CN201528453U - 可半功率控制的led恒流源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可半功率控制的LED恒流源，它从根本上解决了现有LED照明寿命短，无法实现半功率调光控制的控制，恒流源电路周边***电路成本过高、损耗功率较大的问题。电源电路提供稳定的12v电压给DC/DC变换电源电路和半功率电路，DC/DC变换电源电路包括DC/DC变换电源芯片U1，为升压电路提供一个固定频率的PWM信号，反馈电路为DC/DC变换电源电路提供反馈，分别为电流反馈和电压反馈，DC/DC变换电源电路根据反馈值的情况调整输出信号PWM的占空比，自动调整反馈过程使调整端电压、电流保持不变，半功率电路通过光耦U2的通断影响基准电压。对LED光源具有长寿命、低成本、可实现半功率调光控制、节能、使用范围广等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高效率、高输入电压的可半功率控制的LED照明恒流源，属于稳流电源技术领域。适用于延长LED照明光源，低成本实现半功率调光控制要求的场合。
背景技术
在实际需要和应用中，很多负载虽然功耗不大，但却要求所提供的电源电流、电压必须在一定范围内保持相对稳定，同时要求对负载内的部分元件有一定的保护作用，解决这类负载的供电通常是采用恒流或稳压电源，而且在电源电路中还需要加入对负载中某些元件在异常情况下的过电流保护电路，这就使得这类电源大多是元件多、电路复杂、功耗比例大。目前，LED的应用越来越广泛，用于日常室内和户外照明的LED灯具也正越来越普及，但无法实现低成本半功率控制。虽然目前的LED的照度稳定性较好，发光亮度变化小，但是照明寿命短，其周边***电路成本过高。另外，其消耗在***电路上的功率相对于LED本身消耗的功耗比例大，常常是损耗功率占全部功率的20％～30％，使LED的节能省耗的优点并未完全发挥出来。所以现有LED恒流源电路还有待改进。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种高效率、高输入电压的可半功率控制的LED恒流源，从根本上解决现有LED照明寿命短，无法实现低成本半功率控制，恒流源电路周边***电路成本过高、损耗功率较大等问题，对LED光源具有长寿命、低成本、可实现半功率调光控制、节能、使用范围广等优点。
本实用新型的技术方案是：该可半功率控制的LED恒流源包括电源电路、DC/DC变换电源电路、升压电路、反馈电路和半功率电路，其技术要点是：所述电源电路提供稳定的12v电压给DC/DC变换电源电路和半功率电路，所述DC/DC变换电源电路包括DC/DC变换电源芯片U，为所述升压电路提供一个固定频率的PWM信号，所述反馈电路为所述DC/DC变换电源电路提供反馈，分别为电流反馈和电压反馈，所述DC/DC变换电源电路根据反馈值的情况调整输出信号PWM的占空比，自动调整反馈过程使调整端电压、电流保持不变，所述半功率电路通过光耦U2的通断影响基准电压，从而改变负载电流，所述负载电流的大小由DC/DC变换电源芯片U1的15脚所接电阻的大小决定。
所述DC/DC变换电源电路的DC/DC变换电源芯片U1的1脚接采样电压，2脚接5v基准电压，16脚接采样电流，15脚接电流基准。1脚输出PWM信号，并通过两个三极管提高驱动能力，10脚悬空，2脚、13脚、14脚连在一起，11脚、12脚、8脚接12v电压。
所述反馈电路中电流采样通过一个大功率、低阻值的采样电阻R24串流在负载端实现。
所述半功率电路控制通过光耦U2的通断实现，改变分压电阻值的大小，以改变负载电流的大小。
所述电源电路中输入电压48v通过稳压二极管降为12v，为电路供电。
所述升压电路通过MOS管的通断，使储能电容反复充电，以提高负载电压，其中包含肖特基二极管。
