CN206498567U - 一种低辐射led驱动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低辐射LED驱动电源，属于驱动电源技术领域。它解决了现有的驱动电源存在频闪导致使用者视力受损的问题。本驱动电源包括输入保护电路、输入整流滤波电路、隔离电路、输出滤波电路、供电电路、输出电压控制电路和控制电路；输入保护电路的输入端接市电，输出端接输入整流滤波电路的输入端；输入整流滤波电路的输出端分别接隔离电路初级侧和控制电路；隔离电路的次级侧分别接输出滤波电路和供电电路输入端，输出滤波电路通过一光电耦合器与供电电路连接，供电电路输出端接控制电路，控制电路输出端接输出电压控制电路，输出电压控制电路与输出滤波电路连接，LED驱动电源还包括输降纹波电路，输出滤波电路输出端与降纹波电路输入端连接，降纹波电路的输出端用于连接LED负载。本驱动电源输出电流纹波小于1％，不会对使用者视力造成损害，实用性好。

Description

一种低辐射LED驱动电源

技术领域

本实用新型属于驱动电源技术领域，涉及一种低辐射LED驱动电源。

背景技术

随着大功率半导体发光二极管(LED)光源的大量使用，其节能、环保、高光效、超长寿命的新型照明光源，在全球环境污染加重和不可再生能源的日趋枯竭的情况下，已引起世界各国的普遍关注，尤其是欧、美、亚洲发达国家的高度重视，与此同时高效、节能、环保的LED光源也被大量运用到现实生活各个领域中，各家照明企业都争项开发此类光源和驱动电源，但传统的白炽灯、荧光灯及LED灯具普遍都有存在频闪现象，给人的眼睛造成伤害；如中国专利公开了一种LED驱动电源申请公布号：CN101262721A，包括一电源输入端、整流滤波但也、电压变换单元、输出单元、开关单元、PFC控制单元和恒压定电流控制单元，其中恒压定电流控制单元包括一恒压单元和一定电流单元，所述恒压单元和定电流单元分别采集输出单元的信号并产生反馈给PFC控制单元，所述PFC控制单元根据说说说反馈信号调整控制信号，控制所述开关单元周期性导通和关断，以调整开关单元导通和关断的周期，从而调整电压变换单元的输出，实现对输出的精确调整并提高了功率因素。上述方案能够LED的工作电压和电流进行精确调整且功率因数高，但是该方案存在以下问题：输出电流的纹波较大一般会大于20％，纹波较大会使LED发光亮度不恒定，导致可见闪烁或干扰视频设备，这样不仅大大降低LED的使用寿命，同时较高的频闪也会对灯具使用者的眼睛更容易产生疲劳的感觉。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种低辐射LED驱动电源，本实用新型所要解决的技术问题是：如何消除LED驱动电源的频闪以保护使用者的视力。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种低辐射LED驱动电源，包括输入保护电路、输入整流滤波电路、隔离电路、输出滤波电路、供电电路、输出电压控制电路和控制电路；所述输入保护电路的输入端接市电，输出端接输入整流滤波电路的输入端；所述输入整流滤波电路的输出端分别接隔离电路初级侧和控制电路；所述隔离电路的次级侧分别接输出滤波电路和供电电路输入端，所述输出滤波电路通过一光电耦合器与供电电路连接，所述供电电路输出端接控制电路，所述控制电路输出端接输出电压控制电路，所述输出电压控制电路与输出滤波电路连接，其特征在于，LED驱动电源还包括输降纹波电路，所述输出滤波电路输出端与降纹波电路输入端连接，所述降纹波电路的输出端用于连接LED负载，所述降纹波电路包括电阻R18、电阻R19、电容C15、二极管D8、二极管D9、二极管D10和MOS管Q1，所述电阻R18的一端接输出滤波电路，所述电阻R18的另一端分别与二极管D9的正极、电阻R19的一端和电容C15的一端连接；所述二极管D8的正极与输出滤波电路连接，二极管D8的负极与二极管D9的负极连接；所述MOS管Q1的漏极D与二极管D8的正极连接，栅极G与电阻R19的另一端连接，源极S用于与LED负载连接；所述二极管D10的正极与MOS管Q1的源极S连接，负极与MOS管Q1的栅极G连接，所述电容C15的另一端与LED负载连接。

