具体实施方式
如图1所示,本实用新型所述的LED路灯电路,包括与电压输入端相接的桥式整流电路1以及接在桥式整流电路1输出端的稳压输出电路2,所述的电压输入端和桥式整流电路1的输入端之间依次串接有防雷保护电路3、过流保护电路4、放电保护电路5、EMI抑制电路6。
所述的桥式整流电路1由4个相同的整流二极管(1N4007)组成桥式整流电路,桥式整流电路就是把交流电转变为直流电。
所述的PFC控制的稳压输出电路2的各部分组成和工作原理如下:
APFC(Active power factor correction:有源功率因数较正)电源既要保持输出电压恒定,又要控制输入电流为正弦波,以获得高的功率因数,为了能方便地控制输入电流,MC33262APFC电源常采用boost电路.
MC33262为一电流准连续模式的APFC控制芯片,即电感电流处于连续模式与断续模式的临界点,在高压大电流场合,如果在二极管还在正向导通电流的时候,突然施加反向高压,将会有很大的反向恢复电流流动,产生较大的功耗,影响电路的可靠性和效率。因此在连续模式APFC电路中必须使用具有极短反向恢复时间trr的二极管。对于临界断续模式(MC33262)APFC来说,由于功率MOS管是在二极管的正向导通电流下降到零以后才开通,所以对trr的要求不高,二极管的关断和MOS管的开通损耗很小.。
MC33262电源电路采用变频控制,频率主要取决于主回路及采样回路,计算公式为:
f(a)=(Vo-1.414Virms*sin(a))*Virms*Virms/2L*Pi*Vo
Vo:输出电压
Virms:输入电压的有效值
a:输入电压的相位角
L:高频变压器T1的初级电感量
Pi:输入功率
MC33262工作原理:
开机瞬间电路由R6给U1Pin8(VCC)供电(电路进入稳定状态后将由T1的次级线圈通过C6,R8,D6给U1供电),U1开始工作,首先控制芯片生成一电感电流的参考信号,每一工作周期开始时MOS管Q1导通,T1初、次级线圈电流线性增加,U1Pin4(CS)将电感电流的检测信号(R7上的电压降)与参考信号相比,当电感电流检测值等于电感电流参考值时,MOS管Q1关断,初级线圈通过续流二极管D5对负载及大电容EC3供电,线圈电流慢慢减少,当初级线圈电流降为零时,次级线圈电流也降为零,此信号被U1Pin5(ZCD IN)检测到,此检测信号通过内部处理,又给U1PIN7(GDO)一高电平,触发MOS管Q1再导通,如此周而复始。
APFC较正原理:
IC内部的电感电流的参考信号由系统输出电压检测值Vo*(R9+PTC)/(R9+PTC+R11)与给定值相减,再经由IC内部调节器,然后将IC内部调节器的输出与整流桥后端的boost电路输入电压(即经C5虑波后的电压)波形相乘得到。由于电感电流参考信号由电压反馈环决定,故保持系统稳定且获得高的功率因数。电感电流实际为三角波,其包络为电感电流参考信号,由于电感电流参考信号为电压误差放大器的输出与整流后的boost电路输入电压波形的乘积,且当系统稳定工作时,误差放大器的输出基本恒定,故电感电流的包络基本为正弦波。根据三角形面积公式,可得电感电流平均值,即电感电流的平均值为正弦波。由于并联于整流桥后端的滤波电路将电感电流的高频部分滤掉,故系统的输入电流为正弦波,且相位与电源电压一致,系统功率因数接近1。
电子元件功能简述:
R4(1.3M,1/4W),R3(12K,1/4W),C2(0.01uF,50V):构成电阻分压网络,用以确定输入电压的波形与相位及限制输入电压过高,R3和C2组成RC虑波器,用以消除IC Pin3的高频干扰信号。
C5(1uF,400V)用于过滤桥式整流后的高频信号。
R9(10K,1/4W),PTC(400ohm,400V)正温度系数热敏电阻,R11(1.6M,1/4W),C7(0.01u,50V),C1(0.01uF,50V):构成电阻分压及补偿网络,组成了内部乘法器的两个输入端;同时PTC具有灯具热保护作用。在正常工作情况下,PTC是导通的,输出电压维持正常状况工作;当灯具温度上升到一定程度时,PTC电阻突然变大,根据(R9+PTC)、R11构成的分压网络原理,输出电压会降低,同时输出功率也会变小,此时灯具的温度会随着降低;当温度降到一定程度时,PTC的阻值又会恢复到正常状态,灯具处于正常工作状况;这样周而复始的温度保护,有助于延长灯具的使用寿命.
R6(100K,1/4W):用于开机瞬间给IC Pin8提供一个起动电压。
C6(0.01uF,50V)、电解电容C4(100u,50V)、肖特基二极管D6(IN4934)、稳压管DZ1(12V)、R8(10ohm,1/4W):用以在电路进入稳定状态后给IC Pin8提供电压。R8,C6对次级线圈感应电压进行降压限流,稳压管DZ1保证IC处于稳定的工作电压,D6将交流电整流成单向直流电给IC供电,EC1对IC供电电压进行虑波。
R5(22K,1/4W):过零检测引脚的限流电阻.
R7(0.5ohm,1/2W)、C3(0.01uF,50V):电感电流检测电路。另一个重要作用当负载短路时,MOS管Q1电流急剧增大,R7上的压降升高,当该信号大于芯片内部产生的电感电流参考信号时,内部过流保护电路启动,内部比较器翻转,使MOS管Q1截止,无功率输出.
D5(HER207):快速恢复二极管,作用是防止初级线圈输出减小为零时输出端高压反灌,损毁电路元件。
Q1(IRF840):功率开关管。输出电压与开关频率有关,频率越大输出电压越高
EC3(47u/450V):输出虑波电容,其值越大输出电压越平滑
T1:高频升压变压器,传导输出功率.变压器的参数如下:
T=Coilcraft N2881-A
Primary:62turnsof#22AWG
Secondary:5turnsof#22AWG
Core:Coilcraft PT2510,EE25
Gap:0.072″total for a primary inductance(LP)of 320μH
所述的防雷保护电路3的作用在于:当路灯遭到雷击时,此路灯会通过VR1(10D471)、VR2(07D471)、VR3(07D471)三个压敏电阻和DS1(600V)气体放电管迅速把雷电放电到大地,保护整个路灯正常工作。
所述的过流保护电路4中的F1(3.15A,250V)是保险丝,起着过流保护作用;可以保障电路在正常工作情况下,电网电流的变化不会对电路的元器件产生影响。
所述的放电保护电路5的作用在于:当电源电路处于断电的情况下,CX1等元件还会带电,容易触电伤人,所以在电源输入的两端要接放电电阻R1(1M,1/4W)和R2(1M,1/4W).
所述的EMI抑制电路6的滤波电容CX1(0.33uF,275V)、滤波电感L1(12mH,2A)、滤波电感L2(8mH,2A)共同组成EMI抑制电路,可以抑制差模干扰信号和共模扰信号对电路正常工作时产生干扰影响。
总之,本实用新型虽然例举了上述优选实施方式,但是应该说明,虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型,除非这样的变化和改型偏离了本实用新型的范围,否则都应该包括在本实用新型的保护范围内。