專利名稱：發(fā)光二極管光源驅(qū)動(dòng)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用在大功率半導(dǎo)體的發(fā)光二極管光源驅(qū)動(dòng)電源。
背景技術(shù)：
隨著大功率半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)光源的大量使用，其節(jié)能、環(huán)保、高光效、超 長壽命的新型照明光源，在全球環(huán)境污染加重和不可再生能源的日趨枯竭的情況下，已引 起世界各國的普遍關(guān)注，尤其是歐、美、亞洲發(fā)達(dá)國家的高度重視，與此同時(shí)高效、節(jié)能、環(huán) 保的LED光源也被大量運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)生活各個(gè)領(lǐng)域中，各家照明企業(yè)都爭項(xiàng)開發(fā)此類光源和 驅(qū)動(dòng)電源，因半導(dǎo)體發(fā)光二極管的特殊驅(qū)動(dòng)工作方式，在其電源驅(qū)動(dòng)上有著苛刻的要求，其 電源好壞直接影響到LED的節(jié)能效果和使用壽命。驅(qū)動(dòng)電源的好壞直接決定著對(duì)LED使用效果，由于LED市場近幾年的突飛猛進(jìn)，和 國際上還未針對(duì)此類電源的專項(xiàng)強(qiáng)制檢測標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，導(dǎo)致此類電源質(zhì)量上良莠不齊，劣質(zhì) 電源的使用導(dǎo)致LED的光衰嚴(yán)重、壽命縮短，致使LED失去真正的使用價(jià)值，形成“節(jié)能不節(jié) 錢”的局面。目前LED驅(qū)動(dòng)電源產(chǎn)品盛多，大都以IC控制為主，國內(nèi)外多家IC公司相繼推 出各類驅(qū)動(dòng)電源的IC線路，大多以經(jīng)濟(jì)實(shí)用爭搶市場為主，其設(shè)計(jì)的電源有恒壓型、恒流 型、恒壓恒流混合型，低功率因數(shù)PF 0. 4-0. 6左右，高諧波含量THD 大于100，這類電源工 作時(shí)對(duì)電網(wǎng)干擾較大，輸出電流不干凈，電流紋波較高，電壓，電流恒定效果較差，使LED工 作達(dá)不到理想狀態(tài)，有些較好的企業(yè)為了克服這些通過載入功率因數(shù)校正線路，輸出采用 IC檢測控制輸出電壓電流的恒定從而達(dá)到理想的工作條件，但這種電源設(shè)計(jì)出來成本較高 不易大批量運(yùn)用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種適應(yīng)負(fù)載能力好， 實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)(PF)和低諧波失真(THD)、做到LED的真正節(jié)能、環(huán)保、超長壽命效果的一 種發(fā)光二極管光源驅(qū)動(dòng)電源。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的一種發(fā)光二極管光源驅(qū)動(dòng)電源，包括EMI 輸入抑制電路、輸入整流濾波電路、PFC與直流轉(zhuǎn)換電路、IC輔助供電電路、輸出整流濾波 單元、恒壓與恒流輸出反饋控制電路，其特征是EMI輸入抑制電路由CXl ；Ll ；CX2;L2組 成，濾除電網(wǎng)雜波后的輸出電信號(hào)連接到輸入整流濾波電路的2-1腳和2-3腳進(jìn)行整流通 過Cl濾波；整流濾波后的直流電連接到隔離變壓器的初級(jí)7-6端和7-5端；再連接到PFC 與直流轉(zhuǎn)換電路中的VI，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)效正和直流轉(zhuǎn)換，同時(shí)連接到IC輔助供電電路，經(jīng) 隔離變壓器的耦合到副線組7-3端和7-4端進(jìn)行整流濾波后連到PFC與直流轉(zhuǎn)換電路中的 電網(wǎng)功率因數(shù)校正芯片ICl的VDD腳為其供電；通過功率開關(guān)管Vl的截止與導(dǎo)通，和線路 中的隔離變壓器繞組線圈進(jìn)行磁能和電能的轉(zhuǎn)換，由隔離變壓器的7-2端和7-1端連接到 輸出整流濾波單元，進(jìn)行整流濾波后通過恒壓與恒流輸出反饋控制電路給負(fù)載工作；恒壓 與恒流輸出反饋控制電路連接到輸出整流濾波單元的輸出端進(jìn)行分壓取樣，通過光電耦合器IC2對(duì)輸出端工作狀況進(jìn)行檢測，并反饋到電網(wǎng)功率因數(shù)校正芯片ICl的1腳和2腳進(jìn) 行誤差放大檢測，控制輸出電流電壓恒定輸出。