本实用新型的原理如下：市电通过输入保护电路后连接到输入整流滤波电路，由输入整流滤波电路进行整流和滤波，得到波形平直的直流电输入隔离电路，隔离电路采用隔离变压器，供电电路接在隔离变压器次级侧，电信号经过变压后由供电电路为控制电路启动供电，在上述过程中，由控制电路启动并控制开关电源的频率，经隔离电路隔离变压后的电信号同时输送至输出滤波电路进行滤波，经过滤波后的电流波形变的平直，最后通过将电流输入降纹波电路中，通过降纹波电路进一步降低输出电流中的纹波电流，使纹波电流降低到1％以下，从而消除输出电压的频闪，保护使用者的视力。

在上述的一种低辐射LED驱动电源中，所述输出滤波电路包括二极管D7、电阻R10、电阻R16、电阻R17、电容C12、电容C13和电感L5；所述电阻R10的一端和二极管D7的正极均与隔离电路的次级侧输出连接，电阻R10的另一端与电容C12的一端连接，所述二极管D7的负极分别与电容C13的一端和电容C12的另一端连接，所述电容C12的另一端与电感L5的一端连接，电感L5的另一端分别与输出电压控制电路、电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端和电容C13的另一端均与电容C15的另一端连接，电阻R17、电容C14均与电阻R16并联。通过设置输出滤波电路，使得尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑，这样相应的降低了纹波电流的幅值，以消除驱动电源的频闪。

在上述的一种低辐射LED驱动电源中，所述输入整流滤波电路包括整流单元、第一PF控制单元和高频滤波单元，所述整流单元包括由二极管D11、二极管D12、二极管D13和二极管D14构成的桥式整流器；所述第一PF控制单元包括电感L3、电阻R0、电阻R1、电阻R2、电容C3、电容C4和二极管D1；所述高频滤波单元包括电容C5、电阻R3和二极管D2；所述桥式整流器的输入端与输入保护电路的输出端连接，所述桥式整流器的输出端与电感L3的一端连接，所述电感L3的另一端与电阻R0的一端连接，电阻R2与电感L3并联，电阻R0的另一端分别连接电阻R1的一端和二极管D1的正极，电阻R1的另一端与二极管D1的负极均与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地，电容C3的一端与电感L3的另一端连接，电容C3的另一端接地。整流单元通过将输入的正负变化的交流电压变为单向脉动电压，然后通过第一PF控制单元进行功率因素的控制，并且第一PF控制单元对输入保护电路中EMI的峰值电流进行限制，高频滤波单元用于滤除电源输入的高频部分，从而降低电源电路中的高频干扰。

在上述的一种低辐射LED驱动电源中，所述输入保护电路包括依次连接的保险丝F1和EMI滤波器；所述EMI滤波器由电感L1、电感L2、电容C1和电容C2组成。保险丝用于电路中的过载保护，EMI滤波器主要用于让低频的有用信号顺利通过，而对高频干扰进行抑制。

在上述的一种低辐射LED驱动电源中，所述控制电路包括开关控制芯片U1、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、二极管D5、三级管VT1、电容C6、电容C7和电容C10，所述开关控制芯片U1的D脚与高频滤波单元连接，所述开关控制芯片U1的C脚分别与电阻R8的一端、电容C6的一端和二极管D5的负极连接，所述开关控制芯片U1的I脚与电阻R5的一端连接，所述电阻R8的另一端于电容C7的一端连接，所述二极管D5的正极与三极管VT1的发射极连接，三极管VT1的积极份与电阻R6的一端、电阻R7的连接，电阻R7的另一端与电容R10的一端连接，所述开关控制芯片U1的L脚、开关控制芯片U1的S脚、开关控制芯片U1的F脚、电阻R5的另一端、电容C6的另一端、电容C7的另一端以及电容C10的另一端均接地。开关控制芯片采用TOP250Y，其D脚为楼及关键，用于高压功率MOS管漏极输出，C脚为控制管脚，用于调节占空比的误差放大器与电流输入脚，S脚为源极管脚，其连接至MOS管源极时可得到高压功率回馈，L脚为电压检测叫，用于欠压保护、过压保护等功能，X脚为外部限流管脚，F脚为频率管脚，用于选择开关频率的输入脚，电容C6的充电时间控制开关芯片U1的启动和关闭；电容C7和电阻R8构成了第二PF控制单元，通过改变电容C7可以实现对功率因数的控制。

在上述的一种低辐射LED驱动电源中，所述供电电路包括二极管D6、电阻R9和电容C8，二极管D6的正极与隔离电路的次级侧连接，二极管D6的负极分别与电阻R9的一端、三极管VT1的集电极连接，电阻R9的另一端接地，电容C8与电阻R9并联。供电电路主要为控制电路供电。

