CN104968123B - 一种大功率led路灯恒压恒流开关电源适配器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器，包括开关电源输入电路、整流电路、斩波电路、震荡电路、尖峰吸收电路、过压电路、欠压调整电路、驱动常规电路、变压器、整流滤波稳压电路、断续降压电路、恒压调整电路和恒流电路。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器具备恒压功能和恒流功能，当LED灯珠串没有损坏时，适配器通过恒压和恒流供电，此时转换效率最高，可高达95％以上，光照最高；在灯珠损坏20％以下情况下还可以以恒流模式正常工作，在灯珠损坏20％以上情况下还可以以恒流模式断续工作，起到应急工作模式，其光照度可最大限度保障车辆，人行等交通安全，同时也保证了抢险的及时性。

Description

一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器

技术领域

本发明涉及开关电源适配器，尤其涉及的是一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器。

背景技术

以LED发光二极管为路灯的使用在当今是替代传统钠灯的最好的替代品，也是最节能环保的灯具，其光照度高、功耗低、使用寿命长等众多优点是有目共睹的，可是LED灯的适配器的应用却成为人们最头疼的事，如果给其提供的电压电流不稳定，尤其是电流不稳造成LED灯珠损坏，甚至整座灯全坏等问题极为头疼，因为传统的适配器是采用恒压供电来达到恒流供电的目的，只要LED灯珠串不坏且又不导通的情况下，此方法是可以的，但是当LED灯珠串损坏且又导通的情况下，就可造成LED灯珠电压升高，电流变大，LED灯珠会出现雪崩式损坏，直至整座灯损坏成盲灯，给交通带来不便，甚至造成交通事故。故亟待开发一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器，解决大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器的恒流问题，满足不同LDE路灯适配需求。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器，包括开关电源输入电路、整流电路、斩波电路、震荡电路、尖峰吸收电路、过压电路、欠压调整电路和驱动常规电路。所述开关电源输入电路的输出端与整流电路的输入端连接，所述开关电源输入电路包括插座J1、电阻R1、热敏电阻R2、电容C1、C2和C3、变压器TRANS1；所述整流电路的输出端与斩波电路的输入端连接，包括桥式整流电路D1和电容C4，桥式整流电路D1将交流电压整流为直流电压，再经C4滤波形成稳定的直流电压，与斩波电路的脉宽调制集成电路U1连接；所述斩波电路的输出端与振荡电路的输入端连接，所述斩波电路包括脉宽调制集成电路U1、电阻R9、三极管T1和变压器TRANS2；所述振荡电路的输出端与斩波电路的脉宽调制集成电路U1的第4脚连接；所述述振荡电路包括电容C6和电阻R6；所述尖峰吸收电路的输出端与斩波电路的变压器TRANS2连接，所述尖峰吸收电路包括电阻R5电容C5和二极管D2；所述过压电路包括采样电阻R12，所述三极管T1的源极与采样电阻R12串联；所述欠压调整电路包括电阻R3、R4，电阻R3和R4串联后与脉宽调制集成电路U1的第7脚连接；所述驱动常规电路包括电阻R8和二极管D8，通过电阻R8、二极管D8与脉宽调制集成电路U1连接。

还包括依次连接的变压器、整流滤波稳压电路、断续降压电路、恒压调整电路和恒流电路，通过变压器与所述整流滤波稳压电路的输入端连接，所述整流滤波稳压电路的第一输出端与LED灯珠串的第一输入端连接，且所述整流滤波稳压电路的第二输出端与断续降压电路的输入端电连接，所述断续降压电路的输出端与所述恒压调整电路连接，所述断续降压电路的输入端与所述恒流电路的输入端电连接，所述恒流电路的输出端与LED灯珠串的第二输入端电连接。

作为上述方案的进一步优化，所述恒流电路包括运算放大器U2A、晶体三极管T2、稳压二极管D7、采样电阻R27、限流电阻R21和R22、分压电阻R25和R26，晶体三极管T2的基极通过限流电阻R21与运算放大器U2A的输出端电连接，晶体三极管T2的发射极与运算放大器U2A的反向输入端电连接，晶体三极管T2的发射极同时通过采样电阻R27、分压电阻R26与运算放大器U2A的正向输入端电连接，分压电阻R25和R26串联后与稳压二极管D7并联后通过采样电阻R27接入晶体三极管T2的发射极，晶体三极管T2的集电极与LED灯珠串的第二输入端连接。

