CN201414244Y - 一种大功率led路灯的驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种大功率LED路灯的驱动电路，包括EMC滤波电路、桥式整流电路、功率因数控制器电路、调压电路、取样电路，其中，功率因数控制器电路，接于整流滤波电路的输出端，控制调压电路工作状态，并接收从取样电路反馈的电压和电流信号从而控制调压电路的输出；取样电路，连接于调压电路输出端，并将输出端的电流电压信号反馈回功率因数控制器电路。本实用新型公开的一种大功率LED路灯的驱动电路，采用反激式单级功率因数控制技术，经过取样反馈控制，进行输出电压欠压、过压、过流控制，可提供稳定的输出电压和电流；同时，加入EMC滤波电路，可有效抑制电磁干扰，提供高效的、稳定的输出电压和电流。

Description

一种大功率LED路灯的驱动电路
技术领域
本实用新型涉及LED灯照明技术领域，尤其涉及一种大功率LED路灯的驱动电路。
背景技术
随着半导体发光二极管(LED)技术的高速发展，用作日常照明灯具的LED灯具具有高效、长寿命、安全、环保等优点，已有代替白炽灯、荧光灯的趋势，但LED需要低压直流供电，不能直接与日常市电220V的交流电源直接连接，需要专门的驱动电路。但是，在实际应用中，特别是在大功率照明LED灯具的应用中，经常会因驱动电流与LED光输出难成相应比例，或者受到供电电网不稳定的干扰，电网电压的瞬时变动，往往与高频过渡现象如冲击电流、高频振荡等联系在一起，直接干扰电路的输出，导致LED光输出不稳定，易将LED灯具损坏，降低了其使用寿命，从而使得安全可靠性差。
实用新型内容
本实用新型提供一种大功率LED路灯的驱动电路，可有效抑制电网不稳定和电磁干扰(EMI)，并提供高效的、稳定的输出电压和电流。本实用新型采用反激式单级功率因数控制技术，经过取样反馈控制，进行输出电压欠压、过压、过流控制，可提供稳定的输出电压和电流供给LED路灯。
本实用新型的技术方案是：一种大功率LED路灯的驱动电路，包括EMC滤波电路、桥式整流电路、功率因数控制器电路、调压电路、取样电路，其中，
EMC滤波器，其输入端接至交流市电，输出端接至整流滤波电路；
桥式整流滤波电路，连接于EMC滤波器与功率因数控制器电路之间；
功率因数控制器电路，接于整流滤波电路的输出端，控制调压电路工作状态，并接收从取样电路反馈的电压和电流信号从而控制调压电路的输出；
调压电路，其输入端的一端接至整流滤波电路的输出端，另一端接至功率因数控制器电路的输出端，并受控于功率因数控制器电路，其输出端接至LED灯具输出；
取样电路，连接于调压电路输出端，并将输出端的电流电压信号反馈回功率因数控制器电路。
所述的EMC滤波电路包括：滤波电容C1、C19、电感L1、L2及扼流线圈T1，滤波电容C1连接于市电输入的两端，与滤波电容C19形成差模电容，电感L1、L2分别串接于市电输入的两端形成共模电感，再通过扼流线圈T1输出至桥式整流电路。
所述的功率因数控制器电路，包括一功率因数控制器IC1，该功率因数控制器是一种反激式单级功率因数控制器，是固定频率平均电流模式PWM单级功率因数控制器，可限制峰值初级电流，提供接近于1的功率因数，内置有高压启动电路，可直接连接到桥式整流器输出端工作。在功率因数控制器开始工作后，高压启动电路截止。该功率因数控制器还能提供逐周峰值和平均电流限制、VCC欠电压锁定和过温度关闭等保护功能。
功率因数控制器IC1的第9脚接于桥式整流输出端为AC输入，第8脚与取样电路相连接，接收取样控制芯片IC2检测的电流电压信号，第13脚接调压电路的由变压器T2的偏置绕组T2B、二极管D6、稳压二极管Z1、电容C12组成的辅助电源，第1脚通过电阻R9接至开关管Q1的栅极，开关管Q1的源极经过电阻R8接地，用作感测初级电流的过流保护电阻，漏极接至调压电路的吸收回路。功率因数控制器IC1的振荡器频率由第3脚的电容C8值确定。
