CN112996190B - 一种200w的led驱动电源电路 - Google Patents

一种200w的led驱动电源电路 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种200W的LED驱动电源电路，包括封装有LED驱动电源电路的一长条形的PCB基板，LED驱动电源电路包括EMI滤波整流电路、Boost升压电路、Buck降压电路、负载电路，EMI滤波整流电路接入交流电源，Boost升压电路用于接收经EMI滤波整流电路整流后的信号并输出直流高压信号，Buck降压电路用于将直流高压信号降压为恒定电压并输出至负载电路；其中，在Boost升压电路与Buck降压电路之间还设有芯片供电电路，用于给Buck降压电路的降压芯片提供电源。本发明供电路设计简单，能够实现稳定的恒流输出，具有过电压保护功能，输出电流可根据实际LED所需电流进行调整；LED驱动电源采用长条形的设计，将灯具做成长条形，可扩大照明范围。

Description

一种200W的LED驱动电源电路
技术领域
本发明涉及植物照明技术领域，尤其涉及一种200W的LED驱动电源电路。
背景技术
随着发光二极管(LED)被广泛使用，LED在植物照明和其他等照明领域也越来越多的被使用，其具有效率高、寿命长、体积小、光谱可控及可近距离照射等优点。
然而，现有的各种LED灯驱动电源，电路复杂，成本高，性价比低，照明范围小，并且很难实现恒流输出。
另外，在现有市电电压波动较大，现有的LED节能灯驱动电源由于缺少过压保护，所以经常造成LED节能灯损坏，影响LED节能灯的使用寿命。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种成本低，照明范围广的200W的LED驱动电源电路。
为了实现上述主要目的，本发明提供的一种200W的LED驱动电源电路，包括封装有LED驱动电源电路的一长条形的PCB基板，所述LED驱动电源电路包括EMI滤波整流电路、Boost升压电路、Buck降压电路、负载电路，所述EMI滤波整流电路接入交流电源，所述Boost升压电路用于接收经所述EMI滤波整流电路整流后的信号并输出直流高压信号，所述Buck降压电路用于将所述直流高压信号降压为恒定电压并输出至所述负载电路；其中，在所述Boost升压电路与所述Buck降压电路之间还设有芯片供电电路，用于给所述Buck降压电路的降压芯片提供电源。
进一步的方案中，所述EMI滤波整流电路包括交流输入端、熔断器、电容CX1、压敏电阻器、电感LF1、热敏电阻器以及桥式整流器，所述交流输入端接入交流电源后与所述熔断器连接，所述熔断器与所述电容CX1连接，所述电容CX1与所述压敏电阻器连接，所述压敏电阻器与所述电感LF1连接，所述电感LF1与所述热敏电阻器连接，所述热敏电阻器与所述桥式整流器连接。
更进一步的方案中，所述Boost升压电路包括电感L1、升压芯片、三极管Q1、升压二极管D3、升压电感器L35、MOS管Q2以及输出滤波电容，所述电感L1与所述升压二极管D3连接，所述升压芯片与所述MOS管Q2的栅极连接，所述MOS管Q2的漏极与所述升压电感器L35、输出滤波电容连接，所述升压电感器L35与所述三极管Q1连接。
更进一步的方案中，所述芯片供电电路包括供电输入端、供电输出端、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、二极管Z4、二极管D11以及连接在所述供电输出端的滤波电容C13、C26，所述供电输入端连接至所述三极管Q4的发射极，所述三极管Q4的基极连接至所述三极管Q5的集电极、二极管D11的正极，所述二极管D11的负极连接至所述三极管Q6的基极，所述三极管Q6的集电极连接至所述二极管Z4的正极，所述三极管Q4的发射极、二极管Z4的负极连接至所述供电输入端。
更进一步的方案中，所述Buck降压电路包括所述降压芯片、MOS管Q7、降压电感器L5、负载输出端，所述降压芯片的电源端与所述芯片供电电路的供电输出端连接，所述降压芯片的驱动输出引脚与所述MOS管Q7的栅极连接，所述MOS管Q7的漏极与所述降压电感器L5的输入端连接，所述降压电感器L5的输出端连接至所述负载输出端。