作为上述方案的进一步优化，所述断续降压电路包括运算放大器U2B、分压电阻R23和R24、限流电阻R19和R20、R18、R28、稳压二极管D5和二极管D6，光电耦合器U3的第一输入端通过电阻R17与稳压二极管D5的负极连接，同时光电耦合器的第一输入端通过电阻R17、分压电阻R23、限流电阻R20与运算放大器U2B的反向输入端电连接，运算放大器U2B的正向输入端通过限流电阻R19与晶体三极管T2的集电极电连接，运算放大器U2B的输出端与二极管D6的正极电连接，同时通过限流电阻R18和稳压二极管D5的负极相连接。

作为上述方案的进一步优化，所述恒压调整电路包括稳压集成电路U4、电容C17、电阻R32、R29、R30和R31，光电耦合器U3的第二输入端通过电容C17、限流电阻R28与二极管D6的负极电连接，光电耦合器U3的第二输入端与稳压集成电路U4的第三端电连接，稳压集成电路U4的第一端、第二端并联电阻R31。

作为上述方案的进一步优化，所述LED灯珠串为24只3V/0.5A的LED灯串联连接。

本发明提供的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器的有益效果体现在：

1、本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器解决大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器的恒流问题，满足各种LDE路灯适配器的需求。

2、本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器除具有常规的恒压功能外，其最大的优点是具有大功率的恒流功能，最大限度的提高LED灯珠串中LED发光管的光照稳定度和延长使用寿命，在LED灯珠串中的LED发光二极管有部分损坏导通后还可以继续以恒流方式给剩余的LED灯珠供电，维持此路灯继续照明，确保隧道或公路桥梁有充裕的光照度，使车辆、人行安全通过。

3、将本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器和LED灯珠串配合使用，给LED灯珠串恒压和恒流供电，当LED灯珠串没有损坏时，适配器通过恒压和恒流供电，此时转换效率最高，可高达95％以上，光照最高，当有部分LED灯珠串损坏导通后，LED灯珠串改由恒流供电，保证剩余LED灯珠串正常工作，确保隧道、桥梁有光源，保证车辆、行人通行安全，当LED灯珠串损坏率达20％以上时，本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器在保证剩余LED灯珠限流工作时，采用断续工作模式供电，确保适配器、LED灯珠不被损坏下，可以断续照明工作，一方面可以提醒使用方尽快维修，另一方面可为隧道、桥梁通行提供小量的照明光线，最大限度的确保通行安全。

4、本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器在恒压源输出端串接一个大功率恒流调整三极管T2，利用高精度恒流电路给LED灯珠提供高精度恒流源供电，确保LED灯珠电流稳定、光照度最强、LED灯珠使用寿命最长、LED灯珠在缺少灯珠情况下可继续正常工作，最大限度减少交通事故的发生率。

5、当LED灯珠串损坏率达20％以上时，本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器，在保证剩余LED灯珠限流工作时，采用断续工作模式供电，确保本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器、LED灯珠不被损坏下，可以断续照明工作，一方面可以提醒使用方尽快维修，另一方面可为隧道、桥梁通行提供小量的照明光线，最大限度的确保通行安全。为了满足上述要求，本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器可安全工作，恒流供电，且LED灯珠在部分损坏情况下继续维持工作。本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器特增一只大功率电流调整三极管T2和一组恒流运算放大器LM358A-U2A通过电流采样电阻R27组成一个恒流调整电路，保证流进LED灯珠串的电流始终为额定电流值(500mA)，另再通过一个电压运算放大比较器(LM358A-U2B)，来控制开关电压原边的震荡频率使开关电源输出电压降低直至为零电压，确保剩余80％灯珠和电流调整三极管T2不被烧坏，当输出电压为零时，电压比较器U2B不工作，此时开关电源输入端频率不断上升，变压器输出电压不断上升，灯珠开始工作，此乃一个循环，及LED灯珠一次闪亮过程，当电压上升到设定阈值时电压比较器U2B工作，再次将开关电源输出端电压调整至0电压，LED灯珠停止工作。通过上述的设计，在保证一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器和LED灯珠不会因电流过大被烧坏等经济损失外，还可最大限度减少交通事故的发生率和最大限度的确保通行安全。

