CN203590550U - 一种采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率led灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯，包括防浪涌保护电路、输入整流滤波电路、控制器、变压器、隔离反馈控制电路、输出整流滤波电路和LED负载，其特征在于，所述防浪涌保护电路、输入整流滤波电路、控制器、变压器、输出整流滤波电路和LED负载依次顺次连接，所述隔离反馈控制电路分别与所述控制器和变压器连接。本实用新型采用可编程集成控制芯片设计，用变压器原边脉冲波形作为能量反馈，不需要使用光耦或变压器副边绕组，提高电路动态响应速度和减少系统成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种大功率LED灯，尤其是一种采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯，属于照明领域。
背景技术
LED灯的驱动电源大多采用反激式式开关电路设计，而传统的单端反激式开关电路设计遇到的第一大难题是需要使用隔离的方式将副边的电压传输到原边的控制端。隔离方式一般都使用光耦或附加绕组，而光耦器件会大大增加设计成本、系统损耗和体积等，功率因数也不高。由于光耦器件的非线性和结电容以及时变特性等因数将大大限制了电路的动态响应、线性调节以及使用寿命。在使用附加绕组的方法也有上述缺陷，即增加了变压器的体积和成本，同时影响系统动态响应速度。
因此有必要研发出一种新型的采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯，使其采用可编程集成控制芯片设计，用变压器原边脉冲波形作为能量反馈，不需要使用光耦或变压器副边绕组，提高电路动态响应速度和减少系统成本。
发明内容
本实用新型针对现有技术的问题，提供了一种采用可编程集成控制芯片设计，用变压器原边脉冲波形作为能量反馈，不需要使用光耦或变压器副边绕组，提高电路动态响应速度和减少系统成本的采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯。
为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
所述的一种采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯，包括防浪涌保护电路、输入整流滤波电路、控制器、变压器、隔离反馈控制电路、输出整流滤波电路和LED负载，所述防浪涌保护电路、输入整流滤波电路、控制器、变压器、输出整流滤波电路和LED负载依次顺次连接，所述隔离反馈控制电路分别与所述控制器和变压器连接；所述防浪涌保护电路由气体放电管和压敏电阻串联连接组成。
进一步地，所述控制器采用电压隔离型反激式控制器，芯片型号为LT3748EMS，芯片管脚包括VIN、INTVCC、RFB、GATE、SENSE。
进一步地，所述变压器由原边主绕组励磁电感、原边辅绕组励磁电感和副边绕组励磁电感组成，原边绕组与副边绕组分别与所述输入整流滤波电路和输出整流滤波电路连接。
更进一步地，所述隔离反馈控制电路由MOSFET开关管Q1、电阻R10、电容C9、二极管D3和电阻R7组成；MOSFET开关管Q1的栅极与所述控制器的GATE脚连接，源极通过电阻R10接地，漏极与所述变压器原边主绕组连接，二极管D3的负极与所述控制器的RFB脚连接，正极与所述变压器原边辅绕组连接。
更进一步地，所述隔离反馈控制电路还包括MOSFET开关管漏端钳位电路，由二极管D5、电容C10、电阻R11和电阻R12组成，二极管D5与电容C10并联连接，电阻R11与电阻R12并联连接，二极管D5的正极与MOSFET开关管的漏极连接，负极与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与所述输入整流滤波电路连接。
更进一步地，所述输入整流滤波电路由电容C2、电容C5和电容C6组成。
更进一步地，所述输出整流滤波电路由二极管D1、电容C16和稳压管D4组成，二极管D1的正极与所述变压器的副边绕组连接，负极与稳压管D4的负极连接，稳压管D4与电容C16并联，正极接地。