其工作控制原理为：接通市电后，经EMC滤波和桥式整流器D1-D4输出电流经二极管D5对电容C3充电，当电容C3上的电压达到门限电平时，功率因数控制器IC1的第16脚导通，内部高压启动电流中的电流源从第13脚流出，对连接在变压器T2偏置绕组上的电容C12充电，当C12上的电压超过导通门限电压时，功率因数控制器IC1启动，开关管Q1导通，变压器开始工作，此时，功率因数控制器IC1第13脚的VCC所需电流，由变压器T2的偏置绕组T2B、二极管D6、稳压二极管Z1、电容C12组成的辅助电源提供，在功率因数控制器IC1开始工作后，内部高压启动电流截止。
所述的取样电路包括取样控制芯片IC2、电阻R12、R13、R14、R15、R16和光耦合器IC3，其中，取样控制芯片IC2的第3脚接至光耦合器IC3提供电流电压信号，第6脚经过电阻R12接至光耦合器IC3，第1脚经过电阻R13接至LED的正极输出，电阻R13、R16组成电压取样电路，电阻R14、R15组成电流取样电路，并联接至取样控制芯片IC2的第5脚，光电耦合器IC3用于耦合取样控制芯片IC2检测的电流电压信号，将其反馈至功率因数控制器IC1，再由功率因数控制器IC1内部控制开关管Q1，来控制输出电压电流的稳定。在出现欠电压情况时，取样控制芯片IC2的第3脚输出低电平，光耦合器IC3中LED电流减小，使得功率因数控制器IC1进入高占空比状态，迫使输出电压升高至欠电压限制电平以上。当出现过电压情况时，光耦合器IC3中LED电流达到最大值，占空比减小到零，直到输出电压降至过电压限制电平以下。电阻R14、R15组成电流取样电路，用于感测输出电流，当输出负载电流增加时，光耦合器IC3中LED电流增大，晶体管电流相应增加，功率因数控制器IC1第8脚上的电压降低，占空比减小，从而实现限流过载保护。
所述的调压电路包括变压器T2、二极管D6、D7、D8、D9、D10、D11、电容C11、C12、C13、C14、C17、C18、输出电容C15、C16、稳压二极管Z2、电阻R10、R11，其中，电阻R11、稳压管Z2、电容C17、C18组成12V稳压，为取样控制芯片IC2提供稳定电压，稳压管Z2的正极接于取样控制芯片IC2的第6脚；二极管D8、D9为瞬态电压抑制二极管，并与电阻R10、电容C13、二极管D7组成吸收回路，防止过高尖峰电压损坏开关管Q1，变压器T2的初级线圈T2A接于该吸收回路两端，变压器T2的偏置绕组T2B、二极管D6、稳压管Z1、电容C12组成的辅助电源为功率因数控制器IC1提供VCC输入，次级线圈T2C经过二极管D10、D11接至LED灯的正极输出，二极管D10、D11的正极接至次级线圈T2C的正极，输出电容C15、C16正极接至LED灯的正极，负极接地。
进一步的，所述的EMC滤波电路与市电的火线输入端还串联一保险丝F1。
本实用新型公开的一种大功率LED路灯的驱动电路，采用反激式单级功率因数控制技术，经过取样反馈控制，进行输出电压欠压、过压、过流控制，可提供稳定的输出电压和电流；同时，加入EMC滤波电路，可有效抑制电磁干扰，提供高效的、稳定的输出电压和电流。
附图说明
图1是本实用新型大功率LED路灯的驱动电路的原理图。
具体实施方式
现结合附图说明和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1所示，一种大功率LED路灯的驱动电路，包括EMC滤波电路、桥式整流电路、功率因数控制器电路、调压电路、取样电路，其中，
EMC滤波器，其输入端接至交流市电，输出端接至整流滤波电路；
桥式整流滤波电路，连接于EMC滤波器与功率因数控制器电路之间；
功率因数控制器电路，接于整流滤波电路的输出端，控制调压电路工作状态，并接收从取样电路反馈的电压和电流信号从而控制调压电路的输出；
调压电路，其输入端的一端接至整流滤波电路的输出端，另一端接至功率因数控制器电路的输出端，并受控于功率因数控制器电路，其输出端接至LED灯输出；
