CN220156689U - Led恒功率驱动电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及照明设备领域，具体提出了一种LED恒功率驱动电源电路，包括整流滤波电路、恒流控制电路和恒功率控制电路；整流滤波电路将交流电压转换为直流电压，给恒流控制电路和恒功率控制电路提供电源；恒流控制电路包括PSR芯片，实现对变压器副边恒流控制；在反馈绕着连接恒功率控制电路，通过MOSFET管QA1放大，将信号传给PSR芯片的电路检测引脚CS端，PSR芯片根据检测到的放大信号的变化，控制MOSFET管Q2的开关频率，控制输出电流大小，当输出电压增大，PSR芯片控制输出电流减小；当当输出电压降低，PSR芯片控制输出电流增大。实现了恒功率控制，本，本技术方案电路结构简单，采用少了分立元件实现功率恒定控制，降低了成分。

Description

LED恒功率驱动电源电路

技术领域

本实用新型涉及照明设备领域，尤其用于LED灯板模组恒功率驱动电源电路。

背景技术

LED灯板模组多样化，串联或并联对应不同的电压输出，需要配备相应的驱动电源，也可以通过专用芯片或者单片机控制恒功率输出，保证LED灯板模组正常使用。

恒功率输出控制专用芯片和单片机控制电路系统复杂，成本高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种控制简单，利用少量分立元件，通过检测输出电压，控制输出电流大小，实现功率恒定控制功能。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种LED恒功率驱动电源电路包括：一种LED恒功率驱动电源电路，包括：整流滤波电路，将交流电压整流滤波后供电给恒流控制电路；恒流控制电路，用于调整输出电流大小，给负载端供电；所述恒流控制电路由PSR芯片、变压器、二极管5、二极管D6、二极管D7、二极管D12、MOSFET管Q2、电容器C1、电容器C2、电容器C5、电容器C6、电容器EC1、电容器EC3、电阻器R1、电阻器R2、电阻器R3、电阻器R4、电阻器R5、电阻器R6、电阻器R7、电阻器R8、电阻器R10、电阻器S1、电阻器S2、电阻器S3、电阻器S4构成；所述变压器包括原边绕组、副边绕组和反馈绕组；所述整流滤波电路的输出端连接到所述原边绕组的异名端，且该输出端通过所述电阻器R1、电阻器R2、电阻器R3连接到所述PSR芯片的电压输入脚VDD，所述PSR芯片的电流检测引脚CS通过电容器C6接地，且该电流检测引脚CS通过所述电阻器R10连接到所述MOSFET管Q2的源极，所述PSR芯片的控制引脚GATE通过电阻器R7与所述MOSFET管Q2的栅极连接，所述MOSFET管Q2的源极与所述电阻器R10之间的节点通过所述电阻器S1、电阻器S2、电阻器S3、电阻器S4接地，所述源极与栅极之间设有电阻器R8，所述MOSFET管Q2的漏极连接到所述原边绕组的同名端，所述PSR芯片的接地脚GND接地，所述反馈绕组的同名端连接二极管D6的阳极，所述二极管D6、所述二极管D7同向串联连接到电压输入脚VDD，所述二极管D6和所述二极管D7之间的节点通过电容器EC1接地；

其中，

所述LED恒功率驱动电源电路还包括恒功率控制电路，所述恒功率控制电路由MOSFET管QA1、电位器和电阻器RA1、电阻器RA2、电阻器RA3、电阻器RA4、电阻器RA5构成，所述MOSFET管QA1的漏极通过电阻器RA2连接到所述二极管D6和所述二极管D7之间的节点，所述MOSFET管QA1的栅极通过电阻器RA1连接到所述二极管D6和所述二极管D7之间的节点，且栅极通过电阻器RA3接地，所述电位器的滑动端通过电阻器RA5连接到电流检测引脚CS，所述电位器的固定端一端通过电阻器RA4连接到MOSFET管QA1的源极，另一端接地。

