一種高效率小功率led燈驅(qū)動(dòng)電源的制作方法
【專利摘要】一種高效率小功率LED燈驅(qū)動(dòng)電源，它由EMI濾波電路、整流濾波電路和恒流驅(qū)動(dòng)電路組成，其連接關(guān)系如附圖所示。EMI濾波電路是由電感和電容組成的低通濾波電路。整流濾波電路是由橋式整流器和電容組成的市電整流濾波電路。恒流驅(qū)動(dòng)電路由集成電路芯片PT4203、電阻、電容、開關(guān)變壓器、二極管和功率MOS管組成，輸出電流為320mA，輸出電壓為22V，輸出功率為7W，工作頻率為60kHz，變換效率大于84%，具有逐周期過(guò)流保護(hù)，負(fù)載短路、負(fù)載開路、反饋通路開路及內(nèi)部過(guò)溫關(guān)斷等保護(hù)功能。其積極效果在于：電路簡(jiǎn)單、成本低、體積小、重量輕、效率高、保護(hù)功能完善，使用壽命長(zhǎng)。
【專利說(shuō)明】—種高效率小功率LED燈驅(qū)動(dòng)電源【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及LED驅(qū)動(dòng)電源【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高效率小功率LED燈驅(qū)動(dòng)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]照明是人類消耗能源的重要方面，在電能消耗中，發(fā)達(dá)國(guó)家照明用電占發(fā)電總量的比例是19%，我國(guó)也達(dá)到10%。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國(guó)的照明用電將有大比例的提高，因此綠色節(jié)能照明的研究越來(lái)越受到重視。與現(xiàn)行照明設(shè)備比較，LED照明有眾多突出優(yōu)點(diǎn)。①發(fā)光效率高，耗能少，而且光的單色性好、光譜窄。在同樣的照明效果下，LED的耗電量是白熾燈泡的八分之一，熒光燈管的二分之一。②使用壽命長(zhǎng)，LED的使用壽命可以長(zhǎng)達(dá)近十萬(wàn)小時(shí)，而白熾燈一般為1000~2000小時(shí)，熒光燈為6000~8000小時(shí)。③安全環(huán)保，LED為全固態(tài)發(fā)光體，耐震、耐沖擊，而且發(fā)熱量低，無(wú)熱輻射，無(wú)污染。④啟動(dòng)時(shí)間短，LED的響應(yīng)時(shí)間只有幾十納秒，因此適合用在一些需要快速響應(yīng)的場(chǎng)合。⑤體積小，LED有小型化，平面化，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)的特點(diǎn)。LED技術(shù)發(fā)展迅速，現(xiàn)在白光LED的發(fā)光效率已突破1001m/W。然而，LED的輸出光流明數(shù)和波長(zhǎng)同PN結(jié)的溫度以及電流密切相關(guān)，常規(guī)的驅(qū)動(dòng)電路，如電容降壓電路和開關(guān)穩(wěn)壓電路，將引起LED的提前老化，不能有效滿足LED照明驅(qū)動(dòng)的要求。LED燈必須依賴于專用驅(qū)動(dòng)電源提供恒定電流點(diǎn)燃工作，以免電壓波動(dòng)導(dǎo)致電流增大而將LED損壞。因此，必須設(shè)計(jì)恒流驅(qū)動(dòng)電源充分滿足LED工作所需的驅(qū)動(dòng)要求，從而最大限度的發(fā)揮LED的性能，減少故障率。然而，現(xiàn)有的各種LED燈驅(qū)動(dòng)電源電路成本高，性價(jià)比低，影響了 LED燈的推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有LED燈驅(qū)動(dòng)電源的不足，本實(shí)用新型公開一種高效率小功率LED燈驅(qū)動(dòng)電源。該驅(qū)動(dòng)電源電路簡(jiǎn)單、成本低、體積小、重量輕、效率高、保護(hù)功能完善，使用壽命長(zhǎng)，可廣泛應(yīng)用于小功率LED燈驅(qū)動(dòng)電源領(lǐng)域。