專利名稱：Led恒流驅(qū)動(dòng)電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種高功率因數(shù)及高效率的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路裝置。
背景技術(shù)：
隨著LED燈具的逐步推廣，LED燈具的驅(qū)動(dòng)電源效率的提升成為燈具和電源制造商的新課題，同時(shí)為了保證電網(wǎng)安全運(yùn)行和減少對(duì)其它電器的干擾，功率因數(shù)的提高也必不可少。而這三者之間常常面臨無(wú)法同時(shí)兼顧的矛盾。目前市面上的LED恒流驅(qū)動(dòng)電源效率能達(dá)到93%以上的寥寥無(wú)幾，而同時(shí)功率因數(shù)能達(dá)到0. 93以上的就更是聞所未聞。因此， 在保證高功率因數(shù)的前提下，最大限度地提升效率就顯得非常有意義，每提升1%的效率， 就是降低1%的用電成本，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都是相當(dāng)可觀的。目前各種非隔離恒流電源的電路形式普遍采用單繞組充放電來(lái)給LED提供電流， 控制電路中不包含功率因數(shù)校正電路的需外加簡(jiǎn)易的校正電路，缺點(diǎn)是功率因數(shù)做不高； 而控制電路中包含功率因數(shù)校正電路的又由于電路結(jié)構(gòu)上只采用單繞組方式，對(duì)周圍器件要求高，無(wú)法最大限度地提升效率。本裝置采用內(nèi)含功率因數(shù)校正電路的控制芯片與雙繞組的非隔離變壓器組合使用，在保證功率因數(shù)的前提下，大大降低了對(duì)周圍器件技術(shù)要求， 在低成本的情況下輕松實(shí)現(xiàn)高效率。單品試驗(yàn)數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)交流220V輸入的條件下，功率因數(shù)大于0.96，效率最高達(dá)到95%。比常規(guī)恒流電源平均效率提高7個(gè)百分點(diǎn)。處于世界領(lǐng)先水平。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種高功率因數(shù)及高效率的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路裝置。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括電源VC1、整流濾波裝置、輸出電壓整流濾波及負(fù)載裝置、電流取樣及反饋裝置、PWM控制IC裝置以及自耦變壓器，所述的整流濾波裝置與交流電連接、整流濾波裝置輸出端a與輸出電壓整流濾波及負(fù)載裝置連接，輸出電壓整流濾波及負(fù)載裝置與電流取樣及反饋裝置相連，電流取樣及反饋裝置還分別與PWM 控制IC裝置以及自耦變壓器的輸入端①連接，PWM控制IC裝置通過(guò)MOS管Ql與自耦變壓器的輸出端③連接，電源VCl分別連接電流取樣及反饋裝置和PWM控制IC裝置，其特征在于輸出電壓整流濾波及負(fù)載裝置與自耦變壓器的負(fù)載能量輸出端②相連。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)為能夠在保證高功率因數(shù)(大于0. 96)的情況下為實(shí)現(xiàn)恒流電源的超高效率成為可能。以此電路結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，加上各部分電路的元件選擇及優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)大于95%的最高效率。

