CN210579351U - 基于反激式变换器的无电解电容无频闪led驱动电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了基于反激式变换器的无电解电容无频闪LED驱动电源,包括一个输入滤波电路、一个桥式整流电路、一个PFC变换器、一个双向变换器、一个输出电流纹波抑制电路;通过特殊的电路设计,使本电源达到寿命长、体积小、效率高、不含电解电容,并能有效避免因电流纹波过大而引起的LED输出光频闪现象的发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LED驱动电源设计方法,属于驱动电源领域,更具体地说涉及一种基于反激式变换器的无电解电容无频闪LED 驱动电源。
背景技术
传统为了将LED接入市电,需要一个AC转DC的转换电路,即, LED驱动电源电路。驱动电源是LED照明的能量之源,其输出电流与 LED照明的亮度、光效等光学性能指标存在密切的联系。在交流输入情况下,传统的LED驱动电源一般由适配器和驱动器两部分组成。这种两级驱动方式,一级是用于功率因数校正,一级是用于调节输出电流,但在适配器电路中往往需要用到电解电容来作为能量存储部件,而额定工作条件下的电解电容的寿命一般只有几千小时,这与LED照明的理论寿命(数万小时,甚至十万小时)相差甚远,因此电解电容成为影响LED驱动电源寿命的最主要因素之一。同时,电解电容体积较大,对驱动电源的功率密度也存在较大的影响,因此,需要研究开发无电解电容LED驱动电源。由于不含电解电容,驱动电流中定含有两倍工频的交流分量。由于,LED的响应速度非常快,输入电流的波动在几个纳秒内就可反映到其光输出波动上。这种效应达到一定的程度,就会使观察者对环境的视觉感知发生变化,这种感知变化即频闪,它往往是不希望发生的,甚至是有害的。因此,我们需要对现有的电源驱动设计方案进行改进。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的缺点,提供一种基于反激式变换器的无电解电容无频闪LED驱动电源,解决传统LED驱动电源存在的驱动电源寿命短、体积大,两级式驱动电源效率低,LED 负载电流纹波过大引起输出光的频闪等问题,选用反激式变换器,使其工作在电流断续模式,只需保持开关管的占空比恒定,则可以实现功率因数校正。在输出端,并联一个双向变换电路和输出电流纹波抑制电路,在给LED负载进行供电的同时还可以消除LED驱动电流中的两倍工频的交流分量。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于反激式变换器的无电解电容无频闪LED驱动电源,包括一个输入滤波电路、一个桥式整流电路、一个PFC变换器、一个双向变换器、一个输出电流纹波抑制电路;其中输入滤波电路由第1电感Lf和第1电容Cf串联而成,交流AC接输入滤波电路二端,桥式整流电路由4个二极管按常规电路连接而成,桥式整流电路的输入端连接于第1电容 Cf的二端,其输出端连接PFC变换器输入端,其中:二极管Dr2与二极管Dr3异名端接第1电容Cf的负极性端,PFC变换器的第一输出线圈N2的相端依次连接第5二极管VD1、第2电容CO后接入第一输出线圈N2的地端,第一输出线圈N2的地端与第二输出线圈N3的地端共同接第2电容CO的负极性端;第5二极管VD1、第2电容CO、第1电阻 R1的共端连接第2电感LO后输出端为驱动电源的正极输出端LED+;
PFC变换器的第二输出线圈N3的相端依次连接第6二极管VD2、第3电容Cb后接入第二输出线圈N3的地端,第二输出线圈N3的地端接地;第3电容Cb二端并联双向变换器,所述双向变换器由第二场效应管Q2、第3电感Lb、第7二极管Vb组成,其中第二场效应管Q2漏极接第3电容Cb与第6二极管VD2的共端,第7二极管Vb的另一端接第二输出线圈N3的地端;第二场效应管Q2源极接第3电感Lb与第 7二极管Vb的共端;第3电感Lb的另一端接入第5二极管VD1、第2电容CO、第1电阻R1、第2电感LO的共端;
输出电流纹波抑制电路由第1纹波电流抑制芯片MT7636及其外围电路组成;第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚1与第1电阻电阻 R1和第4电容C1的共端相连;第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚 3接第5电容C2;第三场效应管Q3的栅极接第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚4,第三场效应管Q3的源极接第3电阻RCS,第三场效应管Q3的漏极接第2电阻R2后接第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚6;第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚5接第3电阻RCS后与第 4电容C1、第5电容C2的共端接入第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚2;第三场效应管Q3的漏极与第2电阻R2的共端作为驱动电源的负极输出端LED-;第三场效应管Q3的源极接第1纹波电流抑制芯片 MT7636的管脚5与第3电阻RCS的共端。
