CN204482119U - 一种5W以下的π型滤波LED驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种5W以下的π型滤波LED驱动电路，属于LED驱动技术领域。本实用新型包括电源输入端、抑制电路输入总谐波的谐波抑制电容XC、对交流电源进行整流的整流电路、对电源进行谐波滤除的π型滤波电路、抑制电解电容纹波电流的电解纹波抑制电容C3、通过反馈控制输出为恒流的恒流控制电路和对输出电流进行滤波的次级滤波电路，所述的谐波抑制电容XC、整流电路、π型滤波电路、电解纹波抑制电容C3、恒流控制电路和次级滤波电路依次电连接。本实用新型从制约LED驱动寿命的关键元器件电解电容出发，最大限度的提高了电解电容的寿命，使5W以下小功率电源更经济适用。

Description

一种5W以下的π型滤波LED驱动电路

技术领域

本实用新型涉及LED驱动技术领域，更具体地说，涉及一种5W以下的π型滤波LED驱动电路。

背景技术

随着现代科技的迅速发展，照明产品日新月异，LED作为一种寿命长、光效高、辐射低与功耗低的照明产品应运而生，正以一种势如破竹的气势迅速进入市场。同时，LED驱动也迎接着前所未有的挑战，尤其是驱动的寿命和性能，由于LED的寿命是10万小时，这就要求LED驱动电源的寿命也是10万小时，即使达不到也要求尽量接近，此外还要求LED驱动电源必须高性能低污染。

现有市场5W以下LED驱动电源主要存在以下3方面问题，其一、功率因数为0.35或更低，电网利用率低；其二、由于电解电容纹波电流没有工作在额定范围值之内，缩短了电源的寿命，远远达不到10万小时的要求；其三、总谐波THD超标，不符合国家相关标准。针对上述LED驱动电源寿命低、性能不稳定、污染严重、成本高等问题，如何有效设计电路，提高电解寿命、推出一款高寿命高性能低污染低成本的LED驱动是目前十分迫切需解决的问题。

经检索，中国专利申请号201210002852.5，申请日为2012年1月6日，发明创造名称为：LED驱动电源，该申请案包括相连接的直流电源模块和LED驱动模块，所述直流电源模块包括交流输入端与市电连接的两个整流桥，其中第一整流桥的正向交流输入端与市电之间连接有电感，负向直流输出端通过第一二极管与第二整流桥的负向直流输出端相连接，所述两个整流桥的正向直流输出端与LED驱动模块的输入端相连接。该申请案解决了现有技术中LED驱动电源的电解电容中电解液慢性泄漏，时间越长电容量慢慢变小，直至无效，从而影响LED灯具寿命的问题，通过用其它长寿命元器件取代了电解电容，延长了LED灯具工作寿命。

中国专利申请号201410241983.8，申请日为2014年5月30日，发明创造名称为：无极性电容器降分压整流线性LED驱动电路，该申请案采用电容器降压后分压，利用降压电容器的容抗，使输入交流电压与输出功率线性变化，分压整流电路输出的直流电压纹波小，进而滤波电容器容量小。该申请案用无极性电容器替代电解电容器，减小了电容器损耗，且提高了驱动电源的使用寿命；设置了调光可变电阻，实现了对LED的亮度调节，克服了阻容压降式LED驱动电源功率因数和效率低、不能调光的缺点，适合功率在三至二十瓦的功率范围内驱动LED照明灯。

上述申请案均针对如何提高LED驱动电源寿命提出了各自的解决方案，但上述申请案电路结构较复杂，制造成本较高，经济适用性差，仍需进一步改进。

发明内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有LED驱动电路存在的：1)电解电容纹波电流超标，电解寿命短；2)功率因数低；3)电源总谐波超标等问题，提供了一种5W以下的π型滤波LED驱动电路；本实用新型从制约LED驱动寿命的关键元器件电解电容出发，最大限度的提高了电解电容的寿命，使5W以下小功率电源更经济适用。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种5W以下的π型滤波LED驱动电路，包括电源输入端、抑制电路输入总谐波的谐波抑制电容XC、对交流电源进行整流的整流电路、对电源进行谐波滤除的π型滤波电路、抑制电解电容纹波电流的电解纹波抑制电容C3、通过反馈控制输出为恒流的恒流控制电路和对输出电流进行滤波的次级滤波电路，所述的谐波抑制电容XC、整流电路、π型滤波电路、电解纹波抑制电容C3、恒流控制电路和次级滤波电路依次电连接。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的谐波抑制电容XC为CBB电容，该CBB电容的容量为47nF～150nF。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的π型滤波电路包括电感L2、电阻R1、电解电容C1和C2，电阻R1与电感L2并联，电感L2的一端分别与整流电路的输出端、电解电容C1的正极相连，电感L2的另一端分别与电解电容C2的正极、电解纹波抑制电容C3的一端相连，电解电容C1和C2的负极均接地。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的电解电容C1和C2的容量之和不大于2.5μF。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的电解纹波抑制电容C3为CBB电容或CL电容。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种5W以下的π型滤波LED驱动电路，未使用APFC(有源功率因数校正)芯片或填谷电路，仅在电源输入端并联了一个谐波抑制电容XC，该谐波抑制电容XC主要是抑制电路输入的总谐波，使总谐波(THD)控制在115％以下，且功率因数在0.5及以上，降低了电源成本，提高了电网利用效率；

(2)本实用新型的一种5W以下的π型滤波LED驱动电路，在π型滤波电路与恒流控制电路之间并联了一个电解纹波抑制电容C3，该电解纹波抑制电容C3能够使得π型滤波电路中的电解电容有效的工作在额定纹波范围内，从而最大限度的提高电解电容的寿命；