附图说明

图1是本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器的常规电路原理图。

图2是本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器的改进电路原理图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器，包括开关电源输入电路、整流电路、斩波电路、震荡电路、尖峰吸收电路、过压电路、欠压调整电路和驱动常规电路，还包括变压器、整流滤波稳压电路、断续降压电路、恒压调整电路和恒流电路，变压器与整流滤波稳压电路的输入端连接，整流滤波稳压电路的第一输出端与LED灯珠串的第一输入端连接。且整流滤波稳压电路的第二输出端与断续降压电路的输入端电连接，断续降压电路的输出端与恒压调整电路连接，断续降压电路的输出端与恒流电路的输入端连接，恒流电路的输出端与LED灯珠串的第二输入端连接。

参见图1和图2，图1是本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器的电路原理图。图2是本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器的改进电路原理图。本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器的改进电路包括变压器、整流滤波稳压电路、断续降压电路、恒压调整电路和恒流电路。

恒流电路包括运算放大器U2A、晶体三极管T2、稳压二极管D7、采样电阻R27、限流电阻R21和R22、分压电阻R25和R26，晶体三极管T2的基极通过限流电阻R21与运算放大器U2A的输出端电连接，晶体三极管T2的发射极与运算放大器U2A的反向输入端电连接，晶体三极管T2的发射极同时通过采样电阻R27、分压电阻R26与运算放大器U2A的正向输入端电连接，分压电阻R25和R26串联后与稳压二极管D7并联后通过采样电阻R27接入晶体三极管T2的发射极，晶体三极管T2的集电极与LED灯珠串的第二输入端连接。恒流电路为高精度恒流电路。恒流电路工作过程：运算放大器U2A-3端电压为基准电压源，等于二极管D7正向电压0.6V/(4.7K(R26)+6.7K(R25))*4.7K为0.247V。根据运算放大器工作原理得出U2A-2端电压等于U2A-3端电压时，放大器输出端U2A-7为0V得到平衡，调整三极管T2电流平衡，因此线路恒流电流等于0.247V/0.5R(R27)＝0.495A。满足LED灯珠串1的额定工作电流0.5A需要。

断续降压电路包括运算放大器U2B、分压电阻R23和R24、限流电阻R19和R20、R18、R28和二极管D6，光电耦合器U3的第一输入端通过电阻R17与稳压二极管D5的负极连接，同时光电耦合器的第一输入端通过电阻R17、分压电阻R23、限流电阻R20与运算放大器U2B的反向输入端电连接，运算放大器U2B的正向输入端通过限流电阻R19与晶体三极管T2的集电极电连接，运算放大器U2B的输出端与二极管D6的正极电连接，同时通过限流电阻R18和稳压二极管D5的负极相连接。

恒压调整电路包括稳压集成电路U4、电容C17、电阻R32、R29、R30和R31，光电耦合器U3的第二输出端通过电容C17、限流电阻R28与二极管D6的负极电连接，光电耦合器U3的第二输出端与稳压集成电路U4的第三端电连接，稳压集成电路U4的第一端、第二端并联电阻R31。其中，稳压集成电路U4采用TL431L稳压集成电路。

当LED灯珠串的损坏率为20％以上时，控制本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器的输出电压电路工作原理：断续降压电路包括运算放大器U2B分压电阻R23和R24、限流电阻R19和R20、R18、R28和二极管D6，稳压二极管D5给运算放大器U2B提供12V工作电压，运算放大器U2B-6端接基准电压为12V/(4.7K(R23)+4.7K(R24))*4.7K(R24)＝6V。当运算放大器U2B-5端电压小于6V时，运算放大器U2B-7端输出为0V，二极管D6二极管反向截止，稳压集成电路U4三端稳压基准管TL431-1端电压等于2.5V，此时适配器输出电压为直流电压85V。计算公式如下：

