过其本身上电压的变化将输出电压维持到LED阵列所需求的范围内。该电路由于对恒流部分控制进行了改变，使恒流恒压控制仅通过三个器件完成，极大范围的减少了成本。同时由于该电路的APFC功能，使其克服了因输入电压、环境温度等因素而使LED灯光的颜色易变动等弊端，功率因数达到0.9以上，THD可做到20%以下，寿命可达到50000小时以上，同时还可完成从100%到1%的调光功能。
附图说明
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例电路图。
图中：1、AC220V输入；2、EMC和浪涌电流控制电路；3、一次整流和滤波电路；4、PFC升压电路；5、PWM控制电路；6、恒压输出整流滤波电路；7、线性恒流电路；8、LED阵列。
具体实施方式
如图1所示，具有APFC功能的无工频纹波LED路灯电源，至少包括：EMC和浪涌电流控制电路2、一次整流和滤波电路3、PFC升压电路4、PWM控制电路5、恒压输出整流滤波电路6、线性恒流电路7，其特征是：AC220V输入1通过EMC和浪涌电流控制电路2后进入一次整流和滤波电路3输入端；浪涌电流控制电路2的输出经一次整流和滤波电路3与PFC升压电路4的输入电连接；所述的PFC升压电路4包含有升压电感T2，它具有两组绕组；一组绕组串接在一次整流和滤波电路3输出端和恒压输出整流滤波电路6输入端之间；另一路一端接地，另一端直接分两路，一路通过电阻R7引出两个支路，一个支到与线性恒流电路7的稳压管稳压端，另一个支路到PWM控制电路5的SA6561第1脚；升压电感T2分两路的另一路通过电阻R14、二极管D2分两个支路；第一支路与SA6561第8脚电连接；第二支路通过串接的两个电阻R5、R4到一次整流和滤波电路3输出端；同时SA6561第8脚对地接有电解电容C8；线性恒流电路7与LED阵列8的电极相连接。
工作时， PWM控制电路5通过对MOS开关后管G的导通来将一次整流和滤波电路3的低频电压转换为高频电压；另一组为PWM控制电路5 的SA6561控制器提供可维持其工作所需的电压电流。
本发明通过线性恒流电路7检测到自身电压的变化来控制LED阵列8流过的电流维持不变，线性恒流电路7和PWM控制电路5之间连接有电压采样检测信号，当设定信号超过线性恒流电路7上的上限时，通过控制PWM控制电路5的内部开关导通频率来使PFC升压电路3的输出电压进行调节，来达到输出恒压的目的。
所述的PWM控制电路5使宽动态范围电路，它包括串联连接电阻R1、R2、R3，包括SA6561控制电路、MOS开关管G；R1、R2、R3进行串联连接，R1另一端与一次整流和滤波电路3输出端电连接；电阻R3另一端接地；电阻R3和电阻R2的电连接点与SA6561控制电路第3脚电连接，第3脚与电解电容C5的正端电连接，C5的负端接地；SA6561的第1脚与第2脚接电容C6；SA6561的第6脚接地，第4脚和第5脚电连接，并与电阻R8一端、MOS开关管G的源极电连接，MOS开关管G的栅极通过电阻R6与SA6561的第7脚电连接。
所述的恒压输出整流滤波电路6包含有二极管BYV26C和电解电容C9，电解电容C9的参数是450V/22uF，二极管BYV26C的正极接PFC升压电路4的一端绕组，电解电容450V/22uF对PFC升压电路4后二极管整流后的电压进行平滑滤波，减小工频纹波。
所述的线性恒流电路7由多路恒流电路组成，每路恒流电路包含有线性恒流器件LC1984和电流调节电阻及稳压管，左边第一个LC1984、R9 、D5构成第一路；右边第N个LC1984、R10、D6构成第N路；稳压管和LC1984并联，电流调节电阻电连接LC1984。稳压管（D5、D6）采用1N4747；通过线性恒流电路7串联到LED阵列8的单路中，LC1984对单串LED进行恒流控制。同时稳压管上面的电压变化信号反馈到PWM控制电路5第1脚，PWM控制电路5通过第7脚控制PFC升压电路4中的调整管G，使变压器T2输出所需要的电压。
