CN201846506U - 高效恒流源驱动的led电路 - Google Patents
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Abstract
一种高效恒流源驱动的LED电路，包括一个AC电源，AC电源的输出端与防雷、防冲击保护电路相连；防雷、防冲击保护电路的输出端与EMI电磁兼容滤波电路相连；EMI电磁兼容滤波电路的输出端连接到功率因数校正电路的输入端；功率因数校正电路的输出端与电子稳压器电路相连；恒流源的输出端连接到需要供电的LED灯串上。本实用新型改变常用的恒压源供电方式，利用电子稳压器电路降压对PWM芯片进行稳压恒流供电，使芯片在全电压范围内稳定工作，并在电路中接入功率因数校正电路，将功率因数大大提高，增加LED灯的发光效率，减少电能的浪费。其中，电子稳压器电路不仅能够起到稳压作用，同时能够滤波，能够有效的消除高频开关纹波。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED供电电路，特别是一种实现高效恒流源驱动的LED电路。
背景技术
随着社会的发展，能源越来越紧缺，节能产品的使用是未来的主要趋势。LED发光效率高，耗能低，因而成为节能照明灯的首选。现在常用的LED灯都采用并联方式，采用恒压供电，恒流供电的很少。但是对于数量多的LED灯串，恒压供电使得LED灯的供电电流下降，发光效率下降，降低LED使用寿命。而且对于串联的LED灯采用恒压供电，不能保证电流稳定性，经常会出现高频开关纹波，而且功率因数低，浪费电能。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中LED灯供电电源存在的问题，提供一种高效的恒流源驱动电路。
为了达到上述目的，本发明一种高效恒流源驱动的LED电路，包括一个AC电源，AC电源的输出端与一个防雷、防冲击保护电路相连；防雷、防冲击保护电路的输出端与EMI电磁兼容滤波电路相连；EMI电磁兼容滤波电路的输出端连接到功率因数校正电路的输入端；功率因数校正电路的输出端与电子稳压器电路相连；恒流源的输出端连接到需要供电的LED灯串上。
其中，所述防雷、防冲击保护电路是由保险丝FS1和抗浪涌负温度系数热敏电阻NTC组成；所述保险丝FS1和所述抗浪涌负温度系数热敏电阻NTC相互并行，且所述保险丝FS1的一端和所述抗浪涌负温度系数热敏电阻NTC的一端分别各自连接到AC电源上；所述保险丝FS1的另一端和所述抗浪涌负温度系数热敏电阻NTC的另一端之间连接着一个电容CX1。
所述CX1的两端还分别连接着电感L1、电感L2；所述CX1与所述电感L1、电感L2共同组成EMI电磁兼容滤波器；所述电感L1、电感L2的另一端分别连接到整流桥BD1的两个输入端。
所述整流桥BD1的正电压输出端与无源功率因数校正电路的输入端相连；所述功率因数校正电路由电容C1、电容C2、电阻R1、二极管D1、二极管D2、二极管D3组成；所述电容C1的一端作为输入端，并同时与二极管D3的负极相连；所述二极管D3的负极作为输出端；所述电容C1的另一端与二极管D3的正极之间连接有串联的二极管D2和电阻R1；所述二极管D2的正极与电容C1相连；所述二极管D2的正极还连接着二极管D1的负极；所述电阻R1与二极管D3正极的交点处连接电容C2的一端；所述二极管D1的正极与所述电容C2的另一端相连并共同接地。
所述功率因数校正电路的输出端与电子稳压器电路的输入端相连；所述电子稳压器电路包括一个三极管T1，三极管T1的的发射极为输出端；所述三极管T1的基极到地接一个电容C4；所述基极到地还接有一个二极管D4；所述三极管T1的集电极与基极之间依次串联电阻R4、电阻R2、电阻R3；所述三极管T1的发射极与PWM控制芯片U1的电压输入端。
所述PWM控制芯片U1与MOS管Q1、镇流电感L3、续流二极管D5组成Buck降压变化电路；其中，所述PWM控制芯片U1通过CS脚采集传感电阻R6、传感电阻R7、传感电阻R8、传感电阻R9上的峰值电流；所述传感电阻R6、传感电阻R7、传感电阻R8、传感电阻R9并联；所述PWM控制芯片U1通过GATE脚输出控制信号到MOS管Q1的栅极；所述MOS管Q1的源级与所述传感电阻R6、传感电阻R7、传感电阻R8、传感电阻R9的并联交点相连；所述MOS管Q1的漏极与镇流电感L3以及续流二极管D5相连；所述镇流电感L3与所述续流二极管D5的另一端之间连接有电容C7；所述电容C7的两端连接到待供电的LED灯串上。
