恒流直驅式led開關電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種恒流直驅式LED開關電源，包括整流橋，連接在整流橋正負極之間的LED串，還包括用于獲取LED串電流信號的電流采樣電阻、連接在LED之間的NMOS管、連接在NMOS管D、S上的續(xù)流二級管、由第一NPN管和第一PNP管組成的圖騰柱電路、第一NPN管的偏置電阻、以及第一NPN管和第二NPN管組成的施密特電路。本實用新型的開關電源損耗小，可模塊化，芯片化。
【專利說明】恒流直驅式LED開關電源
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及開關電源領域，尤其涉及一種恒流直驅式LED開關電源。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中LED驅動開關電源的組成器件中包括開關變壓器、輸出電感等耗費功率大的器件，從而使得整個開關電源的電源效率不高，而且由于包括開關變壓器、輸出電感，使得整個開關電源整體體積變大，使用不方便。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供以一種電源效率高、而且可以實現(xiàn)模塊化、芯片化的開關電源。
[0004]為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型采用以下的技術方案:
[0005]一種恒流直驅式LED開關電源，包括整流橋，連接在整流橋正負極之間的LED串，包括用于獲取LED串電流信號的電流采樣電阻、連接在LED之間的NM0S管、連接在NM0S管D、S上的續(xù)流二級管、由第一 NPN管和第一 PNP管組成的圖騰柱電路、第一 NPN管的偏置電阻、第一 NPN管和第二 NPN管組成的施密特電路；
[0006]所述整流橋堆的正極與偏置電阻的一端連接后與第一 NPN管的集電極連接，偏置電阻的另一端與圖騰柱電路的輸入端連接，圖騰柱電路的輸入端還與第二 NPN管的集電極連接；第二NPN管的基極與第一PNP管的集電極連接后與電流采樣電阻的一端連接，電流采樣電阻的另一端與第二 NPN管的發(fā)射極連接。
[0007]進一步地，在整流橋堆的正負極之間連接有濾波電容。
[0008]本實用新型與現(xiàn)有LED驅動開關電源的優(yōu)勢有:
[0009]第一、本實用新型由于在負載與電源之間僅有工頻整流管以及一個工作在開關狀態(tài)的NM0S管、電流采樣電阻，因此，理論上的電源效率可達到0.98以上。
[0010]第二、在保證LED原功能不變的情況下，本實用新型NM0S管的驅動電壓、正負電源由LED自身生成，取代常規(guī)開關電源自舉電路或者NM0S管專用驅動電路，簡化了電路結構。
[0011]第三、無輸出電感，本實用新型由續(xù)流二極管代替輸出電感，避免了由輸出電感帶來的磁損耗、電感內阻損耗，其續(xù)流效果優(yōu)于輸出電感，而且可以持續(xù)續(xù)流，這是輸出電感做不到的。同時續(xù)流二極管可以分擔NM0S管的負荷，保證電流持續(xù)，輸出波紋更小，同時降低了 NM0S管開關頻率，也就是降低了 NM0S管的開關損耗。
[0012]第四、不再使用開關變壓器，采用直驅動式驅動，同樣沒有開關變壓器磁損耗以及變壓器內阻損耗。
[0013]第五、本實用新型恒流工作，在保證NM0S管開啟電壓、并且LED串聯(lián)數(shù)量不大于輸入電壓/ LEDVF值的前提下，LED串聯(lián)的數(shù)量不受制約。
[0014]第六、由于NM0S管的D、S間懸浮電壓受控于續(xù)流二級管，因此可以選用同種工藝的低壓低內阻NM0S管，其優(yōu)勢是造價更低、損耗更低。[0015]第七、本實用新型采用造價低廉的NMOS管。
[0016]第八、LED燈組、驅動電源合二為一，不占用空間。
[0017]第九、輸出線不再使用常規(guī)方式正負兩根線，而是由多段功能不同的LED段組成，共有六根輸出引出線，分別是:整流輸出正極、NM0S管漏極、NM0S管源極、采樣電阻高端、采樣電阻低端、整流輸出負極。
[0018]第十、本實用新型電路不同于常規(guī)開關電源，本實用新型工作頻率取決于輸入電壓，當設定電流一定時，輸入電壓越聞開關頻率越聞，最低可以零工作頻率，減少開關損耗，甚至達到零開關損耗。
[0019]第十一、本實用新型輸出功率正比于電壓，反比于電流。
[0020]第十二、輸入電壓范圍大，交流輸入可在10-440V，其特別之處是NM0S管耐壓并不取決于輸入電壓，也就是對NM0S管參數(shù)要求更低。其優(yōu)勢是輸入電壓范圍更大、應用范圍更廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型恒流直驅式LED開關電源電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型中的附圖，對本實用新型中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0023]圖1為本實用新型恒流直驅式LED開關電源電路結構示意圖，如圖1所示，本實用新型提供的恒流直驅式LED開關電源，包括整流橋10，連接在整流橋10正負極之間的LED串9、還包括用于獲取LED串9電流信號的電流采樣電阻7、連接在LED之間的NM0S管1、連接在NM0S管ID、S之間的續(xù)流二級管8、由第一 NPN管2和第一 PNP管3組成的圖騰柱電路、第一 NPN管2和第二 NPN管5組成的施密特電路、第一 NPN管2的偏置電阻6:
