CN201611073U - 一种内置式led路灯驱动器 - Google Patents

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高志刚
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Abstract

本实用新型属于LED驱动技术领域,是一种内置式LED路灯驱动器,包括电路板,MOS管。以TEA1750T型PWM控制芯片为核心搭建反激电路,使反激电路工作在非定频准谐振模式,实现高压恒流输出。通过适当的BOOST电感参数设计,结合TEA1750T的PFC控制电路,实现宽输入电压范围内的功率因数校正。在控制电路上采用电流内环和电压外环结合的双环控制,电流环实现输出电流的恒流控制,电压环实现轻载和空载时输出电压限制。该驱动器没有单独的电源外壳,无需灌封处理,且便于更换和维修;可实现多颗LED串联驱动的应用情况,宽输入电压,恒流特性好,电压调整率及负载调整率小,温度稳定性好,可靠性高,十分利于生产。

Description

一种内置式LED路灯驱动器
技术领域
本实用新型属于LED驱动技术领域,具体而言,涉及一种LED路灯驱动器。
背景技术
随着LED制造技术的不断发展和成熟,以及生产成本的逐步下降,LED光源已经开始广泛应用于汽车灯、特种照明灯具、公共照明等领域,有着巨大的发展潜力,被认为是21世纪最具发展前景的光源。
相对于其他半导体照明设备,LED路灯属于大功率灯具,通常由多颗功率LED串联或并联构成灯具的光源,特别是由市电供电的LED路灯,要求驱动器具有高功率因数、高效率、高可靠性、长寿命;恒流特性好,能够输出较高的电压以满足多颗LED的串联;同时能做到低成本,及维修更换方便。
根据LED的特性,目前LED灯具基本都是采用恒流电路驱动方式,但目前市面上应用于LED的恒流驱动器,都是外置式独立的模块,安装于灯杆或灯体内,拥有独立的驱动器外壳,驱动器模块内部灌封处理,不仅成本较高,生产工艺相对复杂,且无法维修。同时,它们的功率等级和输出电压等级都不是很高,一般输出功率在70W以下,输出电压在200V以下,无法应用于更大功率,更多颗LED串联模式的LED路灯驱动上。
实用新型内容
本实用新型针对大功率多颗LED串联路灯驱动的应用情况,设计了一种高功率、高输出电压、高功率因数、高效率LED恒流驱动器。本实用新型的技术方案如下:
一种内置式LED路灯驱动器,包括电路板,MOS管,该驱动器无需外壳,电路板直接通过螺丝安装在路灯灯体内部,两个功率MOS管直接通过螺丝贴装在路灯灯体内表面,以灯体作为它们的散热器;驱动器电路采用TEA1750T芯片搭建反激电路,通过五个安装螺丝固定在灯体内部;所述的两个功率MOS管位于两个磁性元件之间,中部的电解电容两侧,功率MOS管脚成型后焊接,焊接在电路板上后管体与PCB板平行;在电路板上,两个功率MOS管安装位置处,沿管体外侧开两个比管体轮廓略大的凹口,MOS管在凹口内通过螺丝贴装到灯体内表面上;其反激变压器采用PQ3230型铁氧体磁芯,输入绕组与输出绕组匝数比为44∶66,输入绕组电感量为800uH。
本实用新型的有益效果是:是一种内置式的LED路灯驱动器,直接采用螺钉安装固定于路灯灯体内部,没有单独的驱动器外壳,也无需灌封处理,成本相对较低,生产工艺相对简单,且便于更换和维修;采用反激主功率拓扑实现高压恒流输出,以实现多颗LED串联驱动的应用情况,最大额定输出电压达240V,可支持多达72颗LED串联应用;输出功率大(达到90W),十分适合于大功率,多颗LED串联的路灯应用;宽输入电压(90Vac~264Vac),恒流特性好,电压调整率及负载调整率小,温度稳定性好,可靠性高。整个驱动器体积小巧,结构紧凑,功率密度高,除TEA1750T芯片为贴片件以外,其他器件均为插装器件,且所有器件全部单面布置,十分利于生产。
附图说明
图1为本实用新型内置式LED路灯驱动器电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图从电路和结构上对本实用新型的具体实施方式进行说明。
本实用新型的电路原理图如图1所示:以TEA1750T芯片为核心搭建PFC电路和反激电路,实现高压恒流输出。输入的交流市电在通过整流桥BD1整流之前,串接保险丝F1及热敏电阻RT1用于实现短路保护和限制启动冲击电流;X电容CX1、CX2和共模电感LF2组成输入滤波器来改善EMC性能。整流桥BD1选用800V/8A的桥堆,以满足最大264V交流输入电压,110W输入功率的自然冷设计。交流输入经过整流桥BD1整流后被一级BOOST电路升压至380V直流电压输出,同时该电路完成输入的PFC功能。如图1所示,PFC BOOST电路主要由电感L2,MOS管Q1,整流二极管D1,支撑电容C11以及TEA1750T的PFC控制电路构成。其中L2为BOOST电感,其辅助绕组用于电感电流过零检测,过零检测信号输入到TEA1750T芯片的8脚,从而实现电流断续谷底导通PWM控制或准谐振控制。PFCBOOST电路采用电流型控制,电流取样电阻R5实现电流检测,通过R4,C3阻容并联网络连接至PFC电流检测引脚11脚,同时实现BOOST电路软启动及电流峰值的逐周期限制。PFC电路的输出作为反激式主功率电路的输入,最终电能通过反激变换器输出给负载。反激电路主要由反激变压器T1,主功率MOS管Q2,整流二极管D2、D10,输出支撑电容C14构成,如图1所示。反激变压器T1由原边绕组(pin1~pin3),原边辅助绕组(pin5~pin6)和副边绕组(pin7~pin10)构成,其主要设计参数为:44∶7∶66,原边电感量800uH。原边绕组以匝比22∶22取中心抽头(pin2),通过电阻R11接入TEA1750T的HV脚(11脚),实现Q2管DS电压的谷底检测以及电路启动时为芯片提供供电电压。原边辅助绕组作为辅助电源通过整流二极管D4,支撑电容C12为原边芯片提供供电电压,同时作为辅助绕组提供反激变压器磁复位检测信号给芯片4脚。副边绕组以匝比60∶6取中心抽头(pin9),分离出副边辅助绕组(pin7~pin9,6匝)与整流二极管D5、支撑电容C13构成副边辅助电源为副边芯片供电。副边主输出回路整流二极管采用D2,D10串联,以满足反向耐压要求。反激电路采用电流型PWM控制,电流取样电阻为R9、R10并联,实现电流检测,通过R24,C6阻容并联网络连接至反激电流检测引脚10脚,同时实现反激电路软启动及电流峰值的逐周期限制。反激电路的总体控制是采用电流内环加电压外环的双闭环控制策略,以实现恒流输出控制和空载限压控制。由LM358双运放构成电流误差放大器和电压误差放大器,如图1中的U2,误差反馈信号通过光藕(U1)隔离后输入到TEA1750T的反馈信号输入引脚(3脚)构成闭环控制。基准电压芯片TL431构成的基准电压发生电路为误差放大器提供参考电压。
本实用新型的PCB板图在一侧有两个凹口,用于将两个功率MOS管直接贴装在灯体散热器上,小凹口用于安装PFC电路的功率MOS管Q1,TO-220封装,大凹口用于安装反激电路的功率MOS管Q2,TO-3P或TO-247封装。MOS管与灯体散热器之间采用全绝缘封装MOS管或绝缘膜。除TEA1750T外所有器件均采用插装器件,PCB单面布板,双面走线。实用Φ3的十字圆头螺钉通过PCB上的五个安转螺丝孔将PCB固定于灯体内部。
本实用新型的PCB版图可以为方形,也可以为圆形,弧形等其他形状或其他尺寸。

