CN105873299A - 一种基于功率因数校正电路的led开关稳压驱动电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于功率因数校正电路的LED开关稳压驱动电源，其特征在于，主要由控制芯片U2，二极管整流器U1，变压器T，三极管VT1，极性电容C1，电阻R1，二极管D1，串接在二极管整流器U1的负极输出端与三极管VT1的发射极之间的功率因数校正电路，分别与控制芯片U2的C管脚和S管脚相连接的一级反激式电路，以及分别与变压器T和一级反激式电路相连接的恒流驱动电路等组成。本发明能控制电流峰值恒定，同时控制开关占空比，保持输出整个开关周期时间比例恒定，从而本发明实现了输出电流的恒定。且本发明仅需0.5μA的启动电流，即降低了启动的功耗，从而提高了本发明的效率。

Description

一种基于功率因数校正电路的LED开关稳压驱动电源

技术领域

本发明涉及电子领域，具体的说，是一种基于功率因数校正电路的LED开关稳压驱动电源。

背景技术

在全球能源短缺、环保要求不断提高的背景下，世界各国均大力发展绿色节能照明。LED照明作为一种革命性的节能照明技术，正在飞速发展，同时人们对LED开关驱动电源的要求也在不断提高。然而，现有的LED开关驱动电源电路存在效率低、功率因数低、电流控制精度不高、以及可靠性低的缺陷，从而现有的LED灯开关驱动电源电路无法满足人们的要求。

因此，提供一种既能提高效率、功率因数，又能确保电流控制精度的LED开关稳压驱动电源便是当务之急。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的LED开关驱动电源电路存在效率低、功率因数低，以及电流控制精度不高的缺陷，提供的一种基于功率因数校正电路的LED开关稳压驱动电源。

本发明通过以下技术方案来实现：一种基于功率因数校正电路的LED开关稳压驱动电源，主要由控制芯片U2，二极管整流器U1，变压器T，三极管VT1，正极与二极管整流器U1的负极输出端相连接、负极与二极管整流器U1的正极输出端相连接的极性电容C1，一端与三极管VT1的基极相连接、另一端与极性电容C1的负极相连接的电阻R1，正极经电阻R2后与二极管整流器U1的正极输出端相连接、负极经电阻R3后与控制芯片U2的S管脚相连接的极性电容C2，N极经热敏电阻RT后与三极管VT1的集电极相连接、P极经电阻R4后与控制芯片U2的D管脚相连接的二极管D1，串接在二极管整流器U1的负极输出端与三极管VT1的发射极之间的功率因数校正电路，分别与控制芯片U2的C管脚和S管脚相连接的一级反激式电路，以及分别与变压器T和一级反激式电路相连接的恒流驱动电路组成；所述变压器T原边电感线圈L1的同名端与三极管VT1的集电极相连接、其电感线圈L1的非同名端与二极管D1的P极相连接；所述变压器T原边电感线圈L2的非同名端与一级反激式电路相连接、其同名端接地；所述变压器T副边电感线圈L3与恒流驱动电路相连接。

所述功率因数校正电路由场效应管MOS1，场效应管MOS2，N极经电阻R21后与场效应管MOS2的源极相连接、P极顺次经电阻R20和电感L5后与场效应管MOS1的源极相连接的二极管D7，P极经电阻R19后与二极管D8的N极相连接、N极与电阻R20与电感L5的连接点相连接的二极管D7，正极经电阻R22后与二极管D8的P极相连接、负极经电阻R24后与场效应管MOS2的漏极相连接的极性电容C12，负极经电阻R23后与极性电容C12的正极相连接、正极与二极管D8的N极相连接的极性电容C11，正极与场效应管MOS1的漏极相连接、负极接地的极性电容C9，一端与极性电容C9的负极相连接、另一端与场效应管MOS2的漏极相连接的可调电阻R18，N极与极性电容C9的负极相连接、P极经电阻R16后与场效应管MOS1的源极相连接的二极管D6，以及正极经电阻R17后与二极管D6的P极相连接、负极与场效应管MOS2的栅极相连接的极性电容C10组成；所述场效应管MOS2的漏极接地；场效应管MOS1的栅极与二极管整流器U1的负极输出端相连接；所述极性电容C12的正极与三极管VT1的发射极相连接。

