CN219780003U - 一种超薄型高能效单级高功率因数led隔离驱动电源 - Google Patents

一种超薄型高能效单级高功率因数led隔离驱动电源 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源,包括输入滤波模块、整流模块、主控模块、第一开关模块、反馈模块、变压器T1以及第二开关模块,输入滤波模块的输入端接入外部电源、输出端经整流模块分别与主控模块以及变压器T1的Np绕组连接,主控模块经第一开关模块与变压器T1的Np绕组连接,以及经反馈模块与变压器T1的Na绕组连接,变压器T1的Ns绕组经第二开关模块与负载连接;通过上述电路能够使得产品元器件少、体积小、节省成本、节省空间、节约资源,同时还降低了产品故障率以及提高了产品可靠性。

Description

一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源
技术领域
本实用新型涉及领域,特别涉及一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源。
背景技术
对于单级高功率因数LED隔离驱动电源,在输出低电压大电流的照明应用场景,为了提高电源能效并降低产品发热,现有技术方案是:采用副边反馈LED隔离驱动电源方案,并且在副边增加同步整流芯片及其配套元器件,用MOS管取代二极管整流。
但以上技术方案有以下问题:
1、副边反馈LED隔离驱动电源方案需要使用光耦和TL431基准电压芯片及其配套元器件,增加了产品成本,增大了产品体积。
2、LED隔离驱动电源副边需要使用同步整流芯片及其配套元器件,进一步增加了产品成本和增大了产品体积。
上述两点说明现有技术方案存在成本高、体积大浪费空间、元件多浪费资源的缺点,以及元器件多而带来的产品故障率高、产品可靠性下降的隐患。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型提出一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源。
本实用新型的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是:一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源,包括输入滤波模块、整流模块、主控模块、第一开关模块、反馈模块、变压器T1以及第二开关模块,输入滤波模块的输入端接入外部电源、输出端经整流模块分别与主控模块以及变压器T1的Np绕组连接,主控模块经第一开关模块与变压器T1的Np绕组连接,以及经反馈模块与变压器T1的Na绕组连接,变压器T1的Ns绕组经第二开关模块与负载连接。
进一步地,输入滤波模块包括保险丝F1、压敏电阻MOV1、电感LF1-2、电阻R1-2以及电容CX1,压敏电阻MOV1的一端与外部电源的一端以及电感LF1的第一端连接,压敏电阻MOV1的另一端与电感LF1的第二端连接以及经保险丝F1与外部电源的另一端连接,电感LF1的第三端分别与电容CX1的一端、电阻R1的一端以及电感LF2的第一端连接,电阻R1的另一端经电阻R2分别与电感LF1的第四端、电感LF2的第二端以及电容CX1的另一端连接,电感LF2的第三端和电感LF2的第四端与整流模块连接。
进一步地,第一开关模块包括MOS管Q1、电容C3-4、二极管D3以及电阻R4-10,MOS关Q1的漏极与变压器T1的Np绕组以及电容C3的一端连接,电容C3的另一端分别与电阻R8的一端、电阻R7的一端、电阻R6的一端、电阻R5的一端、电阻R4的一端以及MOS管Q1的源极连接,MOS管Q1的栅极分别与电阻R7的另一端、二极管D3的阳极以及电阻R9的一端连接,二极管D3的阴极经电阻R10分别与电阻R9的另一端以及主控模块连接,电阻R8的另一端分别与电容C4的一端以及主控模块连接,电容C4的另一端、电阻R6的另一端、电阻R5的另一端、电阻R4的另一端接地。
进一步地,反馈模块包括电阻R14-16、电阻R18、电容E1、电容C7以及二极管D1,电容E1的一端分别与电源端、电容C7的一端以及电阻R18的一端连接,电容E1的另一端分别与电容C7的另一端、变压器T1的Na绕组的一端以及接地端连接,电阻R18的另一端与二极管D1的阴极连接,二极管D1的阳极分别与电阻R15的一端、电阻R16的一端以及变压器T1的Na绕组的另一端连接,电阻R15的另一端、电阻R16的另一端分别与电阻R14的一端以及所述主控模块连接,电阻R14的另一端接地。
进一步地,第二开关模块包括MOS管Q2、电阻R21以及电容C9,MOS管Q2的漏极分别与变压器T1的Ns绕组的一端、电阻R21的一端以及MOS管Q2的栅极连接,MOS管Q2的源极分别与电容C9的一端以及负载的一端连接,电容C9的另一端与电阻R21的另一端连接。
进一步地,一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源还包括连接于整流模块与变压器T1的Np绕组之间的第一滤波模块。