Claims (5)

1.一种内置式LED路灯驱动器,包括驱动电路板,MOS管,其特征在于,该驱动器无需外壳,电路板直接通过螺丝安装在路灯灯体内部,两个功率MOS管直接通过螺丝贴装在路灯灯体内表面,以灯体作为它们的散热器。
2.按照权利要求1所述的LED路灯驱动器,其特征在于,驱动器电路板采用TEA1750T芯片搭建反激电路,其反激变压器采用PQ3230型铁氧体磁芯,输入绕组与输出绕组匝数比为44∶66,输入绕组电感量为800uH。
3.按照权利要求1所述的LED路灯驱动器,其特征在于,驱动器电路板通过五个安装螺丝固定在灯体内部。
4.按照权利要求1所述LED路灯驱动器,其特征在于,所述的两个功率MOS管位于两个磁性元件之间,中部的电解电容两侧,功率MOS管脚成型后焊接,焊接在电路板上后管体与PCB板平行。
5.按照权利要求1所述LED路灯驱动器,其特征在于,在电路板上,两个功率MOS管安装位置处,沿管体外侧开两个比管体轮廓略大的凹口,MOS管在凹口内通过螺丝贴装到灯体内表面上。
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Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Tangshan Gongda hiyu optoelectric Polytron Technologies Inc Caofeidian

Assignor: Tianjin Polytechnic Hiyu Semiconductor Lighting Co., Ltd.

Contract record no.: 2011120000096

Denomination of utility model: Built-in driver for LED street lamp

Granted publication date: 20101020

License type: Exclusive License

Record date: 20110720

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101020

Termination date: 20140514