CN201700061U - 高功率因素led电源驱动器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高功率因素LED电源驱动器，它包括电流整流控制电路及连接在电流整流控制电路升压输出端的若干盏LED灯，电流整流控制电路为带控制芯片的过渡模式升压变换控制电路。本实用新型通将电路将整流后的电压大幅度举升，使电路输入电流的正负半波成360度全线开通，使功率因素高达0.995，对电磁干扰和射频干扰限制在较低的程度，同时，本驱动器还可实现根据LED及环境的温度调整LED灯2的供电电压，使其保持在最佳的状态下发光。本产品不但采用了光源本身的节能特点，结合本实用新型所述驱动电源的节能优点，最终使得LED照明产品得到最高的节能效果，从两个层面上提高了产品的电光转换效率高。
Description
高功率因素LED电源驱动器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种照明产品中的LED电源驱动器，具体说是一种高功率因素 LED电源驱动器。
背景技术
[0002] LED系继白炽灯、荧光灯、高压钠灯后的第四代光源，后来随着LED技术的发展， LED光源已受到很多照明产品的设计者的青睐，在相同亮度的情况下，LED的耗电量是白 炽灯泡的12%，是三基色荧光灯的50%。但是，目前市场上销售的各类LED电源均采用桥 式整流后电解电容直接并联滤波的电路，致使输入电流呈高幅值窄脉冲的形态电流波形发 生严重畸变，总谐失真THD往往高达120 %，三次谐波可达到65 %，致使输入功率因素仅为 0. 5-0. 55左右，造成电力资源的极大浪费，电磁辐射干扰也严重。然而，只有LED本身的高 光电转换效率还是不够的，还要实现驱动电器的高功率因素节能，只有从这两方面同时提 高节能效率，才能实现最高的节能效果，符合当今全球节能减排的低碳经济。
发明内容
[0003] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种节能效果好、电光转换效 率高的高功率因素LED电源驱动器。
[0004] 本实用新型的发明目的是这样实现的：一种高功率因素LED电源驱动器，它包括 电流整流控制电路及连接在电流整流控制电路升压输出端的若干盏LED灯，其特征在于： 所述电流整流控制电路为带控制芯片的过渡模式升压变换控制电路。
[0005] 所述电流整流控制电路上串接有用于检测LED灯温度的热敏电阻，热敏电阻的前 端串接上偏分压电阻，热敏电阻的后端串接下偏分压电阻及可调分压电阻，热敏电阻与下 偏分压电阻之间的连接线路与控制芯片的电压控制脚电连接。
[0006] 所述电流整流控制电路上串接有位于上偏分压电阻前端的高频二极管（D8)，电流 整流控制电路上设有与由上偏分压电阻、热敏电阻、下偏分压电阻及可调分压电阻连接而 成的电路并联连接的升压滤波电容。
[0007] 所述控制芯片为L6561芯片。
[0008] 所述控制芯片为L6562芯片。
[0009] 所述LED灯分为若干组LED灯组，每组LED灯组由若干盏LED灯串联连接而成，各 组LED灯组均并联在电流整流控制电路升压输出端。
[0010] 本实用新型对现有的应急照明产品作出改进，它具有以下优点：
[0011 ] 本实用新型通过带控制芯片的过渡模式升压变换控制电路（俗称TM-PFC控制器） 为LED灯供电，电路将整流后的电压大幅度举升，举升至若干盏LED灯所需电压，使电路输 入电流的正负半波成360度全线开通，电力能源得到充分利用，使功率因素高达0. 995，并 且，电流谐波含量THD值小于8%，对电磁干扰（EMI)和射频干扰（RFI)限制在较低的程度， 产品不但采用了 LED光源本身的节能特点，结合本实用新型所述驱动电源的节能优点，最CN 201700061 U
终使得LED照明产品得到最高的节能效果，极大地提高了产品的电光转换效率高。 附图说明
