CN203120259U - 一种数控可调光led灯驱动电源 - Google Patents
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Abstract
一种数控可调光LED灯驱动电源,它由可控硅调光电路、EMI滤波电路、整流电路、斩波电路和DC/DC变换电路组成,其连接关系如附图所示。可控硅调光电路是由调光电位器、电阻、电容、双向触发二极管和双向可控硅组成的调压电路。EMI滤波电路是由电容和电感组成的低通滤波电路。斩波电路由二极管、电容、电感、MOSFET管和电阻组成。集成电路芯片iW3610和外围的MOSFET管等元器件组成DC/DC变换电路,输出功率为45W,功率因数大于0.9,无调光器时的效率可达85%。其积极效果在于:体积小、重量轻、成本低、效率高、保护功能完善,使用寿命长,能实现从2%~100%的调光。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED驱动电源技术领域,具体涉及一种数控可调光LED灯驱动电源。
背景技术
LED是一种非常具有竞争力的新型光源,与传统的白炽灯及荧光灯相比,LED等具有功耗低、亮度高、体积小、寿命长的优点,正逐步取代以往的光源,开始广泛运用于全彩色显示屏、交通信号灯、汽车车灯、背景光源、特种工作照明等,成为照明领域新一代绿色光源。但是,由于LED的正向伏安特性非常陡,动态电阻小,使得不能使用市电电压源直接供电,否则在电压增加时,流过LED的电路会急剧增加,导致LED损坏,因此,必须设计恒流或恒压驱动电源充分满足LED工作所需的驱动要求,从而最大限度的发挥LED的性能,减少故障率。然而,现有的各种LED灯驱动电源电路复杂,成本高,性价比低,而且随着人们对照明质量要求的提高,固定亮度的LED灯已经不能满足人们的需求,也不利于节约能源。高性能的LED灯驱动电源需要增加调光功能,在不必要满功率输出的场合,降低输出功率,不仅节能,而且还能达到变换视觉效果的目的。
发明内容
为解决现有LED灯驱动电源的不足,本实用新型公开一种数控可调光LED灯驱动电源。该驱动电源体积小、重量轻、成本低、效率高、保护功能完善,使用寿命长,能实现从2%~100%的调光,可广泛应用于小功率LED灯驱动电源领域。
为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:本实用新型由依次顺序连接的可控硅调光电路、EMI滤波电路、整流电路、斩波电路和DC/DC变换电路组成。
可控硅调光电路是由调光电位器W1,电阻R1,电容C1,双向触发二极管D1和双向可控硅VS1组成的调压电路。EMI滤波电路是由电容C2、C3和电感L1组成的低通滤波电路。整流电路是由全桥整流器DB1构成的市电整流滤波电路。斩波电路由二极管D2、D3、D4,电容C5、C6,电感L2,MOSFET管Q1,电阻R3~R6组成。DC/DC变换电路由集成电路芯片iW3610,MOSFET管Q2,开关变压器T1,电阻R7~R12,热敏电阻RNTC,电容C7、C8、C9,二极管D5、D6、D7组成。
本实用新型的积极效果在于:体积小、重量轻、成本低、效率高、保护功能完善,使用寿命长,能实现从2%~100%的调光。
附图说明
图1为本实用新型的方框图。
图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如附图1所示,本实用新型由依次顺序连接的可控硅调光电路、EMI滤波电路、整流滤波电路、斩波电路和DC/DC变换电路组成。
如附图2所示。
可控硅调光电路是由调光电位器W1,电阻R1,电容C1,双向触发二极管D1和双向可控硅VS1组成的调压电路。W1、R2和C1值决定调光器的延迟,调节电位器W1 , 使滑动片向下移动,则将增加导通延时,而使导通角θ减小,LED灯亮度则变暗。调节调光电位器W1,可实现从2%~100%的调光。
EMI滤波电路是由电容C2、C3和电感L1组成的低通滤波电路,可抑制市电电源与驱动电源之间的高频电磁干扰。其中C2、C3用于抑制串模干扰信号,L1用于抑制共模干扰信号。
整流电路是由全桥整流器DB1构成的市电整流滤波电路,DB1将220V交流电经整流得到的直流电压为斩波电路和DC/DC变换电路供电。
斩波电路由二极管D2、D3、D4,电容C5、C6,电感L2,MOSFET管Q1,电阻R3~R6组成。斩波电路的作用是为调光器提供动态阻抗,并为DC/DC变换电路建立能量。D3在电路C6上的电压UC6低于输入电压时为C6充电提供通路,在双向可控硅被触发导通时可以减少浪涌电流。在斩波周期期间,当Q1导通时,L2存储能量;当Q1关断时,L2释放能量,使D4导通。斩波电路的作用与无源功率因数校正(PFC)电路类似,在不接入调光器时,通过L2的平均电流与输入AC电压同相位,因此,能实现高于0.9的功率因数。
