CN103561522A - 一种整合boost和flyback的led电源 - Google Patents
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Abstract
一种整合BOOST和FLYBACK的LED电源,它包括一个桥式整流模块,桥式整流模块的输入端与外界交流电连接,其输出端与一个BOOST-FLYBACK转换模块的输入端连接,BOOST-FLYBACK转换模块的输出端与一个限压控制电路的输入端连接,限压控制电路的输出端与一个恒流控制电路的输入端连接,恒流控制电路的输出端连接到LED光源,其中BOOST-FLYBACK转换模块由一颗芯片搭建构成。本发明将BOOST和FLYBACK两部分电路采用一颗芯片SSL4101T完成,相比常见的用两颗芯片分别搭建BOOST、FLYBACK电路,既精简了电路,降低材料成本,又可大幅提高两部分电路的工作协调性以利于驱动电源的稳定工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED灯电源,尤其是一种整合BOOST和FLYBACK的LED电源。
背景技术
LED作为一种全新的照明方式,具有寿命长,耗能低,无汞污染,应用灵活等显著优点,发展前景广阔。
现有的采用BOOST+FLYBACK构架的大功率LED电源,一般采用两个颗芯片分别搭建BOOST、FLYBACK电路,存在电路复杂,稳定性差,成本高的缺点。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种整合BOOST和FLYBACK的LED电源。
技术方案:
一种整合BOOST和FLYBACK的LED电源,它包括一个桥式整流模块,桥式整流模块的输入端与外界交流电连接,其输出端与一个BOOST-FLYBACK转换模块的输入端连接,BOOST-FLYBACK转换模块的输出端与一个限压控制电路的输入端连接,限压控制电路的输出端与一个恒流控制电路的输入端连接,恒流控制电路的输出端连接到LED光源,其中BOOST-FLYBACK转换模块由一颗芯片搭建构成。
所述桥式整流模块包括第一电感L1、第一滤波电容CX1、第二滤波电容CX2、第一电感L1、整流桥BD1和第一电容C1,第一滤波电容CX1并联在外界交流电输入端;第二滤波电容CX2并联在整流桥BD1的两个输入端;第一电感L1连接在第一滤波电容CX1和第二滤波电容CX2之间;第一电容C1连接在整流桥BD1的两个输出端之间;所述整流模块输出高电平Vbus1。
更进一步的,所述桥式整流模块还包括一个压敏电阻VR1,所述压敏电阻VR1并联在桥式整流模块的输入端。
所述BOOST-FLYBACK转换模块包括芯片SSL4101T、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第二电感L2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电解电容E1、光耦芯片、变压器主绕组和变压器辅助绕组,该SSL4101T芯片的PFCDRV脚连接第一MOS管Q1栅极,第一MOS管Q1漏极通过第二电感L2接桥式整流模块输出的高电平Vbus1,同时第一MOS管Q1漏极通过二极管D2接电解电容E1的正极,第一MOS管Q1的源极和第一电解电容E1的负极接地,第二电感L2、第一MOS管Q1、第二二极管D2、第一电解电容E1组成BOOST电路并输出高电平Vbus2;变压器辅助绕组一端接地,另一端通过第一二极管D1接SSL4101T的VCC脚,SSL4101T芯片的FBDRV脚连接第二MOS管Q2栅极,第二MOS管Q2漏极通过变压器主绕组接BOOST电路输出的高电平Vbus2,第二MOS管Q2源极和SSL4101T芯片的GND脚接地,SSL4101T芯片的FBCTRL脚通过光耦芯片与所述恒流控制电路连接。
所述限压控制电路包括第四二极管D4、第三二极管D3、第二电解电容E2、第一电阻R1和变压器次级绕组,所述变压器次级绕组一端接地,另一端通过第三二极管D3和第二电解电容E2组成的整流滤波电路提供直流电压Vs,该直流电压Vs通过第一电阻R1和光耦芯片初级接第四二极管D4负极,第四二极管D4正极接地。
所述恒流控制电路包括PT4115芯片、第二电阻R2、第五二极管D5和第三电感L3,变压器次级绕组提供的直流电压Vs经第二电阻R2后连接PT4115芯片的CSN脚,并得到输出电压Vout;PT4115芯片的VIN脚和第五二极管D5的负极接直流电压Vs,第三二极管D3的正极和PT4115芯片的SW脚通过第三电感L3后,与Vout给LED光源供电。
有益效果:
