CN203645889U - 一种采用有pfc功能芯片的led灯驱动电源 - Google Patents

一种采用有pfc功能芯片的led灯驱动电源 Download PDF

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Abstract

一种采用有PFC功能芯片的LED灯驱动电源,它由EMI滤波电路、市电整流滤波电路、集成电路芯片MT7930、MOS开关管、开关变压器、输出电压取样电路、输出电流取样电路和高频整流滤波电路组成,其连接关系如附图所示。MT7930是一款高性能LED驱动器,采用原边控制技术,外围器件少,恒流精度高,内置功率因数校正电路,功率因数高,总谐波失真小,具有输入过压、欠压保护,输出短路、开路和过流保护等多种保护功能。驱动电源的输出电压为40V,输出电流为300mA。其积极效果在于:电路简单、体积小、重量轻、成本低、效率高、保护功能完善,使用寿命长。

Description

—种采用有PFC功能芯片的LED灯驱动电源
技术领域
[0001 ] 本实用新型涉及LED驱动电源技术领域,具体涉及一种采用有PFC功能芯片的LED灯驱动电源。
背景技术
[0002] 与现有照明设备比较,LED照明有许多突出优点。1、发光效率高,耗能少,光的单色性好、光谱窄。在相同的照明效果下,LED灯的耗电量是白炽灯的八分之一,荧光灯的二分之一。2、安全环保,LED灯为固态发光体,耐冲击,无热辐射,无污染,发热量低。3、使用寿命长,LED灯的使用寿命可长达十万小时,而白炽灯一般为1000〜2000小时,荧光灯为6000〜8000小时。4、体积小,LED灯有小型化,平面化,可设计性强的特点。然而,LED灯的输出光流明数和波长与PN结的电流以及温度密切相关,常规的驱动电路,如开关稳压电路,将引起LED灯的提前老化,不能有效满足LED灯照明驱动的要求。因此,LED灯必须设计专用驱动电源提供恒定电流点燃工作,充分满足LED灯工作所需的驱动要求,以免电流增大而将LED灯损坏,减少故障率。然而,现有的各种LED灯驱动电源电路成本高,性价比低,影响了 LED灯的推广应用。
发明内容
[0003] 为解决现有LED灯驱动电源的不足,本实用新型公开一种采用有PFC功能芯片的LED灯驱动电源。该驱动电源电路简单、体积小、重量轻、成本低、效率高、保护功能完善,使用寿命长,可广泛应用于LED灯驱动电源领域。
[0004] 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EMI滤波电路、市电整流滤波电路、集成电路芯片MT7930、MOS开关管、开关变压器、输出电压取样电路、输出电流取样电路和高频整流滤波电路组成。EMI滤波电路的输入端接交流市电电源,输出端接市电整流滤波电路的输入端;市电整流滤波电路的输出端接开关变压器的Tl初级绕组NI的I端,初级绕组NI的2端接MOS开关管Ql的漏极;输出电压取样电路的输入端接开关变压器Tl的输出电压取样绕组N2的3端,输出端接集成电路芯片MT7930的6脚DSEN端;输出电流取样电路的输入端接MOS开关管Ql的源极,输出端接集成电路芯片MT7930的8脚CS端;M0S开关管Ql的栅极经电阻R5接集成电路芯片MT7930的I脚DRV端;高频整流滤波电路的输入端接开关变压器Tl的输出绕组N3的5端,输出端接LED灯。输出电压取样电路的取样电阻R3和R4分别设计为51ΚΩ和9.1K Ω,驱动电源的输出电压为40V。输出电流取样电路的取样电阻R6设计为1.6 Ω,驱动电源的输出电流为300mA。
[0005] 本实用新型的积极效果在于:电路简单、体积小、重量轻、成本低、效率高、保护功能完善,使用寿命长。
附图说明
[0006] 图1为本实用新型的方框图。[0007] 图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
[0008] 如附图1所示,本实用新型由EMI滤波电路、市电整流滤波电路、集成电路芯片MT7930、M0S开关管、开关变压器、输出电压取样电路、输出电流取样电路和高频整流滤波电路组成。
[0009] 如附图2所示。
[0010] EMI滤波电路是由电容Cl和共模电感LI组成的低通滤波电路,可抑制驱动电源与市电电源之间的高频电磁干扰。其中Cl用于抑制串模干扰信号,LI用于抑制共模干扰信号。
[0011] 市电整流滤波电路是由桥式整流器BRl和电容C2组成的桥式整流滤波电路。对输入的85〜264V市电电压整流滤波,将得到的直流电压为驱动电源供电。
[0012] 输出电压取样电路由电阻R3和R4组成,输出电流取样电路由电阻R6组成,高频整流滤波电路由二极管D3和电容C7组成。
[0013] 由EMI滤波电路、市电整流滤波电路、集成电路芯片MT7930、M0S开关管、开关变压器、输出电压取样电路、输出电流取样电路和高频整流滤波电路组成。EMI滤波电路的输入端接交流市电电源,输出端接市电整流滤波电路的输入端;市电整流滤波电路的输出端接开关变压器的Tl初级绕组NI的I端,初级绕组NI的2端接MOS开关管Ql的漏极;输出电压取样电路的输入端接开关变压器Tl的输出电压取样绕组N2的3端,输出端接集成电路芯片MT7930的6脚DSEN端;输出电流取样电路的输入端接MOS开关管Ql的源极,输出端接集成电路芯片MT7930的8脚CS端;M0S开关管Ql的栅极经电阻R5接集成电路芯片MT7930的I脚DRV端;高频整流滤波电路的输入端接开关变压器Tl的输出绕组N3的5端,输出端接LED灯。
[0014] 本实用新型使用的MT7930是美芯晟科技有限公司的一款高性能LED驱动器。采用原边控制技术,外围器件少,恒流精度高。内置功率因数校正电路,工作在DCM(断续电流模式)和恒定关断时间模式,功率因数高,总谐波失真小。具有输入过压、欠压保护,输出短路、开路和过流保护等多种保护功能。
[0015] 电阻Rl为MT7930的启动电阻,电容C5是MT7930内部误差放大器的频率补偿电容,电阻R2、电容C3和二极管Dl组成初级箝位保护电路,吸收漏感尖峰电压保护开关管Ql0 R8为输出负载电阻。
[0016] 输入的交流市电,通过电容Cl和电感LI低通滤波后,经BRl整流C2滤波输出的直流电压,通过启动电阻Rl加到MT7930的5脚STP端对VDD端的C4充电,当VDD电压达到18V时,控制逻辑开始工作,栅极驱动脚(DRV)输出脉冲信号,软启动功能保证启动过程中变压器不会进入CCM (持续导电模式)。系统启动后,VDD由辅助绕组N2的感应电压经D2整流C4滤波供电。
[0017] MT7930采用变压器原边反馈控制技术,通过反馈绕组N2的电压用来间接地反映输出电压的高低,不使用次级侧反馈元件,电路设计简单。芯片通过检测输出电压取样电阻R4两端的电压监控输出电压的变化,若有误差,芯片就会调整MOS开关管Ql的输出占空比,控制开关变压器Tl的能量传输,保持输出电压的恒定。本实用新型输出电压取样电路的取样电阻R3和R4分别设计为51ΚΩ和9.1KΩ,驱动电源的输出电压为40V。
[0018] MT7930周期性检测开关变压器初级绕组的峰值电流,将R6两端的电压与芯片内部的参考电压比较,若有误差,芯片就会调整MOS开关管Ql的输出占空比,保持输出电流的恒定。本实用新型输出电流取样电路的取样电阻R6设计为1.6Ω,驱动电源的输出电流为300mA。
[0019] 在外部MOS管Ql的导通时间内,原边电流会从O线性增加到峰值,此电流通过电流取样电阻R6加到MT7930的CS脚被检测。当原边电流达到阀值极限时,MT7930就立即关闭MOS管Q1,经过恒定的关断时间TOFF后,MT7930再次开启MOS管Q1,峰值电流的阈值会跟踪整流后的母线电压的正弦波形。因此,电感电流的包络也是正弦波形,因而可实现高功率因数。
[0020] MT7930内置多种保护功能。当DSEN脚电压发生三次高于3.2V,则被判定为输出开路,MT7930自动关闭PWM开关信号,VDD电压降至UVLO阀值时,进入重启模式。如果VDD脚的电压超过三次19.2V,MT7930关闭PMW信号,VDD降至UVLO阀值,进入重启模式。如果DSEN脚电压在持续640 μ S的时间内检测到低于200mV,则开启短路保护功能,栅极驱动信号停止。当VDD电压降到低于UVLO阀值时,进入重启模式,重启过程一直重复,直到短路消除。当CS脚电压超过2.2V时,MT7930立即关断功率MOS管。如果VDD低于7.2V,MT7930将自动关闭。
[0021] 本实用新型设计LED灯驱动电源在全范围(85〜264V)交流输入情况下,AC85V时功率因数高为0.997,效率最低为84.1%。AC220V时功率因数为0.956,效率为87.8%。AC264V时功率因数最低为0.927,效率最高为87.6%。实现了在85〜264VAC电压范围内效率> 84%,功率因数> 0.92。
[0022] 本实用新型基于MT7930的恒流LED灯驱动电源,提供了一种电路简单的高性能LED灯驱动电源的低成本和高性能解决方案,拥有广阔的应用前景。