所述的電網(wǎng)功率因數(shù)校正芯片ICl是FAN7527電網(wǎng)功率因數(shù)校正芯片；所述的隔 離變壓器是EF20型隔離變壓器。在電源的輸出與輸入端采用完全隔離方式，也就是利用高頻變壓器的初級(jí)、次級(jí) 線圈繞組進(jìn)行磁能與電能的轉(zhuǎn)化，將在初級(jí)產(chǎn)生的磁能經(jīng)過耦合到次級(jí)進(jìn)行整流濾波輸 出，經(jīng)取樣檢測通過光電耦合器IC2對(duì)輸出端工作狀況進(jìn)行檢測，反饋到前級(jí)電網(wǎng)功率因 數(shù)校正芯片ICl中的誤差放大器進(jìn)行檢測控制。在恒壓與恒流輸出反饋控制電路中，輸出利用V2、V3、V4三個(gè)三端分流基準(zhǔn)源和 光電耦合器IC2通過精密電阻分壓檢測輸出狀態(tài)的變化反饋到ICl控制端對(duì)輸出進(jìn)行檢 測，調(diào)整輸出達(dá)到所需負(fù)載工作狀態(tài)。當(dāng)有輸出短路、過電壓、過電流時(shí)使電路處于關(guān)閉工 作的保護(hù)狀態(tài)，不損壞負(fù)載和電路本身。并能實(shí)現(xiàn)負(fù)載接入不同的檢測而提供合適的電壓 和電流的恒定。在此，V2、V3、V4采用TL431，光電耦合器IC2采用PC817。本實(shí)用新型采用FAN7527電網(wǎng)功率因數(shù)校正芯片、輸出與輸入端采用變壓器初、 次級(jí)線圈繞組完全隔離方式，利用輸出反饋控制電路對(duì)輸出負(fù)載電流與電壓的變化進(jìn)行檢 測并反饋到FAN7527的誤差放大器進(jìn)行比較檢測控制，以完成電壓控制環(huán)路的穩(wěn)定性；所 述的FAN7527控制電路是由FAN7527組成單級(jí)功率因數(shù)PFC校正和直流轉(zhuǎn)換線路組成，該 電路設(shè)計(jì)采用了反激式電源工作方式，因反激拓?fù)渚哂泻芨叩姆逯惦娏?，其后?jí)設(shè)計(jì)成高 頻變壓器，因FAN7527能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)功率因數(shù)校正，使功率因數(shù)達(dá)到0. 95以上，在其內(nèi)部乘法 器單元中，嵌入了諧波失真THD優(yōu)化專用線路，該電路能處理AC輸入電壓過零附近積聚的 能量，從而使輸入整流VD1-4之后的高頻濾波器電容Cl得以充分放電，以減小交越失真，大 大降低了電流總諧波。通過功率開關(guān)管Vl的截止與導(dǎo)通，和線路中的隔離變壓器繞組線圈 進(jìn)行磁能和電能的轉(zhuǎn)換，輸送整流濾波后給負(fù)載工作，利用LED本身的伏安特性，使用三端 穩(wěn)壓器V2、V3、V4的精確檢測，精密電阻分壓來檢測負(fù)載的變化；輸出電壓可檢測LED串聯(lián) 個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)2. 5V-24V的變化，通過光電耦合器IC2反饋到FAN7527的INV腳進(jìn)行誤差檢測，進(jìn) 一步控制功率開關(guān)管Vl的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)輸出電壓、電流的恒定。對(duì)輸出有短路、過電壓、 過電流等異常情況有良好的保護(hù)作用，停止線路工作。本實(shí)用新型提供的發(fā)光二極管光源驅(qū)動(dòng)電源，采用美國飛兆半導(dǎo)體公司的一款 FAN7527這款典型的電網(wǎng)功率因數(shù)校正芯片，具有較高的性價(jià)比，可實(shí)現(xiàn)輸入寬電壓工作狀 態(tài)，F(xiàn)AN7527電網(wǎng)功率因數(shù)校正芯片原本是作為升壓電路來校正功率因數(shù)，本實(shí)用新型拓 展了他的使用方法，不但實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)的校正目的，且充分利用固有的特性組成高效精準(zhǔn) 的輸出，達(dá)到恒壓、恒流的效果，這種高效驅(qū)動(dòng)電源，因IC本身集成了功率因數(shù)預(yù)轉(zhuǎn)換，和 DC-DC直流轉(zhuǎn)換結(jié)合在一起，從而節(jié)約了外圍組件，和磁性器件的數(shù)量。