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:本實(shí)用新型由EMI濾波電路、整流濾波電路和恒流驅(qū)動(dòng)電路組成。EMI濾波電路的輸入端接交流市電電源，輸出端接整流濾波電路的輸入端；恒流驅(qū)動(dòng)電路的輸入端接整流濾波電路的輸出端，輸出端接LED燈。恒流驅(qū)動(dòng)電路由集成電路芯片PT4203，電阻Rl~R4，電容C3~C7，開關(guān)變壓器Tl，二極管Dl、D2和功率MOS管Ql組成。Rl與C3串聯(lián)，Rl與C3的連接點(diǎn)接PT4203的5腳START端和Ql的柵極。R2與C5并聯(lián)的一個(gè)連接點(diǎn)接Dl的負(fù)極，另一個(gè)連接點(diǎn)和Dl的正極分別與Tl初級(jí)繞組的兩端相連接。Ql的漏極接Dl的正極，源極接PT4203的I腳SW端。R3與R4串聯(lián)，一端接Tl取樣繞組的一端，另一端接地，R3與R4的連接點(diǎn)接PT4203的3腳FB端，取樣繞組的另一端接地。PT4203的4腳VCC端經(jīng)C4接地，2腳GND端接地。Tl輸出繞組的一端接D2的正極，另一端接C6負(fù)極，C6正極與D2的負(fù)極相連接。電阻R3和R4分別設(shè)計(jì)為62K Ω和6.2K Ω，恒流驅(qū)動(dòng)電路的輸出電流為320mA，輸出電壓為22V，輸出功率為7W，工作頻率為60kHz。
[0005]本實(shí)用新型的積極效果在于:電路簡(jiǎn)單、成本低、體積小、重量輕、效率高、保護(hù)功能完善，使用壽命長(zhǎng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1為本實(shí)用新型的方框圖。
[0007]圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]如附圖1所示，本實(shí)用新型由依次順序連接的EMI濾波電路、整流濾波電路和恒流驅(qū)動(dòng)電路組成。
[0009]如附圖2所示。
[0010]EMI濾波電路是由電感LI和電容Cl組成的低通濾波電路，可抑制市電電源與驅(qū)動(dòng)電源之間的高頻電磁干擾。VRl為輸入浪涌電壓吸收壓敏電阻。
[0011]整流濾波電路是由橋式整流器BDl和電容C2組成的市電整流濾波電路。對(duì)輸入的85V?265V市電電壓整流濾波，得到約IlOV?360V的直流電壓，為驅(qū)動(dòng)電源供電。
[0012]恒流驅(qū)動(dòng)電路由集成電路芯片PT4203，電阻Rl?R4，電容C3?C7，開關(guān)變壓器Tl，二極管Dl、D2和功率MOS管Ql組成。輸出電流為320mA，輸出電壓為22V，輸出功率為7W。具有逐周期過(guò)流保護(hù)，負(fù)載短路，負(fù)載開路，反饋通路開路及內(nèi)部過(guò)溫關(guān)斷等保護(hù)功能。整個(gè)LED燈驅(qū)動(dòng)電源包括PT4203在內(nèi)僅使用19個(gè)元器件，元器件數(shù)量少，電路簡(jiǎn)單、成本低、體積小、重量輕。
[0013]本實(shí)用新型使用的PT4203是針對(duì)小功率照明應(yīng)用而優(yōu)化設(shè)計(jì)的LED驅(qū)動(dòng)器，基于反激式電路架構(gòu)設(shè)計(jì)，可在通用AC輸入電壓范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)7W LED負(fù)載。優(yōu)化設(shè)計(jì)的電流補(bǔ)償功能可保證在85V?265VAC輸入電壓范圍負(fù)載電流保持恒定，電感補(bǔ)償功能可保證LED負(fù)載電流不隨變壓器繞組電感變化。集成的多種保護(hù)功能可處理各種系統(tǒng)故障，包括:逐周期過(guò)流保護(hù)，負(fù)載短路、負(fù)載開路、反饋通路開路及內(nèi)部過(guò)溫關(guān)斷等保護(hù)功能。