更进一步的方案中，所述LED驱动电源电路还包括一反馈电路，所述反馈电路与所述Buck降压电路连接。
更进一步的方案中，所述反馈电路包括驱动器、双运算放大器，所述驱动器的一端与所述降压芯片的CS引脚连接，所述驱动器的另一端与所述双运算放大器的输入端连接，所述双运算放大器的输出端与所述降压芯片的INV、MULT引脚连接。
更进一步的方案中，所述升压芯片为L6562。
更进一步的方案中，所述降压芯片为L6562。
由此可见，本发明为恒流驱动电源，采用BUCK-BOOST拓扑结构，输入电压范围200V-400V50HZ，能够实现稳定的恒流输出，具有过电压保护功能，输出电流可根据实际LED所需电流进行调整，功率因数可达0.9以上。
此外，该LED驱动电源为非隔离电源，相较于隔离电源成本更低；该LED驱动电源采用长条形的设计，将灯具做成长条形，可扩大照明范围。
所以，本发明电路设计简单，能有效实现过压保护，输出电流恒定，安全可靠，保证了电路正常工作，提高了LED灯的输出功率，降低了生产成本，延长了LED灯使用寿命。
附图说明
图1是本发明一种200W的LED驱动电源电路实施例的原理图。
图2是本发明一种200W的LED驱动电源电路实施例中EMI滤波整流电路与Boost升压电路连接的电路原理图。
图3是本发明一种200W的LED驱动电源电路实施例中EMI滤波整流电路的电路原理图。
图4是本发明一种200W的LED驱动电源电路实施例中Boost升压电路的电路原理图。
图5是本发明一种200W的LED驱动电源电路实施例中芯片供电电路的电路原理图。
图6是本发明一种200W的LED驱动电源电路实施例中Buck降压电路的电路原理图。
图7是本发明一种200W的LED驱动电源电路实施例中反馈电路的电路原理图。
图8是本发明一种200W的LED驱动电源电路实施例中PCB基板的结构示意图。
图9是本发明一种200W的LED驱动电源电路实施例中PCB基板上EMI滤波整流电路的结构示意图。
图10是本发明一种200W的LED驱动电源电路实施例中PCB基板上Boost升压电路的结构示意图。
图11是本发明一种200W的LED驱动电源电路实施例中PCB基板上芯片供电电路的结构示意图。
图12是本发明一种200W的LED驱动电源电路实施例中PCB基板上Buck降压电路的结构示意图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参见图1，本发明的一种200W的LED驱动电源电路，包括封装有LED驱动电源电路的一长条形的PCB基板，LED驱动电源电路包括EMI滤波整流电路10、Boost升压电路20、Buck降压电路40、负载电路60，EMI滤波整流电路10接入交流电源1，Boost升压电路20用于接收经EMI滤波整流电路10整流后的信号并输出直流高压信号，Buck降压电路40用于将直流高压信号降压为恒定电压并输出至负载电路60。
其中，在Boost升压电路20与Buck降压电路40之间还设有芯片供电电路30，用于给Buck降压电路40的降压芯片U2提供电源。可见，芯片供电电路30给后面降压Buck芯片供电，可以快速给后级供电。
参见图2至图4，EMI滤波整流电路10包括交流输入端AC_L和AC_N、熔断器F1、电容CX1、压敏电阻器RV1、电感LF1、电容CY1、电容CY2、热敏电阻器TH1以及桥式整流器(如二极管D1、D2、D3、D4)，交流输入端AC_L、AC_N接入交流电源1后与熔断器F1连接，熔断器F1与电容CX1连接，电容CX1与压敏电阻器RV1连接，压敏电阻器RV1与电感LF1连接，电感LF1与热敏电阻器TH1连接，热敏电阻器TH1与桥式整流器连接。
其中，Boost升压电路20包括电容CX3、电容CX4、电感L1、升压芯片U1、三极管Q1、升压二极管D3、升压电感器L35、二极管D4、MOS管Q2以及输出滤波电容C4、C8，电感L1与升压二极管D3连接，升压芯片U1与MOS管Q2的栅极连接，MOS管Q2的漏极与升压电感器L35、输出滤波电容连接，升压电感器L35与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射极与芯片供电电路30的供电输入端连接。
