CN207589238U - 一种用于led路灯的带功率因数校正的驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于LED路灯的带功率因数校正的驱动电路，其特征在于，所述用于LED路灯的带功率因数校正的驱动电路包括交流电源、全桥整流电路、初级控制电路、能量传输电路和次级输出整流电路，所述全桥整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述初级控制电路包括第五二极管、第六二极管、第二电感、第三电容和功率开关管，所述能量传输电路包括第三电感和变压器，所述次级输出整流电路包括第七二极管。本实用新型具有功率因数校正功能，省略了多个外围器件，结构简单，制造成本低；充分利用了LED灯的节能、照明效率高、维护费用低和无化学污染等优点；其电流谐波能够满足IEC标准，有广阔的市场前景。

Description

一种用于LED路灯的带功率因数校正的驱动电路

技术领域

本发明涉及一种LED驱动领域，尤其涉及一种用于LED路灯的带功率因数校正的驱动电路。

背景技术

在晚上，路灯能够提供足够的照明帮助驾驶员和行人准确确定自己的位置和前方的路线。传统的高强度气体放电路灯主要是高压汞灯，其优点是成本较低，但是，缺点是效率很低和有化学污染。

LED由于其节能、照明效率高、维护费用低和无化学污染等特点，与传统光源相比，功耗和照明效率方面具有非常巨大的优势，已经成为室内和室外照明最具吸引力的光源。

现有的LED路灯驱动电路结果主要分两种：两级驱动和单级驱动。两级驱动电路主要由升压转换器和半桥LCC谐振转换器两级组成，前一级用于功率因素校正，后一级提供LED恒流驱动。因需要两级驱动而使效率较低，而且需要三个功率开关管和更多的外围器件。单级驱动电路主要是由双升降压电路加上半桥LCC DC-DC谐振转换器构成，虽实现了单级驱动，但是依然需要两个功率开关管及较多的外围器件。

因此，现亟需找到一种解决解决方案克服以上技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的缺陷，现提供一种用于LED路灯的带功率因数校正的驱动电路，具有功率因数校正功能，省略了多个外围器件，结构简单，制造成本低。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明一种用于LED路灯的带功率因数校正的驱动电路，其特点在于，所述用于LED路灯的带功率因数校正的驱动电路包括交流电源、全桥整流电路、初级控制电路、能量传输电路和次级输出整流电路，所述全桥整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述初级控制电路包括第五二极管、第六二极管、第二电感、第三电容和功率开关管，所述能量传输电路包括第三电感和变压器，所述次级输出整流电路包括第七二极管，其中：

所述第一二极管的正极、所述第三二极管的负极与所述交流电源的一端连接，所述第二二极管的正极、所述第四二极管的负极与所述交流电源的另一端连接，所述第一二极管的负极、第二二极管的负极、第六二极管的正极、第三电感的一端和所述变压器的电流正极端连接，所述第三二极管的正极、第四二极管的正极、第五二极管的负极和功率开关管的漏极连接，所述功率开关管的源极与PMW控制电路连接，所述第六二极管的负极、第二电感的一端和第三电容的一端连接，所述第五二极管的正极与第二电感的另一端连接，所述功率开关管的栅极、第三电容的另一端、第三电感的另一端和所述变压器的初级电流负极端同时接地，所述变压器的次级电流负极端与所述第七二极管的正极连接，所述变压器的次级电流正极端与LED串的负极连接，所述第七二极管的负极与所述LED串的正极连接，所述LED串为串联连接的若干LED灯。

优选地，所述用于LED路灯的带功率因数校正的驱动电路还包括LC滤波电路，所述LC滤波电路包括第一电感和第一电容，所述第一电容的一端与所述交流电源的所述一端连接，所述第一电感的一端与所述交流电源的所述另一端连接，所述第一电容的另一端、所述第一电感的另一端、所述第二二极管的正极与所述第四二极管的负极连接。

优选地，所述用于LED路灯的带功率因数校正的驱动电路还包括第二电容，所述第二电容的一端连接所述第一二极管的负极和第二二极管的负极，所述第二电容的另一端连接所述第三二极管的正极和第四二极管的正极。

优选地，所述次级输出整流电路还包括第四电容，所述第四电容的一端连接所述第七二极管的负极和所述LED串的正极，所述第四电容的另一端接地。

本发明的积极进步效果在于：

本发明由一个隔离的单功率开关的AC-DC转换器组成，具有功率因数校正功能，省略了多个外围器件，结构简单，制造成本低；充分利用了LED灯的节能、照明效率高、维护费用低和无化学污染等优点；其电流谐波能够满足IEC标准，有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本发明的较优实施例的电子电路结构示意图。

图2为图1的等效电子电路结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

请参照图1，本发明用于LED路灯的带功率因数校正的驱动电路，包括交流电源、全桥整流电路、初级控制电路、能量传输电路和次级输出整流电路，全桥整流电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4，初级控制电路包括第五二极管D5、第六二极管D6、第二电感L2、第三电容C3和功率开关管M1，能量传输电路包括第三电感L3和变压器T1，次级输出整流电路包括第七二极管D7。