本发明的优点在于，改变常用的恒压源供电方式，利用电子稳压器电路降压对PWM芯片进行稳压供电，使芯片在全电压范围内稳定工作，并在电路中接入功率因数校正电路，将功率因数大大提高，增加LED灯的发光效率，减少电能的浪费。其中，电子稳压器电路不仅能够起到稳压作用，同时能够滤波，能够有效的消除高频开关纹波。此外，在PWM芯片上还接有用于微调电流的电位器，能够保证电路实现恒流工作。
附图说明
图1是本发明高效恒流源驱动的LED电路的原理结构框图示意图；
图2是本发明高效恒流源驱动的LED电路的电路原理示意图；
图3是本发明高效恒流源驱动的LED电路的功率因数校正电路示意图；
图4是本发明高效恒流源驱动的LED电路的电子稳压器电路示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的本发明一种高效恒流源驱动的LED电路，包括一个AC电源，AC电源的输出端与一个防雷、防冲击保护电路相连；防雷、防冲击保护电路的输出端与EMI电磁兼容滤波电路相连；EMI电磁兼容滤波电路的输出端连接到功率因数校正电路的输入端；功率因数校正电路的输出端与电子稳压器电路相连；恒流源的输出端连接到需要供电的LED灯串上。
其中，如图2所示，防雷、防冲击保护电路是由保险丝FS1和抗浪涌负温度系数热敏电阻NTC组成，且二者相互并行，保险丝FS1的一端和抗浪涌负温度系数热敏电阻NTC的一端分别各自连接到AC电源上，保险丝FS1的另一端和抗浪涌负温度系数热敏电阻NTC的另一端之间连接着一个电容CX1。CX1的两端还分别连接着电感L1、电感L2；它们三者共同组成EMI电磁兼容滤波器，且电感L1、电感L2的另一端分别连接到整流桥BD1的两个输入端。
整流桥BD1的正电压输出端与无源功率因数校正电路的输入端相连，如图3所示，功率因数校正电路由电容C1、电容C2、电阻R1、二极管D1、二极管D2、二极管D3组成；电容C1的一端作为输入端，并同时与二极管D3的负极相连；所述二极管D3的负极作为输出端；所述电容C1的另一端与二极管D3的正极之间连接有串联的二极管D2和电阻R1；二极管D2的正极与电容C1相连；二极管D2的正极还连接着二极管D1的负极；电阻R1与二极管D3正极的交点处连接电容C2的一端；二极管D1的正极与电容C2的另一端相连并共同接地。现有技术下，一般采用普通的桥式整流后直流平滑滤波的AC-DC电路，输入电压是正弦波。但是由于电容充电快放电慢，这样输出的电流是不连续的脉冲波，谐波失真大，功率因数低。本发明应用一种低成本的无源功率因数补偿电路，如图3所示，该电路又叫平衡半桥补偿电路。C1和D1组成半桥的一臂，C2和D3组成半桥的另一臂，D2和R1组成光电连接电路，利用填谷原理进行补偿。滤波电容C1和C2相串联，电容上电压最高充到输入电压的一半(VAC/2)，一旦线电压降到VAC/2以下，二极管D1和D3就会被正向偏置，这样是C1和C2开始并联放电。采用这个电路后，系统的功率因数从0.6提高到0.88～0.9。
功率因数校正电路的输出端与电子稳压器电路的输入端相连，如图4所示，电子稳压器电路包括一个三极管T1，三极管T1的的发射极为输出端；三极管T1的基极到地接一个电容C4；其基极到地还接有一个二极管D4。三极管T1的集电极与基极之间依次串联电阻R4、电阻R2、电阻R3；所述三极管T1的发射极与PWM控制芯片U1的电压输入端。电子稳压器又叫信容式纹波滤波器，是有效的电源净化器，它具有电容信增式低通滤波器和串联稳压调整器双重作用，也叫ACR(Amplificatory Capacitance Requlator)电路。基极到地接一个电容C4，由于基极电流只有射极电流的1/(1+β)，相当于在发射极接了一个(1+β)C4的大电容，这就是电容增式滤波器的原理。如果在基极到地再连接一个齐纳二极管，就是一个简单的串联稳压器，因此，该电路具有稳压和滤波的双重作用，能有效地消除高频开关纹波。注意选择双极型晶体管的Vbceo＞500V，Ic＝100mA，稳压二极管D4YONG 16～18V，1/4W的任何型号的小功率稳压管。