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)還在于由于采用功率因子校正IC和精確的輸出檢測電路控 制，從而實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)，低電流總諧波，高轉(zhuǎn)換效率，負(fù)載變化的檢測，精準(zhǔn)的恒流效果， 使其負(fù)載工作于最佳狀態(tài)。本實(shí)用新型提供的發(fā)光二極管光源驅(qū)動(dòng)電源，適應(yīng)負(fù)載能力好，是節(jié)省電能提高 效率的一種開關(guān)電源，具有高功率因數(shù)(PF)和低諧波失真(THD)；并具有轉(zhuǎn)化效率高；實(shí)現(xiàn)
4輸出電壓隨負(fù)載變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，且電流恒定的LED驅(qū)動(dòng)電源。使LED達(dá)到最佳工作狀態(tài)，實(shí) 現(xiàn)LED的真正節(jié)能、環(huán)保、超長壽命的效果。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施電路原理框圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)例電路原理圖。其中EMI輸入抑制電路1、輸入整流濾波電路2、PFC與直流轉(zhuǎn)換電路3、IC輔助 供電電路4、輸出整流濾波單元5、恒壓與恒流輸出反饋控制電路6、恒壓與恒流輸出控制電 路6-1、光耦反饋電路6-2、隔離變壓器7。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。實(shí)施例如圖1、圖2所示本實(shí)施例提供的一種發(fā)光二極管光源驅(qū)動(dòng)電源，包括EMI輸入 抑制電路1、輸入整流濾波電路2、PFC與直流轉(zhuǎn)換電路3、IC輔助供電電路4、輸出整流濾波 單元5、恒壓與恒流輸出反饋控制電路6，EMI輸入抑制電路1由CXl ；Ll ；CX2 ；L2組成，濾除 電網(wǎng)雜波后的輸出電信號(hào)連接到輸入整流濾波電路2的2-1腳和2-3腳進(jìn)行整流通過Cl濾 波；整流濾波后的直流電連接到隔離變壓器7的初級(jí)7-6端和7-5端；再連接到PFC與直流 轉(zhuǎn)換電路3中的VI，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)效正和直流轉(zhuǎn)換，同時(shí)連接到IC輔助供電電路4，經(jīng)隔離 變壓器7的耦合到副線組7-3端和7-4端進(jìn)行整流濾波后連到PFC與直流轉(zhuǎn)換電路3中的 電網(wǎng)功率因數(shù)校正芯片ICl的VDD腳為其供電；通過功率開關(guān)管Vl的截止與導(dǎo)通，和線路 中的隔離變壓器繞組線圈進(jìn)行磁能和電能的轉(zhuǎn)換，由隔離變壓器7的7-2端和7-1端連接 到輸出整流濾波單元5，進(jìn)行整流濾波后通過恒壓與恒流輸出反饋控制電路6給負(fù)載工作； 恒壓與恒流輸出反饋控制電路6連接到輸出整流濾波單元5的輸出端進(jìn)行分壓取樣，通過 光電耦合器IC2對(duì)輸出端工作狀況進(jìn)行檢測，并反饋到電網(wǎng)功率因數(shù)校正芯片ICl的1腳 和2腳進(jìn)行誤差放大檢測，控制輸出電流電壓恒定輸出。在此，恒壓與恒流輸出反饋控制電 路6包括恒壓與恒流輸出控制電路6-1和光耦反饋電路6-2、所述的電網(wǎng)功率因數(shù)校正芯片ICl是FAN7527電網(wǎng)功率因數(shù)校正芯片；所述的隔 離變壓器7是EF20型隔離變壓器。在電源的輸出與輸入端采用完全隔離方式，也就是利用高頻變壓器7的初級(jí)、次 級(jí)線圈繞組進(jìn)行磁能與電能的轉(zhuǎn)化，將在初級(jí)產(chǎn)生的磁能經(jīng)過耦合到次級(jí)進(jìn)行整流濾波輸 出，經(jīng)取樣檢測通過光電耦合器IC2對(duì)輸出端工作狀況進(jìn)行檢測，反饋到前級(jí)電網(wǎng)功率因 數(shù)校正芯片ICl中的誤差放大器進(jìn)行檢測控制。