CN202335019U - 高效小功率单端反激式led驱动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效小功率单端反激式LED驱动电源，包括输入整流滤波电路、泄放电路、单端反激式变压器、整流滤波输出电路、取样反馈控制电路和自带MOS管的PWM控制与驱动电路，其特征是所述自带MOS管的PWM控制与驱动电路包括集成芯片，在输入整流滤波电路与整流滤波输出电路之间依次连接有泄放电路和单端反激式变压器，单端反激式变压器通过取样反馈控制电路与集成芯片的反馈端连接，集成芯片的漏极端与泄放电路连接，集成芯片的源级端与输入整流滤波电路连接。本实用新型得到的高效小功率单端反激式LED驱动电源，该电路利用集成芯片与单端反激式变压器的配合，从而提高了整机的性能，简化了电路结构、降低了成本，使用更安全。

Description

高效小功率单端反激式LED驱动电源

技术领域

本实用新型涉及一种LED驱动电源，特别是高效小功率单端反激式LED驱动电源。

背景技术

随着城市照明的大规模普及和LED技术的革新，小功率半导体发光二极管(LED)光源以高效、节能、环保被大量应用，作为绿色、高光效、超长寿命的新型照明光源，已引起世界各国的普遍关注，尤其在欧洲、美洲、亚洲等发达国家。种类繁多的照明企业都争相研发此类光源和驱动电源，因半导体发光二极管的特殊驱动工作方式，为使LED正常工作，驱动电源是非常关键的环节，它贯穿整个产业链的发展，是保持LED产业持续发展的重要因素。

LED使用效果很大程度取决于驱动电源的好坏，对功率消耗没有限制，可以采用简单的线性驱动电源的形式；若对电流的控制要求不是很高，采用直接串联电阻的方法也是可行的，但电压，电流恒定效果较差，最终LED工作达不到理想状态。在大多数场合，使用的还是高效的开关型驱动电源，可以满足宽范围内的电压供电和恒流恒压驱动，但与此同时开关电源意味着会带来EMI(电磁干扰)问题。

近几年LED市场以惊人的速度扩大，并且国际上还未针对此类电源的专项强制检测标准进行统一，导致此类电源技术上参差不齐：电路设计复杂、成本高、性能不是很好而且安全性也不是很良好。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种结构简单、性能好、减少成本、提高能效、实用安全的高效小功率单端反激式LED驱动电源。

为了实现上述目的，本实用新型所设计的高效小功率单端反激式LED驱动电源，包括输入整流滤波电路、泄放电路、单端反激式变压器、整流滤波输出电路、取样反馈控制电路和自带MOS管的PWM控制与驱动电路，其特征是所述自带MOS管的PWM控制与驱动电路包括集成芯片，在输入整流滤波电路与整流滤波输出电路之间依次连接有泄放电路和单端反激式变压器，单端反激式变压器通过取样反馈控制电路与集成芯片的反馈端连接，集成芯片的漏极端与泄放电路连接，集成芯片的源级端与输入整流滤波电路连接。

在上述结构中，通过选用集成芯片，使得该电路结构简单、减少成本、提高能效。

所述输入整流滤波电路包括全波整流器和第一π型滤波器，所述全波整流器的一输入端连接有保险电阻，所述第一π型滤波器包括电感、第一电容、第一滤波电容，其中电感一端与全波整流器的3脚连接，电感的另一端与第一电容连接，第一电容的另一端与全波整流器的4脚连接，第一滤波电容的一端与与全波整流器的3脚连接，第一滤波电容的另一端与全波整流器的4脚连接。

所述泄放电路包括第二电阻、第四电容、第三电阻和第一二极管，其中第二电阻与第四电容并联后一端与第一电容和电感的节点连接，第二电阻与第四电容并联后的另一端连接于第三电阻与第一二极管串联后的第三电阻一端上，第一二极管的正极与单端反激式变压器的5脚连接。

所述集成芯片的漏极端连接于泄放电路中的第一二极管的正极，集成芯片的源极端连接于全波整流器的4脚上，集成芯片的反馈端连接于第五电阻和第四电阻之间，集成芯片的偏置供电电路由变压器的偏置绕组、半波整流二极管和第二π型滤波器组成，其中所述第二π型滤波器包括第一电阻、第二电容和第三电容，其中第一电阻一端与集成芯片的旁路/多功能端连接，第一电阻的另一端与第三电容的一端连接，第三电容的另一端与全波整流器的4脚连接，第二电容的一端与集成芯片的旁路/多功能端连接，第二电容的另一端与全波整流器的4脚连接，半波整流二极管的正极连接于单端反激式变压器的2脚，半波整流二极管的负极连接于第一电阻与第三电容的节点上。