由于SA6561为集成电路，有着可靠的性能。因此，能有效保证供给负载LED阵列的电流和电压稳定在需要的设定值上。
AC220V输入1通过EMC和浪涌电流控制电路2后进入一次整流和滤波电路3输入端；浪涌电流控制电路2的输出经一次整流和滤波电路3与PFC升压电路4的输入电连接；由于浪涌电流控制电路2和一次整流和滤波电路3属于大多属电路采用的技术，因此，不作细化说明。
本实施例没有详细叙述的部件、结构及电路属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (4)
1.具有APFC功能的无工频纹波LED路灯电源，至少包括：EMC和浪涌电流控制电路、一次整流和滤波电路、PFC升压电路、PWM控制电路、恒压输出整流滤波电、线性恒流电路，其特征是：AC220V输入通过EMC和浪涌电流控制电路后进入一次整流和滤波电路输入端；浪涌电流控制电路的输出经一次整流和滤波电路与PFC升压电路的输入电连接；所述的PFC升压电路包含有升压电感T2，它具有两组绕组；一组绕组串接在一次整流和滤波电路输出端和恒压输出整流滤波电路输入端之间；另一路一端接地，另一端直接分两路，一路通过电阻R7引出两个支路，一个支到与线性恒流电路的稳压管稳压端，另一个支路到PWM控制电路的SA6561第1脚；升压电感T2分两路的另一路通过电阻R14、二极管D2分两个支路；第一支路与SA6561第8脚电连接；第二支路通过串接的两个电阻R5、R4到一次整流和滤波电路输出端；同时SA6561第8脚对地接有电解电容C8；线性恒流电路与LED阵列的电极相连接。
2.根据权利要求1所述的具有APFC功能的无工频纹波LED路灯电源，其特征是：所述的PWM控制电路包括串联连接电阻R1、R2、R3，包括SA6561控制电路、MOS开关管G；R1、R2、R3进行串联连接，R1另一端与一次整流和滤波电路输出端电连接；电阻R3另一端接地；电阻R3和电阻R2的电连接点与SA6561控制电路第3脚电连接，第3脚与电解电容C5的正端电连接，C5的负端接地；SA6561的第1脚与第2脚接电容C6；SA6561的第6脚接地，第4脚和第5脚电连接，并与电阻R8一端、MOS开关管G的源极电连接，MOS开关管G的栅极通过电阻R6与SA6561的第7脚电连接。
3.根据权利要求1所述的具有APFC功能的无工频纹波LED路灯电源，其特征是：所述的恒压输出整流滤波电路包含有二极管BYV26C和电解电容C9，电解电容C9的参数是450V/22uF，二极管BYV26C的正极接PFC升压电路的一端绕组，电解电容450V/22uF对PFC升压电路后二极管整流后的电压进行平滑滤波，减小工频纹波。
4.根据权利要求1所述的具有APFC功能的无工频纹波LED路灯电源，其特征是：所述的线性恒流电路由多路恒流电路组成，每路恒流电路包含有线性恒流器件LC1984和电流调节电阻及稳压管，左边第一个LC1984、R9 、D5构成第一路；右边第N个LC1984、R10、D6构成第N路；稳压管和LC1984并联，电流调节电阻电连接LC1984；稳压管D5、D6采用1N4747；通过线性恒流电路串联到LED阵列的单路中，LC1984对单串LED进行恒流控制；同时稳压管上面的电压变化信号反馈到PWM控制电路第1脚，PWM控制电路通过第7脚控制PFC升压电路中的调整管G，使变压器T2输出所需要的电压。
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