进一步,所述PFC变换器输入端依次由第一线圈N1、起开关作用的第一场效应管Q1连接而成,第一场效应管Q1的漏极接第一线圈N1后端,第一场效应管Q1的源极接二极管Dr3与二极管Dr4的共端;第一场效应管Q1的栅极和第二场效应管Q2的栅极分别接不同的驱动信号。
进一步,所述桥式整流电路由4个二极管Dr1、Dr2、Dr3、Dr4组成一个桥式整流电路,二极管Dr1的阳极与二极管Dr4的阴极相连接,二极管Dr1的阴极与二极管Dr2的阴极相连接,二极管Dr3的阳极与二极管Dr4的阳极相连接,二极管Dr3的阴极与二极管Dr2的阳极相连接。
更进一步,所述电路中所涉及的所有电容均为非电解电容。
综上所述,本实用新型的一种基于反激式变换器的无电解电容无频闪LED驱动电源寿命长、体积小,驱动电源效率高,能有效抑制LED负载电流纹波所引起的输出光的频闪。本产品能弥补现有产品的不足,定能产生较好的经济效益。
附图说明
图1是基于反激式变换器的无电解电容LED驱动电源电路图。
具体实施方式
实施例1
本实施例1所描述的一种基于反激式变换器的无电解电容无频闪LED驱动电源,如图1所示,包括一个输入滤波电路、一个桥式整流电路、一个PFC变换器、一个双向变换器、一个输出电流纹波抑制电路;其中输入滤波电路由第1电感Lf和第1电容Cf串联而成,交流AC接输入滤波电路二端,桥式整流电路由4个二极管按常规电路连接而成,桥式整流电路的输入端连接于第1电容Cf的二端,其输出端连接PFC变换器输入端,其中:二极管Dr2与二极管Dr3异名端接第1电容Cf的负极性端,PFC变换器的第一输出线圈N2的相端依次连接第5二极管VD1、第2电容CO后接入第一输出线圈N2的地端,第一输出线圈N2的地端与第二输出线圈N3的地端共同接第2电容CO的负极性端;第5二极管VD1、第2电容CO、第1电阻R1的共端连接第2 电感LO后输出端为驱动电源的正极输出端LED+;
PFC变换器的第二输出线圈N3的相端依次连接第6二极管VD2、第3电容Cb后接入第二输出线圈N3的地端,第二输出线圈N3的地端接地;第3电容Cb二端并联双向变换器,所述双向变换器由第二场效应管Q2、第3电感Lb、第7二极管Vb组成,其中第二场效应管Q2漏极接第3电容Cb与第6二极管VD2的共端,第7二极管Vb的另一端接第二输出线圈N3的地端;第二场效应管Q2源极接第3电感Lb与第 7二极管Vb的共端;第3电感Lb的另一端接入第5二极管VD1、第2电容CO、第1电阻R1、第2电感LO的共端;
输出电流纹波抑制电路由第1纹波电流抑制芯片MT7636及其外围电路组成;第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚1与第1电阻电阻 R1和第4电容C1的共端相连;第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚 3接第5电容C2;第三场效应管Q3的栅极接第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚4,第三场效应管Q3的源极接第3电阻RCS,第三场效应管Q3的漏极接第2电阻R2后接第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚6;第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚5接第3电阻RCS后与第 4电容C1、第5电容C2的共端接入第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚2;第三场效应管Q3的漏极与第2电阻R2的共端作为驱动电源的负极输出端LED-;第三场效应管Q3的源极接第1纹波电流抑制芯片 MT7636的管脚5与第3电阻RCS的共端。
所述PFC变换器输入端依次由第一线圈N1、起开关作用的第一场效应管Q1连接而成,第一场效应管Q1的漏极接第一线圈N1后端,第一场效应管Q1的源极接二极管Dr3与二极管Dr4的共端;第一场效应管Q1的栅极和第二场效应管Q2的栅极分别接不同的驱动信号。
所述桥式整流电路由4个二极管Dr1、Dr2、Dr3、Dr4组成一个桥式整流电路,二极管Dr1的阳极与二极管Dr4的阴极相连接,二极管 Dr1的阴极与二极管Dr2的阴极相连接,二极管Dr3的阳极与二极管Dr4的阳极相连接,二极管Dr3的阴极与二极管Dr2的阳极相连接。
所述电路中所涉及的所有电容均为非电解电容。
在交流AC输入端,第1电感Lf和第1电容Cf组成一个LC输入滤波电路,用于滤除交流电源输入电流中的谐波分量。