[0012] 附图1为本实用新型最佳实施例的电路结构图； 具体实施方式
[0013] 下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
[0014] 根据图1所示，本实用新型所述的高功率因素LED电源驱动器，它包括用于连接外 界交流供电电源AC的电流整流控制电路1，电流整流控制电路1升压输出端连接有若干盏 LED灯2，在本实用新型实施例中，所述电流整流控制电路1为带控制芯片IC的过渡模式升 压变换控制电路，该电路也称TM-PFC控制器，它的前端为电源整流电路，后端为脉冲宽度 稳压升压电路。LED灯2分为若干组LED灯组，每组LED灯组由若干盏LED灯2串联连接而 成，各组LED灯组均并联在电流整流控制电路升压输出端，期间，LED灯2的盏数多为几百 盏，每组串联在一起的数量为100多盏，每组串接在一起的LED灯2的电压需求值为400多 伏，电压经电流整流控制电路1举升后以适应每组LED等的电压需求值。
[0015] 同时，在本实用新型实施例中，所述电流整流控制电路上串接有用于检测LED灯2 温度的热敏电阻R12，热敏电阻R12的前端串接上偏分压电阻R11，热敏电阻R12的后端串 接下偏分压电阻R13及可调分压电阻R14，热敏电阻R12与下偏分压电阻R13之间的连接线 路与控制芯片IC的电压控制脚电连接，该连接线路上还可串接一耦合电容C7。当LED灯 2及环境温度越高时，热敏电阻R12的电阻值越小，控制芯片IC的电压控制脚的正电压越 高，输出的脉冲宽度越窄，使得电流整流控制电路1输入的平均电压电流也越小，有效防止 对LED灯2的过压驱动而导致加速光衰现象的发生；而在寒冷天气的情况下，热敏电阻R12 的内阻就会越大，控制芯片IC的电压控制脚的正电压越低，输出的脉冲宽度越宽，使得电 流整流控制电路1输出的平均电压增大，流经LED灯2的电流也就加大，保障了 LED灯2有 足够的亮度。在上述电流整流控制电路1上串接有位于上偏分压电阻Rll前端的高频二极 管D8，电流整流控制电路1上设有与由上偏分压电阻R11、热敏电阻R12、下偏分压电阻R13 及可调分压电阻R14连接而成的电路并联连接的升压滤波电容。
[0016] 此外，本实用新型所述过渡模式升压变换控制电路内的控制芯片IC可为L6561芯 片，也可为L6562芯片，或者是与这两种芯片功能相当的其他芯片也可。
[0017] 结合图1，下面详细分析本实用新型的结构及其工作流程：
[0018] 交流电压经保险电阻Rl输入、并由压敏电阻R2抵抗电网的浪涌电压、通过交流端 高次谐波滤波电容Cl进行滤波、经桥式整流器D1-4整流、经直流端高频回路电容C2进行 滤波而输出直流电流，电阻R3、电阻R4及电容C3可为整体电路提供一个最佳的分压比偏 置，电阻R5为集成电路提供微电流的启动电压，它为高频电容C4及高频电容C5储能兼滤 波电容充电，当充电电压达到集成电路启动触发的临界值时，控制芯片IC的7脚输出一定 的脉冲宽度正电压至电阻R10，经场效应管径，经绕组Li，构成环回电流，为铁氧体磁芯充 磁。此时电阻RlO将产生电压降，经电阻R9注入控制芯片IC的4脚控制端，令场效应管快 速关断（二极管D7是场效应管G极寄存电荷的低阻抗泄放器件，加速关断回路电流，该二 极管D7是并联在连接在场效应管输出端的信号驱动电阻R8的两端）。此时绕组Ll感应切割了铁氧体磁芯的磁力线收缩能量，产生了一个比外来电网高得多的电动势，该高频电流 经过高频二极管D8后给升压滤波电容C8滤波储能，使之形成能带动后端负载的直流稳压 电源。
[0019] 降压绕组L2担负着两层任务：输出的脉动电压经电阻R7对电网整流后的波形相 位角进行检测同步控制。限流电阻R6、耦合电容C6，稳压钳位二极管D6、高频整流二极管 D5构成全波整流电路（稳压管D6既是正半波用的稳压管，又是负半波的整流通路），高频 电容C4的设置可以减少高频电容C5的高频感抗，高频电容C5的主要作用是功率型储能滤 波，为控制芯片IC的8脚提供足够的工作电流，控制芯片IC的驱动特性硬，场效应管就能 快速进入饱和状态（如果驱动功率不足，场效应管工作在线性的放大状态，管温度就会高， 电源效率就会低）。