第一二极管D1的正极、第三二极管D3的负极与交流电源VC的一端连接，第二二极管D2的正极、第四二极管D4的负极与交流电源VC的另一端连接，第一二极管D1的负极、第二二极管D2的负极、第六二极管D6的正极、第三电感L3的一端和变压器T1的电流正极端连接，第三二极管D3的正极、第四二极管D4的正极、第五二极管D5的负极和功率开关管M1的漏极连接，功率开关管M1的源极与PMW控制电路连接，第六二极管D6的负极、第二电感L2的一端和第三电容C3的一端连接，第五二极管D5的正极与第二电感L2的另一端连接，功率开关管M1的栅极、第三电容C3的另一端、第三电感L3的另一端和变压器T1的初级电流负极端同时接地，变压器T1的次级电流负极端与第七二极管D7的正极连接，变压器T1的次级电流正极端与LED串的负极连接，第七二极管D7的负极与LED串的正极连接，LED串为串联连接的若干LED灯，如图1和图2中所示的LED串为串接的LED1、LED2和LED3。优选地，次级输出整流电路还包括第四电容C4，第四电容C4的一端连接第七二极管D7的负极和LED串的正极，第四电容C4的另一端接地。

优选地，本发明包括LC滤波电路，LC滤波电路用于对交流电源VC的输入电流进行过滤，LC滤波电路包括第一电感L1和第一电容C1，第一电容C1的一端与交流电源VC的上述一端连接，第一电感L1的一端与交流电源VC的上述另一端连接，第一电容C1的另一端、第一电感L1的另一端、第二二极管D2的正极与第四二极管D4的负极连接。

优选地，本发明还包括第二电容C2，第二电容C2的一端连接第一二极管D1的负极和第二二极管D2的负极，第二电容C2的另一端连接第三二极管D3的正极和第四二极管D4的正极。

本发明在一个周期时间t(t＝2us)连续有以下四种工作模式，现采用图2(图2为图1的等效电子电路结构示意图)说明如下，其中：

模式1(0≤t<0.5us)：当功率开关M1在t＝0时打开，模式1开始；输入电压V_REC(t)通过功率开关M1对第三电感L3充电，第三电容C3通过第五二极管D5为第二电感L2提供能量，电感电流iL2和iL3线性上升；第四电容C4为LED灯串提供能量，当t＝0.5us时，电感电流iL2和iL3达到峰值，此时功率开关管M1关闭，模式1结束；

模式2(0.5us≤t<1us)：在t＝0.5us时，第二电感L2通过第五二极管D5 和第六二极管D6为输入V_REC(t)提供能量，此时iL2开始线性下降；第三电感L3通过第六二极管D6为第三电容C3提供能量，同时通过第七二极管D7为第四电容C4和LED灯串提供能量，电感电流iL2开始线性下降；当电感电流iL2下降到0的时候，模式2结束；

模式3(1us≤t<1.5us)：第三电感L3通过第六二极管D6继续为第三电容C3提供能量，同时通过第七二极管D7为第四电容C4和LED灯串提供能量，在模式3电感电流iL3继续线性下降，当电感电流iL3下降到0的时候，模式3结束；

模式4(1.5us≤t<2us)：第四电容C4为LED灯串提供能量，当功率开关M1再次打开，模式4结束，此后下一个周期的模式1开始。

本发明由一个隔离的单功率开关的AC-DC转换器组成，具有功率因数校正功能，省略了多个外围器件，结构简单，制造成本低；充分利用了LED灯的节能、照明效率高、维护费用低和无化学污染等优点；其电流谐波能够满足IEC标准，有广阔的市场前景。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于LED路灯的带功率因数校正的驱动电路，其特征在于，所述用于LED路灯的带功率因数校正的驱动电路包括交流电源、全桥整流电路、初级控制电路、能量传输电路和次级输出整流电路，所述全桥整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述初级控制电路包括第五二极管、第六二极管、第二电感、第三电容和功率开关管，所述能量传输电路包括第三电感和变压器，所述次级输出整流电路包括第七二极管，其中：

所述第一二极管的正极、所述第三二极管的负极与所述交流电源的一端连接，所述第二二极管的正极、所述第四二极管的负极与所述交流电源的另一端连接，所述第一二极管的负极、第二二极管的负极、第六二极管的正极、第三电感的一端和所述变压器的电流正极端连接，所述第三二极管的正极、第四二极管的正极、第五二极管的负极和功率开关管的漏极连接，所述功率开关管的源极与PMW控制电路连接，所述第六二极管的负极、第二电感的一端和第三电容的一端连接，所述第五二极管的正极与第二电感的另一端连接，所述功率开关管的栅极、第三电容的另一端、第三电感的另一端和所述变压器的初级电流负极端同时接地，所述变压器的次级电流负极端与所述第七二极管的正极连接，所述变压器的次级电流正极端与LED串的负极连接，所述第七二极管的负极与所述LED串的正极连接，所述LED串为串联连接的若干LED灯。

2.根据权利要求1所述的用于LED路灯的带功率因数校正的驱动电路，其特征在于，所述用于LED路灯的带功率因数校正的驱动电路还包括LC滤波电路，所述LC滤波电路包括第一电感和第一电容，所述第一电容的一端与所述交流电源的所述一端连接，所述第一电感的一端与所述交流电源的所述另一端连接，所述第一电容的另一端、所述第一电感的另一端、所述第二二极管的正极与所述第四二极管的负极连接。

3.根据权利要求1所述的用于LED路灯的带功率因数校正的驱动电路，其特征在于，所述用于LED路灯的带功率因数校正的驱动电路还包括第二电容，所述第二电容的一端连接所述第一二极管的负极和第二二极管的负极，所述第二电容的另一端连接所述第三二极管的正极和第四二极管的正极。

4.根据权利要求1所述的用于LED路灯的带功率因数校正的驱动电路，其特征在于，所述次级输出整流电路还包括第四电容，所述第四电容的一端连接所述第七二极管的负极和所述LED串的正极，所述第四电容的另一端接地。