CN202475284U - 低功率高功率因数电源 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于LED照明领域,涉及一种低功率高功率因数电源。现有LED路灯驱动电源的驱动性能不理想,故障多。为此,本低功率高功率因数电源包括AC输入端、EMI滤波单元、整流单元、电压变换单元、输出整流滤波和DC输出端、电压取样单元、电流取样单元、功率因数校正开关Q1和功率因数校正芯片,电压取样单元、电流取样单元设置在DC输出端,所获取的取样电流、取样电压经运算放大器放大后,通过光耦合器反馈到功率因数校正芯片,由功率因数校正芯片控制功率因数校正开关Q1,进行功率因数较正。本实用新型具有功率因数高、电耗低、适应范围宽的优点,广泛适用于各种LED设备,特别适用于各种LED照明灯具。

Description

低功率高功率因数电源
技术领域                                                
本实用新型属于LED照明领域,涉及一种低功率高功率因数电源。
背景技术
LED具有绿色环保、高效节能、超长寿命等优点,实现这一计划的重要步骤就是要发展和推广高效、节能照明器具,节约商业及民用照明用电,减少环境及光污染,建立一个优质高效、经济舒适、安全可靠、有益环境的照明系统,这就需要一个稳定、可靠、高效,高功率因数的LED驱动电源。而现有LED路灯驱动电源的驱动性能并不是很理想,因此设计高可靠性的电源,充分满足LED工作所需的驱动要求,最大限度的发挥LED的性能,减少故障的发生,势在必行。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是如何克服现有LED驱动电源的缺陷,提供一种低功率高功率因数电源。
为解决上述技术问题,本低功率高功率因数电源包括AC输入端、EMI滤波单元、整流单元、电压变换单元、输出整流滤波和DC输出端,AC输入端、EMI滤波单元、整流单元、电压变换单元、输出整流滤波和DC输出端依次电连接,其特征在于:其还包括电压取样单元、电流取样单元、功率因数校正开关Q1和功率因数校正芯片,电压取样单元、电流取样单元设置在DC输出端,所获取的取样电流、取样电压经运算放大器放大后,通过光耦合器反馈到功率因数校正芯片,由功率因数校正芯片控制功率因数校正开关Q1,进行功率因数较正。
如此设计,本实用新型可以在整流单元后的电流追踪AC输入端电压波形瞬时变化,并使整流后的电流和输入电压波形保持同相位,功率因数接近于1,类似电阻电路。
作为优化,其还包括电解电容C3,电解电容C3负极接地,一方面整流单元的电流输出端通过电阻R5、R6和R7与电解电容C3正极相连,形成启动供电单元,另一方面电压变换单元T1的次极线圈通电级R16和二极管D1与电解电容C3正极相连,形成工作供电单元。
当接通AC线路后,桥式整流输出为100Hz的正弦半波脉动电压(VR),通过电阻R5、R6、R7的电流对电容C3充电,当C3上的电压升至IC(U1)的启动门限以上时,接通IC电源电压(VCC),IC开始工作;一旦PFC变换器进入正常运行状态, 电感器T1的次级绕组则感生高频脉冲信号,经二极管D1整流和电容C3滤波,为IC提供工作电压和电流。如此设计,正常工作时,为IC供电的线路电阻小,电耗低。
本实用新型低功率高功率因数电源具有功率因数高、电耗低、适应范围宽的优点,在85V~264V宽的AC输入电压范围内,可以始终保持较高的功率因数,总谐波失真小,广泛适用于各种LED设备,特别适用于各种LED照明灯具。
附图说明
下面结合附图对本低功率高功率因数电源作进一步说明:
图1是本低功率高功率因数电源的电路示意图;
图2是本低功率高功率因数电源的电路方框图。
具体实施方式
实施方式一:如图1、2所示,本低功率高功率因数电源,包括AC输入端、EMI滤波单元、整流单元、电压变换单元、输出整流滤波和DC输出端,AC输入端、EMI滤波单元、整流单元、电压变换单元、输出整流滤波和DC输出端依次电连接,其特征在于:其还包括电压取样单元、电流取样单元、功率因数校正开关Q1和功率因数校正芯片,电压取样单元、电流取样单元设置在DC输出端上,所获取的取样电流、取样电压经运算放大器放大后,通过光耦合器反馈到功率因数校正芯片,由功率因数校正芯片控制功率因数校正开关Q1,进行功率因数较正。
如图1所示:本低功率高功率因数电源还包括电解电容C3,电解电容C3负极接地,一方面整流单元的电流输出端通过电阻R5、R6和R7与电解电容C3正极相连,形成启动供电单元,另一方面电压变换单元T1的次极线圈通电级R16和二极管D1与电解电容C3正极相连,形成工作供电单元。 
如图2所示:低功率高功率因数电源稳态工作原理如下:
当接通AC线路后,由于电容C1容值仅为0.1~0.22F,只用作高频旁路,桥式整流输出为100Hz的正弦半波脉动电压(VR),通过电阻R5、R6、R7的电流对电容C3充电,当C3上的电压升至IC(U1)的启动门限以上时,接通IC电源电压(VCC),IC开始工作,并驱动PFC开关Q1动作,一旦PFC变换器进入正常运行状态, 电感器T1的次级绕组则感生高频脉冲信号,经二极管D1整流和电容C3滤波,为IC提供工作电压和电流,桥式整流后AC输入电压经R2、R3、R4与R14组成的电阻分压器分压,作为乘法器的一个输入。变换器的DC输出电压,电流,经输出取样,通过运放U3比较放大,通过光耦反馈到IC(U1)误差放大器的反相输入端,并与误差放大器同相输入端上的参考电压VREF比较,产生一个DC误差电压VEAO,也输入到乘法器。乘法器的输出VMO是两个输入(VM1和VM2)的结果,作为IC(U1)电流感测比较器的参考。当IC驱动Q1导通时,二极管D9截止,流过T1的电流从0沿斜坡线性增加,并全部通过Q1和地回复。一旦T1中的电流在开关周期内达到峰值,Q1上的驱动PWM脉冲变为零电平,Q1截止,变压器T1中的储能使D9导通,通过T1的电流沿向下的斜坡下降。直到降为零,变压器的次级绕组产生一个突变电势被IC(U1)的零电流检测器接收,IC(U1)产生一个新的输出脉冲驱动Q1再次导通,开始下一个开关周期。IC(U1)的电流检测逻辑电路同时受零电流检测器和电流传感比较器的控制,可确保在同一时刻IC只输出一种状态的驱动信号。Q1源极串联电阻R11用作感测流过Q1的电流。只要R11上的感测电压超过电流传感比较器的触发门限电平,开关Q1则截止。当AC线路电压从零按正弦规律变化时,乘法器输出VMO为比较器建立的门限强迫通过T1的峰值电流跟踪AC电压的轨迹。在各开关周期内T1电感峰值电流形成的包迹波,正比于AC输入电压的瞬时变化,呈正弦波波形。在两个开关周期之间,有一个电流为零的点,但没有死区时间,从而使AC电流通过桥式整流二极管连续流动(二极管的导通角几乎等于180度),整流平均电流即为AC输入电流(为电感峰值电流的1/2),呈正弦波波形,且与AC线路电压趋于同相位,因而线路功率因数几乎为1(通常为0.98~0.995),达到实现低功率高功率因数的目的,使总谐波失真小。

