CN201418184Y - 大功率led恒流驱动电源 - Google Patents

Abstract

一种大功率LED恒流驱动电源，由EMI滤波电路、整流电路、驱动电路和控制电路组成。所述控制电路包括乘法器、MOSFET功率管、整形网络、振荡器、控制逻辑和电流检测放大器。本实用新型的驱动电源通过合理的电路设计，使线路的功率因数大于0.99，减少了无用功的传输，提高了供电传输***电能的利用率，并且使输入电流总谐波含量低于10％，有效控制了谐波对电网的污染，使电力电子设备能够高效率的正常工作，减少了可能引起的设备损坏和老化的影响；适合于各种大功率LED灯，具有良好的推广价值。

Description

大功率LED恒流驱动电源

技术领域

本实用新型涉及LED驱动电源的改进技术，具体涉及一种大功率LED恒流驱动电源。

背景技术

LED具有环保、节能、寿命长等优点而被视为21世纪照明光源，现已开始取代传统光源在各种照明灯具上大量应用。但是，由于LED本身具有工作电流会随着使用时数增加而渐渐升高，最后因交换式电源供应器输出电流不足而导致LED灯泡呈现闪烁现象的特性，决定了其不能与普通白炽灯采用同样的驱动电源，以免电压波动导致电流增大从而将LED损坏。

然而，现有的各种LED驱动电源性能并不理想，通常都是采用低压恒压，基本结构有如下两种：一种是设有变压电路及与之相接的稳压电路，但在变压、稳压的过程中会滤去多余的能量，造成能源污染；另一种则是高频开关电源，会产生多次谐波而对电网造成污染。如传统的非控整流驱动电源，由于输入阻抗呈容性，输入电压和输入电流间存在较大相位差，加上输入电流为严重非正弦，并呈脉冲状，造成电路谐波成分很大，功率因数极低，通常只有0.65左右，整个供电***的电能利用率非常低。特别是近年来各种电力电子装置的迅速发展使得公用电网的谐波污染日趋严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断发生，导致设备故障的根源也可能是由于相邻工厂产生的谐波影响到公用配电网络而产生的。如在公用电网中的元器件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾；谐波还会产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以至损坏；还会对邻近的通信***产生干扰，轻者产生噪声、降低通信质量，重者导致数据丢失，使通信***无法正常工作。谐波危害的严重性已经引起人们高度的关注。

实用新型内容

针对现有技术中的LED灯采用传统的非控整流驱动电源，输入电压和输入电流间存在较大相位差，输入电流严重非正弦，造成谐波影响严重，功率因数极低的不足，本实用新型的目的是提供一种能极大的提高电源的功率因数和电能利用率，减少电力电子装置的谐波污染，适用范围广的大功率LED恒流驱动电源。

本实用新型的目的是这样实现的：一种大功率LED恒流驱动电源，由EMI滤波电路、整流电路、驱动电路和控制电路组成；控制电路通过其内部器件对输出电压和电流进行控制。

进一步特征，所述控制电路包括乘法器、MOSFET功率管、整形网络、振荡器、控制逻辑和电流检测放大器。

所述控制电路采用L6562芯片作为功率因数补偿控制专用芯片。

相对于现有技术，本实用新型具有以下显著优点：

1、通过合理的电路设计，使线路的功率因数大于0.99，减少了无用功的传输，提高了供电传输***电能的利用率；

2、使输入电流总谐波含量低于10％，有效控制了谐波对电网的污染，使电力电子设备能够高效率的正常工作，减少了可能引起的设备损坏和老化的影响；

3、效率高、成本低、使用范围广，适合于各种大功率LED灯，具有良好的推广价值。

附图说明

图1是本实用新型大功率LED恒流驱动电源的原理方框图；

图2是一种具体实施方式的电路原理图。

图中，1-EMI滤波电路，2-整流电路，3-驱动电路，4-控制电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

