CN202565513U - 一种led日光灯的内置驱动电源 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种LED日光灯的内置驱动电源,其特征在于:采用市电(输入交流正弦电压)全波整流后送有源功率因素校正器(PFC),输出电压是稳定的高压直流电压;所述稳定的高压直流稳压经恒流电路恒流,提供稳定的高压直流电流驱动LED灯;所述高压直流稳压电路和所述恒流电路的电子元器件可以安装在一块独立的PCB板上,此PCB板固定在LED灯光源板的背面;所述高压直流稳压电路和所述恒流电路的电子元器件也可以是直接装在LED灯光源板的背面,其中所述恒流电路部分电子元器件可以安装在LED灯芯片的同一面上;所述有源功率因素校正器也可以采用无源滤波器电路。

Description

—种LED日光灯的内置驱动电源
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种LED日光灯的内置驱动电源,此内置驱动电源采用市电(输入交流正弦电压)全整流后送有源功率因素校正器,输出电压是稳定的高压直流电压;所述稳定的高压直流稳压经恒流电路恒流,提供稳定的高压直流电流驱动LED日光灯芯片。
背景技术
[0002] LED日光灯驱动电源一般是指AC/DC变换器,普遍采用集成化的LED驱动电源的集成电路IC为核心的开关电源。开关电源常用的基本拓扑有十多种,电路的结构都比较复杂:需要把市电(输入交流正弦电压)整流滤波后经功率因素校正器提高输入端的功率因素和输出稳定的高压直流电压,再经过各基本拓扑组成的DC/DC变换器把高压直流电压变换成LED灯所需要的低压直流恒流电流驱动LED日光灯灯,包括开关电源集成IC电路、功率开关管、隔离或不隔离高频变压器、二次整流滤波电路、恒流采样控制电路、各种检测反 馈控制回路等,电路结构十分复杂,材料成本和制作成本很高;功率开关管、高频变压器、二次整流电路器件的电损耗大,自发热厉害,电源效率低;驱动电源的自发热高,不利于LED日光灯具的结构设计,这个发热高也会影响LED芯片的使用寿命,增大LED的光衰;这种开关电源电路使用的电子元器件多,体积尺寸大,降低电源的可靠性,也不利于内置电源的安装固定;LED照明是绿色环保的照明,是节能节电的照明,是利于社会利于人民的照明,但是LED照明的价格居高不下,很不利于LED照明的普及推广,其中LED驱动电源的价格高是影响LED照明普及推广的重要因素之一,是广大电子工程技术人员急需解决的难题。
[0003] 本实用新型内容
[0004] LED日光灯的内置驱动电源,采用市电(输入交流正弦电压)电压经整流电路整流后送有源功率因素校正器(也称为有源滤波器,常用符号:PFC)进行功率因素校正,提高电源输入端的功率因素,输出稳定的高压直流电压;所述稳定的高压直流电压值可接近于、或高于、或低于所述市电(输入交流正弦电压)电压的幅值;同时所述稳定的高压直流电压值越接近于LED日光灯芯片的正向电压值,LED日光灯芯片总的效率就越高,但所述稳定的高压直流电压值不能低于LED日光灯灯芯片的正向电压值;所述稳定的高压直流电压直接经过恒流电路恒流,提供稳定的高压直流电流直接驱动LED日光灯芯片;所述有源功率因素校正器也可以是无源滤波器电路进行功率因素校正。
[0005] 本实用新型的LED日光灯的内置驱动电源,在市电(输入交流正弦电压)电压全波整流后,只用功率因素校正器电路(PFC),后面不用开关电源集成IC电路、功率开关管、高频变压器及二次整流滤波电路等,电路结构简单、体积尺寸小、可靠性高、成本低、电能损耗小、电源效率很高、自发热小,是真正的绿色环保驱动电源。
[0006] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007] 市电(交流输入正弦电压)电压经过桥式整流电路整流,得到全波整流后正弦电压;在所述桥式整流电路与负载LED日光灯之间只接入有源功率因素校正器(也称为有源滤波器,常用代码:PFC)进行功率因素校正:应用电流反馈技术,使输入端电流波形跟踪交流输入正弦电压波形,即输入交流电流与输入交流电压保持同相位,输入端交流电流波形接近正弦,提高电源输入端的功率因素,降低其总的电流谐波失真,包括:
[0008] 桥式整流器、功率因素校正器(PFC)、恒流器电路。
[0009] 桥式整流器:由集成电路整流桥或分立的整流二极管组成,桥式整流器的输入端与市电(输入交流正弦电压)连接,桥式整流器的输出端与所述功率因素校正器输入端连接;
