WO2011069360A1 - 一种电源转换器以及led灯 - Google Patents

Description

一种电源转换器以及 LED灯

【技术领域】

本发明属于照明电器技术领域， 涉及一种电源转换器以及 LED灯， 具体 涉及一种用于转接 LED光源的电源转换器以及整合有该电源转换器的 LED 灯。

【背景技术】

因 MR16灯杯的大小限制以及卤素灯的发光原理决定了传统的 MR16冷 射灯大多是采用卤素灯作为光源的， 但是其功率都难以做到很小， 在能源越 来越稀缺的今天， 其势必会被节能环保的 LED光源所替代。 而由于卤素灯是 在交流环境下工作的， 而 LED光源是在直流环境下工作的， 所以为卤素灯供 电的电源不能为 LED直接供电，如果直接将卤素灯电源替换成 LED电源则会 造成非常巨大的浪费， 同时更换电源时会接触到 110V~220V交流电， 所以需 要专业人员去施工， 则更换的人力成本也很高。 所以考虑在卤素灯电源的输 出端增加电源转换器后再向 LED灯供电，或者直接在 LED灯内部整合电源转 换器的转换电路后直接连接卤素灯电源。

大部分 MR16 卤素灯电源输出的电压为高频 （10K HZ-40K HZ) 低压 ( 12V)交流电， 而 LED的工作电流为直流， 且 LED正向电流会随着温度的 升高而增加， 为了避免引起光衰，所以需要先将 12V的交流电整流成直流电， 然后再恒流输出。专利申请号为： 200710164780.3的中国发明专利公开了一 种 MR16型高功率 LED灯， 其驱动电路包括整流滤波电路和恒流输出电路， 12V交流电经整流滤波后输出 14V~18V直流电，再经恒流输出电路降压后小 于 12V输出给 LED发光体。 而由于恒流输出电路的最大输出电流为 1 A, 所 以该驱动电路最大输出功率仅为 3W, 如果强行将大于 4W的 LED发光体连 接该驱动电路，则会导致 LED发光体出现抖动现象或不亮，甚至烧毁 LED发 光体。

同时由于卤素灯电源输出的高频信号会对恒流电路产生干扰， 所以会出 现 LED发光体闪动现象。

而且由于 MR16冷射灯尾部设置驱动电路板的腔体体积限制， 使得很难 在现有的电路板基础上进行改进，使其既能装进尾部腔体，又能够驱动 4W以 上的 LED发光体。

【发明内容】

本发明正是为了解决上述的问题提出了一种新型的电源转换器及整合有 该电源转换器的 LED灯， 该电源转换器在上述驱动电路的基础之上增加了升 压电路， 使得该电源转换器最大输出功率可达 12W, 同时增加了 EMI滤波电 路， 对 EMI进行了有效的抑制。

本发明的具体技术方案如下：

本发明提供一种电源转换器， 包括转换电路， 所述转换电路包括整流滤 波电路、 与整流滤波电路输出端连接的恒流输出电路， 其特征在于， 该转换 电路还包括升压电路， 用于将转换电路输入的电压升高后提供给恒流输出电 路。

升压电路与整流滤波电路组成升压整流滤波电路， 所述升压整流滤波电 路的输出端与恒流输出电路连接， 该升压整流滤波电路由四个整流二极管和 两个电容组成， 第一整流二极管的正极和第二整流二极管的负极共同连接该 升压整流滤波电路的第一输入端， 第三整流二极管的正极和第四整流二极管 的负极共同连接该升压整流滤波电路的第二输入端， 第一整流二极管的负极 和第三整流二极管的负极共同连接第一电容的正极， 第二整流二极管的正极 和第四整流的正极共同连接第二电容的负极， 第一电容的负极和第二电容的 正极共同连接该升压整流滤波电路的第二输入端； 升压整流滤波电路的第一 输出端连接第一电容的正极， 升压整流滤波电路的第二输出端连接第二电容 的负极。

所述恒流输出电路由一恒流驱动芯片、 一电阻和一二极管、 一电感和两 串联连接电容组成， 恒流驱动芯片的第一针脚与二极管的正极相连， 该二极 管的负极同时连接升压整流滤波电路的第一输出端和电阻的一端和恒流驱动 芯片的第二针脚， 该电阻的另一端连接恒流驱动芯片的第三针脚， 恒流驱动 芯片的第四针脚连接升压整流滤波电路的第二输出端， 所述电感的一端连接 二极管的正极， 电感的另一端连接在两电容之间， 两电容的两头分别连接所 述电阻的另一端和升压整流滤波电路的第二输出端； 恒流输出电路的第一输 出端与所述电阻的另一端连接， 恒流输出电路的第二输出端连接在两电容之 间。