所述一级反激式电路由光电耦合器IC，P极与变压器T原边电感线圈L2的非同名端相连接、N极经电阻R11后与光电耦合器IC的第一输出端相连接的二极管D2，负极与二极管D2的N极相连接、正极经电阻R8后与控制芯片U2的C管脚相连接的极性电容C4，N极与控制芯片U2的C管脚相连接、P极经可调电阻R10后与光电耦合器IC的第二输出端相连接的二极管D3，一端与二极管D3的N极相连接、另一端与控制芯片U2的S管脚相连接的电阻R9，负极接地、正极与控制芯片U2的S管脚相连接的极性电容C3，以及正极与光电耦合器IC的第一输入端相连接、负极接地的极性电容C5组成；所述光电耦合器IC的第二输入端接地；所述光电耦合器IC的第一输入端作为一级反激式电路的输入端并与恒流驱动电路相连接。

所述恒流驱动电路由三极管VT2，正极与变压器T副边电感线圈L3的非同名端相连接、负极经电阻R6后与三极管VT2的发射极相连接的极性电容C7，N极经电阻R5后与三极管VT2的发射极相连接、P极经极性电容C6后与变压器T副边电感线圈L3的同名端相连接的二极管D4，一端与三极管VT2的基极相连接、另一端与变压器T副边电感线圈L3的抽头相连接的电阻R7，N极经电感L4后与三极管VT2的发射极相连接、N极顺次经电阻R13和电阻R12后与光电耦合器IC的第一输入端相连接的稳压二极管D5，正极与稳压二极管D5的N极相连接、负极经电阻R14后与三极管VT2的集电极相连接的极性电容C8，以及一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端与三极管VT2的集电极相连接的电阻R15组成；所述三极管VT2的集电极接地；所述极性电容C11的负极与变压器T副边电感线圈L3的同名端相连接；所述极性电容C8的负极与正极共同形成恒流驱动电路的输出端。

为了本发明的实际使用效果，所述控制芯片U2则优先采用TOP224Y集成芯片来实现。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明能控制电流峰值恒定，同时控制开关占空比，保持输出整个开关周期时间比例恒定，从而本发明实现了输出电流的恒定。

(2)本发明能对功率因数进行调整，使功率因数PF>0.9，从而本发明有效的提高了功率因数。

(3)本发明仅需0.5μA的启动电流，即降低了启动的功耗，从而提高了本发明的效率。

(4)本发明的控制芯片采用了TOP224Y集成芯片来实现，该TOP224Y集成芯片恒流精度高，输出电流误差<2％，从而提高了本发明对电流控制的精度。

(5)本发明的驱动效率高，即本发明满载效率高达90％以上。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的功率因数校正电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本发明主要由控制芯片U2，二极管整流器U1，变压器T，三极管VT1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，热敏电阻RT，极性电容C1，极性电容C2，二极管D1，功率因数校正电路，一级反激式电路，以及恒流驱动电路组成。

实施时，极性电容C1的正极与二极管整流器U1的负极输出端相连接、其负极与二极管整流器U1的正极输出端相连接。电阻R1的一端与三极管VT1的基极相连接、其另一端与极性电容C1的负极相连接。极性电容C2的正极经电阻R2后与二极管整流器U1的正极输出端相连接、其负极经电阻R3后与控制芯片U2的S管脚相连接。二极管D1的N极经热敏电阻RT后与三极管VT1的集电极相连接、其P极经电阻R4后与控制芯片U2的D管脚相连接。功率因数校正电路串接在二极管整流器U1的负极输出端与三极管VT1的发射极之间。一级反激式电路分别与控制芯片U2的C管脚和S管脚相连接。恒流驱动电路分别与变压器T和一级反激式电路相连接。

所述变压器T原边电感线圈L1的同名端与三极管VT1的集电极相连接、其电感线圈L1的非同名端与二极管D1的P极相连接；所述变压器T原边电感线圈L2的非同名端与一级反激式电路相连接、其同名端接地；所述变压器T副边电感线圈L3与恒流驱动电路相连接；所述二极管整流器U1的输入端与外部电源相连接。

其中，所述一级反激式电路由光电耦合器IC，电阻R8，电阻R9，可调电阻R10，电阻R11，极性电容C3，极性电容C4，极性电容C5，二极管D2，以及二极管D3组成。

连接时，二极管D2的P极与变压器T原边电感线圈L2的非同名端相连接、其N极经电阻R11后与光电耦合器IC的第一输出端相连接。极性电容C4的负极与二极管D2的N极相连接、其正极经电阻R8后与控制芯片U2的C管脚相连接。二极管D3的N极与控制芯片U2的C管脚相连接、其P极经可调电阻R10后与光电耦合器IC的第二输出端相连接。