进一步地,第一滤波模块包括电容C1-2、电阻R3以及电感L1,电感L1与电阻R3并联,并联后的一端分别与整流模块以及电容C1的一端连接,并联后的另一端分别与变压器T1的Np绕组以及电容C2的一端连接,电容C2的另一端分别与电容C1的另一端、整流模块以及接地端连接。
进一步地,一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源还包括连接于变压器T1的Ns绕组、第二开关模块以及负载之间的第二滤波模块。
进一步地,第二滤波模块包括电感LF3、电容EC2-3、电阻R22以及电容C10,电容EC2-3、电阻R22以及电容C10并联,并联后的一端分别与变压器T1的Ns绕组的一端以及电感LF3的第一端连接,并联后的另一端分别与第二开关模块以及电感LF3的第二端连接,负载连接于电感LF3的第三端和电感LF3的第四端之间。
进一步地,一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源还包括连接于整流模块、变压器T1的Np绕组以及第一开关模块之间的尖峰吸收模块。
本实用新型的有益效果:一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源,包括输入滤波模块、整流模块、主控模块、第一开关模块、反馈模块、变压器T1以及第二开关模块,输入滤波模块的输入端接入外部电源、输出端经整流模块分别与主控模块以及变压器T1的Np绕组连接,主控模块经第一开关模块与变压器T1的Np绕组连接,以及经反馈模块与变压器T1的Na绕组连接,变压器T1的Ns绕组经第二开关模块与负载连接;通过上述电路能够使得产品元器件少、体积小、节省成本、节省空间、节约资源,同时还降低了产品故障率以及提高了产品可靠性。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源的电路原理图;
图2为输入滤波模块的电路图;
图3为主控模块的电路图;
图4为第一开关模块的电路图;
图5为反馈模块的电路图;
图6为第二开关模块的电路图;
图7为第一滤波模块的电路图;
图8为第二滤波模块的电路图;
图9为尖峰吸收模块的电路图。
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,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。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。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
本实用新型中,除非另有明确的限定,“设置”、“安装”、“连接”等词语应做广义理解,例如,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连;可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,还可以是一体成型;可以是机械连接;可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。
参照图1至图9,一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源,包括输入滤波模块10、整流模块20、主控模块30、第一开关模块40、反馈模块50、变压器T1以及第二开关模块60,输入滤波模块10的输入端接入外部电源、输出端经整流模块20分别与主控模块30以及变压器T1的Np绕组连接,主控模块30经第一开关模块40与变压器T1的Np绕组连接,以及经反馈模块50与变压器T1的Na绕组连接,变压器T1的Ns绕组经第二开关模块60与负载连接。
在本实用新型中,外部电源为交流电压,先输入至保险丝F1,再经由共模电感LF1、LF2、安规电容CX1等构成的输入滤波模块10后滤除电压中的纹波等,由整流桥DB1构成的整流模块20来将交流电压整流成直流电压,由电容C1-2、电阻R3以及电感L1构成的第一滤波模块70来在此滤除电路中的杂波,提升输出至变压器T1的电压质量,其中,变压器T1的Np绕组与第一滤波模块70之间还设置有尖峰吸收模块90来吸收电路中尖峰电压,进一步地,本发明中,听过变压器T1的辅助绕组Na实时感应副边绕组Ns的输出电压,通过R15与电阻R16并联后与电阻R14分压,进而将副边绕组Ns的输出电压反馈给主控模块30,主控模块30主要包括主控芯片U1,主控芯片U1的型号优选为AS2780,其中,经分压后将副边绕组Ns的输出电压反馈主控芯片U1的FB引脚,主控芯片U1内部检测退磁时刻FB引脚的电压,经采样与保持后与主控芯片U1内部基准电压进行比较,控制电源开关导通时间,从而控制输出电压;更进一步地,主控芯片U1通过FB引脚对变压器T1的电感电流过零检测,控制第一开关模块40中的MOS管Q1以及第二开关模块60中的MOS管Q2的开关时序,保证电源系统稳定工作;本发明的优点在于:通过上述电路能够使得驱动电源省去了反馈光耦、TL431基准电压芯片及其配套元器件,同时还省去了副边绕组Ns侧的同步整流芯片及其配套元器件,使得驱动电源的元器件少、体积小、节省成本、节省空间、节约资源,同时还降低了产品故障率以及提高了产品可靠性。
