CN210958899U - 恒流恒压电源及应用其的led高压电阻限流型光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了恒流恒压电源，包括：整流滤波输入模块；功率开关模块，能够为负载提供恒定的输出电流及电压，与整流滤波输入模块的输出端相连接；恒流恒压控制模块，能够对功率开关模块的输出电流及电压保持环路监测，与功率开关模块的输入端相连接；保护模块，能够驱动功率开关模块为负载的输出电流、电压提供保护，与功率开关模块的反馈端相连接；控制芯片，能够实现统筹控制，分别连接到恒流恒压控制模块、功率开关模块和保护模块，以及还公开了应用上述恒流恒压电源的LED高压电阻限流型光源。本实用新型设计合理，结构简单，能够提升LED高压电阻限流型光源驱动的稳定性和安全性，有利于提高LED高压电阻限流型光源的使用寿命。

Description

恒流恒压电源及应用其的LED高压电阻限流型光源

技术领域

本实用新型涉及电源驱动领域，尤其是恒流恒压电源及应用其的LED高压电阻限流型光源。

背景技术

LED高压电阻限流型光源在照明领域得到了广泛应用，比如家居照明装饰、室外广告装饰以及酒店大堂装饰等，成为了广大用户追捧的目标，其性能也在逐渐受到用户的重视。LED高压电阻限流型光源是由相应电源来驱动控制的，目前，市面上的LED高压电阻限流型光源电源一般采用直接整流输出的驱动方式进行供电，该输出电压易产生波动，不稳定，从而造成LED高压电阻限流型光源的负载电流及电压会受到影响而改变，无法实现正常的负载匹配使用，这极大影响到LED高压电阻限流型光源的使用安全性以及使用寿命。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供恒流恒压电源及应用其的LED高压电阻限流型光源，能够提升LED高压电阻限流型光源电源驱动的稳定性和安全性，有利于提高LED高压电阻限流型光源的使用寿命。

为了弥补现有技术的不足，本实用新型实施例采用的技术方案是：

恒流恒压电源，包括：

整流滤波输入模块，能够提供直流电压输入；

功率开关模块，能够为负载提供恒定的输出电流及电压，与所述整流滤波输入模块的输出端相连接；

恒流恒压控制模块，能够对所述功率开关模块的输出电流及电压保持环路监测，与所述功率开关模块的输入端相连接；

保护模块，能够驱动所述功率开关模块为负载的输出电流、电压提供保护，与所述功率开关模块的反馈端相连接；

控制芯片，能够实现统筹控制，分别连接到所述恒流恒压控制模块、所述功率开关模块和所述保护模块。

进一步地，所述恒流恒压控制模块包括第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第三电容设置于所述控制芯片的使能引脚与过零电压检测引脚之间，所述控制芯片的使能引脚通过依次串联相接的所述第三电阻、所述第二电阻和所述第一电阻连接到所述功率开关模块的第一输入端，所述第二电容并联于所述第三电阻两端，所述控制芯片的电源引脚连接到所述第三电阻与所述第二电阻之间的联结处，所述控制芯片的驱动引脚连接到所述功率开关模块的第二输入端。

进一步地，所述功率开关模块包括储能变压器、MOS管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻，所述第四电阻、所述第七电阻、所述第八电阻和所述第九电阻并联设置于所述MOS管的源极与所述储能变压器之间，所述第六电阻连接到所述MOS管的栅极且还通过所述第五电阻连接到所述恒流恒压控制模块的第二输出端，所述MOS管的漏极分别连接到所述恒流恒压控制模块的第一输出端以及所述整流滤波输入模块的输出端。

进一步地，所述保护模块包括光耦、用于实时获取负载电流及电压的采样模块和用于实现所述功率开关模块的限流调控的驱动模块，所述采样模块包括第一二极管、NPN三极管、第一电容、第四电容、第十电阻、第十一电阻和第十二电阻，所述驱动模块包括第五电容、第一电感和第十三电阻；

所述第一二极管的正极连接到所述NPN三极管的集电极，且负极连接到所述NPN三极管的发射极；所述NPN三极管的基极通过串联相接的所述第十电阻和所述第四电容连接到所述光耦的发光端，且还通过所述第一电容连接到所述光耦的发光端；所述第十一电阻和所述第十二电阻并联设置于参考地与所述NPN三极管的基极之间；

所述第一电感、所述第五电容和所述第十三电阻并联相接于所述光耦的受光端与所述功率开关模块的反馈端之间，所述第五电容还连接到所述控制芯片的内部比较器外引脚，所述第一电感和所述第十三电阻还连接到所述控制芯片的反馈引脚。