参见图5，芯片供电电路30包括供电输入端、供电输出端、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、二极管Z4、二极管D11以及连接在供电输出端的滤波电容C13、C26，供电输入端连接至三极管Q4的发射极，三极管Q4的基极连接至三极管Q5的集电极、二极管D11的正极，二极管D11的负极连接至三极管Q6的基极，三极管Q6的集电极连接至二极管Z4的正极，三极管Q4的发射极、二极管Z4的负极连接至供电输入端。
其中，芯片供电电路30还包括电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电容C12、二极管D11，电阻R37接在供电输入端，电阻R38与电阻R39连接，电阻R41与电阻R40连接后接入三极管Q5的基极，二极管D11的负极与电阻R42连接后接入三极管Q6的基极，电阻R43与电容C12连接。
如图6所示，Buck降压电路40包括降压芯片U2、MOS管Q7、降压电感器L5、负载输出端，降压芯片U2的电源端与芯片供电电路30的供电输出端连接，降压芯片U2的驱动输出引脚与MOS管Q7的栅极连接，MOS管Q7的漏极与降压电感器L5的输入端连接，降压电感器L5的输出端连接至负载输出端。
在本实施例中，LED驱动电源电路还包括一反馈电路60，反馈电路60与Buck降压电路40连接。
具体地，如图7所示，反馈电路60包括驱动器Q9、双运算放大器U3，驱动器的一端与降压芯片U2的CS引脚连接，驱动器的另一端与双运算放大器的输入端连接，双运算放大器的输出端与降压芯片U2的INV、MULT引脚连接。可见，可根据实际需求调整CS脚的采样电阻调整输出电流，输出电压由负载决定，可根据实际需求进行调整，从而保证了实际输出电流恒定。
作为优选，升压芯片U1为L6562。
作为优选，降压芯片U2为L6562。
具体地，EMI滤波整流电路10采用标准的电感电容连接方式，可以抑制交流电网的高频干扰和电源对交流电网的干扰。
PFC Boost升压电路20使用的是L6562作为主控芯片使用，其中，L6562是一款电流模式PFC控制器转换模式操作系统。
高线性乘法器包括一个特殊的电路，能够减少交流输入电流失真，允许使用极低THD宽范围。输出电压由电压模式误差放大器和一个准确的方式来控制内部参考电压。该器件具有极低的功耗，包括一个IC中的禁用功能远程开/关，这使得它更容易符合节能减排的要求(蓝天使、能源之星、ENERGY2000等)。
本实施例有效的两步OVP使得能够安全地处理过电压或者在启动时发生的负载断开。该图腾柱输出级可达600mA和800mA电流，适用于驱动大电流MOSFET或IGBT。功率MOSFET的选择是另一个关键，需考虑功率管的耐压及通过的电流大小。通过Boost升压电路20，将能量传送到输出滤波电容中。后级依旧采用L6562作为控制芯片，后级为Buck降压电路40，输出为恒定电流，可根据实际需求调整CS脚的采样电阻调整输出电流，输出电压由负载决定，可根据实际需求进行调整。
进一步的，如图8至图12所示，PCB布板上将PCB板设计为长条形状，设计时需考虑PCB布板的基本规则，元器件的选择上也要根据布板来提出相应的需求，简化了功率开关管的驱动电路，减小了电路板的体积，降低了电路的成本；不需要复杂的磁性元件如变压器或者多绕组的电感，从而进一步降低成本和功耗。
由此可见，本发明为恒流驱动电源，采用BUCK-BOOST拓扑结构，输入电压范围200V-400V50HZ，能够实现稳定的恒流输出，具有过电压保护功能，输出电流可根据实际LED所需电流进行调整，功率因数可达0.9以上。
此外，该LED驱动电源为非隔离电源，相较于隔离电源成本更低；该LED驱动电源采用长条形的设计，将灯具做成长条形，可扩大照明范围。由于将LED驱动电源设置在一张电路板上，节约了成本，便于安装。