优选的，所述原边绕组设有尖峰电压吸收回路，电容器C2与电阻器R4并联后一端连接到所述原边绕组的异名端，其另一端连接到所述二极管D5的阴极，所述二极管D5的阳极连接到所述原边绕组的同名端。

优选的，所述PSR芯片的电压输入脚VDD设有旁路电容器C5，补偿引脚COMP通过电容器C1接地，检测输出电压引脚DMAG通过电阻器R5连接到所述反馈绕组的同名端，且该检测输出电压引脚DMAG通过电阻器R6接地。

本实用新型技术方案采用少量分立元件，MOSFET管QA1、电位器和电阻器，通过采样反馈绕组的电压，通过电阻器，电路中的电流由MOSFET管QA1放大，电流经过电位器流入PSR芯片的电流检测引脚CS，通过电位器调节设置分压大小，功率等于电压与电流的乘积，PSR芯片通过电流检测引脚CS端的电流大小调节原边绕组的电流，原边绕组的电流变化，引起副边绕组的电压变化从而实现电路的功率控制功能，通过分立元件控制，构造简单、价格便宜。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中LED恒功率驱动电源电路的拓扑结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

目前LED驱动电源绝大部分是恒流产品，LED灯板模组串并联形式多样化，负载端LED灯板模组数量多少会影响电路中的电流大小，负载的增减需配套相应的驱动电源，为了提高电源的应用性，适于负载端LED灯板模组多种连接形式，本申请提出了一种LED恒功率驱动电源电路，如图1所示，LED恒功率驱动电源电路包括：整流滤波电路1、恒流控制电路2和恒功率控制电路3。

整流滤波电路1将交流电压整流滤波后供电给恒流控制电路2；整流滤波电路1包括：保险丝电阻器F1、滤波电容器CX1、高压滤波电容器CBB1和四个二极管组成的整流桥DB1。该整流滤波电路1将交流电压通过整流桥DB1转化为直流电压。

恒流控制电路2包括：PSR芯片U2、变压器T1、MOSFET管Q2、二极管D5、二极管D6、二极管D7和二极管D12，电容器C1、电容器C2、电容器C5、电容器C6、电容器EC1和电容器EC3，以及电阻器R1、电阻器R2、电阻器R3、电阻器R4、电阻器R5、电阻器R6、电阻器R7、电阻器R8、电阻器R10、电阻器S1、电阻器S2、电阻器S3和电阻器S4。

PSR(Primary Side Regulator)原边反馈控制芯片，是一种临界模式原边反馈的反激电源芯片，通过检测变压器原边信号，实现控制副边恒压或恒流。

变压器T1设有原边绕组N1、反馈绕组N2和副边绕组N3，原边绕组N1设有尖峰电压吸收回路，电容器C2与电阻器R4并联后一端连接到原边绕组N1的异名端，其并联后的另一端连接到二极管D5的阴极，该二极管D5的阳极连接到所述原边绕组N1的同名端。

整流滤波电路1的输出端正极通过电阻器R1、电阻器R2和电阻器R3连接到PSR芯片U2的电压输入引脚VDD，用于启动PSR芯片U2工作；所述PSR芯片U2的电压输入脚VDD设有旁路隔直电容器C5，接地引脚GND接地，补偿引脚COMP通过电容器C1接地，检测输出电压引脚DMAG通过电阻器R5连接到所述反馈绕组N2的同名端，且该检测输出电压引脚DMAG通过电阻器R6接地，所述反馈绕组N2的同名端连接二极管D6的阳极，二极管D6和二极管D7同向串联连接到电压输入脚VDD，向PSR芯片U2提供工作电压，所述二极管D6、所述二极管D7之间的节点通过隔直电容器EC1接地。