在恒壓與恒流輸出反饋控制電路6中，輸出利用V2、V3、V4三個(gè)三端分流基準(zhǔn)源 和光電耦合器IC2通過精密電阻分壓檢測輸出狀態(tài)的變化反饋到ICl控制端對(duì)輸出進(jìn)行檢 測，調(diào)整輸出達(dá)到所需負(fù)載工作狀態(tài)。當(dāng)有輸出短路、過電壓、過電流時(shí)使電路處于保護(hù)狀 態(tài)，不損壞負(fù)載和電路。并能實(shí)現(xiàn)負(fù)載接入不同的檢測而提供合適的電壓和電流的恒定。在 此，V2、V3、V4采用TL431，光電耦合器IC2采用PC817。本實(shí)施例采用FAN7527電網(wǎng)功率因數(shù)校正芯片、輸出與輸入端采用變壓器初、次級(jí)線圈繞組完全隔離方式，利用輸出反饋控制電路對(duì)輸出負(fù)載電流與電壓的變化進(jìn)行檢測 反饋到FAN7527的誤差放大器進(jìn)行比較檢測控制，以完成電壓控制環(huán)路的穩(wěn)定性；所述的 FAN7527控制電路是由FAN7527組成單級(jí)功率因數(shù)PFC校正和直流轉(zhuǎn)換線路組成，該電路設(shè) 計(jì)采用了反激式電源工作方式，因反激拓?fù)渚哂泻芨叩姆逯惦娏鳎浜蠹?jí)設(shè)計(jì)成高頻變壓 器，因FAN7527能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)功率因數(shù)校正，使功率因數(shù)達(dá)到0. 95以上，在其內(nèi)部乘法器單元 中，嵌入了諧波失真THD優(yōu)化專用線路，該電路能處理AC輸入電壓過零附近積聚的能量，從 而使輸入整流VD1-4之后的高頻濾波器電容Cl得以充分放電，以減小交越失真，大大降低 了電流總諧波。通過功率開關(guān)管Vl的截止與導(dǎo)通，和線路中的隔離變壓器繞組線圈進(jìn)行磁 能和電能的轉(zhuǎn)換，輸送整流濾波后供給負(fù)載工作，利用LED本身的伏安特性，使用三端穩(wěn)壓 器V2、V3、V4的精確檢測，精密電阻分壓來檢測負(fù)載的變化；輸出電壓可檢測LED串聯(lián)個(gè)數(shù) 實(shí)現(xiàn)2. 5V-24V的變化，通過光電耦合器IC2反饋到FAN7527的INV腳進(jìn)行誤差檢測，進(jìn)一 步控制功率開關(guān)管Vl的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)輸出電壓、電流的恒定。對(duì)輸出有短路、過電壓、過 電流等異常情況有良好的保護(hù)線路，停止線路工作。 如圖2所示工作時(shí)，通過對(duì)電網(wǎng)輸入的電源，進(jìn)行整流濾波后為ICl提供電源，使 ICl進(jìn)入工作狀態(tài)，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行PFC功率因數(shù)校正，從而提高功率因數(shù)，降低電流總諧波失 真，同時(shí)ICl通過驅(qū)動(dòng)使連接的開關(guān)管Vl工作，Vl可采用MOSFET管，通過線路中的高頻變 壓器7的繞組線圈進(jìn)行磁能和電能的轉(zhuǎn)換，輸出整流濾波后給負(fù)載工作，后級(jí)三端分流基 準(zhǔn)源和光耦I(lǐng)C2反饋到ICl誤差放大器，對(duì)電壓和電流進(jìn)行檢測，利用發(fā)光二極管LED伏安 特性使輸出電壓恒定在標(biāo)準(zhǔn)值上，并讓電流按設(shè)計(jì)要求恒定，可根據(jù)負(fù)載串聯(lián)數(shù)量來提供 需要恒定電壓，后級(jí)通過整流濾波和串聯(lián)電感L3對(duì)電流濾波，有效降低電流紋波。輸出電 壓范圍可實(shí)現(xiàn)2. 5-24V,輸出電流可根據(jù)負(fù)載設(shè)置恒流，其恒流精度達(dá)到士 2%，PF > 0. 95， 電源工作轉(zhuǎn)換效率達(dá)到85%以上，可滿足單個(gè)或多個(gè)LED負(fù)載串聯(lián)使用，較高的恒流精度 保證了發(fā)光二極管的正常工作和達(dá)到發(fā)光亮度的一致性。