圖1為本實(shí)用新型的模塊圖。圖2為本實(shí)用新型的電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示本實(shí)用新型的通過(guò)下述模塊連接，它包括電源VC1、整流濾波裝置、輸出電壓整流濾波及負(fù)載裝置、電流取樣及反饋裝置、PWM控制IC裝置以及自耦變壓器，所述的整流濾波裝置與交流電連接、整流濾波裝置輸出端a與輸出電壓整流濾波及負(fù)載裝置連接，輸出電壓整流濾波及負(fù)載裝置與電流取樣及反饋裝置相連，電流取樣及反饋裝置還分別與PWM控制IC裝置以及自耦變壓器的輸入端①連接，PWM控制IC裝置通過(guò)MOS管Ql 與自耦變壓器的輸出端③連接，電源VCl分別連接電流取樣及反饋裝置和PWM控制IC裝置，其特征在于輸出電壓整流濾波及負(fù)載裝置與自耦變壓器的負(fù)載能量輸出端②相連。如圖2所示本實(shí)用新型的具體構(gòu)造如下輸出電壓整流濾波及負(fù)載裝置包括LED 燈、二極管Dl和電容Cl ；電流取樣及反饋裝置包括電阻R1、光耦I(lǐng)Cl ；PWM控制IC裝置包括電阻R2、功率因數(shù)校正控制IC ；LED燈的正極a端與電解電容Cl的正極以及二極管Dl的負(fù)極相連；LED燈的負(fù)極b端與電阻Rl的一端及光耦I(lǐng)Cl的輸入側(cè)二極管正極相連；取樣電阻Rl另一端c與電解電容的負(fù)極、ICl光耦輸入側(cè)二極管的負(fù)極及自耦變壓器Tl輸入端①相連；二極管Dl的正極與自耦變壓器Tl的負(fù)載能量輸出端②相連；自耦變壓器Tl的輸出端③與MOS管Ql的漏極D相連；MOS管的源極S接地，MOS管的柵極G接IC2的驅(qū)動(dòng)輸出OUT腳；IC2的電流反饋控制輸入端INV與電阻R2的一端f及光耦輸出側(cè)三極管的發(fā)射極相連；光耦輸出側(cè)三極管的集電極e與ICl的電源VCl及IC2的電源輸入端VCC相連； R2的另一端及IC2的接地端GND接地。其中本實(shí)用新型連接時(shí)還包括交流電整流、開(kāi)關(guān)電源初級(jí)輔助電源VCl ；交流電整流的輸出端與a點(diǎn)相連，開(kāi)關(guān)電源初級(jí)輔助電源VCl與開(kāi)關(guān)電源控制IC的電源端VCC相連。本實(shí)用新型的工作原理如下IC2輸出端子OUT輸出的方波處于高電平時(shí)，MOS管Ql導(dǎo)通，整流后的交流電經(jīng)過(guò)負(fù)載LED、取樣電阻R1、再進(jìn)入自耦變壓器的①腳從③腳流出給變壓器①-③繞組充電，當(dāng) IC2輸出端子OUT輸出的方波進(jìn)入低電平時(shí)，MOS管進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)，儲(chǔ)存在線圈1-3繞組的能量通過(guò)①-②繞組輸出經(jīng)過(guò)Dl整流、Cl濾波后給LED負(fù)載提供電流，完成一次能量轉(zhuǎn)換動(dòng)作；當(dāng)流經(jīng)取樣電阻的電流在Rl上產(chǎn)生的電壓大于光耦初級(jí)二極管的導(dǎo)通電壓時(shí)，電流流過(guò)光耦的初級(jí)側(cè)二極管，導(dǎo)致光耦次級(jí)側(cè)的光敏三極管導(dǎo)通，在R2上產(chǎn)生一個(gè)反饋電壓輸入給IC2的反饋輸入端，縮短OUT端輸出方波的高電平時(shí)間，減少輸送給變壓器的能量， 從而降低LED負(fù)載的電流，反之將增加IC2的OUT端輸出方波的高電平時(shí)間，增加輸送給變壓器的能量，從而提高LED負(fù)載的電流，實(shí)現(xiàn)LED負(fù)載流過(guò)電流的恒定控制。到此本裝置動(dòng)作完成。裝置產(chǎn)生節(jié)能效果的原理通過(guò)小電流向高阻大電感充電，然后通過(guò)低內(nèi)阻小電感向負(fù)載放電，大大減少充、放電時(shí)的損耗，提高能量轉(zhuǎn)換效率。由于對(duì)LED負(fù)載電流進(jìn)行直接采樣，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、精確、及時(shí)地控制，電流穩(wěn)定性極佳，紋波小，而且Dl和Ql的截止期間反向電壓大大降低，可選用的低損耗器件大大增加，即降低了成本又大大提升了效率。其中開(kāi)關(guān)恒流電源的輔助電源VC1、整流電路、IC2為現(xiàn)有常見(jiàn)的技術(shù)，輔助電源一般可以為一組電源，也可以是兩個(gè)獨(dú)立的輔助電源分別連接IC2和光耦I(lǐng)Cl的輸出側(cè)的 e端；輔助電源即可以在自耦變壓器上增加輔助繞組經(jīng)整流濾波后產(chǎn)生，也可以從整流后的高壓降壓后得到；整流電路可以是單個(gè)整流二極管的半波整流，也可以是橋式整流電路； IC2電源控制IC可以是獨(dú)立的具有功率因數(shù)校正功能的控制IC，也可以是與功率晶體管集成在一起的模組器件。