CN204498429U - 大功率直流led恒流驱动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种大功率直流LED恒流驱动电源，包括UC3843脉宽调制模块、高频变压器、整流滤波模块、恒流控制模块，直流输入端经电阻分压限流、电容滤波后连接UC3843脉宽调制模块，UC3843脉宽调制模块连接高频变压器，高频变压器连接整流滤波模块，整流滤波模块连接直流输出端，UC3843脉宽调制模块之前连接恒流控制模块，恒流控制模块输出端分别与UC3843和整流滤波模块输出端连接。有益效果：本大功率直流LED恒流驱动电源是直接用蓄电池输出的直流电通过转换为特定的电压电流来驱动LED的，因而，它可以有效解决现阶段LED太阳能路灯上的损耗多、高成本、故障率高等诸多问题，使LED太阳能路灯更加经济实用。功率可达40瓦，是现有的数倍。

Description

大功率直流LED恒流驱动电源

技术领域

本实用新型属于驱动电源电子电路领域，涉及直流输入的大功率的LED驱动电源。

背景技术

能源问题已经成为影响人类社会发展的全球性问题。LED的出现为照明行业提供了一种新型的节能材料， LED光源以其节能、环保、寿命长、体积小以及调控方便等诸多强大的功能优势，正在引发照明市场的巨大变革，正在取代以高压钠灯和卤素灯为光源的照明路灯。近年来，随着太阳能电池的逐渐普及，利用太阳能发电的LED太阳能路灯也越来越被人们广泛使用，利用太阳能作能源的LED路灯也逐步进入照明市场。

在以LED为光源的照明路灯中，LED驱动电源是其不可缺少的重要部件之一，它是把输入电源转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电源转换器。目前，市场上LED驱动电源的输入形式主要以高压工频交流（即市电）和低压高频交流（如电子变压器的输出）等为主。但在LED太阳能路灯上，大都采用将蓄电池输出的直流电通过逆变升压成高压工频交流电，再给LED驱动电源供电的办法，这样既增加了能量损耗，又增加了太阳能路灯的成本和故障率。

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决以上技术问题，提出一种大功率直流LED恒流驱动电源。

技术方案：大功率直流LED恒流驱动电源，包括UC3843脉宽调制模块、高频变压器、整流滤波模块、恒流控制模块，直流输入端经电阻分压限流、电容滤波后连接UC3843脉宽调制模块，UC3843脉宽调制模块连接高频变压器，高频变压器连接整流滤波模块，整流滤波模块连接直流输出端，UC3843脉宽调制模块之前连接恒流控制模块，恒流控制模块输出端分别与UC3843和整流滤波模块输出端连接。

直流输入端后连接有防反接开关管，防反接开关管推动高频变压器。

直流输入端连接有电解电容CA2、瓷片电容C5和电解电容CA1、瓷片电容C1，电解电容滤除低频成分，瓷片电容滤除高频成分。

UC3843的SEBSE脚连接采样电阻R6，采样电阻R6经电阻R13连接开关管Q2，电阻R13两端分别并接有电容C4、电阻R16，电容C4接地。

直流输出端之前连接有接地的电阻R17。

UC3843脉宽调制模块的COMP脚为补偿端，连接电阻R4、电容C2；VFB脚为反馈端，连接电阻R5、变阻器RV1；RT/CT脚连接定时电阻R7、电容C7，电容C7接地；VREF脚连接电容C3，电容C3接地，电容C3还与定时电阻R7连接；VI脚和GND脚分别是UC3843电源供电端口。

整流滤波模块包括肖特基二极管D1、肖特基二极管D1两端并联的电阻R14、电容C6，电解电容CA3滤除低频成分，瓷片电容CA4滤除高频成分。

恒流控制模块主要原件为LM358，LM358的8脚为输入端，3脚连接电阻R3，电阻R3连接电阻R17,2脚连接电阻R1、R8，电阻R1、R8之间连有变阻器RT103，变阻器RT103经过电阻R9连接1脚，1脚经电阻R10连接5脚，7脚连接BAW56的3脚，BAW56的1脚连接LM358的6脚，BAW56的2脚连接UC3842的VFB脚。

有益效果：本大功率直流LED恒流驱动电源是直接用蓄电池输出的直流电通过转换为特定的电压电流来驱动LED的，因而，它可以有效解决现阶段LED太阳能路灯上的损耗多、高成本、故障率高等诸多问题，使LED太阳能路灯更加经济实用。功率可达40瓦，是现有的数倍。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图；