本实用新型的优点及积极的技术效果是：本实用新型是通过高频脉冲宽度调制信号PWM控制DC/DC变换管MOS，将直流加在负载上；输出部分通过一定的电路反馈给控制电路，控制PWM占空比，以达到稳定输出的目的；通过控制光耦的通断实现半功率；效率高，输入电压范围宽。综上，本实用新型利用可调整直流输出DC/DC变换电源为负载供电，通过半功率控制端的电平高、低方便实现全半功率的变化。通过电磁感应提升电压，实现高效率、高性能、宽输入电压。两路反馈电路实现恒压、恒流控制，对LED光源具有长寿命、低成本、可实现半功率调光控制、节能、使用范围广等优点。从根本上解决了现有LED照明寿命短，无法实现低成本半功率控制，恒流源电路周边***电路成本过高、损耗功率较大等问题。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
根据图1对本实用新型的具体结构作详细描述。该可半功率控制的LED恒流源包括电源电路、DC/DC变换电源电路、升压电路、反馈电路和半功率电路。电源电路提供稳定的12v电压给DC/DC变换电源电路和半功率电路，DC/DC变换电源电路包括DC/DC变换电源芯片U1(本实施例采用TL494)，为升压电路提供一个固定频率的PWM信号。由可调整直流输出DC/DC变换电源电路的输出控制一个MOS管，为负载电路提供电源，负载电路的一端接可调整直流输出DC/DC变换电源电路的输出端，负载电路的另一端接可调整直流输出DC/DC变换电源电路的返回端，即地线端。反馈电路为DC/DC变换电源电路提供反馈，分别为一个电流反馈，一个电压反馈。DC/DC变换电源电路根据反馈值的情况调整输出信号PWM的占空比，其自动调整反馈过程使调整端电压、电流保持不变。半功率电路通过光耦U2的通断影响基准电压，从而改变负载电流，负载电流的大小由DC/DC变换电源芯片U1的15脚所接电阻的大小决定。DC/DC变换电源电路的DC/DC变换电源芯片U1的1脚接采样电压，2脚接5v基准电压，16脚接采样电流，15脚接电流基准。1脚输出PWM信号，并通过两个三极管提高驱动能力，10脚悬空，2脚、13脚、14脚连在一起，11脚、12脚、8脚接12v电压。
如图1所示，电源电路中额定输入电压为48v，经过稳压二极管(本实施例采用LN4742)稳压处理后，给DC/DC变换电源芯片和其他控制电路提供稳定的12v电压。升压电路通过MOS管Q4的通断，使储能电容反复充电，输入电压经过储能电感L1和肖特基二极管Q5(本实施例采用SR2080)后直接加在负载端，同时DC/DC变换电源芯片U1输出一个占空比可调的PWM信号，控制Q4的通断可以提高和稳定负载两端的电压。反馈电路中一路反馈电路是通过一个大功率、低阻值的采样电阻R24串联在负载中采样负载电流，反馈给DC/DC变换电源芯片U1；另一路反馈电路是通过R6、R12、C9、R11采样负载电压，也反馈给DC/DC变换电源芯片U1，同时作用调节U1输出的PWM信号的占空比，以稳定负载的电流、电压。光耦U2(本实施例采用PC817)、电阻R2和可变电阻R9、电阻R10并联，然后与电阻R13分压后加在DC/DC变换电源芯片U1的15端，提供参考电压。功率电路控制通过光耦U2的通断，改变分压电阻值的大小，从而改变负载电流的大小。
下面对各个部分电路进行详细描述。
电源电路主要由自恢复保险丝F1、滤波电容C1、二极管D1、限流电阻R25、分压电阻R26、稳压二极管D4组成。当电路出现短路或电流过大时，F1自动断开以保护电路；D1当电源正负极接反时保护电路；D4稳定输出12v电压。