第3电容Cb是电路中最为主要的储能部件,第2电容CO虽然也可以储存能量,但与第3电容Cb的储能相比可以几乎可以忽略不计。第2电容CO与PFC反激变换器第一输出线圈N2连接,Cb连接PFC 反激变换器第二输出线圈N3连接。通过第1场效应管Q1控制PFC反激变换器第一线圈N1的开断,使其工作在电流断续模式。
电感LO与LED负载串联,构成一个低通滤波器,以阻止高频分量流过;电容Co与LED负载并联,构成一个高频回路,为PFC变换器和双向变换器的输出电流iO1和iO2中的高频分量提供通路。
为了储存更多的能量,与LED负载或滤波电容C0比,主要储能电容Cb的端电压需保持更高值。电感Lb与二极管Vb组成双向变换器,受第2场效应管Q2的控制,以确保电容Cb两端的电压大小,使变换器工作在电流断续模式。一方面,当输入电源功率不足时,能让输出电流快速得到补偿;另一面,当输入电源功率过高时,将能量储存在电容Cb中。
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型的结构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。
Claims (4)
1.基于反激式变换器的无电解电容无频闪LED驱动电源,其特征在于:包括一个输入滤波电路、一个桥式整流电路、一个PFC变换器、一个双向变换器、一个输出电流纹波抑制电路;其中输入滤波电路由第1电感Lf和第1电容Cf串联而成,交流AC接输入滤波电路二端,桥式整流电路由4个二极管按整流电路连接而成,桥式整流电路的输入端连接于第1电容Cf的二端,其输出端连接PFC变换器输入端,其中:二极管Dr2与二极管Dr3异名端接第1电容Cf的负极性端,PFC变换器的第一输出线圈N2的相端依次连接第5二极管VD1、第2电容CO后接入第一输出线圈N2的地端,第一输出线圈N2的地端与第二输出线圈N3的地端共同接第2电容CO的负极性端;第5二极管VD1、第2电容CO、第1电阻R1的共端连接第2电感LO后输出端为驱动电源的正极输出端LED+;
PFC变换器的第二输出线圈N3的相端依次连接第6二极管VD2、第3电容Cb后接入第二输出线圈N3的地端,第二输出线圈N3的地端接地;第3电容Cb二端并联双向变换器,所述双向变换器由第二场效应管Q2、第3电感Lb、第7二极管Vb组成,其中第二场效应管Q2漏极接第3电容Cb与第6二极管VD2的共端,第7二极管Vb的另一端接第二输出线圈N3的地端;第二场效应管Q2源极接第3电感Lb与第7二极管Vb的共端;第3电感Lb的另一端接入第5二极管VD1、第2电容CO、第1电阻R1、第2电感LO的共端;
输出电流纹波抑制电路由第1纹波电流抑制芯片MT7636及其外围电路组成;第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚1与第1电阻电阻R1和第4电容C1的共端相连;第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚3接第5电容C2;第三场效应管Q3的栅极接第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚4,第三场效应管Q3的源极接第3电阻RCS,第三场效应管Q3的漏极接第2电阻R2后接第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚6;第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚5接第3电阻RCS后与第4电容C1、第5电容C2的共端接入第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚2;第三场效应管Q3的漏极与第2电阻R2的共端作为驱动电源的负极输出端LED-;第三场效应管Q3的源极接第1纹波电流抑制芯片MT7636的管脚5与第3电阻RCS的共端。
2.根据权利要求1所述的基于反激式变换器的无电解电容无频闪LED驱动电源,其特征在于,PFC变换器输入端依次由第一线圈N1、起开关作用的第一场效应管Q1连接而成,第一场效应管Q1的漏极接第一线圈N1后端,第一场效应管Q1的源极接二极管Dr3与二极管Dr4的共端;第一场效应管Q1的栅极和第二场效应管Q2的栅极分别接不同的驱动信号。
3.根据权利要求1或2所述的基于反激式变换器的无电解电容无频闪LED驱动电源,其特征在于,所述桥式整流电路由4个二极管Dr1、Dr2、Dr3、Dr4组成一个桥式整流电路,二极管Dr1的阳极与二极管Dr4的阴极相连接,二极管Dr1的阴极与二极管Dr2的阴极相连接,二极管Dr3的阳极与二极管Dr4的阳极相连接,二极管Dr3的阴极与二极管Dr2的阳极相连接。
4.根据权利要求3所述的基于反激式变换器的无电解电容无频闪LED驱动电源,其特征在于,电路中所涉及的所有电容均为非电解电容。
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