CN202077230U - 匹配电子变压器的led电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种匹配电子变压器的LED电源电路，包括电源和LED，还包括依次连接的整流滤波电路，升压电路和降压恒流电路，其中，整流滤波电路，其与电源连接，用于对电源的输入信号进行整流和滤波；升压电路，其包括依次连接的第一电感，第一二极管，第二电容，还包括升压控制电路，所述升压控制电路一端接在第一电感，第一二极管之间，另一端接地；降压恒流电路，其连接在第二电容的正极和LED之间。本实用新型的一种匹配电子变压器的LED电源电路能匹配各种电子变压器，工作电压范围宽，功率因素高。

Description

匹配电子变压器的LED电源电路

技术领域

本实用新型涉及属于新型的电光源应用领域，尤其涉及一种脉冲驱动式LED照明电路。

背景技术

　LED灯具作为传统卤素灯具的替代光源，为了简化安装、节省成本，在进行替换时，原有的照明线路及电子变压器不会进行更换。而原有的电子变压器是专为卤素灯而设计，电子变压器设计有欠功率保护及过功率保护，即当负载功率过低时，电子变压器会关断输出，当负载功率过高时，电子变压器也会关断输出，只有当负载功率保持在一定的范围内电子变压器才能正常工作并输出。

如图1，是一种使用最多的LED恒流驱动电路。当输入接AC( DC)电源时，通过D1进行整流、C1进行滤波，然后由降压恒流IC给LED提供恒定的工作电流。图1最大的缺点就是，输入电压经整流滤波后，其C1上的电压如果低于Vled+Vmos+Vic+VRs时，LED亮度低于正常值，甚至完全不亮。其中Vled为LED灯串正向压降；Vmos为MOS管导通压降；Vic为IC恒流临界电压；VRs为检测电阻压降。

以上电路当输入DC或AC(50Hz)时，输入电压低时，仅仅是LED灯亮度减少，用户勉强可以接受。但当输入是电子变压器时，因为电子变压器在每次振荡时，都会对C1进行充电，一种情况是当Va电压很低时，充电电流会很大，电子变压器可能会检测出过电流，从而进行保护，停止输出电压；一种情况是当Va电压较高而且负载比较轻（负载功率比较小）时，充电电流会很小，电子变压器会检测出功率过小，也会进行保护，停止输出电压；另一种情况是，电子变压器给C1充电至电子变压器输出电压时，电子变压器的输出电流很少从而进行欠功率保护，停止输出电压，但负载工作一定时间后，Va开始下降，电子变压器又可以进行充电，C1充满后电子变压器又停止工作，这样，C1上除了100Hz的工频纹波外另外还叠加一个低频的纹波，单一的100Hz纹波人眼很难识别，但当叠加另一个低频纹波后，就会产生一个新的很低频率的纹波，这样，人眼就能感觉出LED灯在闪烁。

当然，因为每个电子变压器的欠功率保护点、过功率保护点、检测的延时时间都尽不相同，这样，就会导致以上电路的LED灯匹配不同型号电子变压器时，有的会闪烁，有的不会闪烁；有的闪得很利害，有的闪烁不明显。因为元器件的零散误差，就算同一批电子变压器、同一批LED灯也会有个别不同的结果。

图2中，是一种性能较好的LED灯恒流电路。相比图1，同样有因欠功率或过功率导致的不能点亮LED灯。但因为电路使用升降压结构，当C1电压(Va)高于Vled+Vmos +VRs时，电路工作于降压模式，可以保证供给LED恒定的电流，当C1电压(Va)低于Vled+Vmos +VRs时，电路工作于升压模式，也可以保证供给LED恒定的电流。不过当C1上的纹波过大时，即最低电压不够电路供给LED恒定电流时，LED亮度也会下降甚至不亮，这样LED灯也会闪烁，只是这种现象出现的机率比图1电路少得多。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种匹配电子变压器的LED电源电路。

本实用新型提供了一种匹配电子变压器的LED电源电路，包括电源和LED，还包括依次连接的整流滤波电路，升压电路和降压恒流电路，其中，

整流滤波电路，其与电源连接，用于对电源的输入信号进行整流和滤波；

升压电路，其包括依次连接的第一电感，第一二极管，第二电容，还包括升压控制电路，所述升压控制电路一端接在第一电感，第一二极管之间，另一端接地；

降压恒流电路，其连接在第二电容的正极和LED之间。

作为本实用新型的进一步改进，所述LED为多个并联的、或者先串联后并联的多组正向导通压降一致或者不一致的LED。

作为本实用新型的进一步改进，所述升压控制电路，其包括第一MOS管，第一脉宽控制电路，第一电阻，第二电阻，所述第一MOS管与第一电感串联，第一MOS管的栅极与第一脉宽控制电路的输出端连接，所述第一二极管、第一电阻、第二电阻依次串联，第一脉宽控制电路的输入端连接在第一电阻和第二电阻之间，第一MOS管的源极、第二电容、第二电阻接地。