同时，电阻R9的一端与二极管D3的N极相连接、其另一端与控制芯片U2的S管脚相连接。极性电容C3的负极接地、其正极与控制芯片U2的S管脚相连接。极性电容C5的正极与光电耦合器IC的第一输入端相连接、其负极接地。所述光电耦合器IC的第二输入端接地；所述光电耦合器IC的第一输入端作为一级反激式电路的输入端并与恒流驱动电路相连接。

进一步地，所述恒流驱动电路由三极管VT2，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，极性电容C6，极性电容C7，极性电容C8，二极管D4，稳压二极管D5，以及电感L4组成。

连接时，极性电容C7的正极与变压器T副边电感线圈L3的非同名端相连接、其负极经电阻R6后与三极管VT2的发射极相连接。二极管D4的P极与极性电容C6的正极相连接，所述极性电容C6的负极与变压器T副边电感线圈L3的同名端相连接，所述二极管D4的N极经电阻R5后与三极管VT2的发射极相连接。电阻R7的一端与三极管VT2的基极相连接、其另一端与变压器T副边电感线圈L3的抽头相连接。

其中，稳压二极管D5的N极经电感L4后与三极管VT2的发射极相连接、其N极顺次经电阻R13和电阻R12后与光电耦合器IC的第一输入端相连接。极性电容C8的正极与稳压二极管D5的N极相连接、其负极经电阻R14后与三极管VT2的集电极相连接。电阻R15的一端与三极管VT2的发射极相连接、其另一端与三极管VT2的集电极相连接。

所述三极管VT2的集电极接地；所述极性电容C11的负极与变压器T副边电感线圈L3的同名端相连接；所述极性电容C8的负极与正极共同形成恒流驱动电路的输出端并与LED灯组相连接。

如图2所示，所述功率因数校正电路由场效应管MOS1，场效应管MOS2，电阻R16，电阻R17，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，极性电容C9，极性电容C10，极性电容C11，极性电容C12，二极管D6，二极管D7，二极管D8，以及电感L5组成。

连接时，二极管D7的N极经电阻R21后与场效应管MOS2的源极相连接、其P极顺次经电阻R20和电感L5后与场效应管MOS1的源极相连接。二极管D7的P极经电阻R19后与二极管D8的N极相连接、其N极与电阻R20与电感L5的连接点相连接。极性电容C12的正极经电阻R22后与二极管D8的P极相连接、其负极经电阻R24后与场效应管MOS2的漏极相连接。

同时，极性电容C11的负极经电阻R23后与极性电容C12的正极相连接、其正极与二极管D8的N极相连接。极性电容C9的正极与场效应管MOS1的漏极相连接、其负极接地。可调电阻R18的一端与极性电容C9的负极相连接、其另一端与场效应管MOS2的漏极相连接。二极管D6的N极与极性电容C9的负极相连接、其P极经电阻R16后与场效应管MOS1的源极相连接。极性电容C10的正极经电阻R17后与二极管D6的P极相连接、其负极与场效应管MOS2的栅极相连接。

所述场效应管MOS2的漏极接地；场效应管MOS1的栅极与二极管整流器U1的负极输出端相连接；所述极性电容C12的正极与三极管VT1的发射极相连接。

运行时，本发明能控制电流峰值恒定，同时控制开关占空比，保持输出整个开关周期时间比例恒定；本发明能对功率因数进行调整，使功率因数PF>0.9，从而本发明实现了输出电流的恒定。同时，本发明仅需0.5μA的启动电流，即降低了启动的功耗，从而提高了本发明的效率；以及本发明的驱动效率高，即本发明满载效率高达90％以上。

为了更好的实施本发明，所述的控制芯片采用了TOP224Y集成芯片来实现，该TOP224Y集成芯片恒流精度高，输出电流误差<2％。

按照上述实施例，即可很好的实现本发明。

Claims (5)