PWM控制芯片U1与MOS管Q1、镇流电感L3、续流二极管D5组成Buck降压变化电路；其中，PWM控制芯片U1通过CS脚采集传感电阻R6、传感电阻R7、传感电阻R8、传感电阻R9上的峰值电流，传感电阻R6、传感电阻R7、传感电阻R8、传感电阻R9相互并联并同时接地。PWM控制芯片U1通过GATE脚输出控制信号到MOS管Q1的栅极；而MOS管Q1的源级与传感电阻R6、传感电阻R7、传感电阻R8、传感电阻R9的并联交点相连，且MOS管Q1的漏极与镇流电感L3以及续流二极管D5相连。镇流电感L3与所述续流二极管D5的另一端之间连接有电容C7，该电容C7的两端连接到待供电的LED灯串上。U1采集传感电阻R6～R9上的峰值电流，由内部逻辑控制GATE脚信号的脉冲占空比进行恒流控制。芯片由T1、D4、C4、R2～R4组成的电子滤波器降压后供电，这个滤波器内阻很高，输出阻抗很小，能提供16V稳定的电压，确保芯片在全电压范围内稳定工作。R5是芯片振荡电路的一部分，改变它会调节振荡频率。电位器RT在本电路中不是用来调节，而是用来微调恒流源的电流，使电路达到设计的功率。
本发明的优点在于，改变常用的恒压源供电方式，利用电子稳压器电路降压对PWM芯片进行稳压供电，使芯片在全电压范围内稳定工作，并在电路中接入功率因数校正电路，将功率因数大大提高，增加LED灯的发光效率，减少电能的浪费。其中，电子稳压器电路不仅能够起到稳压作用，同时能够滤波，能够有效的消除高频开关纹波。此外，在PWM芯片上还接有用于微调电流的电位器，能够保证电路实现恒流工作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种高效恒流源驱动的LED电路，包括一个AC电源，AC电源的输出端与一个防雷、防冲击保护电路相连；所述防雷、防冲击保护电路的输出端与EMI电磁兼容滤波电路相连；所述EMI电磁兼容滤波电路的输出端连接到功率因数校正电路的输入端；所述功率因数校正电路的输出端与电子稳压器电路相连；所述电子稳压器电路的输出端连接到需要供电的LED灯串上，其特征在于，
所述防雷、防冲击保护电路是由保险丝FS1和抗浪涌负温度系数热敏电阻NTC组成；所述保险丝FS1和所述抗浪涌负温度系数热敏电阻NTC相互并行，且所述保险丝FS1的一端和所述抗浪涌负温度系数热敏电阻NTC的一端分别各自连接到AC电源上；所述保险丝FS1的另一端和所述抗浪涌负温度系数热敏电阻NTC的另一端之间连接着一个电容CX1；
所述CX1的两端还分别连接着电感L1、电感L2；所述CX1与所述电感L1、电感L2共同组成EMI电磁兼容滤波器；所述电感L1、电感L2的另一端分别连接到整流桥BD1的两个输入端；
所述整流桥BD1的正电压输出端与无源功率因数校正电路的输入端相连；所述功率因数校正电路由电容C1、电容C2、电阻R1、二极管D1、二极管D2、二极管D3组成；所述电容C1的一端作为输入端，并同时与二极管D3的负极相连；所述二极管D3的负极作为输出端；所述电容C1的另一端与二极管D3的正极之间连接有串联的二极管D2和电阻R1；所述二极管D2的正极与电容C1相连；所述二极管D2的正极还连接着二极管D1的负极；所述电阻R1与二极管D3正极的交点处连接电容C2的一端；所述二极管D1的正极与所述电容C2的另一端相连并共同接地；
所述功率因数校正电路的输出端与电子稳压器电路的输入端相连；所述电子稳压器电路包括一个三极管T1，三极管T1的的发射极为输出端；所述三极管T1的基极到地接一个电容C4；所述基极到地还接有一个二极管D4；所述三极管T1的集电极与基极之间依次串联电阻R4、电阻R2、电阻R 3；所述三极管T1的发射极与PWM控制芯片U1的电压输入端；
所述PWM控制芯片U1与MOS管Q1、镇流电感L 3、续流二极管D5组成Buck降压变化电路；其中，所述PWM控制芯片U1通过CS脚采集传感电阻R6、传感电阻R7、传感电阻R8、传感电阻R9上的峰值电流；所述传感电阻R6、传感电阻R7、传感电阻R8、传感电阻R9并联；所述PWM控制芯片U1通过GATE脚输出控制信号到MOS管Q1的栅极；所述MOS管Q1的源级与所述传感电阻R6、传感电阻R7、传感电阻R8、传感电阻R9的并联交点相连；所述MOS管Q1的漏极与镇流电感L3以及续流二极管D5相连；所述镇流电感L3与所述续流二极管D5的另一端之间连接有电容C7；所述电容C7的两端连接到待供电的LED灯串上。
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