图2是本实用新型的模块间的连接框图；

图3是应用本技术的产品的实物图。

具体实施方式

一种大功率直流LED恒流驱动电源，包括UC3843脉宽调制模块、高频变压器、整流滤波模块、恒流控制模块，直流输入端经电阻分压限流、电容滤波后连接UC3843脉宽调制模块，UC3843脉宽调制模块连接高频变压器，高频变压器连接整流滤波模块，整流滤波模块连接直流输出端，UC3843脉宽调制模块之前连接恒流控制模块，恒流控制模块输出端分别与UC3843和整流滤波模块输出端连接。

直流输入端后连接有防反接开关管，防反接开关管推动高频变压器。

直流输入端连接有电解电容CA2、瓷片电容C5和电解电容CA1、瓷片电容C1，电解电容滤除低频成分，瓷片电容滤除高频成分。

UC3843的SEBSE脚连接采样电阻R6，采样电阻R6经电阻R13连接开关管Q2，电阻R13两端分别并接有电容C4、电阻R16，电容C4接地。

直流输出端之前连接有接地的电阻R17。

UC3843脉宽调制模块的COMP脚为补偿端，连接电阻R4、电容C2；VFB脚为反馈端，连接电阻R5、变阻器RV1；RT/CT脚连接定时电阻R7、电容C7，电容C7接地；VREF脚连接电容C3，电容C3接地，电容C3还与定时电阻R7连接；VI脚和GND脚分别是UC3843电源供电端口。

整流滤波模块包括肖特基二极管D1、肖特基二极管D1两端并联的电阻R14、电容C6，电解电容CA3滤除低频成分，瓷片电容CA4滤除高频成分。

恒流控制模块主要原件为LM358，LM358的8脚为输入端，3脚连接电阻R3，电阻R3连接电阻R17,2脚连接电阻R1、R8，电阻R1、R8之间连有变阻器RT103，变阻器RT103经过电阻R9连接1脚，1脚经电阻R10连接5脚，7脚连接BAW56的3脚，BAW56的1脚连接LM358的6脚，BAW56的2脚连接UC3842的VFB脚。

电路分析说明：

1：电源部分

   直流12V输入经过电阻R0分压限流，原理图中CA1、C1并联，CA1为电解电容，CA1负责滤除低频成分，C1为瓷片电容负责滤除高频成分，CA2、C5和CA1、C1作用相同，然后分两路，一路给LM358和UC3843供电，一路经过UC3843调制后驱动开关管Q1，Q1推动高频变压器，变压器次级输出经过D1肖特基二极管整流，电容CA3、CA4滤波，提供稳定直流电压输出。

2：保护功能

    ①：防反接保护和过压保护

   防反接保护和过压保护主要由Q1 40T03GH实现，当电源接反，电压过高，Q1关断，电压无法传送到后极，从而保护UC3843和LM358及外围电路不被烧毁。

    ②：过载保护和短路保护

   当负载过大时，电路中电流会增加，通过电流采样电阻R6采样到Q2开关管第三脚电压过高，然后反馈到UC3843第三脚过流检测端口，信号经过UC3843处理，让Q1开关管停止工作，电压就无输出，从而保证电流过大不烧坏开关管。短路保护其实也是借用过流保护，当输出短路时，电路中电流急剧增加，触发过流保护功能，达到短路保护功能，从而保证不烧坏开关管。

    ③：过温保护

   当电路长时间工作，或散热不良时，板子上温度过高，UC3843自带过温保护，停止输出，开关管和变压器也停止工作，电压无输出，当温度降下来后，UC3843继续输出驱动信号，开关管工作，保证正常电压输出。

    ④：负载开路保护

   理论上，恒流源负载开路（即空载）输出电压无穷高，实际电路中，不可能输出无穷高的电压，当空载时，如果电流反馈不被切断，反馈会达到最大，导致输出电压会很大，所以这里加了一个空载保护，如果空载会让电路进入保护状态，当负载开路，R17两端不会产生压降，此信号经过LM358处理，把电流反馈转为电压反馈，传送到UC3842第②脚，从而降低开关管占空比，实现恒压输出。