作为本实用新型的进一步改进，所述降压恒流电路，其包括第二二极管，第三电阻，第二脉宽控制电路，第二电感，第二MOS管，第三电阻、LED、第二电感三者串联后与第二二极管并联，然后与第二MOS管连接后接地，第二脉宽控制电路的输入端并联在第三电阻上，输出端与第二MOS管的栅极连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述整流滤波电路，包括整流桥和滤波电容。

本实用新型的一种匹配电子变压器的LED电源电路能匹配各种电子变压器，工作电压范围宽，功率因素高。

因为加入了升压电路作为缓冲，不管电子变压器工作连续与否，升压电路均能将第一电容C1上的电压升至一定范围，这样，就算C1上的纹波很大，但是第二电容C2上的电压始终在一定的范围内波动，而且最小电压高于Vled+Vmos+Vic+VRs，这样，LED电流始终保持在设计的范围内，不会随C1的电压波动而闪烁。即很好的解决了LED恒流驱动电路与电子变压器的匹配问题。

升压控制电路对C1上的电压进行升压，只要升压电路的功率足够，图3中的Vc的电压比Vd的电压差距足够大，其输入电源的范围就可以很低。经测试，某些电子变压器驱动下，当230V电子变压器输入AC150V时，LED电流仍恒定在正常范围内。

在每半个正弦波周期，当图3中的Va小于电子变压器输出电压时，电子变压器给C1充电，当Va等于或大于电子变压器输出电压时，电子变压器停止给C1充电，Va电压波形始终接近于电子变压器输入电压波形，功率因素很高。经测试，绝大部份电子变压器供电时功率因素大于0.8，少数的能做到0.86以上，以前的普通LED驱动电路功率因素小于0.6，有的甚至仅0.45。

当输入是±10%的12VDC或者12V/AC50Hz的电源时，因其电源供给是连续的，升压电路始终能将Va电压升至高于Vled+Vmos+Vic+VRs的电压，所以此新型电路同样能很好的工作。。

【附图说明】

图1是现有技术中普通降压恒流电路；

图2是现有技术中普通升降压恒流电路；

图3是本实用新型的LED恒流驱动电路；

图4是本实用新型的LED恒流驱动具体电路；

图5是图3中Va波形；

图6是图3中Vb波形1；

图7是图3中Vb波形2；

图8是图3中Vc波形；

图9是图3中Vd波形；

图10是图3中ILED波形；

图11是图3中Va 和Iled对比波形；

图12是图2现有技术中普通升降压恒流具体电路。

【具体实施方式】

下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图3所示，恒流驱动电路由三部分组成，第一部份为整流滤波电路，第二部份为升压电路，第三部份为降压恒流电路。

其中，

整流滤波电路3，其与电源1连接，用于对电源的输入信号进行整流和滤波；

升压电路4，其包括依次连接的第一电感6，第一二极管7，第二电容9，还包括升压控制电路10，所述升压控制电路10一端接在第一电感6，第一二极管7之间，另一端接地；

降压恒流电路5，其连接在第二电容9的正极和LED2之间。

所述LED为多个并联的、或者先串联后并联的多组正向导通压降一致或者不一致的LED。

第一部份整流滤波电路由整流桥D1和滤波电容C1组成，输入的交流信号经由D1后变成直流脉冲信号，C1的主要作用是滤除高频纹波，对于100Hz的直流脉冲滤波效果比较差。第二部份电路是将C1上的电压(后面用Va表示)升压到远远高于Vled+Vmos+Vic+VRs。第三部份电路是将升压后的电压Vc变成LED需要的恒定电流。具体工作原理如下（以电子变压器带5WLED灯为例说明）：

电子变压器通电开始振荡工作，其输出端经D1进行整流，输出直流脉冲电平，经由C1后进行滤波，因为C1容量仅150uF，相比于后级负载其容量很少，所以充电电流不足够使电子变压器进行过功率保护，而且C1上的电压波形接近于电网电压波形，如图5。Va电压正常时为11V左右的脉冲电压，经过升压电路后，将原接近工频的脉冲电压升压至20V以上的脉冲电压，因为5W3LED的Vled值仅9.6V左右，在Va波谷时，C2上储存的电量足够维持后级电路工作5mS以上，所以尽管Va波形纹波很大，经升压后的Vc电压仍能有效保证后级降压恒流电路输出恒定的电流。如图6～图11所示，电路工作正常，LED电路始终恒定在430mA。升压控制电路采用工作电压较低的IC，保证Va电压很低时，升压电路仍能正常工作，可以很大程度增加电路的功率因素。