所以，本发明电路设计简单，能有效实现过压保护，输出电流恒定，安全可靠，保证了电路正常工作，提高了LED灯的输出功率，降低了生产成本，延长了LED灯使用寿命。
需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例，但发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明做出的非实质性修改，也均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种200W的LED驱动电源电路，其特征在于，包括：
封装有LED驱动电源电路的一长条形的PCB基板，所述LED驱动电源电路包括EMI滤波整流电路、Boost升压电路、Buck降压电路、负载电路，所述EMI滤波整流电路接入交流电源，所述Boost升压电路用于接收经所述EMI滤波整流电路整流后的信号并输出直流高压信号，所述Buck降压电路用于将所述直流高压信号降压为恒定电压并输出至所述负载电路；
其中，在所述Boost升压电路与所述Buck降压电路之间还设有芯片供电电路，用于给所述Buck降压电路的降压芯片提供电源；
所述芯片供电电路包括供电输入端、供电输出端、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、二极管Z4、二极管D11以及连接在所述供电输出端的滤波电容C13、C26，所述供电输入端连接至所述三极管Q4的发射极，所述三极管Q4的基极连接至所述三极管Q5的集电极、二极管D11的正极，所述二极管D11的负极连接至所述三极管Q6的基极，所述三极管Q6的集电极连接至所述二极管Z4的正极，所述三极管Q4的发射极、二极管Z4的负极连接至所述供电输入端；
其中，芯片供电电路还包括电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电容C12，所述电阻R37接在供电输入端，所述电阻R38与所述电阻R39连接，所述电阻R41与所述电阻R40连接后接入所述三极管Q5的基极，所述二极管D11的负极与所述电阻R42连接后接入所述三极管Q6的基极，所述电阻R43与所述电容C12连接；
所述Buck降压电路包括所述降压芯片、MOS管Q7、降压电感器L5、负载输出端，所述降压芯片的电源端与所述芯片供电电路的供电输出端连接，所述降压芯片的驱动输出引脚与所述MOS管Q7的栅极连接，所述MOS管Q7的漏极与所述降压电感器L5的输入端连接，所述降压电感器L5的输出端连接至所述负载输出端；
所述EMI滤波整流电路包括交流输入端、熔断器、电容CX1、压敏电阻器、电感LF1、热敏电阻器以及桥式整流器，所述交流输入端接入交流电源后与所述熔断器连接，所述熔断器与所述电容CX1连接，所述电容CX1与所述压敏电阻器连接，所述压敏电阻器与所述电感LF1连接，所述电感LF1与所述热敏电阻器连接，所述热敏电阻器与所述桥式整流器连接；
所述Boost升压电路包括电感L1、升压芯片、三极管Q1、升压二极管D3、升压电感器L35、MOS管Q2以及输出滤波电容，所述电感L1与所述升压二极管D3连接，所述升压芯片与所述MOS管Q2的栅极连接，所述MOS管Q2的漏极与所述升压电感器L35、输出滤波电容连接，所述升压电感器L35与所述三极管Q1连接；
所述LED驱动电源电路还包括一反馈电路，所述反馈电路与所述Buck降压电路连接，用于根据实际需求调整CS脚的采样电阻从而调整输出电流，输出电压由负载决定；
所述反馈电路包括驱动器、双运算放大器，所述驱动器的一端与所述降压芯片的CS引脚连接，所述驱动器的另一端与所述双运算放大器的输入端连接，所述双运算放大器的输出端与所述降压芯片的INV、MULT引脚连接。
2.根据权利要求1所述的LED驱动电源电路，其特征在于：
所述升压芯片为L6562。
3.根据权利要求1所述的LED驱动电源电路，其特征在于：
所述降压芯片为L6562。
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