所述转换电路还包括与升压整流滤波电路的输入端相连的 EMI 滤波电 路， 所述 EMI滤波电路由一变压器和一电容组成， 该变压器包括两个电感， 第一电感的输出端与升压整流滤波电路的第一输入端共同连接电容的一端， 第二电感的输出端与升压整流滤波电路的第二输入端共同连接该电容的另一 所述转换电路还包括一压敏电阻， 所述压敏电阻的一端连接在升压整流 滤波电路的第一输出端和恒流输出电路的第一输入端之间， 该压敏电阻的另 一端连接在升压整流滤波电路的第二输出端和恒流输出电路的第二输入端之 间。

所述转换电路还包括连分压电阻， 第一分压电阻串联在 EMI滤波电路的 第一输入端， 第二分压电阻串联在恒流输出电路的第一输出端。

所述恒流驱动芯片还包括第五针脚， 该第五针脚用于获取 PWM信号。 所述电源转换器还包括外壳， 所述转换电路设置在外壳内， 所述电源转 换器还包括输入接头和输出接头， 所述输入接头连接外壳的输入端， 所述输 出接头通过导线与外壳的输出端连接， 所述输入接头设置有两针脚， 所述输 出接头设置有两针孔。 所述转换电路的两输入端分别连接两针脚， 所述转换 电路的两输出端分别连接两针孔。

本发明另一种 LED灯，包括转换电路以及多个 LED发光体串并联组成的 LED发光体组， 所述转换电路的输出端连接 LED发光体组， 所述转换电路为 如上所述的转换电路。

本发明有益的技术效果在于：

1. 在现有的转换电路的基础之上增加了升压电路， 使得转换电路最 大输出功率可达 4W~12W， 同时采用倍压整流滤波电路升压、 整 流和滤波， 使得电路运行稳定， 不会 LED发光体发生抖动、不亮 或者烧毁现象， 而结构却更加简单， 对输入的工频、 低频以及直 流电均能兼容转换。

2. 增加了 EMI滤波电路后， 能够对高频干扰信号产生抑制， 而且恒 流输出电路也能够对 EMI产生有效的抑制，能够将电磁干扰降至 最低。

3. 在升压整流滤波电路和恒流输出电路之间并联一压敏电阻后， 使 得在转换电路的输出端空载时， 恒流驱动芯片不至于因电流过大 而烧毁。

4. 通过设置电源转换器转接 LED灯，使得电源转换器突破了体积限 制， 在目前芯片集成度不高的情况下， 能够通过增加 EMI滤波电 路和升压电路，使得转换电路的最大输出功率可达 4W~12W， 而 且运行稳定。

【附图说明】

图 1为本发明实施例 1和实施例 2的立体结构示意图；

图 2为本发明实施例 1转换电路的电路图；

图 3为本发明实施例 2转换电路的电路图；

图 4为本发明实施例 3转换电路的电路图。

【具体实施方式】

本发明涉及一种用于转接 LED光源的电源转换器以及整合有该电源转换 器转换电路的 LED灯。 下面结合具体实施例和说明书附图对本发明作进一步 的阐述和说明：

实施例 1

如图 1 所示， 本实施例提供一种电源转换器， 该电源转换器包括外壳 1 和设置于外壳 1 内部的转换电路 2 (图中未视）， 所述电源转换器还包括输入 接头 3和输出接头 4， 所述输入接头 3连接外壳的输入端 11， 所述输出接头 4通过导线与外壳的输出端 12连接，所述输入接头 3设置有两针脚 31，所述 输出接头 4设置有两针孔 41。 所述转换电路的两输入端分别连接两针脚 31， 所述转换电路的两输出端分别连接两针孔 41。