1.一种基于功率因数校正电路的LED开关稳压驱动电源，其特征在于，主要由控制芯片U2，二极管整流器U1，变压器T，三极管VT1，正极与二极管整流器U1的负极输出端相连接、负极与二极管整流器U1的正极输出端相连接的极性电容C1，一端与三极管VT1的基极相连接、另一端与极性电容C1的负极相连接的电阻R1，正极经电阻R2后与二极管整流器U1的正极输出端相连接、负极经电阻R3后与控制芯片U2的S管脚相连接的极性电容C2，N极经热敏电阻RT后与三极管VT1的集电极相连接、P极经电阻R4后与控制芯片U2的D管脚相连接的二极管D1，串接在二极管整流器U1的负极输出端与三极管VT1的发射极之间的功率因数校正电路，分别与控制芯片U2的C管脚和S管脚相连接的一级反激式电路，以及分别与变压器T和一级反激式电路相连接的恒流驱动电路组成；所述变压器T原边电感线圈L1的同名端与三极管VT1的集电极相连接、其电感线圈L1的非同名端与二极管D1的P极相连接；所述变压器T原边电感线圈L2的非同名端与一级反激式电路相连接、其同名端接地；所述变压器T副边电感线圈L3与恒流驱动电路相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于功率因数校正电路的LED开关稳压驱动电源，其特征在于，所述功率因数校正电路由场效应管MOS1，场效应管MOS2，N极经电阻R21后与场效应管MOS2的源极相连接、P极顺次经电阻R20和电感L5后与场效应管MOS1的源极相连接的二极管D7，P极经电阻R19后与二极管D8的N极相连接、N极与电阻R20与电感L5的连接点相连接的二极管D7，正极经电阻R22后与二极管D8的P极相连接、负极经电阻R24后与场效应管MOS2的漏极相连接的极性电容C12，负极经电阻R23后与极性电容C12的正极相连接、正极与二极管D8的N极相连接的极性电容C11，正极与场效应管MOS1的漏极相连接、负极接地的极性电容C9，一端与极性电容C9的负极相连接、另一端与场效应管MOS2的漏极相连接的可调电阻R18，N极与极性电容C9的负极相连接、P极经电阻R16后与场效应管MOS1的源极相连接的二极管D6，以及正极经电阻R17后与二极管D6的P极相连接、负极与场效应管MOS2的栅极相连接的极性电容C10组成；所述场效应管MOS2的漏极接地；场效应管MOS1的栅极与二极管整流器U1的负极输出端相连接；所述极性电容C12的正极与三极管VT1的发射极相连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于功率因数校正电路的LED开关稳压驱动电源，其特征在于，所述一级反激式电路由光电耦合器IC，P极与变压器T原边电感线圈L2的非同名端相连接、N极经电阻R11后与光电耦合器IC的第一输出端相连接的二极管D2，负极与二极管D2的N极相连接、正极经电阻R8后与控制芯片U2的C管脚相连接的极性电容C4，N极与控制芯片U2的C管脚相连接、P极经可调电阻R10后与光电耦合器IC的第二输出端相连接的二极管D3，一端与二极管D3的N极相连接、另一端与控制芯片U2的S管脚相连接的电阻R9，负极接地、正极与控制芯片U2的S管脚相连接的极性电容C3，以及正极与光电耦合器IC的第一输入端相连接、负极接地的极性电容C5组成；所述光电耦合器IC的第二输入端接地；所述光电耦合器IC的第一输入端作为一级反激式电路的输入端并与恒流驱动电路相连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于功率因数校正电路的LED开关稳压驱动电源，其特征在于，所述恒流驱动电路由三极管VT2，正极与变压器T副边电感线圈L3的非同名端相连接、负极经电阻R6后与三极管VT2的发射极相连接的极性电容C7，N极经电阻R5后与三极管VT2的发射极相连接、P极经极性电容C6后与变压器T副边电感线圈L3的同名端相连接的二极管D4，一端与三极管VT2的基极相连接、另一端与变压器T副边电感线圈L3的抽头相连接的电阻R7，N极经电感L4后与三极管VT2的发射极相连接、N极顺次经电阻R13和电阻R12后与光电耦合器IC的第一输入端相连接的稳压二极管D5，正极与稳压二极管D5的N极相连接、负极经电阻R14后与三极管VT2的集电极相连接的极性电容C8，以及一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端与三极管VT2的集电极相连接的电阻R15组成；所述三极管VT2的集电极接地；所述极性电容C11的负极与变压器T副边电感线圈L3的同名端相连接；所述极性电容C8的负极与正极共同形成恒流驱动电路的输出端。

5.根据权利要求4所述的一种基于功率因数校正电路的LED开关稳压驱动电源，其特征在于，所述控制芯片U2为TOP224Y集成芯片。