输入滤波模块10包括保险丝F1、压敏电阻MOV1、电感LF1-2、电阻R1-2以及电容CX1,压敏电阻MOV1的一端与外部电源的一端以及电感LF1的第一端连接,压敏电阻MOV1的另一端与电感LF1的第二端连接以及经保险丝F1与外部电源的另一端连接,电感LF1的第三端分别与电容CX1的一端、电阻R1的一端以及电感LF2的第一端连接,电阻R1的另一端经电阻R2分别与电感LF1的第四端、电感LF2的第二端以及电容CX1的另一端连接,电感LF2的第三端和电感LF2的第四端与整流模块20连接;其中,保险丝F1可起到过载保护作用,电感LF1和电感LF2为共模电感,电容CX1为安规电容,与电阻R1-2共同构成前级滤波电路。
第一开关模块40包括MOS管Q1、电容C3-4、二极管D3以及电阻R4-10,MOS关Q1的漏极与变压器T1的Np绕组以及电容C3的一端连接,电容C3的另一端分别与电阻R8的一端、电阻R7的一端、电阻R6的一端、电阻R5的一端、电阻R4的一端以及MOS管Q1的源极连接,MOS管Q1的栅极分别与电阻R7的另一端、二极管D3的阳极以及电阻R9的一端连接,二极管D3的阴极经电阻R10分别与电阻R9的另一端以及主控模块30连接,电阻R8的另一端分别与电容C4的一端以及主控模块30连接,电容C4的另一端、电阻R6的另一端、电阻R5的另一端、电阻R4的另一端接地;其中,主控芯片U1根据反馈模块50反馈回来的变压器T1的副边绕组Ns的输出电压来通过GATE引脚输出MOS管Q1栅极的信号,即控制MOS管Q1和MOS管Q2的开关时序,进而控制变压器T1的副边绕组Ns的输出电压,实现输出电压调整。
反馈模块50包括电阻R14-16、电阻R18、电容E1、电容C7以及二极管D1,电容E1的一端分别与电源端、电容C7的一端以及电阻R18的一端连接,电容E1的另一端分别与电容C7的另一端、变压器T1的Na绕组的一端以及接地端连接,电阻R18的另一端与二极管D1的阴极连接,二极管D1的阳极分别与电阻R15的一端、电阻R16的一端以及变压器T1的Na绕组的另一端连接,电阻R15的另一端、电阻R16的另一端分别与电阻R14的一端以及所述主控模块30连接,电阻R14的另一端接地。
第二开关模块60包括MOS管Q2、电阻R21以及电容C9,MOS管Q2的漏极分别与变压器T1的Ns绕组的一端、电阻R21的一端以及MOS管Q2的栅极连接,MOS管Q2的源极分别与电容C9的一端以及负载的一端连接,电容C9的另一端与电阻R21的另一端连接。
一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源还包括连接于整流模块20与变压器T1的Np绕组之间的第一滤波模块70。
第一滤波模块70包括电容C1-2、电阻R3以及电感L1,电感L1与电阻R3并联,并联后的一端分别与整流模块20以及电容C1的一端连接,并联后的另一端分别与变压器T1的Np绕组以及电容C2的一端连接,电容C2的另一端分别与电容C1的另一端、整流模块20以及接地端连接。
一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源还包括连接于变压器T1的Ns绕组、第二开关模块60以及负载之间的第二滤波模块80。
第二滤波模块80包括电感LF3、电容EC2-3、电阻R22以及电容C10,电容EC2-3、电阻R22以及电容C10并联,并联后的一端分别与变压器T1的Ns绕组的一端以及电感LF3的第一端连接,并联后的另一端分别与第二开关模块60以及电感LF3的第二端连接,负载连接于电感LF3的第三端和电感LF3的第四端之间;第二滤波模块80为输出滤波模块,用于吸收输出电压中的纹波等,提升输出至负载的电压质量。
一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源还包括连接于整流模块20、变压器T1的Np绕组以及第一开关模块40之间的尖峰吸收模块90。
尖峰吸收模块90包括电阻R19-20、电容C8以及二极管D2,电阻R19的一端分别与整流模块20、电阻R20的一端、电容C8的一端以及变压器T1的Np绕组的一端连接,电阻R19的另一端分别与电阻R20的另一端、电容C8的另一端以及二极管D2的阴极连接,二极管D2的阳极分别与第一开关模块40以及变压器T1的Np绕组的另一端连接。
当然,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在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换,这些等同的变形和替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源,其特征在于:包括输入滤波模块(10)、整流模块(20)、主控模块(30)、第一开关模块(40)、反馈模块(50)、变压器T1以及第二开关模块(60),所述输入滤波模块(10)的输入端接入外部电源、输出端经整流模块(20)分别与所述主控模块(30)以及变压器T1的Np绕组连接,所述主控模块(30)经第一开关模块(40)与所述变压器T1的Np绕组连接,以及经反馈模块(50)与变压器T1的Na绕组连接,所述变压器T1的Ns绕组经第二开关模块(60)与负载连接。