本发明将BOOST和FLYBACK两部分电路采用一颗芯片SSL4101T完成。相比市面常见的用两颗芯片分别搭建BOOST、FLYBACK电路,既精简了电路,降低材料成本,又可大幅提高两部分电路的工作协调性以利于驱动电源的稳定工作。
附图说明
图1是本发明电路框图。
图2是本发明电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示:按照功能模块划分,本发明包括依次相连的EMI/EMC模块、桥式整流模块,所述桥式整流模块的输出依次通过BOOST-FLYBACK转换模块、限压控制电路、恒流控制电路连接到LED光源。
如图2所示,基于图1所述模块的一个具体电路,为一个单端反激式电路,用于交流220V输入,恒流输出的LED照明,包括如下部分。
1、EMI/EMC电路。防止外界和控制器相互之间的电磁干扰。
2、桥式整流。用于将交流输入转变为直流Vbus1。
3、BOOST&FLYBACK芯片SSL4101T及周边电路。
4、变压器。用于把高压直流Vbus1变成低压直流Vs。
5、限压控制电路。用于将限定直流电压Vs在一定范围内。
6、恒流芯片PT4115。使得输出恒流,同时带温度补偿。
所述EMI/EMC电路输入220V交流。整流模块包括第一电感L1、第一滤波电容CX1、第二滤波电容CX2、第一电感L1、整流桥BD1和第一电容C1,第一滤波电容CX1并联在外界交流电输入端;第二滤波电容CX2并联在整流桥BD1的两个输入端;第一电感L1连接在第一滤波电容CX1和第二滤波电容CX2之间;第一电容C1连接在整流桥BD1的两个输出端之间;整流模块输出高电平Vbus1。在输入端还并联有一个压敏电阻VR1防止雷击。电感L1,电容CX1,CX2,起滤波作用。桥式整流模块的整流桥BD1将交流输入变成直流Vbus1,Vbus1波形为半个正弦波形式。第一电容C1采用固态电容,优选CBB电容。
所述BOOST-FLYBACK转换模块包括芯片SSL4101T、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第二电感L2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电解电容E1、光耦芯片、变压器主绕组和变压器辅助绕组,该SSL4101T芯片的PFCDRV脚连接第一MOS管Q1栅极,第一MOS管Q1漏极通过第二电感L2接桥式整流模块输出的高电平Vbus1,同时第一MOS管Q1漏极通过二极管D2接电解电容E1的正极,第一MOS管Q1的源极和第一电解电容E1的负极接地,第二电感L2、第一MOS管Q1、第二二极管D2、第一电解电容E1组成BOOST电路并输出高电平Vbus2;变压器辅助绕组一端接地,另一端通过第一二极管D1接SSL4101T的VCC脚,SSL4101T芯片的FBDRV脚连接第二MOS管Q2栅极,第二MOS管Q2漏极通过变压器主绕组接BOOST电路输出的高电平Vbus2,第二MOS管Q2源极和SSL4101T芯片的GND脚接地,SSL4101T芯片的FBCTRL脚通过光耦芯片与所述恒流控制电路连接。
所述限压控制电路包括第四二极管D4、第三二极管D3、第二电解电容E2、第一电阻R1和变压器次级绕组,所述变压器次级绕组一端接地,另一端通过第三二极管D3和第二电解电容E2组成的整流滤波电路提供直流电压Vs,该直流电压Vs通过第一电阻R1和光耦芯片初级接第四二极管D4负极,第四二极管D4正极接地。
所述恒流控制电路包括PT4115芯片、第二电阻R2、第五二极管D5和第三电感L3,变压器次级绕组提供的直流电压Vs经第二电阻R2后连接PT4115芯片的CSN脚,并得到输出电压Vout;PT4115芯片的VIN脚和第五二极管D5的负极接直流电压Vs,第三二极管D3的正极和PT4115芯片的SW脚通过第三电感L3后,与Vout给LED光源供电。
SSL4101T通过对整流后Vbus1波形的跟踪,相机触发第一MOS管Q1,使得Vbus1通过第一电感L2、第一二极管D1、第一电解电容E1后升压至Vbus2。同时,SSL4101T通过对Vbus2波形的跟踪,相机触发第二MOS管Q2,控制变压器的DC-DC转换。变压器辅助绕组Na给SSL4101T芯片供电。
变压器次级绕组Ns通过第三三极管D3整流和第二电解电容E2滤波后,输出直流电压Vs。Vs一路经第一电阻R1给LED供电,一路给PT4115芯片供电。第四二极管D4为稳压二极管,用于控制直流电压Vs工作在设定范围内。
恒流控制模块电路中,第二电阻R2是取样电阻,它决定恒流源的绝对精度,第三电感L3是镇流电感,用于将脉冲电流变换成三角波电流,第五二极管D5是续流二极管,在PT4115芯片IC2内部MOS管处于截止状态时为储存在第三电感L3中的电流提供放电回路。