整流滤波电路1的输出端正极连接到变压器T1的原边绕组N1的异名端，该原边绕组的同名端连接到MOSFET管Q2的漏极，该MOSFET管Q2的源极通过电阻器R10链接到PSR芯片U2的电流检测引脚CS，该MOSFET管Q2的源极与电阻器R10之间的节点通过电阻器S1、电阻器S2、电阻器S3和电阻器S4并联接地，该MOSFET管的栅极通过电阻器R7连接到PSR芯片U2的控制引脚GATE，PSR芯片U2通过控制引脚GATE控制MOSFET管Q2的栅极电压开启或关闭MOSFET管Q2，在MOSFET管Q2的源极与栅极之间设有电阻器R8，用于保护MOSFET管Q2，防止瞬间驱动电流过大。PSR芯片U2通过控制电流检测引脚CS电流大小，通过电流变化，控制MOSFET管Q2的开关频率，从而控制原边绕组N1中的电流大小，进一步控制副边电流大小。

恒功率控制电路3由MOSFET管QA1、电位器PR1和电阻器RA1、电阻器RA2、电阻器RA3、电阻器RA4、电阻器RA5构成，MOSFET管QA1的漏极通过电阻器RA2连接到所述二极管D6和所述二极管D7之间的节点，MOSFET管QA1的栅极通过电阻器RA1连接到所述二极管D6、所述二极管D7之间的节点，且栅极通过电阻器RA3接地，电位器PR1的滑动端通过电阻器RA5连接到电流检测引脚CS，电位器PR1的固定端一端通过电阻器RA4连接到MOSFET管QA1的源极，另一端连接电阻器RA3。

根据电磁感应原理，原边绕组N1与副边绕组N3的匝数比等于电压比，反馈绕组N2的感应电压与副边绕组N3的电压同比例变化，也等于绕组的匝数比。

反馈绕组N2的感应输出电压通过二极管D6整流、电容器EC1过滤后由恒功率控制电路3的电阻器RA1、电阻器RA3进行采样，通过MOSFET管QA1放大，放大后的电流通过电阻器RA4、电位器PR1的滑动端流入电流检测引脚CS端，PSR芯片U2通过电流检测引脚CS端检测的电流变化，改变电流电流检测引脚CS端的电位，控制MOSFET管Q2的开关频率，调整原边绕组N1中的电流大小，从而控制副边的电流大小，副边输出电压增大，控制副边电流减小，副边输出电压降低，控制副边电流增加，实现恒功率控制；改变电位器PR1的阻值大小，调整MOSFET管QA1的放大倍数，实现恒功率的精确控制。

工作原理：整流滤波电路1的输出端正极通过电阻器R1、电阻器R2、电阻器R3连接到PSR芯片U2的电压输入引脚VDD，启动PSR芯片U2工作，MOSFET管Q2接通，变压器T1中的原边绕组N1电流线性上升并开始储能，原边绕组N1的电流流过电阻器S1、电阻器S2、电阻器S3和电阻器S4产生压降，同时通过电阻器R10产生压降并连接到电流检测引脚CS端，当压降达到PSR芯片U2的电流检测引脚CS端的基准电压0.2V时，PSR芯片U2通过控制引脚GATE关闭MOSFET管Q2，根据电磁感应原理，副边绕组N3感应输出电压，通过二极管D12、电容器EC1和共模电感LF2驱动负载端LED灯板模组。根据安培环路定理，磁通势等于电流与匝数的乘积，即：输入电流×N1匝数＝输出电流×N3匝数。PSR芯片U2的电流检测引脚CS控制原边绕组N1的电流，实现峰值电流恒定，即输出电流也恒定。反馈绕组N2通过电阻器R5检测反馈绕组N2的输出电压，通过电阻器R6过零检测；PSR芯片U2通过检测反馈绕组N2的输出电压控制GATE端引脚实现MOSFET管Q2的接通与断开。恒功率控制电路3采样反馈绕组N2的输出电压，通过MOSFET管QA1放大，放大后的电流在电阻器RA4和电位器PR1分压，输入到PSR芯片U2的电流检测引脚CS端，PSR芯片U2改变CS端点位，控制原边绕组N1的电流，进而控制输出电路的电流大小。即输出电压增大，反馈电压增大，控制输出电流减小；输出电压降低，反馈电压降低，控制输出电流增加。通过控制输出电流大小，实现输出功率恒定不变。