所述取样反馈控制电路包括第四电阻和第五电阻，其中第四电阻和第五电阻串联后一端与单端反激式变压器的2脚连接，第四电阻和第五电阻串联后另一端与全波整流器的4脚连接，而集成芯片的反馈端连接于第四电阻和第五电阻的节点上。

所述整流滤波输出电路包括整流二极管、第二滤波电容和负载电阻，其中整流二极管的正极与单端反激式变压器的A端连接，整流二极管的负极与输出端连接，第二滤波电容和负载电阻并联后的一节点与整流二极管的负极连接，另一端节点与变压器一端连接后再接地。

所述整流二极管选用SR2100肖特基二极管。

在单端反激式变压器中还可设有屏蔽绕组，单端反激式变压器的4脚连接于全波整流器的4脚。

上述结构中，利用泄放电路，有效的衰减了振荡幅度、电磁干扰(EMI)和由于变压器漏感所引起的内部损耗，从而提高性能。

利用变压器的偏置绕组、半波整流二极管和第二π型滤波器，除能提供一个稳定的6V供电电压以外，还可起到前沿抑制的作用，预防了由于尖峰噪声导致的芯片误动作，使用更安全，而且选用该变压器，省去了输入端的共模扼流圈，降低了初、次级之间的分布电容和Y电容的耐压值，提高了整机的性能，从而简化了电路结构和降低了成本。

利用整流二极管，提高电路输出电压和电流的效果。利用负载电阻，可有效防止在轻负载或空载时输出电压的上冲，提高了轻负载或空载时的转换效率，改善了瞬态负载性能。

本实用新型得到的高效小功率单端反激式LED驱动电源，该电路利用集成芯片与单端反激式变压器的配合，不但有效的衰减了振荡幅度、电磁干扰(EMI)和由于变压器漏感所引起的内部损耗，从而提高性能；而且可起到前沿抑制的作用，预防了由于尖峰噪声导致的芯片误动作，使用更安全，同时利用负载电阻有效防止在轻负载或空载时输出电压的上冲，提高了轻负载或空载时的转换效率，改善了瞬态负载性能；从而提高了整机的性能，简化了电路结构和降低了成本。

附图说明

图1是实施例1的电路结构原理框图；

图2是实施例1的电路原理图。

图中：输入整流滤波电路1、泄放电路2、单端反激式变压器3、整流滤波输出电路4、取样反馈控制电路5、自带MOS管的PWM控制与驱动电路6、全波整理器11、第一π型滤波器12、集成芯片62、第二π型滤波器61、电感L1、第一电容C1、第二电容C3、第三电容C5、第四电容C6、第一滤波电容C2、第二滤波电容C4、第一电阻R1、第二电阻R3、第三电阻R4、第四电阻R5、第五电阻R7、负载电阻R8、第一二极管D1、半波整流二极管D3、整流二极管D2、保险电阻RF1、反馈端FB、旁路/多功能端BP/M、源极端S、漏极端D。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例：

如图1所示，本实用新型提供的高效小功率单端反激式LED驱动电源，包括输入整流滤波电路1、泄放电路2、单端反激式变压器3、整流滤波输出电路4、取样反馈控制电路5和自带MOS管的PWM控制与驱动电路6，其特征是所述自带MOS管的PWM控制与驱动电路6包括集成芯片62，在输入整流滤波电路1与整流滤波输出电路4之间依次连接有泄放电路2和单端反激式变压器3，单端反激式变压器3通过取样反馈控制电路5与集成芯片62的反馈端FB连接，集成芯片62的漏极端D与泄放电路2连接，集成芯片62的源级端S与输入整流滤波电路1连接，该集成芯片62采用美国Power生产的Link Switch-II产品Lnk系列的集成芯片9。

如图2所示，输入整流滤波电路1包括全波整流器11和第一π型滤波器12，全波整流器11的一输入端连接有保险电阻RF1，第一π型滤波器12包括电感L1、第一电容C1和第一滤波电容C2，其中电感L1一端与全波整流器11的3脚连接，电感L1的另一端与第一电容C1连接，第一电容C1的另一端与全波整流器11的4脚连接，第一滤波电容C2的一端与与全波整流器11的3脚连接，第一滤波电容C2的另一端与全波整流器11的4脚连接。