本实用新型所述的一种采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯工作原理是：所述隔离反馈控制电路通过采样所述变压器原边的能量反馈脉冲对变压器输出进行控制。系统上电后，所述输入整流滤波电路对电源输入进行整流滤波后给所述变压器和所述隔离反馈控制电路供电。所述隔离反馈控制电路中的二极管D3是单向导通的，只在所述变压器原边向副边传递能量时导通，从而在所述控制器的INTVCC脚上产生包含反馈电流断续标志信息的脉冲波形。所述控制器根据INTVCC脚的电流断续标志信息通过GATE脚对MOSFET开关管Q1进行周期性开启断开控制，使MOSFET开关管进入谐振状态。同时通过采样流过电阻R10上原边反馈电流，在电流波形处于波谷处开启MOSFET开关管Q1，使开关管的损耗达到最小，提高效率。所述控制器GATE脚输出方波的占空比控制了输出整流二极管D1的导通时间，从而控制了LED负载的平均电流，通过改变GATE脚输出方波的占空比，可实现所述变压器副边输出功率的调整。另外，电源输入端设有防浪涌保护电路，能有效抑制电源输入的尖峰电压，提高系统安全性，延长使用寿命。
本实用新型的优点在于：提供了一种采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯，采用可编程集成控制芯片设计，用变压器原边脉冲波形作为能量反馈，不需要使用光耦或变压器副边绕组，提高电路动态响应速度和减少系统成本。
附图说明
图1是本实用新型所述的一种采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯的原理方框示意图。
图2是本实用新型所述的一种采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯的电路设计原理图。
附图中分述标记如下：1、输入整流滤波电路；2、控制器；3、变压器；4、隔离反馈控制电路；5、输出整流滤波电路；6、LED负载；7、防浪涌保护电路。
具体实施方式
如附图1所示，一种采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯的原理方框示意图，包括防浪涌保护电路7、输入整流滤波电路1、控制器2、变压器3、隔离反馈控制电路4、输出整流滤波电路5和LED负载6，所述防浪涌保护电路7、输入整流滤波电路1、控制器2、变压器3、输出整流滤波电路5和LED负载6依次顺次连接，所述隔离反馈控制电路4分别与所述控制器2和变压器3连接。
如附图2所示，一种采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯的电路设计原理图。所述控制器2采用电压隔离型反激式控制器，芯片型号为LT3748EMS，芯片管脚包括VIN、INTVCC、RFB、GATE、SENSE。所述变压器3由原边主绕组励磁电感、原边辅绕组励磁电感和副边绕组励磁电感组成，原边绕组与副边绕组分别与所述输入整流滤波电路1和输出整流滤波电路5连接。所述隔离反馈控制电路4由MOSFET开关管Q1、电阻R10、电容C9、二极管D3和电阻R7组成；MOSFET开关管Q1的栅极与所述控制器2的GATE脚连接，源极通过电阻R10接地，漏极与所述变压器3原边主绕组连接，二极管D3的负极与所述控制器2的RFB脚连接，正极与所述变压器3原边辅绕组连接。所述隔离反馈控制电路4还包括MOSFET开关管漏端钳位电路，由二极管D5、电容C10、电阻R11和电阻R12组成，二极管D5与电容C10并联连接，电阻R11与电阻R12并联连接，二极管D5的正极与MOSFET开关管Q1的漏极连接，负极与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与所述输入整流滤波电路1连接，MOSFET开关管漏端钳位电路使MOSFET开关管Q1的漏极电压不会过高。所述输入整流滤波电路1由电容C2、电容C5和电容C6组成，所述输出整流滤波电路5由二极管D1、电容C16和稳压管D4组成，二极管D1的正极与所述变压器3的副边绕组连接，负极与稳压管D4的负极连接，稳压管D4与电容C16并联，正极接地。