如图 2所示， 所述转换电路 2包括 EMI滤波电路 21、升压整流滤波电路 22、 恒流输出电路 23。 所述 EMI滤波电路 21 由变压器 T1和电容 C1构成， 该变压器 T1包括两个电感， 电感 L1 的一端为 EMI滤波电路 21 的第一输入 端 211，所述 EMI滤波电路 21 的第一输出入端 211为转换电路 2的第一输入 端， 电感 L1 的另一端与升压整流滤波电路 22的第一输入端 221共同连接电 容 C1 的一端；电感 L2的一端为 EMI滤波电路 21 的第二输入端 212，该 EMI 滤波电路 21 的第二输入端 212为转换电路 2的第二输入端， 电感 L2的另一 端与升压整流滤波电路 22的第二输入端 222共同连接该电容 C1 的另一端。 所述升压整流滤波电路 22由四个整流二极管 D1、 D2、 D3、 D4和两个电容 C2、 C3构成， 整流二极管 D1 的正极和整流二极管 D2的负极共同连接该升 压整流滤波电路 22的第一输入端 221， 整流二极管 D3的正极和整流二极管 D4的负极共同连接该升压整流滤波电路的第二输入端 222， 整流二极管 D1 的负极和整流二极管 D3的负极共同连接电容 C2的正极， 整流二极管 D2的 负极和整流二极管 D4的正极共同连接电容 C3的负极， 电容 C2的负极和电 容 C3的正极共同连接该升压整流滤波电路 22的第二输入端 222; 升压整流 滤波电路 22的第一输出端 223连接电容 C2的正极， 升压整流滤波电路 22 的第二输出端 224连接电容 C3的负极。所述恒流输出电路 23由恒流驱动芯 片 IC1、 电阻 R1、 二极管 D5、 电感 L3和两串联连接的电容 C4、 C5构成， 恒流驱动芯片 IC1 的针脚 10与二极管 D5的正极相连， 该二极管 D5的负极 同时连接升压整流滤波电路 22的第一输出端 223和电阻 R1的一端和恒流驱 动芯片 IC1的针脚 20，该电阻 R1的另一端连接恒流驱动芯片 IC1的针脚 30， 恒流驱动芯片 IC1 的针脚 40连接升压整流滤波电路的第二输出端 224。所述 恒流驱动芯片 IC1还包括针脚 50， 该针脚 50用于获取 PWM信号， 所述电 感 L3的一端连接二极管 D5的正极，电感 L3的另一端连接在电容 C4和电容 C5之间，电容 C4和电容 C5的两头分别连接所述电阻 R1 的另一端和升压整 流滤波电路 22的第二输出端 224; 恒流输出电路 23的第一输出端 231与所 述电阻 R1 的另一端连接， 恒流输出电路 23的第二输出端 232连接在两电容 C4、 C5之间。 所述恒流输出电路 23的第一输出端 231为转换电路的第一输 出端， 所述恒流输出电路 23的第二输出端 232为转换电路的第二输出端。

当转换电路的输入端输入 6~12V高频交流电时， 电流经 EMI滤波电路 21后， EMI得到了抑制， 再经升压整流滤波电路 22后， 电压升高到 2倍以 上， 并且得到了整流滤波， 交流变成了稳定的直流， 形成的稳定直流电供给 恒流输出电路 23， 恒流驱动芯片 IC1通过调节电阻 R1 的阻值来改变输出的 电流， 该输出电流为恒定电流， 恒流驱动芯片 IC1、 二极管 D5和电感 L3构 成 buck降压电路， 使电压重新降到 6~12V， 电感 L3和电容 C4和电容 C5 构成的电路能够对 EMI进一步的抑制， 使电磁干扰降至最低。

所述升压整流滤波电路 22中， 整流二极管 D1、 D2和电容 C2、 C3构成 的升压电路起到倍压整流滤波的功能， 整流二极管 D3、 D4构成的电路起到 整流的功能。

本实施例提供的电源转换器不仅适用于 6~12V高频交流电转换， 还适用 于 6~12V工频、 低频交流电转换以及 12V~24V直流电转换， 输出最高功率 可达 12W， 最大电流可达 1 A。

实施例 2

在上述实施例中提供的电源转换器的转换电路空载时， 在电源转换器的 输入接头连接的电源没有保护电路情况下， 会出现恒流驱动芯片的电流过大 而烧毁， 所以在实施例 1 的基础之上， 所述的转换电路作了如下改进：

如图 3所示， 所述转换电路 2还包括压敏电阻 VR1 , 所述压敏电阻 VR1 的一端连接升压整流滤波电路 22的第一输出端 223， 该压敏电阻 VR1 的另 一端连接升压整流滤波电路 22的第二输出端 224。所述转换电路 2还包括连 分压电阻 FR1和 FR2,分压电阻 FR1 串联在 EMI滤波电路 21 的第一输入端 211， 第二分压电阻 FR2串联在恒流输出电路 23的第一输出端 231。

本实施例通过在升压整流滤波电路 22和恒流电路 23之间并联一压敏电 阻 VR1后， 使得在转换电路 2的输出端空载时， 压敏电阻起到分流的作用， 不至于因电流过大， 而使恒流驱动芯片烧毁。