另外，上述電路中的電流取樣和采用光耦的反饋方式為常規(guī)方法，實(shí)際使用中也可采用其它電流取樣方法，光耦也可以采用其它有隔離功能的耦合器件如微型耦合變壓器，但上述改變均不影響本實(shí)用新型采用后的效果。同時(shí)效率能否提高到滿意的程度，還取決于專利使用者的經(jīng)驗(yàn)和精細(xì)調(diào)試。
權(quán)利要求1.一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電路裝置，它包括電源VC1、整流濾波裝置、輸出電壓整流濾波及負(fù)載裝置、電流取樣及反饋裝置、PWM控制IC裝置以及自耦變壓器，所述的整流濾波裝置與交流電連接、整流濾波裝置輸出端a與輸出電壓整流濾波及負(fù)載裝置連接，輸出電壓整流濾波及負(fù)載裝置與電流取樣及反饋裝置相連，電流取樣及反饋裝置還分別與PWM控制 IC裝置以及自耦變壓器的輸入端①連接，PWM控制IC裝置通過(guò)MOS管Ql與自耦變壓器的輸出端③連接，電源VCl分別連接電流取樣及反饋裝置和PWM控制IC裝置，其特征在于 輸出電壓整流濾波及負(fù)載裝置與自耦變壓器的負(fù)載能量輸出端②相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路裝置，其特征在于輸出電壓整流濾波及負(fù)載裝置包括LED燈、二極管Dl和電容Cl ；電流取樣及反饋裝置包括電阻R1、光耦I(lǐng)Cl ；PWM 控制IC裝置包括電阻R2、功率因數(shù)校正控制IC ；LED燈的正極a端與電解電容Cl的正極以及二極管Dl的負(fù)極相連；LED燈的負(fù)極b端與電阻Rl的一端及光耦I(lǐng)Cl的輸入側(cè)二極管正極相連；取樣電阻Rl另一端c與電解電容的負(fù)極、ICl光耦輸入側(cè)二極管的負(fù)極及自耦變壓器Tl輸入端①相連；二極管Dl的正極與自耦變壓器Tl的負(fù)載能量輸出端②相連； 自耦變壓器Tl的輸出端③與MOS管Ql的漏極D相連；MOS管的源極S接地，MOS管的柵極 G接IC2的驅(qū)動(dòng)輸出OUT腳；IC2的電流反饋控制輸入端INV與電阻R2的一端f及光耦輸出側(cè)三極管的發(fā)射極相連；光耦輸出側(cè)三極管的集電極e與ICl的電源VCl及IC2的電源輸入端VCC相連；R2的另一端及IC2的接地端GND接地。
專利摘要本實(shí)用新型的為一種高功率因數(shù)及高效率的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路裝置。它包括電源VC1、整流濾波裝置、輸出電壓整流濾波及負(fù)載裝置、電流取樣及反饋裝置、PWM控制IC裝置以及自耦變壓器，所述的整流濾波裝置與交流電連接、整流濾波裝置輸出端a與輸出電壓整流濾波及負(fù)載裝置連接，輸出電壓整流濾波及負(fù)載裝置與電流取樣及反饋裝置相連，電流取樣及反饋裝置還分別與PWM控制IC裝置以及自耦變壓器的輸入端①連接，PWM控制IC裝置通過(guò)MOS管Q1與自耦變壓器的輸出端③連接，電源VC1分別連接電流取樣及反饋裝置和PWM控制IC裝置，其特征在于輸出電壓整流濾波及負(fù)載裝置與自耦變壓器的負(fù)載能量輸出端②相連。本實(shí)用新型能夠在保證高功率因數(shù)(大于0.96)的情況下為實(shí)現(xiàn)恒流電源的超高效率成為可能。以此電路結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，加上各部分電路的元件選擇及優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)大于95%的最高效率。
文檔編號(hào)H05B37/02GK201967215SQ20112004810
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者黃敏 申請(qǐng)人:福州凡普科技有限公司