Claims (3)

1.一种采用有PFC功能芯片的LED灯驱动电源,其特征是:它由EMI滤波电路、市电整流滤波电路、集成电路芯片MT7930、MOS开关管、开关变压器、输出电压取样电路、输出电流取样电路和高频整流滤波电路组成;EMI滤波电路的输入端接交流市电电源,输出端接市电整流滤波电路的输入端;市电整流滤波电路的输出端接开关变压器的Tl初级绕组NI的I端,初级绕组NI的2端接MOS开关管Ql的漏极;输出电压取样电路的输入端接开关变压器Tl的输出电压取样绕组N2的3端,输出端接集成电路芯片MT7930的6脚DSEN端;输出电流取样电路的输入端接MOS开关管Ql的源极,输出端接集成电路芯片MT7930的8脚CS端;M0S开关管Ql的栅极经电阻R5接集成电路芯片MT7930的I脚DRV端;高频整流滤波电路的输入端接开关变压器Tl的输出绕组N3的5端,输出端接LED灯。
2.根据权利要求1所述的一种采用有PFC功能芯片的LED灯驱动电源,其特征是:输出电压取样电路的取样电阻R3和R4分别设计为51K Ω和9.1K Ω,驱动电源的输出电压为40V。
3.根据权利要求1所述的一种采用有PFC功能芯片的LED灯驱动电源,其特征是:输出电流取样电路的取样电阻R6设计为1.6 Ω,驱动电源的输出电流为300mA。
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