[0020] 上偏分压电阻Rl 1，热敏电阻R12，下偏分压电阻R13及可调分压电阻R14构成分 压比，控制芯片IC的1脚检测该电压的数值。通过改变控制芯片IC的7脚输出的脉冲宽 度实现精密稳压。上偏分压电阻Rll是高阻值的电阻，热敏电阻R12是低阻值的热敏电阻， 它负责检测LED灯2的温度。当LED灯2及环境温度越高时，热敏电阻R12的电阻值越小， 控制芯片IC的1脚的正电压越高。输出的脉冲宽度越窄，绕组Ll流过的平均电流也越小， C8两端电压也就下降，有效防止对LED灯2的过压驱动而导致的光衰现象的发生。在寒冷 的冬季，LED灯2的半导体内阻变大，IC的1脚分压比就会降低，IC的7脚脉冲宽度自动加 宽，流过绕组Ll的平均电流加大，升压滤波电容C8电压上升，保障LED灯2有足够的亮度 与实用性。本LED驱动器电源实现0. 995高功率因素节能及有效降低谐波干扰的同时，还 实现温度AGC自动增益控制，与发光管的温度电流特性呈反曲线补偿。
[0021] 期间，可调分压电阻R14的阻值可以确定升压滤波电容C8两端的稳压值。当交流 电网以150V-260V范围内变化时，LED灯2的亮度是不会发生变化的实现了功率的恒定。
[0022] 综上，本实用新型通过带控制芯片的过渡模式升压变换控制电路（TM-PFC控制 器）为LED灯2供电，电路将整流后的电压大幅度举升，使电路输入电流的正负半波成360 度全线开通，使功率因素高达0.995，对电磁干扰（EMI)和射频干扰（RFI)限制在较低的程 度，同时，本驱动器还可实现根据LED及环境的温度调整LED灯2的供电电压，使其保持在 最佳的状态下发光。本产品不但采用了光源本身的节能特点，结合本实用新型所述驱动电 源的节能优点，最终使得LED照明产品得到最高的节能效果，从两个层面上提高了产品的 电光转换效率高。本LED高功率因素输出电压、温度自适应调整驱动器已成功应用在LED 天花灯盘及路灯产品之上。
5
Claims (6)
- 一种高功率因素LED电源驱动器，它包括电源整流控制电路(1)及连接在电源整流控制电路(1)升压输出端的若干盏LED灯(2)，其特征在于：所述电源整流控制电路(1)为带控制芯片(IC)的过渡模式升压变换控制电路。
- 2.根据权利要求1所述的高功率因素LED电源驱动器，其特征在于：所述电源整流控 制电路⑴上串接有用于检测LED灯⑵温度的热敏电阻（R12)，热敏电阻（R12)的前端串 接上偏分压电阻（Rll)，热敏电阻（R12)的后端串接下偏分压电阻（R13)及可调分压电阻 (R14)，热敏电阻（R12)与下偏分压电阻（R13)之间的连接线路与控制芯片（IC)的电压控 制脚电连接。
- 3.根据权利要求2所述的高功率因素LED电源驱动器，其特征在于：所述电源整流控 制电路（1)上串接有位于上偏分压电阻（Rll)前端的高频二极管（D8)，电源整流控制电路 (1)上设有与由上偏分压电阻（Rll)、热敏电阻（R12)、下偏分压电阻（R13)及可调分压电阻 (R14)连接而成的电路并联连接的升压滤波电容（C8)。
- 4.根据权利要求2所述的高功率因素LED电源驱动器，其特征在于：所述控制芯片 (IC)为 L6561 芯片。
- 5.根据权利要求2所述的高功率因素LED电源驱动器，其特征在于：所述控制芯片 (IC)为 L6562 芯片。
- 6.根据权利要求1所述的高功率因素LED电源驱动器，其特征在于：所述LED灯（2)分 为若干组LED灯组，每组LED灯组由若干盏LED灯串联连接而成，各组LED灯组均并联在电 源整流控制电路（1)升压输出端。
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