PT4115和第三电感L3、第二电阻R2形成一个自振荡的连续电感电流模式的降压型恒流LED控制器。VIN上电时,第三电感L3和第二电阻R2的初始电流为零,LED输出电流也为零。这时候,内部比较器的输出为高,内部功率开关导通,SW的电位为低。电流通过第三电感L3、第二电阻R2、LED和内部功率开关从VIN流到地,电流上升的斜率由VIN、第三电感L3和LED压降决定,在第二电阻R2上产生一个压差VCSN,当(VIN-VCSN)>115mV时,内部比较器的输出变低,内部功率开关关断,电流以另一个斜率流过第三电感L3、第二电阻R2、LED和第五二极管D5,当(VIN-VCSN)<85mV时,功率开关重新打开,这样使得在LED上的平均电流为:
Iout=(0.085+0.115)/2R4=0.1/R4。
本发明将BOOST和FLYBACK两部分电路采用一颗芯片SSL4101T完成,与现有技术相比精简了电路,降低材料成本,又可大幅提高两部分电路的工作协调性以利于驱动电源的稳定工作。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (6)
1.一种整合BOOST和FLYBACK的LED电源,其特征在于它包括一个桥式整流模块,桥式整流模块的输入端与外界交流电连接,其输出端与一个BOOST-FLYBACK转换模块的输入端连接,BOOST-FLYBACK转换模块的输出端与一个限压控制电路的输入端连接,限压控制电路的输出端与一个恒流控制电路的输入端连接,恒流控制电路的输出端连接到LED光源,其中BOOST-FLYBACK转换模块由一颗芯片搭建构成。
2.根据权利要求1所述的一种整合BOOST和FLYBACK的LED电源,其特征在于所述桥式整流模块包括第一电感L1、第一滤波电容CX1、第二滤波电容CX2、第一电感L1、整流桥BD1和第一电容C1,第一滤波电容CX1并联在外界交流电输入端;第二滤波电容CX2并联在整流桥BD1的两个输入端;第一电感L1连接在第一滤波电容CX1和第二滤波电容CX2之间;第一电容C1连接在整流桥BD1的两个输出端之间;所述整流模块输出高电平Vbus1。
3.根据权利要求2所述的一种整合BOOST和FLYBACK的LED电源,其特征在于所述桥式整流模块还包括一个压敏电阻VR1,所述压敏电阻VR1并联在桥式整流模块的输入端。
4.根据权利要求1所述的一种整合BOOST和FLYBACK的LED电源,其特征在于所述BOOST-FLYBACK转换模块包括芯片SSL4101T、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第二电感L2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电解电容E1、光耦芯片、变压器主绕组和变压器辅助绕组,该SSL4101T芯片的PFCDRV脚连接第一MOS管Q1栅极,第一MOS管Q1漏极通过第二电感L2接桥式整流模块输出的高电平Vbus1,同时第一MOS管Q1漏极通过二极管D2接电解电容E1的正极,第一MOS管Q1的源极和第一电解电容E1的负极接地,第二电感L2、第一MOS管Q1、第二二极管D2、第一电解电容E1组成BOOST电路并输出高电平Vbus2;变压器辅助绕组一端接地,另一端通过第一二极管D1接SSL4101T的VCC脚,SSL4101T芯片的FBDRV脚连接第二MOS管Q2栅极,第二MOS管Q2漏极通过变压器主绕组接BOOST电路输出的高电平Vbus2,第二MOS管Q2源极和SSL4101T芯片的GND脚接地,SSL4101T芯片的FBCTRL脚通过光耦芯片与所述恒流控制电路连接。
5. 根据权利要求1所述的一种整合BOOST和FLYBACK的LED电源,其特征在于所述限压控制电路包括第四二极管D4、第三二极管D3、第二电解电容E2、第一电阻R1和变压器次级绕组,所述变压器次级绕组一端接地,另一端通过第三二极管D3和第二电解电容E2组成的整流滤波电路提供直流电压Vs,该直流电压Vs通过第一电阻R1和光耦芯片初级接第四二极管D4负极,第四二极管D4正极接地。
6.根据权利要求1所述的一种整合BOOST和FLYBACK的LED电源,其特征在于所述恒流控制电路包括PT4115芯片、第二电阻R2、第五二极管D5和第三电感L3,变压器次级绕组提供的直流电压Vs经第二电阻R2后连接PT4115芯片的CSN脚,并得到输出电压Vout;PT4115芯片的VIN脚和第五二极管D5的负极接直流电压Vs,第三二极管D3的正极和PT4115芯片的SW脚通过第三电感L3后,与Vout给LED光源供电。
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