[0014]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的輸出電流為320mA，輸出電壓為22V，輸出功率為7W的LED燈驅(qū)動(dòng)電源，開關(guān)變壓器選擇EE19磁芯，初級(jí)繞組設(shè)計(jì)為88匝，兩個(gè)級(jí)繞組都設(shè)計(jì)為22匝。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型LED燈驅(qū)動(dòng)電源的輸出電壓和輸出電流的要求，D2選擇200V、2A的肖特基二極管UF204，Ql選擇600V、2A的MOS管2N60。
[0016]根據(jù)PT4203芯片頻率設(shè)定公式，電阻R3和R4分別設(shè)計(jì)為62K Ω和6.2K Ω，恒流驅(qū)動(dòng)電路的輸出電流為320mA，輸出電壓為22V，輸出功率為7W，工作頻率為60kHz。
[0017]85V?265V的輸入交流市電，通過(guò)電感LI電容和Cl濾波后接入橋式整流器BDl，經(jīng)BDl整流C2濾波輸出的直流電壓大約為IlOV?360V。通過(guò)啟動(dòng)電阻Rl對(duì)START引腳上的電容C3充電使START電壓升高，當(dāng)START引腳電壓達(dá)到芯片啟動(dòng)電壓IlV時(shí)PT4203開始工作。
[0018]PT4203采用變壓器初級(jí)側(cè)感應(yīng)恒流控制技術(shù)，無(wú)需外圍反饋環(huán)路，系統(tǒng)方案簡(jiǎn)潔可靠。反饋繞組電壓用來(lái)間接地反映輸出電壓的高低，而無(wú)需使用次級(jí)側(cè)反饋元件。本實(shí)用新型反饋繞組上的電壓與輸出電壓設(shè)計(jì)成1:1的比例，反饋繞組的電壓經(jīng)R3、R4分壓加到PT4203的反饋(FB)引腳，控制輸出電流和輸出電壓。若輸出電流偏大，可通過(guò)等比例縮小R3，R4值來(lái)進(jìn)行調(diào)整，反之等比例放大，若需增加輸出電壓，可通過(guò)增大R3和R4的比例進(jìn)行調(diào)整。
[0019] 在常溫下對(duì)驅(qū)動(dòng)電源在輸出電壓為22V的條件下進(jìn)行測(cè)試，在輸入電壓為IlOV時(shí)，效率為84.5%，輸入電壓為220V時(shí)，效率為84.7%，。該LED驅(qū)動(dòng)電源在85V~265VAC的全電壓范圍內(nèi)輸出效率≥84%，功率因數(shù)≥0.9。
【權(quán)利要求】
1.一種高性能LED燈驅(qū)動(dòng)電源，其特征是:它由EMI濾波電路、整流濾波電路和恒流驅(qū)動(dòng)電路組成；EMI濾波電路的輸入端接交流市電電源，輸出端接整流濾波電路的輸入端；恒流驅(qū)動(dòng)電路的輸入端接整流濾波電路的輸出端，輸出端接LED燈；恒流驅(qū)動(dòng)電路由集成電路芯片PT4203，電阻Rl?R4，電容C3?C7，開關(guān)變壓器Tl，二極管Dl、D2和功率MOS管Ql組成；R1與C3串聯(lián)，Rl與C3的連接點(diǎn)接PT4203的5腳START端和Ql的柵極；R2與C5并聯(lián)的一個(gè)連接點(diǎn)接Dl的負(fù)極，另一個(gè)連接點(diǎn)和Dl的正極分別與Tl初級(jí)繞組的兩端相連接；Q1的漏極接Dl的正極，源極接PT4203的I腳SW端；R3與R4串聯(lián)，一端接Tl取樣繞組的一端，另一端接地，R3與R4的連接點(diǎn)接PT4203的3腳FB端，取樣繞組的另一端接地；PT4203的4腳VCC端經(jīng)C4接地，2腳GND端接地；T1輸出繞組的一端接D2的正極，另一端接C6負(fù)極，C6正極與D2的負(fù)極相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效率小功率LED燈驅(qū)動(dòng)電源，其特征是:電阻R3和R4分別設(shè)計(jì)為62K Ω和6.2K Ω，恒流驅(qū)動(dòng)電路的輸出電流為320mA，輸出電壓為22V，輸出功率為7W，工作頻率為60kHz。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK203378118SQ201320467357
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月2日
【發(fā)明者】張新安 申請(qǐng)人:張新安