權(quán)利要求1.一種發(fā)光二極管光源驅(qū)動(dòng)電源，包括EMI輸入抑制電路(1)、輸入整流濾波電路(2)、 PFC與直流轉(zhuǎn)換電路(3)、IC輔助供電電路G)、輸出整流濾波單元(5)、恒壓與恒流輸出反 饋控制電路(6)，其特征是EMI輸入抑制電路(1)由CXl ；Ll ；CX2 ；L2組成，濾除電網(wǎng)雜波 后的輸出電信號(hào)連接到輸入整流濾波電路( 的2-1腳和2-3腳進(jìn)行整流通過Cl濾波；整 流濾波后的直流電連接到隔離變壓器(7)的初級(jí)7-6端和7-5端；再連接到PFC與直流轉(zhuǎn)換 電路(3)中的VI，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)效正和直流轉(zhuǎn)換，同時(shí)連接到IC輔助供電電路0)，經(jīng)隔離 變壓器(7)的耦合到副線組7-3端和7-4端進(jìn)行整流濾波后連到PFC與直流轉(zhuǎn)換電路(3) 中的電網(wǎng)功率因數(shù)校正芯片ICl的VDD腳為其供電；通過功率開關(guān)管Vl的截止與導(dǎo)通，和 線路中的隔離變壓器繞組線圈進(jìn)行磁能和電能的轉(zhuǎn)換，由隔離變壓器(7)的7-2端和7-1 端連接到輸出整流濾波單元(5)，進(jìn)行整流濾波后通過恒壓與恒流輸出反饋控制電路(6) 給負(fù)載工作；恒壓與恒流輸出反饋控制電路(6)連接到輸出整流濾波單元(5)的輸出端進(jìn) 行分壓取樣，通過光電耦合器IC2對(duì)輸出端工作狀況進(jìn)行檢測，并反饋到電網(wǎng)功率因數(shù)校 正芯片ICl的1腳和2腳進(jìn)行誤差放大檢測，控制輸出電流電壓恒定輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管光源驅(qū)動(dòng)電源，其特征是電網(wǎng)功率因數(shù)校正芯片 ICl是FAN7527電網(wǎng)功率因數(shù)校正芯片；所述的隔離變壓器(7)是EF20型隔離變壓器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管光源驅(qū)動(dòng)電源，其特征是在電源的輸出與輸 入端采用完全隔離方式，也就是利用高頻變壓器(7)的初級(jí)、次級(jí)線圈繞組進(jìn)行磁能與電 能的轉(zhuǎn)化，將在初級(jí)產(chǎn)生的磁能經(jīng)過耦合到次級(jí)進(jìn)行整流濾波輸出，經(jīng)取樣檢測通過光電 耦合器IC2對(duì)輸出端工作狀況進(jìn)行檢測，反饋到前級(jí)電網(wǎng)功率因數(shù)校正芯片ICl中的誤差 放大器進(jìn)行檢測控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管光源驅(qū)動(dòng)電源，其特征是在恒壓與恒流輸出 反饋控制電路(6)中，輸出利用V2、V3、V4三個(gè)三端分流基準(zhǔn)源和光電耦合器IC2通過精密 電阻分壓檢測輸出狀態(tài)的變化反饋到ICl控制端對(duì)輸出進(jìn)行檢測，調(diào)整輸出達(dá)到所需負(fù)載 工作狀態(tài)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種發(fā)光二極管光源驅(qū)動(dòng)電源，包括EMI輸入抑制電路、輸入整流濾波電路、PFC與直流轉(zhuǎn)換電路、IC輔助供電電路、輸出整流濾波單元、恒壓與恒流輸出反饋控制電路，EMI輸入抑制電路由CX1；L1；CX2；L2組成，濾除電網(wǎng)雜波后的輸出電信號(hào)連接到輸入整流濾波電路進(jìn)行整流通過C1濾波；整流濾波后的直流電連接到隔離變壓器；再連接到PFC與直流轉(zhuǎn)換電路中的V1，同時(shí)連接到IC輔助供電電路，經(jīng)隔離變壓器的耦合到副線組進(jìn)行整流濾波后連到PFC與直流轉(zhuǎn)換電路中的電網(wǎng)功率因數(shù)校正芯片IC1為其供電。本實(shí)用新型適應(yīng)負(fù)載能力好；并具有轉(zhuǎn)化效率高；實(shí)現(xiàn)輸出電壓隨負(fù)載變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，且電流恒定的LED驅(qū)動(dòng)電源。
文檔編號(hào)H02M3/335GK201910951SQ20102061521
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者俞才龍, 王水平, 袁良文 申請(qǐng)人:寧波龍?jiān)凑彰麟娖饔邢薰?br>