取样电路，连接于调压电路输出端，并将输出端的电流电压信号反馈回功率因数控制器电路。
所述的EMC滤波电路包括：滤波电容C1、C19、电感L1、L2及扼流线圈T1，滤波电容C1连接于市电输入的两端，与滤波电容C19形成差模电容，电感L1、L2分别串接于市电输入的两端形成共模电感，再通过扼流线圈T1输出至桥式整流电路。
所述的功率因数控制器电路，包括一功率因数控制器IC1，该功率因数控制器IC1的第9脚接于桥式整流输出端为AC输入，第8脚与取样电路相连接，接收取样控制芯片IC2检测的电流电压信号，第13脚接调压电路的由变压器T2的偏置绕组T2B、二极管D6、稳压二极管Z1、电容C12组成的辅助电源，第1脚通过电阻R9接至开关管Q1的栅极，开关管Q1的源极经过电阻R8接地，漏极接至调压电路的吸收回路。
接通市电后，经EMC滤波和桥式整流器D1-D4输出电流经二极管D5对电容C3充电，当电容C3上的电压达到门限电平时，功率因数控制器IC1的第16脚导通，内部高压启动电流中的电流源从第13脚流出，对连接在变压器T2偏置绕组上的电容C12充电，当C12上的电压超过导通门限电压时，功率因数控制器IC1启动，开关管Q1导通，变压器开始工作，此时，功率因数控制器IC1第13脚的VCC所需电流，由变压器T2的偏置绕组T2B、二极管D6、稳压二极管Z1、电容C12组成的辅助电源提供，在功率因数控制器IC1开始工作后，内部高压启动电流截止。功率因数控制器IC1的振荡器频率由第3脚的电容C8值确定。其中，开关管Q1源极电阻R8用作感测初级电流的过流保护电阻。
所述的取样电路包括取样控制芯片IC2、电阻R12、R13、R14、R15、R16和光耦合器IC3，其中，取样控制芯片IC2的第3脚接至光耦合器IC3提供电流电压信号，第6脚经过电阻R12接至光耦合器IC3，第1脚经过电阻R13接至LED的正极输出，电阻R13、R16组成电压取样电路，电阻R14、R15组成电流取样电路，并联接至取样控制芯片IC2的第5脚，光电耦合器IC3，用于耦合取样控制芯片IC2检测的电流电压信号，将其反馈至功率因数控制器IC1，再由功率因数控制器IC1内部控制开关管Q1，使输出电压电流的稳定。在出现欠电压情况时，取样控制芯片IC2的第3脚输出低电平，光耦合器IC3中LED电流减小，使得功率因数控制器IC1进入高占空比状态，迫使输出电压升高至欠电压限制电平以上。当出现过电压情况时，光耦合器IC3中LED电流达到最大值，占空比减小到零，直到输出电压降至过电压限制电平以下。电阻R14、R15组成电流取样电路，用于感测输出电流，当输出负载电流增加时，光耦合器IC3中LED电流增大，晶体管电流相应增加，功率因数控制器IC1第8脚上的电压降低，占空比减小，从而实现限流过载保护。
所述的调压电路包括变压器T2、二极管D6、D7、D8、D9、D10、D11、电容C11、C12、C13、C14、C17、C18、输出电容C15、C16、稳压二极管Z2、电阻R10、R11，其中，电阻R11、稳压管Z2、电容C17、C18组成12V稳压，为取样控制芯片IC2提供稳定电压，稳压管Z2的正极接于取样控制芯片IC2的第6脚；二极管D8、D9为瞬态电压抑制二极管，并与电阻R10、电容C13、二极管D7组成吸收回路，防止过高尖峰电压损坏开关管Q1，变压器T2的初级线圈T2A接于该吸收回路两端，变压器T2的偏置绕组T2B、二极管D6、稳压管Z1、电容C12组成的辅助电源为功率因数控制器IC1提供VCC输入，次级线圈T2C经过二极管D10、D11接至LED灯的正极输出，二极管D10、D11的正极接至次级线圈T2C的正极，输出电容C15、C16正极接至LED灯的正极，负极接地。
进一步的，所述的EMC滤波电路与市电的火线输入端还串联一保险丝F1。
优选的实施例中，功率因数控制器IC1采用NCP1651芯片，取样控制芯片IC2采用AP4313芯片，光耦合器IC3采用PC817芯片。