DC/DC变换电源电路主要由DC/DC变换电源芯片U1及***器件、三极管Q2、Q3等组成。U1输入电压为12v，U1.9端输出一个PWM信号，通过Q2、Q3放大，接在MOS管Q4的栅极。U1内部有两组独立的运算放大单元，U1.1、U1.2和U1.16、U1.15分别是两组运放的输入端，运放的输出共同作用影响PWM输出信号的占空比。R14和C6结合U1内部电路组成振荡产生电路，其振荡频率为f＝1.1/R14*C6。U1内部提供5v基准电压，由U1.14输出。
升压电路由MOS管Q4、储能电感L1、肖特基二极管Q5、储能电容C3、滤波电容C4组成。当Q4栅极接高电平时，Q4导通，VCC通过L1与Q4组成回路，电流只流向Q4；当Q4栅极接低电平时，Q4断开，L1通过电磁感应产生反向电动势，与VCC叠加在一起Q5给C3充电，并给负载供电；当Q4再次导通时，C3中已储存了电能，继续给负载供电，同时Q5阻值电流反向流动；当Q4再次断开，C3再次被充电，其两端电压即负载电压越来越高，以满足负载需要。PWM信号的占空比能控制Q4通断的时间比例，从而影响负载的电压和电流。
反馈电路包括两路反馈。一路由R6、R12、C9、R11组成，采集负载电压提供给U1内部运放单元的正向输入端U1.1，反向输入端U1.2接5v基准电压，采样电压的变化影响PWM的占空比，从而抑制负载电压的变化。另一路反馈电路由R24、R19组成，R24与负载串联采集负载电流，提供给U1.16，U1.15接一基准电压，由R13、R16、R5、R17、U2、R9、R10分压得到。这一路反馈同样通过调节占空比来抑制负载电流的变化。U1.15端得基准电压决定了负载电流的大小。
半功率电路主要由三极管Q1、光耦U2、可变电阻R9组成。当K端悬空时，Q1基极为高电平，Q1导通，U2导通，U1.15端的电压由通过R7和U2分压得到，分压值低，所以负载电流小，为半功率状态；当K端接地时，U2断开，电流流过R9和R10，分压值高，负载电流大，为全功率状态。
上述电路中，除已经说明的以外对所有元件没有特殊要求。实施例中所涉及元件可采用其他类似产品。
Claims (6)
1.一种可半功率控制的LED恒流源，包括电源电路、DC/DC变换电源电路、升压电路、反馈电路和半功率电路，其特征在于：所述电源电路提供稳定的12v电压给DC/DC变换电源电路和半功率电路，所述DC/DC变换电源电路包括DC/DC变换电源芯片U1，为所述升压电路提供一个固定频率的PWM信号，所述反馈电路为所述DC/DC变换电源电路提供反馈，分别为电流反馈和电压反馈，所述DC/DC变换电源电路根据反馈值的情况调整输出信号PWM的占空比，自动调整反馈过程使调整端电压、电流保持不变，所述半功率电路通过光耦U2的通断影响基准电压，从而改变负载电流，所述负载电流的大小由DC/DC变换电源芯片U1的15脚所接电阻的大小决定。
2.根据权利要求1所述的可半功率控制的LED恒流源，其特征在于：所述DC/DC变换电源电路的DC/DC变换电源芯片U1的1脚接采样电压，2脚接5v基准电压，16脚接采样电流，15脚接电流基准。1脚输出PWM信号，并通过两个三极管提高驱动能力，10脚悬空，2脚、13脚、14脚连在一起，11脚、12脚、8脚接12v电压。
3.根据权利要求1所述的可半功率控制的LED恒流源，其特征在于：所述反馈电路中电流采样通过一个大功率、低阻值的采样电阻R24串流在负载端实现。
4.根据权利要求1所述的可半功率控制的LED恒流源，其特征在于：所述半功率电路控制通过光耦U2的通断实现，改变分压电阻值的大小，以改变负载电流的大小。
5.根据权利要求1所述的可半功率控制的LED恒流源，其特征在于：所述电源电路中输入电压48v通过稳压二极管降为12v，为电路供电。
6.根据权利要求1所述的可半功率控制的LED恒流源，其特征在于：所述升压电路通过MOS管的通断，使储能电容反复充电，以提高负载电压，其中包含肖特基二极管。
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