进一步地，所述整流滤波输入模块包括保险丝、压敏电阻和用于将外部交流输入转化为直流输出的整流桥，所述整流桥的正输入端通过所述保险丝连接到外部交流输入电压，所述压敏电阻设置于所述整流桥的正输入端与负输入端之间且还连接到所述保险丝。

进一步地，本技术方案还包括用于对负载输出电流进行滤波的RC并联滤波输出模块，所述RC并联滤波输出模块连接到所述功率开关模块的输出端。

优选地,所述光耦采用PC817芯片。

优选地,所述整流桥采用KBP310芯片。

优选地,所述控制芯片采用LZC8611A芯片。

LED高压电阻限流型光源，包括上述任一技术方案所述的恒流恒压电源。

本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：基于整流滤波输入模块实现稳定直流输入，尤其是，通过功率开关模块配合控制芯片、恒流恒压控制模块能够对输出到负载的电流及电压保持环路监测，使得输出到负载的电流及电压能够维持不稳定，减小其波动，从而更容易匹配负载，并且，还通过保护模块来为功率开关模块的输出提供保护，比如过载、短路或断路等保护，因此能够提升输出到负载的电流及电压的稳定性，有利于提高LED高压电阻限流型光源的使用寿命。因此，本实用新型设计合理，结构简单，能够提升LED高压电阻限流型光源电源驱动的稳定性和安全性，有利于提高LED高压电阻限流型光源的使用寿命。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的实施方案。

图1是本实用新型实施例的恒流恒压电源的结构原理框图；

图2是本实用新型实施例的恒流恒压电源的电路原理图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型实施例作进一步阐述。

参照图1，本实用新型实施例提供的恒流恒压电源，包括：

整流滤波输入模块100，能够提供直流电压输入；

功率开关模块200，能够为负载提供恒定的输出电流及电压，与所述整流滤波输入模块100的输出端相连接；

恒流恒压控制模块400，能够对所述功率开关模块200的输出电流及电压保持环路监测，与所述功率开关模块200的输入端相连接；

保护模块500，能够驱动所述功率开关模块200为负载的输出电流、电压提供保护，与所述功率开关模块200的反馈端相连接；

控制芯片U1，能够实现统筹控制，分别连接到所述恒流恒压控制模块400、所述功率开关模块200和所述保护模块500。

在本实施例中，基于整流滤波输入模块100实现稳定直流输入，一般地，较为适配于直流100-300V的输入电压，尤其是，通过功率开关模块200配合控制芯片U1、恒流恒压控制模块400能够对输出到负载的电流及电压保持环路监测，使得输出到负载的电流及电压能够维持不稳定，减小其波动，从而更容易匹配负载，并且，还通过保护模块500来为功率开关模块200的输出提供保护，比如过载、短路或断路等保护，因此能够提升输出到负载的电流及电压的稳定性，有利于提高LED灯带的使用寿命。因此，本实用新型设计合理，结构简单，能够提升LED灯带电源驱动的稳定性和安全性，有利于提高LED灯带的使用寿命。

优选地,所述控制芯片U1采用LZC8611A芯片，LZC8611A芯片是一款高驱动高集成的电源控制器，具有良好适配电源电压的控制功能，适用于本实施例中的控制芯片U1。

更进一步地，参照图2，发明人具体设计了恒流恒压控制模块400，恒流恒压控制模块400包括第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3，所述第三电容C3设置于所述控制芯片U1的使能引脚ST与过零电压检测引脚DET之间，所述控制芯片U1的使能引脚ST通过依次串联相接的所述第三电阻R3、所述第二电阻R2和所述第一电阻R1连接到所述功率开关模块200的第一输入端，所述第二电容C2并联于所述第三电阻R3两端，所述控制芯片U1的电源引脚连接到所述第三电阻R3与所述第二电阻R2之间的联结处，所述控制芯片U1的驱动引脚DRV连接到所述功率开关模块200的第二输入端。

具体地，一方面，采用第三电容C3设置于所述控制芯片U1的使能引脚ST与过零电压检测引脚DET之间的方式，实现对于功率开关模块200的电流检测引入，并且通过第三电阻R3、所述第二电阻R2、所述第一电阻R1以及第二电容C2实现功率开关模块200的一个输入端的电压调节供给，进行电流、电压监测与控制，另一方面，通过控制芯片U1的驱动引脚DRV实现对于率开关模块的另一个输入端的电压检测控制。两路控制形成了环路补偿控制，能够通过控制芯片U1进行统筹，实现两路输出相对平衡，从而能够实现对于功率开关模块200的恒流、恒压控制，同时由于外接RC网络到地以及过零检测引脚，因此也具有集成线电压补充及过压保护检测功能。