2.根据权利要求1所述的一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源,其特征在于:所述输入滤波模块(10)包括保险丝F1、压敏电阻MOV1、电感LF1-2、电阻R1-2以及电容CX1,压敏电阻MOV1的一端与外部电源的一端以及电感LF1的第一端连接,压敏电阻MOV1的另一端与电感LF1的第二端连接以及经保险丝F1与外部电源的另一端连接,电感LF1的第三端分别与电容CX1的一端、电阻R1的一端以及电感LF2的第一端连接,电阻R1的另一端经电阻R2分别与电感LF1的第四端、电感LF2的第二端以及电容CX1的另一端连接,电感LF2的第三端和电感LF2的第四端与所述整流模块(20)连接。
3.根据权利要求1所述的一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源,其特征在于:所述第一开关模块(40)包括MOS管Q1、电容C3-4、二极管D3以及电阻R4-10,MOS关Q1的漏极与变压器T1的Np绕组以及电容C3的一端连接,电容C3的另一端分别与电阻R8的一端、电阻R7的一端、电阻R6的一端、电阻R5的一端、电阻R4的一端以及MOS管Q1的源极连接,MOS管Q1的栅极分别与电阻R7的另一端、二极管D3的阳极以及电阻R9的一端连接,二极管D3的阴极经电阻R10分别与电阻R9的另一端以及主控模块(30)连接,电阻R8的另一端分别与电容C4的一端以及主控模块(30)连接,电容C4的另一端、电阻R6的另一端、电阻R5的另一端、电阻R4的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源,其特征在于:所述反馈模块(50)包括电阻R14-16、电阻R18、电容E1、电容C7以及二极管D1,电容E1的一端分别与电源端、电容C7的一端以及电阻R18的一端连接,电容E1的另一端分别与电容C7的另一端、变压器T1的Na绕组的一端以及接地端连接,电阻R18的另一端与二极管D1的阴极连接,二极管D1的阳极分别与电阻R15的一端、电阻R16的一端以及变压器T1的Na绕组的另一端连接,电阻R15的另一端、电阻R16的另一端分别与电阻R14的一端以及所述主控模块(30)连接,电阻R14的另一端接地。
5.根据权利要求1所述的一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源,其特征在于:所述第二开关模块(60)包括MOS管Q2、电阻R21以及电容C9,MOS管Q2的漏极分别与变压器T1的Ns绕组的一端、电阻R21的一端以及MOS管Q2的栅极连接,MOS管Q2的源极分别与电容C9的一端以及负载的一端连接,电容C9的另一端与电阻R21的另一端连接。
6.根据权利要求1所述的一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源,其特征在于:还包括连接于所述整流模块(20)与变压器T1的Np绕组之间的第一滤波模块(70)。
7.根据权利要求6所述的一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源,其特征在于:所述第一滤波模块(70)包括电容C1-2、电阻R3以及电感L1,电感L1与电阻R3并联,并联后的一端分别与所述整流模块(20)以及电容C1的一端连接,并联后的另一端分别与变压器T1的Np绕组以及电容C2的一端连接,电容C2的另一端分别与电容C1的另一端、整流模块(20)以及接地端连接。
8.根据权利要求1所述的一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源,其特征在于:还包括连接于所述变压器T1的Ns绕组、第二开关模块(60)以及负载之间的第二滤波模块(80)。
9.根据权利要求8所述的一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源,其特征在于:所述第二滤波模块(80)包括电感LF3、电容EC2-3、电阻R22以及电容C10,电容EC2-3、电阻R22以及电容C10并联,并联后的一端分别与所述变压器T1的Ns绕组的一端以及电感LF3的第一端连接,并联后的另一端分别与所述第二开关模块(60)以及电感LF3的第二端连接,负载连接于电感LF3的第三端和电感LF3的第四端之间。
10.根据权利要求1所述的一种超薄型高能效单级高功率因数LED隔离驱动电源,其特征在于:还包括连接于所述整流模块(20)、变压器T1的Np绕组以及第一开关模块(40)之间的尖峰吸收模块(90)。
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