在上述的一种低辐射LED驱动电源中，所述输出电压控制电路包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C9、二极管D11，电阻R13的一端与电容C12的另一端连接，电阻R13的另一端通过光电耦合器与供电电路和控制电路连接；电阻R14的一端与电感L5的另一端连接，电阻R14的另一端分别与电容C9的一端、二极管D11的负极连接，电阻R12的一端与电阻R17连接，电阻R12的另一端分别与电容C9的另一端、二极管D11、电阻R15的一端连接，二极管D11的正极和电阻R15的另一端均接地。通过控制二极管D11和电阻R15可以实现对输出电压的电压值进行调节控制，实现恒压输出。

与现有技术相比，本实用新型的低辐射LED驱动电源具有以下优点：1通过设置降纹波电路实现对输出电流中的纹波电流的控制，使其在1％以下，这样能够有效消除驱动电源的频闪；2通过在输入整流滤波电路中设置第一PF控制单元以及在控制电路中设置第二PF控制单元，实现对驱动电源的多次功率因数控制，提高LED负载的用电效率；3通过设置EMI滤波器实现高频抑制，同时配合高频滤波单元，对高频干扰最大限度的滤除；4、采用双电感形式的EMI滤波器，减少了每个电感的线径，降低了EMI滤波器的空间需求，方便电路在电路板上的布置。

附图说明

图1是本实用新型的低辐射LED驱动电源的原理框图。

图2是本实用新型的低辐射LED驱动电源的电路原理图。

图中，1.输入保护电路；1a.EMI滤波器；2.输入整流滤波电路；2a.整流单元；2b.第一PF控制单元；2c.高频滤波单元；3.隔离电路；4.输出滤波电路；5.供电电路；6.控制电路；6a.第二PF控制单元；7.输出电压控制电路；8.降纹波电路。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本低辐射LED驱动电源包括输入保护电路1、输入整流滤波电路2、隔离电路3、输出滤波电路4、供电电路5、输出电压控制电路7和控制电路6；输入保护电路1的输入端接市电，输出端接输入整流滤波电路2的输入端；输入整流滤波电路2的输出端分别接隔离电路3初级侧和控制电路6；隔离电路3的次级侧分别接输出滤波电路4和供电电路5输入端，输出滤波电路4通过一光电耦合器与供电电路5连接，供电电路5输出端接控制电路6，控制电路6输出端接输出电压控制电路7，输出电压控制电路7与输出滤波电路4连接，LED驱动电源还包括输降纹波电路8，输出滤波电路4输出端与降纹波电路8输入端连接，降纹波电路8的输出端用于连接LED负载。

具体来说，输入保护电路1包括依次连接的保险丝F1和EMI滤波器1a；EMI滤波器1a由电感L1、电感L2、电容C1和电容C2组成。保险丝用于电路中的过载保护，EMI滤波器1a主要用于让低频的有用信号顺利通过，而对高频干扰进行抑制。

输入整流滤波电路2包括整流单元2a、第一PF控制单元2b和高频滤波单元2c，整流单元2a包括由二极管D11、二极管D12、二极管D13和二极管D14构成的桥式整流器；第一PF控制单元2b包括电感L3、电阻R0、电阻R1、电阻R2、电容C3、电容C4和二极管D1；高频滤波单元2c包括电容C5、电阻R3和二极管D2；桥式整流器的输入端与输入保护电路1的输出端连接，桥式整流器的输出端与电感L3的一端连接，电感L3的另一端与电阻R0的一端连接，电阻R2与电感L3并联，电阻R0的另一端分别连接电阻R1的一端和二极管D1的正极，电阻R1的另一端与二极管D1的负极均与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地，电容C3的一端与电感L3的另一端连接，电容C3的另一端接地。整流单元2a通过将输入的正负变化的交流电压变为单向脉动电压，然后通过第一PF控制单元2b进行功率因素的控制，并且第一PF控制单元2b对输入保护电路1中EMI的峰值电流进行限制，高频滤波单元2c用于滤除电源输入的高频部分，从而降低电源电路中的高频干扰。

输出滤波电路4包括二极管D7、电阻R10、电阻R16、电阻R17、电容C12、电容C13和电感L5；电阻R10的一端和二极管D7的正极均与隔离电路3的次级侧输出连接，电阻R10的另一端与电容C12的一端连接，二极管D7的负极分别与电容C13的一端和电容C12的另一端连接，电容C12的另一端与电感L5的一端连接，电感L5的另一端分别与输出电压控制电路7、电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端和电容C13的另一端均与电容C15的另一端连接，电阻R17、电容C14均与电阻R16并联。通过设置输出滤波电路4，使得尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑，这样相应的降低了纹波电流的幅值，以消除驱动电源的频闪。