泄放电路2包括第二电阻R3、第四电容C6、第三电阻R4和第一二极管D1，其中第二电阻R3与第四电容C6并联后的一端与第一电容C1和电感L1的节点连接，第二电阻R3与第四电容C6并联后的另一端连接于第三电阻R4与第一二极管D1串联后的第三电阻R4一端上，第一二极管D1的正极与单端反激式变压器3的5脚连接。

集成芯片62的漏极端D连接于泄放电路2中的第一二极管D1的正极，集成芯片62的源极端S连接于全波整流器11的4脚上，集成芯片62的反馈端FB连接于第五电阻R7和第四电阻R5之间，集成芯片62的6V偏置供电电路由变压器的偏置绕组、半波整流二极管D3和第二π型滤波器61组成，其中第二π型滤波器61包括第一电阻R1、第二电容C3和第三电容C5，其中第一电阻R1一端与集成芯片62的旁路/多功能端BP/M连接，第一电阻R1的另一端与第三电容C5的一端连接，第三电容C5的另一端与全波整流器11的4脚连接，第二电容C3的一端与集成芯片62的旁路/多功能端BP/M连接，第二电容C3的另一端与全波整流器11的4脚连接，半波整流二极管D3的正极连接于单端反激式变压器3的2脚，半波整流二极管D3的负极连接于第一电阻R1与第三电容C5的节点上。

取样反馈控制电路5包括第四电阻R5和第五电阻R7，其中第四电阻R5和第五电阻R7串联后一端与单端反激式变压器3的2脚连接，第四电阻R5和第五电阻R7串联后的另一端与全波整流器11的4脚连接，而集成芯片62的反馈端FB连接于第四电阻R5和第五电阻R7的节点上。

整流滤波输出电路4包括整流二极管D2、第二滤波电容C4和负载电阻R8，其中整流二极管D2的正极与单端反激式变压器3的A端连接，整流二极管D2的负极与输出端Vo连接，第二滤波电容C4和负载电阻R8并联后的一节点与整流二极管D2的负极连接，第二滤波电容C4和负载电阻R8并联后的另一端节点与变压器3一端连接，然后接地GND。整流二极管D2选用SR2100肖特基二极管。本实施的单端反激式变压器3中增加了屏蔽绕组，单端反激式变压器3的4脚连接于全波整流器11的4脚。

电路在具体工作中的作用，电路如图2所示，交流电源通过全波整流器11的L、N两输入端，通过整流器11进行整流，将交流电转换为直流电，整流后的DC通过第一电容C1和第一滤波C2进行滤波，电感L1、第一电容C1和第一滤波C2组成第一π型滤波器12，对差模传导EMI噪声进行衰减，保险电阻PF1在发生严重故障时提供保护，因此在具体实施例中应当选用合适的电阻，这样才能在输入电容初次连接到交流线路充电时可以经住瞬间消耗。

Lnk的集成芯片9集成了功率开关器件、振荡器、CC/CV控制引擎、启动以及保护的功能。集成芯片62的6V偏置供电电路由变压器的偏置绕组、半波整流二极管D3和第二π型滤波器61组成后自行供电，其中第二π型滤波器61包括第一电阻R1、第二电容C3和第三电容C5，对于该芯片来说第二π型滤波器中第二电容C3和第三电容C5的值决定输出电缆压降补偿，本实施例选用一个1uF值作为标准补偿，在具体实施例中可以根据要求而定，一个1uF值作为标准补偿，一个10uF值作为增强补偿。电路中第四电阻R5和第五电阻R7形成了反馈电路满足输入电压大范围波动。变压器3的次级绕组由整流二极管D2进行整流，由第二滤波电容C4进行滤波，为了提高效率选用SR2100肖特基二极管，输出端Vo连接了一个阻值较大的负载电阻R8作为假负载。

Claims (8)