[0010] 功率因素校正器(PFC):直接与所述桥式整流器电路的输出端连接,可以是集成化的IC电路,也可以是分立电子元器件组成的电路;升压式(Boost)变换器、降压式(Buck)变换器、升降压式(Buck/Boost)变换器、Cuk变换器、Zeta变换器、S印ic变换器、正激(Forward)变换器、反激(Flyback)变换器、推挽(Push-Pull)变换器、半桥(Half-bridge)直流变换器、全桥(Full-bridge)直流变换器,这类变换器拓扑都可以用作功率因素校正器;所述功率因素校正器,输出稳定的高压直流电压,此高压直流电压值可以接近于或高于市电(输入交流正弦电压)电压的幅值;·
[0011] 恒流器电路:由半导体恒流二极管、或恒流三极管、或集成恒流1C、或电子分立元器件恒流电路组成;可以是固定式恒流器、或可调是恒流器、或高压恒流器、或专用恒流驱动器组成;所述恒流器电路输入端与所述内置驱动电源的输出端连接,恒流器电路的输出端连接所述LED日光灯芯片,输出的稳定高压直流电流直接驱动点亮LED日光灯芯片;
[0012] 所述功率因素校正器,是单级式的PFC,不需要第二级的DC-DC (直流到直流)变换器,功率因素校正器输出的稳定高压直流电源直接恒流器电路恒流驱动LED日光灯芯片;
[0013] 所述恒流器电路的这部分电子元器件可以与所述驱动电源安装在一起,也可以不安装在一起(如:所述恒流器电路的这部分电子元器件安装在所述LED光源板上),此时用导电线把所述驱动电源与所述恒流器电路对应连接;
[0014] 所述功率因素校正器,可以是有源功率因素校正器(有源滤波器),也可以是无源滤波器;
[0015] 所述功率因素校正器,输出稳定的高压直流电压值,可以接近于或高于市电(输入交流正弦电压)电压的幅值,也可低于市电(输入交流正弦电压)电压的幅值,但所述稳定的高压直流电压值要接近于且不高于LED日光灯串联后的LED芯片总的正向电压值;
[0016] 所述LED日光灯的内置驱动电源,所驱动的LED日光灯芯片是串联接法、或串并混联接法,所述LED日光灯芯片串联或串并混联后的总的正向电压降值应接近于且不高于所述功率因素校正器输出的稳定高压直流电压值;
[0017] 所述LED日光灯的内置驱动电源,可以包括全部所述特征,也可以是包括部分所述特征,所述LED日光灯的内置驱动电源,也可以用于其他LED照明灯的驱动装置。
[0018] 下面结合附图以举例方式对本实用新型的部分实施方案进行详细说明,本实用新型的这些特征、特点和优点将会更加清楚;
[0019] 图I是本实用新型一个实施例,一种内置驱动电源的原理电路图;
[0020] 图2是本实用新型一个实施例,一种内置驱动电源的方框示意图;
[0021] 图3是本实用新型一个实施例,一种恒流器电路原理电路图;
[0022] 图4是本实用新型一个实施例,一种输入端滤波器电路图;
[0023] 参考图1,本实用新型所述LED日光灯的内置驱动电源一个实施例,其特征在于:[0024] 一种LED日光灯用的内置驱动电源18,由桥式整流器2、PFC电感7、输出二极管8、功率开关管9、采样器10、乘法器11、电压误差放电器12、电流误差放电器13、驱动器14、PWM控制器15、基准电压16、滤波器电容17和恒流器电路4组成;其中PFC电感7、输出二极管8、功率开关管9、采样器10、乘法器11、电压误差放电器12、电流误差放电器13、驱动器14、PWM控制器15、基准电压16、滤波器电容17组成有源功率因数校正器;
[0025] 市电(输入交流正弦电压)I经桥式整流器2全波整流,输出给功率因数校正器进行功率因数校正:输出二极管8输出端的电压和基准电压(Vr) 16比较后,输入给电压误差放电器(VA) 12,桥式整流器2的输出电压检测值和电压误差放电器(VA) 12的输出电压信号共同加到乘法器11的输入端,乘法器11的输出则作为电流反馈控制的基准信号,与开关电流采样器10检测值经电流误差放电器13比较放大后,与PWM控制器15信号同时加到驱动器14,以控制功率开关管9的通断,从而使PFC电感7的电流波形(即输入电流的波形)与输入电压(即市电)I的波形基本一致,使电流谐波大为减少,提高了输入端功率因数;功率因数校正器输出的是稳定的高压直流电压,经过恒流器电路4恒流,直接驱动LED光源芯片5 ;·[0026] 参考图I的功率因数校正器电路,是功率因数校正器中的其中一种电路原理图,并非是作为本实用新型的功率因数校正器电路的限定。
[0027] 参考图2,本实用新型所述LED日光灯的内置驱动电源一个实施例,其特征在于:
[0028] 所述LED日光灯内置驱动电源18,由桥式整流器2、功率因数校正器3、恒流器电路4组成;市电(输入交流正弦电压)I经桥式整流器2电路全波整流后输出送有源功率因素校正器3 (也称为有源滤波器,常用符号:PFC)进行功率因素校正,提高电源输入端的功率因素,输出稳定的高压直流电压,直接经过恒流器电路4恒流,提供稳定的高压直流电流直接驱动LED光源芯片5。
[0029] 参考图3,本实用新型所述LED日光灯的内置驱动电源一个实施例,其特征在于:
[0030] 恒流器电路4由恒流集成电路IC19、恒流采样电阻20和分流保护电阻21组成;改变恒流采样电阻20的电阻值,可以得到LED光源芯片所需要的稳定电流值;流经恒流集成电路IC19的电流由分流保护电阻21承担一部分,减轻了恒流集成电路IC19功耗负担;
[0031] 参考图4,本实用新型所述LED日光灯的内置驱动电源一个实施例,其特征在于:
[0032] 所述LED日光灯的内置驱动电源,一种消除电源噪声干扰和增强自身抗干扰能力的电磁干扰滤波器电路22(称为:EMI电路),由跨线滤波电容器24、28、共模电感器25、线间旁路电容29、30和压敏电阻器23(也称过压保护器)组成,安装在所述市电(输入交流正弦电压)I的输入端,EMI电路输出端31、32与所述桥式整流器连接,电阻27、28是保护输入端过压损坏元件和防止电感器自激振荡,33是接地端;所述电磁干扰滤波器电路22的组成用电子元器件可以增减。
[0033] 虽然以上描述了本实用新型的一些举例说明具体实施方式,但是本技术领域内的普通技术人员应当理解,这些仅是举例说明,可以对这些实施例做出多种变更或修改,而不背离本实用新型的原理和实质。本实用新型的范围仅由所附权利要求书限定。
[0034] 以上的实施例仅是用来说明本实用新型,而非作为本实用新型的限定,只要在本实用新型的实质精神范围内,对以上实施例的变化、变型、更改都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (6)

1. 一种LED日光灯的内置驱动电源,其特征在于: 包括:桥式整流器、功率因素校正器、恒流器电路; 桥式整流器:由集成整流桥或分立的整流二极管组成,桥式整流器的输入端与市电连接,桥式整流器的输出端与所述功率因素校正器输入端连接; 功率因素校正器:直接与所述桥式整流器电路的输出端连接,可以是集成化的IC电路,也可以是分立电子元器件组成的电路;升压式变换器、降压式变换器、升降压式变换器、Cuk变换器、Zeta变换器、Sepic变换器、正激变换器、反激变换器、推挽变换器、半桥直流变换器、全桥直流变换器,这类变换器拓扑都可以用作功率因素校正器;所述功率因素校正器,输出稳定的高压直流电压,此高压直流电压值可以接近于、或高于、或低于所述市电电压的幅值; 恒流器电路:由半导体恒流二极管、或恒流三极管、或集成恒流1C、或电子分立元器件恒流电路组成;可以是固定式恒流器、或可调试恒流器、或高压恒流器、或专用恒流驱动器组成;所述恒流器电路输入端与所述功率因素校正器的输出端连接,恒流器电路的输出端连接所述LED日光灯芯片,输出稳定的高压直流电流直接驱动点亮LED日光灯芯片。
2.如权利要求I所述一种LED日光灯的内置驱动电源,其特征在于: 所述功率因素校正器是单级式的功率因素校正器,不需要第二级或第三级的直流到直流变换器,功率因素校正器输出的稳定高压直流电源直接经所述恒流器电路恒流驱动点亮LED日光灯芯片。
3.如权利要求I所述一种LED日光灯的内置驱动电源,其特征在于: 所述恒流器电路的这部分电子元器件可以与所述桥式整流器和功率因数校正器安装在同一块PCB板上,也可以不安装在一起,此时用导电线把所述内置驱动电源与所述恒流器电路对应连接。
4.如权利要求I所述LED日光灯的内置驱动电源,其特征在于: 所述功率因素校正器可以是有源功率因素校正器,也可以是无源滤波器。
5.如权利要求I所述LED日光灯的内置驱动电源,其特征在于: 所述内置驱动电源,所驱动的LED日光灯芯片是串联接法、或串并混联接法,所述LED日光灯芯片串联或串并混联后的总的正向电压降值应接近于且不高于所述功率因素校正器输出的稳定高压直流电压值。
6.如权利要求I所述LED日光灯的内置驱动电源,其特征在于: 所述LED日光灯的内置驱动电源,可以有消除电源噪声干扰和增强自身抗干扰能力的电磁干扰滤波器电路,由电容器、电感器组成,安装在所述市电输入端,EMI电路输出端与所述桥式整流器连接。
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