(3)本实用新型的一种5W以下的π型滤波LED驱动电路，电路结构简单、制造成本低，易于实施，便于推广应用。

附图说明

图1为本实用新型的一种5W以下的π型滤波LED驱动电路的结构框图；

图2为本实用新型LED驱动电路的线路图。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

参看图1和图2，本实施例的一种5W以下的π型滤波LED驱动电路，包括电源输入端、谐波抑制电容XC、整流电路、π型滤波电路、电解纹波抑制电容C3、恒流控制电路、次级滤波电路和电源输出端。

所述的谐波抑制电容XC并联于电源输入端和整流电路之间，该谐波抑制电容XC采用CBB电容(聚丙烯电容)，容量为47nF，其主要是抑制电路输入的总谐波(THD)，使总谐波(THD)控制在115％以下，且功率因数在0.5及以上，具体如图2中第1部分所示。

所述的整流电路用于对交流电源进行整流，本实施例的整流电路使用整流二极管组成的整流桥，具体如图2中第2部分所示。

所述的π型滤波电路为一种二级滤波器，包括电感L2、电阻R1、电解电容C1和C2，电阻R1与电感L2并联，电感L2的一端分别与整流电路的输出端、电解电容C1的正极相连，电感L2的另一端分别与电解电容C2的正极、电解纹波抑制电容C3的一端相连，电解电容C1和C2的负极均接地。本实施例的π型滤波电路可滤除某一次或多次谐波，其中，电解电容C1和前级的输出阻抗构成一级滤波，初步滤除交流分量，由于电解电容对交流谐波来说仍存在阻抗且前级的阻抗较小，所以经一级滤波后仍残余有一定的交流分量；再经由电感L2和电解电容C2组成第二级滤波，再次减小谐波，经二级滤波后残余的谐波就相对较小了，即减小电流的脉动，使电流更平滑。本实施例为达到最佳的谐波滤除效果，控制电解电容C1和C2的容量之和不大于2.5μF，具体如图2中第3部分所示。

所述的电解纹波抑制电容C3并联于π型滤波电路和恒流控制电路之间，本实施例的电解纹波抑制电容C3采用CBB电容，主要是抑制第3部分电路提到的电解电容C2的纹波电流，通过增加该电解纹波抑制电容C3，能够使得π型滤波电路中的电解电容有效的工作在额定纹波范围内，从而最大限度的提高电解电容的寿命，又由于功率因数要做到0.5，该电解纹波抑制电容C3的容量不宜太大，具体如图2中第4部分所示。

所述的恒流控制电路主要通过反馈使输出为恒流，给LED提供电流，该恒流控制电路主要包括恒流、过压、过流、短路、过温等保护功能，具体如图2中第5部分所示。

所述的次级滤波电路是在输出端对输出电流进行滤波，使输出电流平滑，尽量达到直流供电，此部分电路由整流二极管和滤波电解电容组成，具体如图2中第6部分所示。

本实施例从制约LED驱动寿命的关键元器件电解电容出发，最大限度的提高了电解的寿命，是适用于5W及以下和相关电路的一种方案，220VAC电源输入首先经过谐波抑制电容XC，然后依次通过整流电路对波形进行整流，通过π型滤波电路进行谐波滤除，通过电解纹波抑制电容C3抑制电解纹波电流，使电解电容在较小的纹波下工作，再通过恒流控制电路同时实现电路的开路、短路、过温保护，最后经次级滤波电路，为LED提供稳定的工作电流。此LED驱动电路既能满足功率因数在0.5及以上，又能满足总谐波(THD)115％及以下，同时最大限度的提高电解的寿命，也提高了LED电源的寿命，电路结构简单、制造成本低，易于实施，是一种高寿命高性能低成本无污染的恒流LED驱动电路。

实施例2

本实施例的一种5W以下的π型滤波LED驱动电路，基本同实施例1，其不同之处在于：所述的谐波抑制电容XC采用容量为100nF的CBB电容，所述的电解纹波抑制电容C3采用CL电容(涤纶电容器)。

实施例3

本实施例的一种5W以下的π型滤波LED驱动电路，基本同实施例1，其不同之处在于：所述的谐波抑制电容XC采用容量为150nF的CBB电容。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种5W以下的π型滤波LED驱动电路，其特征在于：包括电源输入端、抑制电路输入总谐波的谐波抑制电容XC、对交流电源进行整流的整流电路、对电源进行谐波滤除的π型滤波电路、抑制电解电容纹波电流的电解纹波抑制电容C3、通过反馈控制输出为恒流的恒流控制电路和对输出电流进行滤波的次级滤波电路，所述的谐波抑制电容XC、整流电路、π型滤波电路、电解纹波抑制电容C3、恒流控制电路和次级滤波电路依次电连接。

2.根据权利要求1所述的一种5W以下的π型滤波LED驱动电路，其特征在于：所述的谐波抑制电容XC为CBB电容，该CBB电容的容量为47nF～150nF。

3.根据权利要求2所述的一种5W以下的π型滤波LED驱动电路，其特征在于：所述的π型滤波电路包括电感L2、电阻R1、电解电容C1和C2，电阻R1与电感L2并联，电感L2的一端分别与整流电路的输出端、电解电容C1的正极相连，电感L2的另一端分别与电解电容C2的正极、电解纹波抑制电容C3的一端相连，电解电容C1和C2的负极均接地。

4.根据权利要求3所述的一种5W以下的π型滤波LED驱动电路，其特征在于：所述的电解电容C1和C2的容量之和不大于2.5μF。

5.根据权利要求2或3所述的一种5W以下的π型滤波LED驱动电路，其特征在于：所述的电解纹波抑制电容C3为CBB电容或CL电容。