本实用新型的大功率LED恒流驱动电源，如图1所示，其特征在于，由EMI滤波电路1、整流电路2、驱动电路3和控制电路4组成；控制电路4通过其内部器件对输出电压和电流进行控制。EMI滤波电路1、整流电路2和驱动电路3属于现有技术，EMI滤波电路1滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰，同时减少开关电源本身对外界的电磁干扰。整流电路2将输入的交流电进行AC/DC转换。驱动电路3将交流电压转换为恒流电源，并同时完成与LED电压和电流的匹配。

所述控制电路4包括乘法器、MOSFET功率管、整形网络、振荡器、控制逻辑和电流检测放大器。

所述控制电路4采用L6562芯片作为功率因数补偿控制专用芯片。

工作原理：参见图2，输入端交流电压经桥式整流后，输出100Hz的正弦半波直流脉动电压，经过电阻分压器分压，在R₇上的取样电压经小电容C₇滤除高频噪声，并输入到芯片内部的乘法器。滤波电容EC₁两端直流电压通过R₁₁、R₁₂和R₁₃分压输入到芯片内部误差放大器的反相端，并与误差放大器同相端精密参考电压比较，产生一个输出直流电压的误差信号，作为一象限乘法器的另一路输入。当AC输入电压从零按正弦规律变化到峰值时，乘法器的输出控制电流传感比较器的门限，迫使通过MOSFET功率管Q₁的峰值电流跟踪AC输入电压的变化轨迹。流过MOSFET功率管Q₁的电流在电阻R₁₁上转换为电压信号，输入到L6562芯片内电流检测比较器的正向输入端。变压器T电流的波形呈高频锯齿三角波，在电流值从零增长到峰值的过程中，Q₁是导通的。乘法器的输出则是电感峰值电流的参考电压，只要在R₁₁上的传感电压超过电流检测比较器的门限电压，片内逻辑电路动作，输出MOSFET功率管关断信号。

变压器T的副边绕组将感应电压经D₁整流C₁滤波，作为L6562芯片启动后的辅助电源；副边绕组还用做T的高灵敏度的电流传感器。将副边绕组流过T的电流检测后，经限流电阻R₁₀输入到片内零电流检测器，只要电感电流降至芯片所设置的“零”电平，零电流检测器则通过置位门锁驱动MOSFET导通。由于在电感电流下降到零之前，MOSFET不会导通，而在其导通期间，升压二极管则一直截止，所以对升压整流二极管D₃的反向恢复时间要求不是很苛刻。

功率因数补偿控制专用芯片L6562的电流控制方式是峰值电流控制方式。采用一个正弦基准电流作为上限，由输出检测信号经误差放大后与输入全波电压的检测信号相乘获得，下限则为零。具体过程是通过检测开关电流与正弦基准电流相比较，当达到该基准电流时关断开关，在电感电流为零时再次开通，这种控制使得电感电流为临界电流工作状态。检测开关管流过电流，将所得电压信号送入L6562内部的零电流比较器。该比较器电流基准值由乘法器输出供给。乘法器有两个输入，一个是变换器输出电压与基准电压之间的误差信号；另一个为全波整流后输出电压采样值。因此，电流基准为双半波正弦电压，令电感电流的峰值包络线跟踪该输入电压的波形，使输入电流与输入电压同相位，并接近正弦。当输出电压上升时，误差放大器输出电压下降，使乘法器输出的基准电流值下降，开关管的导通时间缩短，流过电感的电流下降，从而使输出电压下降。反之，使输出电压上升，以达到稳定输出电压的目的。由于乘法器输入取样来自全桥整流的输出，所以乘法器的输出和全桥整流输出电压波形的相位相同，从而使电感电流的平均值和整流输出电压同相，达到功率因数补偿的目的。

Claims (1)

1、一种大功率LED恒流驱动电源，其特征在于，由EMI滤波电路(1)、整流电路(2)、驱动电路(3)和控制电路(4)组成；所述EMI滤波电路(1)、整流电路(2)和驱动电路(3)依次串联，控制电路(4)的控制端分别连接整流电路(2)和驱动电路(3)的控制端，所述控制电路(4)采用L6562芯片。

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