85V＝(2.5V/10K(R31)*(10K(R31)+270K(R29)+60K(R30))，处正常工作状

但当LED灯珠损坏率大于20％时，此时U2B-5端电压大于6V时，U2B-7端输出为12V，D6二极管正向导通，稳压集成电路U4三端稳压基准管TL431-1端电压大于2.5V,TL431开始调整，恒压调整电路通过光电耦合器U3，使输入端工作频率降低至输出电压逐渐下降直至为0V,放大器U2B不工作，此时TL431不调整，光电耦合器U3输出为高电平，使变压器输入端频率升高，通过变压器耦合至输出端，整流滤波稳压电路使电压逐渐上升稳压至85V，此时放大器U2B再次工作，再次同理，让输出电压逐渐下降为0V。本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器如此循环断续工作模式供电，LED灯珠串为闪烁工作状态。满足在保证本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器及LED灯珠不被损坏情况下，最大限度的提供照明确保通行安全。

本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器输入电压：AC85V～AC265V；输出电压：DC85V±2V，可根据需要调整；输出电流：DC500mA±1mA。

本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器的最大负载数：24只3V/0.5ALED灯串接，也可根据需要调整最大负载数。本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器的最小负载数：19只3V/0.5A LED灯珠串接。本发明的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器的最大转换效率大于95％。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器，包括开关电源输入电路、整流电路、斩波电路、振荡电路、尖峰吸收电路、过压电路、欠压调整电路和驱动常规电路，其特征在于：

还包括依次连接的变压器、整流滤波稳压电路、断续降压电路、恒压调整电路和恒流电路，通过变压器与所述整流滤波稳压电路的输入端连接，所述整流滤波稳压电路的第一输出端与LED灯珠串的第一输入端连接，且所述整流滤波稳压电路的第二输出端与断续降压电路的输入端电连接，所述断续降压电路的输出端与所述恒压调整电路连接，所述断续降压电路的输入端与所述恒流电路的输入端电连接，所述恒流电路的输出端与LED灯珠串的第二输入端连接；

所述恒流电路包括运算放大器U2A、晶体三极管T2、稳压二极管D7、采样电阻R27、限流电阻R21和R22、分压电阻R25和R26，晶体三极管T2的基极通过限流电阻R21与运算放大器U2A的输出端电连接，晶体三极管T2的发射极与运算放大器U2A的反向输入端电连接，晶体三极管T2的发射极同时通过采样电阻R27、分压电阻R26与运算放大器U2A的正向输入端电连接，分压电阻R25和R26串联后与稳压二极管D7并联后通过采样电阻R27接入晶体三极管T2的发射极，晶体三极管T2的集电极与LED灯珠串的第二输入端连接；

所述恒压调整电路包括稳压集成电路U4、电容C17、电阻R32、电阻R29、电阻R30和电阻R31，光电耦合器U3的第二输入端通过电容C17、限流电阻R28与二极管D6的负极电连接，光电耦合器U3的第二输入端与稳压集成电路U4的第三端电连接，稳压集成电路U4的第一端、第二端并联电阻R31，稳压集成电路U4的第二端接地；

所述断续降压电路包括运算放大器U2B、分压电阻R23和分压电阻R24、限流电阻R19和限流电阻R20、电阻R18、电阻R28、稳压二极管D5和二极管D6，光电耦合器U3的第一输入端通过电阻R17与稳压二极管D5的负极连接，同时光电耦合器的第一输入端通过电阻R17、分压电阻R23、限流电阻R20与运算放大器U2B的反向输入端电连接，运算放大器U2B的正向输入端通过限流电阻R19与晶体三极管T2的集电极电连接，运算放大器U2B的输出端与二极管D6的正极电连接，同时通过限流电阻R18和稳压二极管D5的负极相连接。

2.根据权利要求1所述的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器,其特征在于：所述LED灯珠串为24只3V/0.5A的LED灯串联连接。

3.根据权利要求1所述的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器,其特征在于：稳压集成电路U4采用TL431L稳压集成电路。

4.根据权利要求1所述的一种大功率LED路灯恒压恒流开关电源适配器,其特征在于：运算放大器U2A和运算放大器U2B均为运算放大器LM358A。