电位器PR1可以调整电阻阻值大小，调整反馈电压的大小，调整输出功率的大小。

本实用新型提出通过少量分立元件用来控制输出电流，实现恒功率控制。该技术方案结构简单、成本低，避免了使用专用的芯片或单片机等控制元件。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内，例如MOSFET管QA1用三极管或IGBT管替换。

Claims (3)

1.一种LED恒功率驱动电源电路，包括：

整流滤波电路(1)，将交流电压整流滤波后供电给恒流控制电路；

恒流控制电路(2)，用于调整输出电流大小，给负载端供电；

所述恒流控制电路由PSR芯片(U2)、变压器(T1)、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D12、MOSFET管Q2、电容器C1、电容器C2、电容器C5、电容器C6、电容器EC1、电容器EC3、电阻器R1、电阻器R2、电阻器R3、电阻器R4、电阻器R5、电阻器R6、电阻器R7、电阻器R8、电阻器R10、电阻器S1、电阻器S2、电阻器S3、电阻器S4构成；所述变压器(T1)包括原边绕组(N1)、副边绕组(N3)和反馈绕组(N2)；所述整流滤波电路(1)的输出端连接到所述原边绕组的异名端，且该输出端通过所述电阻器R1、电阻器R2、电阻器R3连接到所述PSR芯片(U2)的电压输入脚VDD，所述PSR芯片(U2)的电流检测引脚CS通过电容器C6接地，且该电流检测引脚CS通过所述电阻器R10连接到所述MOSFET管Q2的源极，所述PSR芯片(U2)的控制引脚GATE通过电阻器R7与所述MOSFET管Q2的栅极连接，所述MOSFET管Q2的源极与所述电阻器R10之间的节点通过所述电阻器S1、电阻器S2、电阻器S3、电阻器S4接地，所述源极与栅极之间设有电阻器R8，所述MOSFET管Q2的漏极连接到所述原边绕组(N1)的同名端，所述PSR芯片(U2)的接地脚GND接地，所述反馈绕组的同名端连接二极管D6的阳极，所述二极管D6、所述二极管D7同向串联连接到电压输入脚VDD，所述二极管D6和所述二极管D7之间的节点通过电容器EC1接地；

其特征在于：

所述LED恒功率驱动电源电路还包括恒功率控制电路(3)，所述恒功率控制电路由MOSFET管QA1、电位器(PR1)和电阻器RA1、电阻器RA2、电阻器RA3、电阻器RA4、电阻器RA5构成，所述MOSFET管QA1的漏极通过电阻器RA2连接到所述二极管D6和所述二极管D7之间的节点，所述MOSFET管QA1的栅极通过电阻器RA1连接到所述二极管D6和所述二极管D7之间的节点，且栅极通过电阻器RA3接地，所述电位器(PR1)的滑动端通过电阻器RA5连接到电流检测引脚CS，所述电位器(PR1)的固定端一端通过电阻器RA4连接到MOSFET管QA1的源极，另一端接地。

2.根据权利要求1所述的LED恒功率驱动电源电路，所述原边绕组(N1)设有尖峰电压吸收回路，电容器C2与电阻器R4并联后一端连接到所述原边绕组的异名端，其另一端连接到所述二极管D5的阴极，所述二极管D5的阳极连接到所述原边绕组的同名端。

3.根据权利要求2所述的LED恒功率驱动电源电路，所述PSR芯片(U2)的电压输入脚VDD设有旁路电容器C5，补偿引脚COMP通过电容器C1接地，检测输出电压引脚DMAG通过电阻器R5连接到所述反馈绕组的同名端，且该检测输出电压引脚DMAG通过电阻器R6接地。