供电电路5包括二极管D6、电阻R9和电容C8，二极管D6的正极与隔离电路3的次级侧连接，二极管D6的负极分别与电阻R9的一端、三极管VT1的集电极连接，电阻R9的另一端接地，电容C8与电阻R9并联。供电电路5主要为控制电路6供电。控制电路6包括开关控制芯片U1、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、二极管D5、三级管VT1、电容C6、电容C7和电容C10，开关控制芯片U1的D脚与高频滤波单元2c连接，开关控制芯片U1的C脚分别与电阻R8的一端、电容C6的一端和二极管D5的负极连接，开关控制芯片U1的I脚与电阻R5的一端连接，电阻R8的另一端于电容C7的一端连接，二极管D5的正极与三极管VT1的发射极连接，三极管VT1的积极份与电阻R6的一端、电阻R7的连接，电阻R7的另一端与电容R10的一端连接，开关控制芯片U1的L脚、开关控制芯片U1的S脚、开关控制芯片U1的F脚、电阻R5的另一端、电容C6的另一端、电容C7的另一端以及电容C10的另一端均接地。开关控制芯片采用TOP250Y，其D脚为楼及关键，用于高压功率MOS管漏极输出，C脚为控制管脚，用于调节占空比的误差放大器与电流输入脚，S脚为源极管脚，其连接至MOS管源极时可得到高压功率回馈，L脚为电压检测叫，用于欠压保护、过压保护等功能，X脚为外部限流管脚，F脚为频率管脚，用于选择开关频率的输入脚，上述电路中，电容C6的充电时间控制开关芯片U1的启动和关闭；电容C7和电阻R8构成了第二PF控制单元6a，通过改变电容C7可以实现对功率因数的二次控制，提高了驱动电源后接的LED负载的用电效率。

输出电压控制电路7包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C9、二极管D11，电阻R13的一端与电容C12的另一端连接，电阻R13的另一端通过光电耦合器与供电电路5和控制电路6连接；电阻R14的一端与电感L5的另一端连接，电阻R14的另一端分别与电容C9的一端、二极管D11的负极连接，电阻R12的一端与电阻R17连接，电阻R12的另一端分别与电容C9的另一端、二极管D11、电阻R15的一端连接，二极管D11的正极和电阻R15的另一端均接地。通过控制二极管D11和电阻R15可以实现对输出电压的电压值进行调节控制，实现恒压输出。

降纹波电路8包括电阻R18、电阻R19、电容C15、二极管D8、二极管D9、二极管D10和MOS管Q1，电阻R18的一端接输出滤波电路4，电阻R18的另一端分别与二极管D9的正极、电阻R19的一端和电容C15的一端连接；二极管D8的正极与输出滤波电路4连接，二极管D8的负极与二极管D9的负极连接；MOS管Q1的漏极D与二极管D8的正极连接，栅极G与电阻R19的另一端连接，源极S用于与LED负载连接；二极管D10的正极与MOS管Q1的源极S连接，负极与MOS管Q1的栅极G连接，电容C15的另一端与LED负载连接。

本实用新型的原理如下：市电通过输入保护电路1后连接到输入整流滤波电路2，由输入整流滤波电路2进行整流和滤波，得到波形平直的直流电输入隔离电路3，隔离电路3采用隔离变压器，供电电路5接在隔离变压器次级侧，电信号经过变压后由供电电路5为控制电路6启动供电，在上述过程中，由控制电路6启动并控制开关电源的频率，经隔离电路3隔离变压后的电信号同时输送至输出滤波电路4进行滤波，经过滤波后的电流波形变的平直，最后通过将电流输入降纹波电路8中，通过降纹波电路8进一步降低输出电流中的纹波电流，使纹波电流降低到1％以下，从而消除输出电压的频闪，保护使用者的视力。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种低辐射LED驱动电源，包括输入保护电路(1)、输入整流滤波电路(2)、隔离电路(3)、输出滤波电路(4)、供电电路(5)、输出电压控制电路(7)和控制电路(6)；所述输入保护电路(1)的输入端接市电，输出端接输入整流滤波电路(2)的输入端；所述输入整流滤波电路(2)的输出端分别接隔离电路(3)初级侧和控制电路(6)；所述隔离电路(3)的次级侧分别接输出滤波电路(4)和供电电路(5)输入端，所述输出滤波电路(4)通过一光电耦合器与供电电路(5)连接，所述供电电路(5)输出端接控制电路(6)，所述控制电路(6)输出端接输出电压控制电路(7)，所述输出电压控制电路(7)与输出滤波电路(4)连接，其特征在于，LED驱动电源还包括输降纹波电路(8)，所述输出滤波电路(4)输出端与降纹波电路(8)输入端连接，所述降纹波电路(8)的输出端用于连接LED负载，所述降纹波电路(8)包括电阻R18、电阻R19、电容C15、二极管D8、二极管D9、二极管D10和MOS管Q1，所述电阻R18的一端接输出滤波电路(4)，所述电阻R18的另一端分别与二极管D9的正极、电阻R19的一端和电容C15的一端连接；所述二极管D8的正极与输出滤波电路(4)连接，二极管D8的负极与二极管D9的负极连接；所述MOS管Q1的漏极D与二极管D8的正极连接，栅极G与电阻R19的另一端连接，源极S用于与LED负载连接；所述二极管D10的正极与MOS管Q1的源极S连接，负极与MOS管Q1的栅极G连接，所述电容C15的另一端与LED负载连接。