[0024]所述整流橋堆的正極與偏置電阻6的一端連接后與第一 NPN管2的集電極連接，偏置電阻6的另一端與圖騰柱電路的輸入端連接，圖騰柱電路的輸入端還與第二 NPN管5的集電極連接；第二 NPN管5的基極與第一 PNP管3的集電極連接后與電流采樣電阻7的一端連接，電流采樣電阻7的另一端與第二 NPN管5的發(fā)射極連接。
[0025]為了減小輸出波紋，本實用新型在整流橋堆10的正負極之間連接有濾波電容4。該濾波電容4與恒流輸出濾波電容共用。
[0026]本實用新型的工作原理:如圖1所示，第一 NPN管2和第一 PNP管3組成圖騰柱電路，第一 NPN管2和第二 NPN管5組成施密特電路，偏置電阻6為第一 NPN管2的偏置電阻。開啟電源，圖騰柱第一 NPN管2飽和導通為NM0S管1提供了驅動電壓，NM0S管1飽和導通，LED串9構成回路得電工作，當電流超過設定電流值時，電流采樣電阻7的壓降隨之增大，壓降超過閥值時，第二 NPN管5導通、第一 NPN管2截止、第一 PNP管3飽和，此時，因NM0S管G極電位被圖騰柱電路第一 PNP管3拉低，[0027]強行關閉NMOS管1，同時NMOS管ID、S間產生較高的懸浮電壓，當該懸浮電壓值超過續(xù)流二極管8的額定電壓時，續(xù)流二極管8開始續(xù)流，由于續(xù)流電流小于設定電流，因此施密特電路復位，第一 NPN管2再次飽和，周而復始，電流便控制在設定范圍內。
[0028]本實用新型與現(xiàn)有LED驅動開關電源的優(yōu)勢有:
[0029]第一、本實用新型由于在負載與電源之間僅有工頻整流管以及一個工作在，開關狀態(tài)的NM0S管、電流采樣電阻，因此，理論上的電源效率可達到0.98以上。
[0030]第二、在保證LED原功能不變的情況下，本實用新型NM0S管的驅動電壓、正負電源由LED自身生成，取代常規(guī)開關電源自舉電路或者NM0S管專用驅動電路，簡化了電路結構。
[0031]第三、無輸出電感，本實用新型由續(xù)流二極管代替輸出電感，避免了由輸出電感帶來的磁損耗、電感內阻損耗，其續(xù)流效果優(yōu)于輸出電感，而且可以持續(xù)續(xù)流，這是輸出電感做不到的。同時續(xù)流二極管可以分擔NM0S管的負荷，保證電流持續(xù)，輸出波紋更小，同時降低了 NM0S管開關頻率，也就是降低了 NM0S管的開關損耗。
[0032]第四、不再使用開關變壓器，采用直驅動式驅動，同樣沒有開關變壓器磁損耗以及變壓器內阻損耗。
[0033]第五、本實用新型恒流工作，在保證NM0S管開啟電壓、并且LED串聯(lián)數(shù)量不大于輸入電壓/ LEDVF值的前提下，LED串聯(lián)的數(shù)量不受制約。
[0034]第六、由于NM0S管的D、S間懸浮電壓受控于續(xù)流二級管，因此可以選用同種工藝的低壓低內阻NM0S管，其優(yōu)勢是造價更低、損耗更低。
[0035]第七、本實用新型采用造價低廉的NM0S管。
[0036]第八、LED燈組、驅動電源合二為一，不占用空間。
[0037]第九、輸出線不再使用常規(guī)方式正負兩根線，而是由多段功能不同的LED段組成，共有六根輸出引出線，分別是:整流輸出正極、NM0S管D、NM0S管S、采樣電阻高端、采樣電阻低端、整流輸出負極。
[0038]第十、本實用新型電路不同于常規(guī)開關電源，本實用新型工作頻率取決于輸入電壓，當設定電流一定時，輸入電壓越聞開關頻率越聞，最低可以零工作頻率，減少開關損耗，甚至達到零開關損耗。
[0039]第十一、本實用新型輸出功率正比于電壓，反比于電流。
[0040]第十二、輸入電壓范圍大，交流輸入可在10-440V，其特別之處是NM0S管耐壓并不取決于輸入電壓，也就是對NM0S管參數(shù)要求更低。其優(yōu)勢是輸入電壓范圍更大、應用范圍更廣。
[0041]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種恒流直驅式LED開關電源，包括整流橋(10)，連接在整流橋(10)正負極之間的LED串(9)，其特征在于，包括用于獲取LED串(9)電流信號的電流采樣電阻(7)、連接在LED之間的NMOS管(1)、連接在NMOS管(1)D、S上的續(xù)流二級管⑶、由第一 NPN管⑵和第一 PNP管⑶組成的圖騰柱電路、第一 NPN管⑵的偏置電阻(6)、第一 NPN管⑵和第二 NPN管(5)組成的施密特電路；所述整流橋堆(10)的正極與偏置電阻(6)的一端連接后與第一NPN管(2)的集電極連接，偏置電阻(6)的另一端與圖騰柱電路的輸入端連接，圖騰柱電路的輸入端還與第二 NPN管(5)的集電極連接；第二 NPN管(5)的基極與第一 PNP管(3)的集電極連接后與電流采樣電阻(7)的一端連接，電流采樣電阻(7)的另一端與第二 NPN管(5)的發(fā)射極連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的恒流直驅式LED開關電源，其特征在于，在整流橋堆(10)的正負極之間連接有濾波電容(4)。
【文檔編號】H05B37/02GK203466743SQ201320598688
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權日:2013年9月27日
【發(fā)明者】曲日 申請人:青島芯美電源科技有限公司