1.一种高效小功率单端反激式LED驱动电源，包括输入整流滤波电路(1)、泄放电路(2)、单端反激式变压器(3)、整流滤波输出电路(4)、取样反馈控制电路(5)和自带MOS管的PWM控制与驱动电路(6)，其特征是所述自带MOS管的PWM控制与驱动电路(6)包括集成芯片(62)，在输入整流滤波电路(1)与整流滤波输出电路(4)之间依次连接有泄放电路(2)和单端反激式变压器(3)，单端反激式变压器(3)通过取样反馈控制电路(5)与集成芯片(62)的反馈端(FB)连接，集成芯片(62)的漏极端(D)与泄放电路(2)连接，集成芯片(62)的源级端(S)与输入整流滤波电路(1)连接。

2.根据权利要求1所述的高效小功率单端反激式LED驱动电源，其特征是所述输入整流滤波电路(1)包括全波整流器(11)和第一π型滤波器(12)，所述全波整流器(11)的一输入端连接有保险电阻(RF1)，所述第一π型滤波器(12)包括电感(L1)、第一电容(C1)和第一滤波电容(C2)，其中电感(L1)一端与全波整流器(11)的3脚连接，电感(L1)的另一端与第一电容(C1)连接，第一电容(C1)的另一端与全波整流器(11)的4脚连接，第一滤波电容(C2)的一端与与全波整流器(11)的3脚连接，第一滤波电容(C2)的另一端与全波整流器(11)的4脚连接。

3.根据权利要求2所述的高效小功率单端反激式LED驱动电源，其特征是所述泄放电路(2)包括第二电阻(R3)、第四电容(C6)、第三电阻(R4)和第一二极管(D1)，其中第二电阻(R3)与第四电容(C6)并联后一端与第一电容(C1)和电感(L1)的节点连接，第二电阻(R3)与第四电容(C6)的另一端连接于第三电阻(R4)与第一二极管(D1)串联后的第三电阻(R4)一端上，第一二极管(D1)的正极与单端反激式变压器(3)的5脚连接。

4.根据权利要求3所述的高效小功率单端反激式LED驱动电源，其特征是所述集成芯片(62)的漏极端(D)连接于泄放电路(2)中的第一二极管(D1)的正极，集成芯片(62)的源极端(S)连接于全波整流器(11)的4脚上，集成芯片(62)的反馈端(FB)连接于第五电阻(R7)和第四电阻(R5)之间，集成芯片(62)的偏置供电电路由变压器的偏置绕组、半波整流二极管(D3)和第二π型滤波器(61)组成，其中所述第二π型滤波器(61)包括第一电阻(R1)、第二电容(C3)和第三电容(C5)，其中第一电阻(R1)一端与集成芯片(62)的旁路/多功能端(BP/M)连接，第一电阻(R1)的另一端与第三电容(C5)的一端连接，第三电容(C5)的另一端与全波整流器(11)的4脚连接，第二电容(C3)的一端与集成芯片(62)的旁路/多功能端(BP/M)连接，第二电容(C3)的另一端与全波整流器(11)的4脚连接，半波整流二极管(D3)的正极连接于单端反激式变压器(3)的2脚，半波整流二极管(D3)的负极连接于第一电阻(R1)与第三电容(C5)的节点上。

5.根据权利要求4所述的高效小功率单端反激式LED驱动电源，其特征是所述取样反馈控制电路(5)包括第四电阻(R5)和第五电阻(R7)，其中第四电阻(R5)和第五电阻(R7)串联后一端与单端反激式变压器(3)的2脚连接，第四电阻(R5)和第五电阻(R7)串联后另一端与全波整流器(11)的4脚连接，而集成芯片(62)的反馈端(FB)连接于第四电阻(R5)和第五电阻(R7)的节点上。

6.根据权利要求5所述的高效小功率单端反激式LED驱动电源，其特征是所述整流滤波输出电路(4)包括整流二极管(D2)、第二滤波电容(C4)和负载电阻(R8)，其中整流二极管(D2)的正极与单端反激式变压器(3)的A端连接，整流二极管(D2)的负极与输出端(Vo)连接，第二滤波电容(C4)和负载电阻(R8)并联后的一节点与整流二极管(D2)的负极连接，另一端节点与变压器(3)一端连接后再接地。

7.根据权利要求6所述的高效小功率单端反激式LED驱动电源，其特征是所述整流二极管(D2)是SR2100肖特基二极管。

8.根据权利要求7所述的高效小功率单端反激式LED驱动电源，其特征是在单端反激式变压器(3)中设有屏蔽绕组，单端反激式变压器(3)的4脚连接于全波整流器(11)的4脚。

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