2.根据权利要求1所述的一种低辐射LED驱动电源，其特征在于，所述输出滤波电路(4)包括二极管D7、电阻R10、电阻R16、电阻R17、电容C12、电容C13和电感L5；所述电阻R10的一端和二极管D7的正极均与隔离电路(3)的次级侧输出连接，电阻R10的另一端与电容C12的一端连接，所述二极管D7的负极分别与电容C13的一端和电容C12的另一端连接，所述电容C12的另一端与电感L5的一端连接，电感L5的另一端分别与输出电压控制电路(7)、电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端和电容C13的另一端均与电容C15的另一端连接，电阻R17、电容C14均与电阻R16并联。

3.根据权利要求2所述的一种低辐射LED驱动电源，其特征在于，所述输入整流滤波电路(2)包括整流单元(2a)、第一PF控制单元(2b)和高频滤波单元(2c)，所述整流单元(2a)包括由二极管D11、二极管D12、二极管D13和二极管D14构成的桥式整流器；所述第一PF控制单元(2b)包括电感L3、电阻R0、电阻R1、电阻R2、电容C3、电容C4和二极管D1；所述高频滤波单元(2c)包括电容C5、电阻R3和二极管D2；所述桥式整流器的输入端与输入保护电路(1)的输出端连接，所述桥式整流器的输出端与电感L3的一端连接，所述电感L3的另一端与电阻R0的一端连接，电阻R2与电感L3并联，电阻R0的另一端分别连接电阻R1的一端和二极管D1的正极，电阻R1的另一端与二极管D1的负极均与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地，电容C3的一端与电感L3的另一端连接，电容C3的另一端接地。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种低辐射LED驱动电源，其特征在于，所述输入保护电路(1)包括依次连接的保险丝F1和EMI滤波器(1a)；所述EMI滤波器(1a)由电感L1、电感L2、电容C1和电容C2组成。

5.根据权利要求3所述的一种低辐射LED驱动电源，其特征在于，所述控制电路(6)包括开关控制芯片U1、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、二极管D5、三级管VT1、电容C6、电容C7和电容C10，所述开关控制芯片U1的D脚与高频滤波单元(2c)连接，所述开关控制芯片U1的C脚分别与电阻R8的一端、电容C6的一端和二极管D5的负极连接，所述开关控制芯片U1的I脚与电阻R5的一端连接，所述电阻R8的另一端于电容C7的一端连接，所述二极管D5的正极与三极管VT1的发射极连接，三极管VT1的积极份与电阻R6的一端、电阻R7的连接，电阻R7的另一端与电容R10的一端连接，所述开关控制芯片U1的L脚、开关控制芯片U1的S脚、开关控制芯片U1的F脚、电阻R5的另一端、电容C6的另一端、电容C7的另一端以及电容C10的另一端均接地。

6.根据权利要求5所述的一种低辐射LED驱动电源，其特征在于，所述供电电路(5)包括二极管D6、电阻R9和电容C8，二极管D6的正极与隔离电路(3)的次级侧连接，二极管D6的负极分别与电阻R9的一端、三极管VT1的集电极连接，电阻R9的另一端接地，电容C8与电阻R9并联。

7.根据权利要求2或3所述的一种低辐射LED驱动电源，其特征在于，所述输出电压控制电路(7)包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C9、二极管D11，电阻R13的一端与电容C12的另一端连接，电阻R13的另一端通过光电耦合器与供电电路(5)和控制电路(6)连接；电阻R14的一端与电感L5的另一端连接，电阻R14的另一端分别与电容C9的一端、二极管D11的负极连接，电阻R12的一端与电阻R17连接，电阻R12的另一端分别与电容C9的另一端、二极管D11、电阻R15的一端连接，二极管D11的正极和电阻R15的另一端均接地。