本实用新型的大功率LED路灯的驱动电路将AC220V的输入电源经过EMC滤波电路滤波，经由变压器变压，再通过桥式整流电路整流，输出至调压电路，由功率因数控制器电路控制调压电路工作状态，并接收从取样电路反馈的电压和电流信号从而控制调压电路的输出。采用反激式单级功率因数控制技术，经过取样反馈控制，进行输出电压欠压、过压、过流控制，可提供稳定的输出电压和电流；同时，加入EMC滤波电路，可有效抑制电磁干扰，提供高效的、稳定的输出电压和电流。为大功率LED路灯的提供可靠的驱动电源。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种大功率LED路灯的驱动电路，其特征在于，包括EMC滤波电路、桥式整流电路、功率因数控制器电路、调压电路、取样电路，其中，
EMC滤波器，其输入端接至交流市电，输出端接至整流滤波电路；
桥式整流电路，连接于EMC滤波器与功率因数控制器电路之间；
功率因数控制器电路，接于整流滤波电路的输出端，控制调压电路工作状态，并接收从取样电路反馈的电压和电流信号从而控制调压电路的输出；
调压电路，其输入端的一端接至整流滤波电路的输出端，另一端接至功率因数控制器电路的输出端，并受控于功率因数控制器电路，其输出端接至LED灯输出；
取样电路，连接于调压电路输出端，并将输出端的电流电压信号反馈回功率因数控制器电路。
2.根据权利要求1所述的大功率LED路灯的驱动电路，其特征在于，所述的EMC滤波电路包括：滤波电容(C1、C19)、电感(L1、L2)及扼流线圈(T1)，滤波电容(C1)连接于市电输入的两端，与滤波电容(C19)形成差模电容，电感(L1、L2)分别串接于市电输入的两端形成共模电感，再通过扼流线圈(T1)输出至桥式整流电路。
3.根据权利要求1所述的大功率LED路灯的驱动电路，其特征在于，所述的功率因数控制器电路包括一功率因数控制器(IC1)，该功率因数控制器(IC1)的第9脚接于桥式整流电路输出端，第16脚接于桥式整流电路的二极管(D5)与电容(C3)的连接点，第8脚与取样电路相连接，接收取样控制芯片(IC2)检测的电流电压信号，第13脚接至调压电路的辅助电源，第1脚通过电阻(R9)接至开关管(Q1)的栅极，开关管(Q1)的源极经过电阻(R8)接地，漏极接至调压电路的吸收回路。
4.根据权利要求1所述的大功率LED路灯的驱动电路，其特征在于，所述的取样电路包括取样控制芯片(IC2)、电阻(R12、R13、R14、R15、R16)和光耦合器(IC3)，其中，取样控制芯片(IC2)的第3脚接至光耦合器(IC3)提供电流电压信号，第6脚经过电阻(R12)接至光耦合器(IC3)，第1脚经过电阻(R13)接至LED的正极输出，电阻(R13、R16)组成电压取样电路，电阻(R14、R15)组成电流取样电路，并联接至取样控制芯片(IC2)的第5脚。
5.根据权利要求1所述的大功率LED路灯的驱动电路，其特征在于，所述的调压电路包括变压器(T2)、二极管(D6、D7、D8、D9、D10、D11)、电容(C11、C12、C13、C14、C17、C18)、输出电容(C15、C16)、稳压二极管(Z2)、电阻(R10、R11)，其中，电阻(R11)、稳压管(Z2)、电容(C17、C18)组成12V稳压，稳压管(Z2)的负极接于取样控制芯片(IC2)的第6脚；二极管(D8、D9)为瞬态电压抑制二极管，串联后与电阻(R10)、电容(C13)并联，再与二极管(D7)组成吸收回路；变压器(T2)的初级线圈(T2A)接于吸收回路两端，偏置绕组(T2B)的同名端串接二极管(D6)正极，并与稳压管(Z1)、电容(C12)组成辅助电源；次级线圈(T2C)经过二极管(D10、D11)接至LED灯的正极输出，二极管(D10、D11)的正极接至次级线圈(T2C)的正极，输出电容(C15、C16)正极接至LED灯的正极，负极接地。
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