系统上电后，所述输入整流滤波电路1通过电容C2、电容C5和电容C6对电源输入进行整流滤波后给所述变压器3和所述隔离反馈控制电路4供电。所述隔离反馈控制电路4中的二极管D3是单向导通的，只在所述变压器3的原边向副边传递能量时导通，从而在所述控制器2的INTVCC脚上产生包含反馈电流断续标志信息的脉冲波形。所述控制器2根据INTVCC脚的电流断续标志信息通过GATE脚对MOSFET开关管进行周期性开启断开控制，使MOSFET开关管Q1的漏极进入谐振状态。同时通过SENSE脚采样流过电阻R10上的原边反馈电流，在电流谐振处于波谷处让GATE脚输出高电平，使MOSFET开关管Q1导通。这样MOSFET开关管Q1在电流近似为0的情况下开启，使开关管的损耗达到最小，提高系统效率。另一方面，所述控制器2还通过SENSE脚采样流过电阻R10的电流的谐振波峰点，控制GATE脚上输出高电平的时间等于流过电阻R10电流从谐振波谷到谐振波峰的时间，也就是说MOSFET开关管Q1的导通时间等于输出整流二极管D1的导通时间。因此，所述控制器2的GATE脚输出方波的占空比控制了输出整流二极管D1的导通时间，从而控制了所述LED负载6的平均电流，通过改变GATE脚输出方波的占空比，可实现所述变压器3副边输出功率的调整，实现所述LED负载亮度的调整。电源输入端设有防浪涌保护电路7，由气体放电管和压敏电阻串联连接组成，能有效抑制电路中由于雷击或电压波动而产生的尖峰电压，提高系统安全性，延长使用寿命。
显然上述实施例不是对本实用新型的限制，上述的一种采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯还可以有其他许多变化。虽然已经结合上述例子详细讨论了本实用新型，但应该理解到：业内专业人士可以显而易见地想到的一些雷同，代替方案，均落入本实用新型权利要求所限定的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯，其特征在于，包括防浪涌保护电路(7)、输入整流滤波电路（1）、控制器（2）、变压器（3）、隔离反馈控制电路（4）、输出整流滤波电路（5）和LED负载（6），所述防浪涌保护电路(7)、输入整流滤波电路（1）、控制器（2）、变压器（3）、输出整流滤波电路（5）和LED负载（6）依次顺次连接，所述隔离反馈控制电路（4）分别与所述控制器（2）和变压器（3）连接；所述防浪涌保护电路(7)由气体放电管和压敏电阻串联连接组成。
2.根据权利要求1所述的采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯，其特征在于，所述控制器（2）采用电压隔离型反激式控制器，芯片型号为LT3748EMS，芯片管脚包括VIN、INTVCC、RFB、GATE、SENSE。
3.根据权利要求2所述的采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯，其特征在于，所述变压器（3）由原边主绕组励磁电感、原边辅绕组励磁电感和副边绕组励磁电感组成，原边绕组与副边绕组分别与所述输入整流滤波电路（1）和输出整流滤波电路（5）连接。
4.根据权利要求3所述的采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯，其特征在于，所述隔离反馈控制电路（4）由MOSFET开关管Q1、电阻R10、电容C9、二极管D3和电阻R7组成；MOSFET开关管Q1的栅极与所述控制器（2）的GATE脚连接，源极通过电阻R10接地，漏极与所述变压器（3）原边主绕组连接，二极管D3的负极与所述控制器（2）的RFB脚连接，正极与所述变压器（3）原边辅绕组连接。
5.根据权利要求4所述的采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯，其特征在于，所述隔离反馈控制电路（4）还包括MOSFET开关管漏端钳位电路，由二极管D5、电容C10、电阻R11和电阻R12组成，二极管D5与电容C10并联连接，电阻R11与电阻R12并联连接，二极管D5的正极与MOSFET开关管的漏极连接，负极与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与所述输入整流滤波电路（1）连接。
6.根据权利要求5所述的采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯，其特征在于，所述输入整流滤波电路（1）由电容C2、电容C5和电容C6组成。
7.根据权利要求6所述的采用电压隔离型反激式控制器实现的大功率LED灯，其特征在于，所述输出整流滤波电路（5）由二极管D1、电容C16和稳压管D4组成，二极管D1的正极与所述变压器（3）的副边绕组连接，负极与稳压管D4的负极连接，稳压管D4与电容C16并联，正极接地。
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