如图4所示，所述升压控制电路10，其包括第一MOS管101，第一脉宽控制电路102，第一电阻103，第二电阻104，所述第一MOS管101与第一电感6串联，第一MOS管101的栅极与第一脉宽控制电路102的输出端连接，所述第一二极管7、第一电阻103、第二电阻104依次串联，第一脉宽控制电路102的输入端连接在第一电阻103和第二电阻104之间，第一MOS管101的源极、第二电容9、第二电阻104接地；

所述降压恒流电路5，其包括第二二极管105，第三电阻106，第二脉宽控制电路107，第二电感108，第二MOS管109，第三电阻106、LED2、第二电感108三者串联后与第二二极管105并联，然后与第二MOS管109连接后接地，第二脉宽控制电路107的输入端并联在第三电阻106上，输出端与第二MOS管109的栅极连接；

所述整流滤波电路3，包括整流桥和滤波电容。

图4中的电路，其工作原理如下：

输入电源经D1整流、C1滤波，变成直流电源。

升压电路工作原理：如图中间虚框内所示，脉宽控制电路输出高低变化的方波，当输出高电平时，第一MOS管101导通，电流流经L1、Q2，电流流经L1的同时，L1将电能转换为磁并贮存于L1上，当控制电路输出低电平时，Q2关断，贮存于L1上的磁能量转换为电能，并通过D2对电容C2充电。当C2的电压偏高时，控制电路减少脉宽宽度，当C2的电压偏小时，控制电路增加脉宽宽度，这样，始终控制C2的电压值在一定的范围。

降压恒流电路工作原理：刚开机时，R4流过的电流为0，脉宽控制电路（之后简称“控制电路”）输出高电平，Q3导通，电流流经R4、D7、L3、Q3，由于电感L3的接入，其电流不能突变，电流由零逐渐增加，当电流增加到控制电路检测的上限值时，控制电路输出低电平，Q3关断，L3由D3、R4、D7进行放电，控制电路同时检测流经R4的电流，当电流减少到控制电路检测的下限值时，控制电路输出高电平，Q3重新导通……，通过Q3的不断开关，保证R4的电流始终维持在一个固定的值。因为R4和D7是串连，所以D7的电流也始终维持在一个值。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。 

Claims (5)

1.一种匹配电子变压器的LED电源电路，包括电源(1)和LED(2)，其特征在于：还包括依次连接的整流滤波电路(3)，升压电路(4)和降压恒流电路(5)，其中，

整流滤波电路(3)，其与电源(1)连接，用于对电源的输入信号进行整流和滤波；

升压电路(4)，其包括依次连接的第一电感(6)，第一二极管(7)，第二电容(9)，还包括升压控制电路(10)，所述升压控制电路(10)一端接在第一电感(6)，第一二极管(7)之间，另一端接地；

降压恒流电路(5)，其连接在第二电容(9)的正极和LED(2)之间。

2.根据权利要求1所述的匹配电子变压器的LED电源电路，其特征在于：所述LED为多个并联的、或者先串联后并联的多组正向导通压降一致或者不一致的LED。

3.根据权利要求1所述的匹配电子变压器的LED电源电路，其特征在于：所述升压控制电路(10)，其包括第一MOS管(101)，第一脉宽控制电路(102)，第一电阻(103)，第二电阻(104)，所述第一MOS管(101)与第一电感(6)串联，第一MOS管(101)的栅极与第一脉宽控制电路(102)的输出端连接，所述第一二极管(7)、第一电阻(103)、第二电阻(104)依次串联，第一脉宽控制电路(102)的输入端连接在第一电阻(103)和第二电阻(104)之间，第一MOS管(101)的源极、第二电容(9)、第二电阻(104)接地。

4.根据权利要求1所述的匹配电子变压器的LED电源电路，其特征在于：所述降压恒流电路(5)，其包括第二二极管(105)，第三电阻(106)，第二脉宽控制电路(107)，第二电感(108)，第二MOS管(109)，第三电阻(106)、LED(2)、第二电感(108)三者串联后与第二二极管(105)并联，然后与第二MOS管(109)连接后接地，第二脉宽控制电路(107)的输入端并联在第三电阻(106)上，输出端与第二MOS管(109)的栅极连接。

5.根据权利要求1所述的匹配电子变压器的LED电源电路，其特征在于：所述整流滤波电路(3)，包括整流桥和滤波电容。

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