实施例 3

本实施例提供一种 LED灯， 如图 4所示， 该 LED灯包括如实施例 1所 述的转换电路 2和 LED发光体组 5，转换电路的输出端连接 LED发光体组 5， 所述 LED发光体组 5为多个 LED发光体串、 并联构成。 所述 LED发光体租 50的额定功率为 4W~12W。 由于实施例提供的 LED灯的 LED发光体组和转 换电路是连接在一起的， 所以不会出现转换电路空载的情况， 无需增设压敏 电阻 VR1。

需要说明的是， 普通的技术人员针对上述的实施例还可以很容易的想到 其他的技术方案， 只要这些技术方案在本发明的构思范围内， 应等同于本专 利的技术方案， 属于本专利的保护范围。

Claims

权 利 要 求 书

1 . 一种电源转换器， 包括转换电路， 所述转换电路包括整流滤波电路、 与 整流滤波电路输出端连接的恒流输出电路， 其特征在于， 该转换电路还包括升 压电路， 用于将转换电路输入的电压升高后提供给恒流输出电路。

2. 根据权利要求 1所述的电源转换器， 其特征在于， 升压电路与整流滤波 电路组成升压整流滤波电路， 所述升压整流滤波电路的输出端与恒流输出电路 连接， 该升压整流滤波电路由四个整流二极管和两个电容组成， 第一整流二极 管的正极和第二整流二极管的负极共同连接该升压整流滤波电路的第一输入 端， 第三整流二极管的正极和第四整流二极管的负极共同连接该升压整流滤波 电路的第二输入端， 第一整流二极管的负极和第三整流二极管的负极共同连接 第一电容的正极， 第二整流二极管的正极和第四整流的正极共同连接第二电容 的负极， 第一电容的负极和第二电容的正极共同连接该升压整流滤波电路的第 二输入端； 升压整流滤波电路的第一输出端连接第一电容的正极， 升压整流滤 波电路的第二输出端连接第二电容的负极。

3. 根据权利要求 2所述的电源转换器， 其特征在于， 所述恒流输出电路由 一恒流驱动芯片、 一电阻和一二极管、 一电感和两串联连接电容组成， 恒流驱 动芯片的第一针脚与二极管的正极相连， 该二极管的负极同时连接升压整流滤 波电路的第一输出端和电阻的一端和恒流驱动芯片的第二针脚， 该电阻的另一 端连接恒流驱动芯片的第三针脚， 恒流驱动芯片的第四针脚连接升压整流滤波 电路的第二输出端， 所述电感的一端连接二极管的正极， 电感的另一端连接在 两电容之间， 两电容的两头分别连接所述电阻的另一端和升压整流滤波电路的 第二输出端； 恒流输出电路的第一输出端与所述电阻的另一端连接， 恒流输出 电路的第二输出端连接在两电容之间。

4. 根据权利要求 2或 3所述的电源转换器， 其特征在于， 所述转换电路还 权 利 要 求 书

包括与升压整流滤波电路的输入端相连的 EMI滤波电路， 所述 EMI滤波电路由 一变压器和一电容组成， 该变压器包括两个电感， 第一电感的输出端与升压整 流滤波电路的第一输入端共同连接电容的一端， 第二电感的输出端与升压整流 滤波电路的第二输入端共同连接该电容的另一端。

5. 根据权利要求 1 -4任一所述的电源转换器， 其特征在于， 所述转换电路 还包括一压敏电阻， 所述压敏电阻的一端连接在升压整流滤波电路的第一输出 端和恒流输出电路的第一输入端之间， 该压敏电阻的另一端连接在升压整流滤 波电路的第二输出端和恒流输出电路的第二输入端之间。

6. 根据权利要求 5所述的电源转换器， 其特征在于， 所述转换电路还包括 连分压电阻， 第一分压电阻串联在 EMI滤波电路的第一输入端， 第二分压电阻 串联在恒流输出电路的第一输出端。

7. 根据权利要求 3-6任一所述的电源转换器， 其特征在于， 所述恒流驱动 芯片还包括第五针脚， 该第五针脚用于获取 PWM信号。

8. 根据权利要求 1 -6任一所述的电源转换器， 其特征在于， 所述电源转换 器还包括外壳， 所述转换电路设置在外壳内， 所述电源转换器还包括输入接头 和输出接头， 所述输入接头连接外壳的输入端， 所述输出接头通过导线与外壳 的输出端连接， 所述输入接头设置有两针脚， 所述输出接头设置有两针孔。 所 述转换电路的两输入端分别连接两针脚， 所述转换电路的两输出端分别连接两 针孔。

9.一种 LED灯，包括转换电路以及多个 LED发光体串并联组成的 LED发 光体组， 所述转换电路的输出端连接 LED发光体组， 所述转换电路为权利要求 1 -4任一所述的转换电路。