更进一步地，参照图2，所述功率开关模块200包括储能变压器T1、MOS管Q1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9，所述第四电阻R4、所述第七电阻R7、所述第八电阻R8和所述第九电阻R9并联设置于所述MOS管Q1的源极与所述储能变压器T1之间，所述第六电阻R6连接到所述MOS管Q1的栅极且还通过所述第五电阻R5连接到所述恒流恒压控制模块400的第二输出端，所述MOS管Q1的漏极分别连接到所述恒流恒压控制模块400的第一输出端以及所述整流滤波输入模块100的输出端。

具体地，功率开关模块200配合恒流恒压控制模块400以及控制芯片U1用以输出电流，存放在储能变压器T1之中，从而可为负载提供稳定的电路电流；其中，第四电阻R4、所述第七电阻R7、所述第八电阻R8和所述第九电阻R9用于为储能变压器T1提供稳定的电路电流输出，并联的方式则提高了输送稳定性，第五电阻R5用于接收恒流恒压控制模块400的一路电流控制，MOS管Q1的漏极作为输入端，用于接收恒流恒压控制模块400的另一路电流控制，从而在恒流恒压控制模块400及控制芯片U1的作用下能够实现恒流恒压输出。

更进一步地，参照图2，所述保护模块500具体包括光耦U3、用于实时获取负载电流及电压的采样模块510和用于实现所述功率开关模块200的限流调控的驱动模块520，所述采样模块510包括第一二极管D7、NPN三极管Q2、第一电容C8、第四电容C7、第十电阻R14、第十一电阻R15和第十二电阻R16，所述驱动模块520包括第五电容C6、第一电感T2和第十三电阻R10；

所述第一二极管D7的正极连接到所述NPN三极管Q2的集电极，且负极连接到所述NPN三极管Q2的发射极；所述NPN三极管Q2的基极通过串联相接的所述第十电阻R14和所述第四电容C7连接到所述光耦U3的发光端，且还通过所述第一电容C8连接到所述光耦U3的发光端；所述第十一电阻R15和所述第十二电阻R16并联设置于参考地与所述NPN三极管Q2的基极之间；

所述第一电感T2、所述第五电容C6和所述第十三电阻R10并联相接于所述光耦U3的受光端与所述功率开关模块200的反馈端之间，所述第五电容C6还连接到所述控制芯片U1的内部比较器外引脚CMP，所述第一电感T2和所述第十三电阻R10还连接到所述控制芯片U1的反馈引脚FB。

在本实施例中，采样模块510用于实现供电电流、电压的采样，并将采样结果发送给驱动模块520，驱动模块520根据采样信号基于控制芯片U1的调控从而实现所述功率开关模块200的限流调控；其中，第一二极管D7起到稳压作用，NPN三极管Q2作为采样器，用于获取采样电压，并通过第一电容C8、第十电阻R14和第四电容C7实现与光耦U3的发光端的连接，从而将采样信号传送到光耦U3，第一电容C8作为调试电容使用，第十一电阻R15和第十二电阻R16配合接地，起到稳压作用；然后，在驱动模块520中，通过光耦U3的受光端接收电压信号，并通过控制芯片U1实现内部比较以及反馈控制，从而作用于功率开关模块200的输出端，对其起到过流、过压、过载及短路的保护，在这一过程中，第五电容C6、第一电感T2和第十三电阻R10配合起到传输反馈信号以及稳定反馈输出的作用。

优选地，所述光耦U3采用PC817芯片；PC817型号的光电耦合器广泛用在电脑终端机、可控硅系统设备、测量仪器、影印机等家用电器中，可以加强电路之间的信号传输，使之前端与后端实现隔离，目的在于增加安全性，减小电路干扰，简化电路设计。

参照图2，发明人所设计的所述整流滤波输入模块100包括保险丝FU、压敏电阻TRV1和用于将外部交流输入转化为直流输出的整流桥U2，所述整流桥U2的正输入端通过所述保险丝FU连接到外部交流输入电压，所述压敏电阻TRV1设置于所述整流桥U2的正输入端与负输入端之间且还连接到所述保险丝FU。

具体地，整流桥U2能够实现整流输出，将交流电转化为稳定的直流电，从而输出到功率开关模块200中，保险丝FU起到安保作用，防止该电路烧坏，压敏电阻TRV1起到稳压平衡作用，用于缓解电路输入的不稳定程度。