DC/DC变换电路由集成电路芯片iW3610,MOSFET管Q2,开关变压器T1,电阻R7~R12,热敏电阻RNTC,电容C7、C8、C9,二极管D5、D6、D7组成。输出功率为45W,具有过电压、过电流和过温度等保护功能。
iW3610芯片集成了启动和输入电压检测电路、反馈信号调节电路、A/D转换器、D/A转换器、调光器检测与相位测量电路、恒流控制电路、过电流保护比较器、峰值电流限制比较器、斩波电路MOSFFT栅极驱动器、主电源MOSFET栅极驱动器等。采用数字控制技术,具有包括:斩波电路,其作用是提高功率因数,为调光器提供动态阻抗;隔离反激式电路拓扑,提供低成本解决方案;允许利用传统白炽灯调光器对LED灯进行调光;能够对调光器类型进行检测和对相位进行测量。iW3610在谷值模式开关和无调光器时的效率可达85%,采用初级侧反馈恒流控制技术,能获得容差±5%的LED灯电流调节。
T1初级绕组上的R11、C8和D6组成RCD型初级箝位电容。T1次级侧上的D7和C9组成输出整流滤波电路,R12为预负载。T1辅助(或偏置)绕组、D5和C7组成IC1引脚VCC上的偏置电源,辅助绕组同时为IC1提供输出反馈。
接通AC电源后,整流后的DC高压经电阻R2和IC1内部连接在引脚VIN和引脚VCC之间的二级管对电容C7充电。只要IC1引脚VCC上的电压超过12V的阀值,IC1中的控制逻辑使能,IC1进入正常操作模式。在开始时的前3个AC半周期期间,IC1引脚OUTPUT(TR)保持高电平,Q1导通。在调光器类型和AC线路周期被检测后,恒流电路使能,输出电压开始上升。当输出电压高于LED灯串上的总正向电压时,IC1开始在恒流模式操作。在IC1启动后,IC1引脚VCC则由偏置电源供电。
调光器检测与调光器相位测量通过电阻R2和IC1引脚VIN内部电路来实现。调光器检测分两步:第一步是确定调光器是否存存;第二步是在检测到调光器存在的情况下确定调光器的类型(是前沿调光器还是后沿调光器)。调光器检测发生在系统启动后的第三个周期。当IC1引脚③上的电压VIN<0.1V的时间不超过600μS时,IC1则确定调光器未接入,IC1将调光器类型设置在“无调光器”。如果VIN<0.1V的时间超过600μS,IC1则确定调光器的存在。如果调光器存在,IC1将检测调光器类型。在调光器检测期间,IC1引脚①输出高电平,斩波电路中的MOSFET(Q1)导通,从而为调光器产生一个纯电阻性负载。在发现调光器出现的第二个周期中检测VIN周期并锁定备用。当VIN超过0.1V并计数输入电压采样时,开始测量调光器相位。如果可控硅导通时间为ton,调光周期是T,调光器相位则为ton/T。调光器中可控硅的导通角越大,电源输出功率也就越大,LED则越亮;反之,调光器导通角越小,LED亮度也就越暗。
iW3610采用初级侧反馈,无需次级侧感测和光耦合器。T1辅助绕组上的电压经R7和R8馈送到IC1引脚VSENSE,经内部恒流控制电路将输出电流调节到一个恒定电平上,而不管输出电压与否。初级侧电流通过Q2源极电阻R10检测,以执行峰值电流限制(PCL)和过电流保护(OCP)。
在恒流输出操作期间,IC1采用谷值模式开关,即Q2在漏—源极谐振电压最低点上开关,因此具有最小的开关损耗和EMI。
IC1引脚VT外部连接一个NTC热敏电阻RNTC,为LED灯提供温度漂移补偿。RNTC能够感测到LED灯的温度,当温度较高时,IC1可使LED灯变暗,如果LED温度达到限制阀值,IC1将关断。
Claims (5)
1. 一种数控可调光LED灯驱动电源,其特征是:它由依次顺序连接的可控硅调光电路、EMI滤波电路、整流电路、斩波电路和DC/DC变换电路组成。
2. 根据权利要求1所述的一种数控可调光LED灯驱动电源,其特征是:可控硅调光电路是由调光电位器W1,电阻R1,电容C1,双向触发二极管D1和双向可控硅VS1组成的调压电路。
3. 根据权利要求1所述的一种数控可调光LED灯驱动电源,其特征是:EMI滤波电路是由电容C2、C3和电感L1组成的低通滤波电路。
4. 根据权利要求1所述的一种数控可调光LED灯驱动电源,其特征是:斩波电路由二极管D2、D3、D4,电容C5、C6,电感L2,MOSFET管Q1,电阻R3~R6组成。
5.根据权利要求1所述的一种数控可调光LED灯驱动电源,其特征是:DC/DC变换电路由集成电路芯片iW3610,MOSFET管Q2,开关变压器T1,电阻R7~R12,热敏电阻RNTC,电容C7、C8、C9,二极管D5、D6、D7组成。
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