3：脉宽调制部分

   脉宽调制部分核心元件是UC3843，及相关外围电路，通过UC3843产生占空比可调的方波信号，之后将该方波信号送到驱动电路；UC3843第①脚为补偿端，外接电阻电容R4、C2 ,用来补偿误差放大器的频率特性；第②脚为反馈端，R5、RV1，将取样电压加到误差放大器的反向输入端，再与同相端进行比较，输出误差控制电压，第③脚为过流检测端口，R6采样到Q2即开关管第③脚电压，即可实现过流保护；第④脚分别连接R7、C7，分别为锯齿波振荡器的定时电阻和电容；第⑤脚和第⑦脚分别是UC3843电源供电端口；第⑧脚为基准电压，C3滤除高频干扰，

保证基准电压稳定基准电压和误差放大器比较，从而控制输出占空比。第六脚输出驱动开关管，开关管推动高频变压器，实现升压目的。

4：整流滤波电路

   高频变压器B1输出经过肖特基二极管D1整流，R14、C6并联在肖特基二极管D1两端，组成一个峰值吸收电路，当高频变压器的半个周期到来时，峰值通过电阻限流以后给电容充电，当周期峰值转换到下半个周期时，电容通过限流电阻放电，吸收尖峰电压，保护肖特基二极管不被烧坏，然后经过电解电容CA3滤除低频成分，CA4滤除高频成分，从而保证稳恒直流输出。

5：恒流电路

    恒流电路主要元件是U2 LM358及外围元件构成，R17为电流采样电阻，输出电流在R1上产生R1／IOUT的电压，该电压经过电阻R3直接送到U2A的同相输入端（③脚），R9、RT103 、R8、R1构成反馈电路，RT103调节放大倍数，从而改变输出电流，即可实现LED亮度调节，再将电压信号送到U2B同相输入端（5脚），第七脚经过BAW56分两路，一路反馈到U2B反相端（6脚），另外一路输出送到UC3842第②脚，此信号经过UC3843处理，从而控制开关管占空比，使输出呈恒流特性，当LED灯连续工作一段时间，温度升高，LED内阻变小，电压下降，电阻R17采样的电压降低，然后反馈到UC3843第②脚，使输出占空比增加，从而保证电流不变，这就是恒流过程。

Claims (8)

1.大功率直流LED恒流驱动电源，其特征是：包括UC3843脉宽调制模块、高频变压器、整流滤波模块、恒流控制模块，直流输入端经电阻分压限流、电容滤波后连接UC3843脉宽调制模块，UC3843脉宽调制模块连接高频变压器，高频变压器连接整流滤波模块，整流滤波模块连接直流输出端，UC3843脉宽调制模块之前连接恒流控制模块，恒流控制模块输出端分别与UC3843和整流滤波模块输出端连接。

2.如权利要求1所述的大功率直流LED恒流驱动电源，其特征是：直流输入端后连接有防反接开关管，防反接开关管推动高频变压器。

3.如权利要求1所述的大功率直流LED恒流驱动电源，其特征是：直流输入端连接有电解电容CA2、瓷片电容C5和电解电容CA1、瓷片电容C1，电解电容滤除低频成分，瓷片电容滤除高频成分。

4.如权利要求1所述的大功率直流LED恒流驱动电源，其特征是：UC3843的SEBSE脚连接采样电阻R6，采样电阻R6经电阻R13连接开关管Q2，电阻R13两端分别并接有电容C4、电阻R16，电容C4接地。

5.如权利要求1所述的大功率直流LED恒流驱动电源，其特征是：直流输出端之前连接有接地的电阻R17。

6.如权利要求1所述的大功率直流LED恒流驱动电源，其特征是：UC3843脉宽调制模块的COMP脚为补偿端，连接电阻R4、电容C2；VFB脚为反馈端，连接电阻R5、变阻器RV1；RT/CT脚连接定时电阻R7、电容C7，电容C7接地；VREF脚连接电容C3，电容C3接地，电容C3还与定时电阻R7连接；VI脚和GND脚分别是UC3843电源供电端口。

7.如权利要求1所述的大功率直流LED恒流驱动电源，其特征是：整流滤波模块包括肖特基二极管D1、肖特基二极管D1两端并联的电阻R14、电容C6，电解电容CA3滤除低频成分，瓷片电容CA4滤除高频成分。

8.如权利要求1所述的大功率直流LED恒流驱动电源，其特征是：恒流控制模块主要原件为LM358，LM358的8脚为输入端，3脚连接电阻R3，电阻R3连接电阻R17,2脚连接电阻R1、R8，电阻R1、R8之间连有变阻器RT103，变阻器RT103经过电阻R9连接1脚，1脚经电阻R10连接5脚，7脚连接BAW56的3脚，BAW56的1脚连接LM358的6脚，BAW56的2脚连接UC3842的VFB脚。