优选地，整流桥U2采用KBP310芯片，性能稳定，价格适中，适合于工业生产用，完美适配于本实施例的整流桥U2。

更进一步地，参照图1，发明人还设计了用于对负载输出电流进行滤波的RC并联滤波输出模块300，所述RC并联滤波输出模块300连接到所述功率开关模块200的输出端。

具体地，参照图2，通过对输出到负载电流的再次滤波，能够使负载电流更加稳定可靠，且采用RC并联方式实现滤波输出，具有良好的低通滤波性能，输出效果更好。

本实用新型实施例还提供了LED高压电阻限流型光源，包括上述任一实施例所述的恒流恒压电源，具有良好驱动稳定性和安全性，使用寿命相对延长，更加满足市场需求。

以上内容对本实用新型的较佳实施例和基本原理作了详细论述，但本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员应该了解在不违背本实用新型精神的前提下还会有各种等同变形和替换，这些等同变形和替换都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (10)

1.恒流恒压电源，其特征在于，包括：

整流滤波输入模块，能够提供直流电压输入；

功率开关模块，能够为负载提供恒定的输出电流及电压，与所述整流滤波输入模块的输出端相连接；

恒流恒压控制模块，能够对所述功率开关模块的输出电流及电压保持环路监测，与所述功率开关模块的输入端相连接；

保护模块，能够驱动所述功率开关模块为负载的输出电流、电压提供保护，与所述功率开关模块的反馈端相连接；

控制芯片，能够实现统筹控制，分别连接到所述恒流恒压控制模块、所述功率开关模块和所述保护模块。

2.根据权利要求1所述的恒流恒压电源，其特征在于：所述恒流恒压控制模块包括第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第三电容设置于所述控制芯片的使能引脚与过零电压检测引脚之间，所述控制芯片的使能引脚通过依次串联相接的所述第三电阻、所述第二电阻和所述第一电阻连接到所述功率开关模块的第一输入端，所述第二电容并联于所述第三电阻两端，所述控制芯片的电源引脚连接到所述第三电阻与所述第二电阻之间的联结处，所述控制芯片的驱动引脚连接到所述功率开关模块的第二输入端。

3.根据权利要求1所述的恒流恒压电源，其特征在于：所述功率开关模块包括储能变压器、MOS管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻，所述第四电阻、所述第七电阻、所述第八电阻和所述第九电阻并联设置于所述MOS管的源极与所述储能变压器之间，所述第六电阻连接到所述MOS管的栅极且还通过所述第五电阻连接到所述恒流恒压控制模块的第二输出端，所述MOS管的漏极分别连接到所述恒流恒压控制模块的第一输出端以及所述整流滤波输入模块的输出端。

4.根据权利要求1所述的恒流恒压电源，其特征在于：

所述保护模块包括光耦、用于实时获取负载电流及电压的采样模块和用于实现所述功率开关模块的限流调控的驱动模块，所述采样模块包括第一二极管、NPN三极管、第一电容、第四电容、第十电阻、第十一电阻和第十二电阻，所述驱动模块包括第五电容、第一电感和第十三电阻；

所述第一二极管的正极连接到所述NPN三极管的集电极，且负极连接到所述NPN三极管的发射极；所述NPN三极管的基极通过串联相接的所述第十电阻和所述第四电容连接到所述光耦的发光端，且还通过所述第一电容连接到所述光耦的发光端；所述第十一电阻和所述第十二电阻并联设置于参考地与所述NPN三极管的基极之间；

所述第一电感、所述第五电容和所述第十三电阻并联相接于所述光耦的受光端与所述功率开关模块的反馈端之间，所述第五电容还连接到所述控制芯片的内部比较器外引脚，所述第一电感和所述第十三电阻还连接到所述控制芯片的反馈引脚。

5.根据权利要求1所述的恒流恒压电源，其特征在于：所述整流滤波输入模块包括保险丝、压敏电阻和用于将外部交流输入转化为直流输出的整流桥，所述整流桥的正输入端通过所述保险丝连接到外部交流输入电压，所述压敏电阻设置于所述整流桥的正输入端与负输入端之间且还连接到所述保险丝。

6.根据权利要求1所述的恒流恒压电源，其特征在于：还包括用于对负载输出电流进行滤波的RC并联滤波输出模块，所述RC并联滤波输出模块连接到所述功率开关模块的输出端。

7.根据权利要求4所述的恒流恒压电源，其特征在于：所述光耦采用PC817芯片。

8.根据权利要求5所述的恒流恒压电源，其特征在于：所述整流桥采用KBP310芯片。

9.根据权利要求1至8任一所述的恒流恒压电源，其特征在于：所述控制芯片采用LZC8611A芯片。

10.LED高压电阻限流型光源，其特征在于：包括上述权利要求1-9任一所述的恒流恒压电源。

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