Claims (2)

1.一种低功率高功率因数电源,包括AC输入端、EMI滤波单元、整流单元、电压变换单元、输出整流滤波和DC输出端,AC输入端、EMI滤波单元、整流单元、电压变换单元、输出整流滤波和DC输出端依次电连接,其特征在于:其还包括电压取样单元、电流取样单元、功率因数校正开关Q1和功率因数校正芯片,电压取样单元、电流取样单元设置在DC输出端上,所获取的取样电流、取样电压经运算放大器放大后,通过光耦合器反馈到功率因数校正芯片,由功率因数校正芯片控制功率因数校正开关Q1,进行功率因数较正。
2.如权利要求1所述的低功率高功率因数电源,其特征在于:其还包括电解电容C3,电解电容C3负极接地,一方面整流单元的电流输出端通过电阻R5、R6和R7与电解电容C3正极相连,形成启动供电单元,另一方面电压变换单元T1的次极线圈通电级R16和二极管D1与电解电容C3正极相连,形成工作供电单元。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103391669A (zh) * 2013-07-02 2013-11-13 深圳桑达百利电器有限公司 一种led灯的照明系统
CN105656292A (zh) * 2016-03-24 2016-06-08 深圳市核达中远通电源技术有限公司 一种pfc电压跟随输出电压微调的电路

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