CN201986215U - 大功率led隔离式驱动电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种大功率LED隔离式驱动电源，包括前置电路、整流电路、恒流恒压控制电路，前置电路包括EMI/EMC电磁干扰兼容性电路和过电流及过电压保护电路，前置电路的输出与整流电路输入连接，所述整流电路包括整流二极管和DC滤波电路。本实用新型的开关电源具有较高的转换效率，功率因数0.97，前置设有EMI/EMC电磁兼容性电路，输入有过压及过流保护电路，PWM调光***，输出带有短路保护，整机设有过温保护，停机恢复自启动功能，对LED设有负载调整功能，可加入定时电路，时控PWM调光技术。CV/CC输出特性；是大功率LED驱动的专用驱动电源。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电源电路，特别是涉及一种100W大功率LED隔离式驱动电源。
背景技术
目前高频开关电源的种类居多，其大体技术类型属半桥开关驱动，LC谐振开关驱动，反激式开关驱动等，本技术方案类型属反激式开关系列，反激式开关类型具有较高的转换效率、稳定性高和精密度高、易实现产品小型化等特点，但在控制方面我们采用了较为高档DSP（数字开关控制模块）技术，将反激式开关电路的性能发挥的淋漓尽致，使其性能优越传统的开关电源电路，将传统的66KHZ的开关频率提升至136KHZ的软开关频率，使得可以使用更小体积的高频变压器来得到更高的输出功率及较高的转换效率，由于DSP技术，整机待机功耗仅为0.42W，功率因数0.97；满足能源之星终极标准。加入前置EMI/EMC技术，满足电磁兼容性要求。CC/CV输出模式，电路自带负载调整率，最大程度上保护被驱动的LED芯片。
实用新型内容
本实用新型是克服现有建筑模板存在的缺陷和不足，设计并制作出一种100W大功率LED隔离式驱动电源。
技术方案：一种大功率LED隔离式驱动电源，包括前置电路、整流电路、恒流恒压控制电路，所述前置电路包括EMI/EMC电磁干扰兼容性电路和过电流及过电压保护电路，前置电路的输出与整流电路输入连接，所述整流电路包括整流二极管和DC滤波电路，经整流二极管整流后的直流电输入到DC滤波电路的一个电解电容里为后部电路提供电荷；经整流后的直流电另一支通过振荡电路后与高频变压器连接，从高频变压器输出的直流电经肖特基二极管进行整流，然后通过并联的电解电容C11和C12及串联的电感L5进行耦合滤波后输出。
所述恒流恒压控制电路的输出端一支通过电阻R17提供一个反馈信号，该反馈信号经信号处理放大器进行与运算后的输出信号输送到光电开关U2，光电开关U2的输出端与振荡电路控制输入端连接。将传统的66KHZ的开关频率提升至132KHZ的软开关频率，使得可以使用更小体积的高频变压器来得到更高的输出功率及较高的转换效率，由于DSP技术，整机待机功耗仅为0.42W，功率因数0.97；满足能源之星终极标准。加入前置EMI/EMC技术，满足电磁兼容性要求。CC/CV输出模式，电路自带负载调整率，最大程度上保护被驱动的LED芯片。
所述EMI/EMC电磁干扰兼容性电路。电源VAC连接一个共模电感L1之后，电源两端分别并联压敏电阻RV1和安规电容C1，之后与差模电感L2串联，差模电感的输出端并联安规电容C18，电源接入端加有一个保险管做进电过流及短路保护，L1为共模电感，对寄生在电网中的谐波做以消除，RV1为压敏电阻，主要做到在进线电压的过压保护，当市电电压高于它的额定值时，此元器件会做出保护动作，保护后部的电路，以免造成危害。电容C1是一个安规电容，也是起到交流滤波的功能，电感L2是一个差模电感。对电网的寄生谐波做消除，电容C18同样是一个安规电容，也是做耦合滤波的用途，这些元器件共同做成了该款电源的前置电路。在输出功率较小及变压器屏蔽绕组及消波电路的因素下，可以将L2取消，用L1代换此处，以起到合适的效果。保证电路的稳定，此处在总原理图中有做标注。
DC滤波电路包括三级滤波，一级滤波为电感电阻互感式滤波，即经整流后的直流电两端分别连接一个并联的电感和电阻电路，二级滤波是在一级滤波之后并联一个高压磁片电容，三级滤波是在二级滤波基础上并联一个高压铝电解电容。整流电路采用了4个二极管组成的全桥整流模式，DC滤波电路采用了三级滤波技术，一级电感电阻互通式滤波、二级高压瓷片电容滤波、三级高压铝电解电容滤波；实现较平稳的DC输出模式。
二极管D1-D4为4个普通的整流二极管，这四个整流二极管组成了电路中的桥式整流电路，它主要将正弦波的交流市电转换为脉动的直流电。L3、L4是两个工字型滤波电感，电阻R1和R2分别是并接在L3、L4上的，起到分流作用。及CBB电容C3这些元器件主要组成了整流过后的滤波电路。
为防止因AC（电源）输入电感或浪涌引起的瞬态过压，由C4、D5及R3构成的钳位电路将DC总线电压限制到一个安全值。一旦进入稳态，D5将从电路上对电容有效去耦，这样可以不影响功率系数(PF)。该钳位及瞬态电压抑制电路包括电容C4、二极管D5及电阻R3，其中电阻R3与二极管D5并联后一端连接高电平，另一端与电容C4串联，二极管VR1与电子R5、电容C6并联后一端连接高电平，另一端分别与电阻R4和反向阻断二极管D7串联。
电阻R3为C4提供放电通路。VR1是电压抑制二极管，电阻R4是一个分压电阻器，D7是一个反向阻断二极管，R5是一个分流消减电阻器，C6是一个高压瓷片电容，这些元件共同组成了高频变压器初级线圈的高频电压的抑制保护，并有效的防治高频电能的倒灌效应，使得提高效率及减小谐波的含量。
电源管理芯片U1LTOP2094的频率设定端子，直接接GND端子。此脚是设定变换器的开关频率，C14是一个校正电容器，R8是一个色环电阻器，C5是一个电容器，这些元件组成了RC外部振荡频率产生电路。
开关恒压电路采用了DSP（数字开关处理器芯片）技术。智能化开关电源管理性能。较高的转换效率及小体积设计方案，工作频率132KHZ，适合电源适配器的应用方案。D6为一个快恢复通断二极管，IC U1为反激式变换器的电源管理芯片，其中集成了MOSFET N沟道绝缘栅型场效应管。电阻R3接U1，主要是限制电源管理芯片MOSFET的占空比，从而限制电源管理芯片的输出功率。电源管理芯片的F脚直接接GND端子，此脚是设定变换器的开关频率，电源管理芯片的L脚接GND端子，此脚是用作线电压检测功能。电源管理芯片的S脚接GND，S脚是MOSFET的S端子。C14是一个校正电容器，R8是一个色环电阻器，C5是一个电容器，这些元件组成了RC外部振荡频率产生电路。D8是一个高频开关二极管，R6、R7是电阻器，C10是一个电容器，Q1是一个NPN型的小功率放大三极管，这些电子元器件与U2中的光敏接收器共同组成了电源管理芯片控制极电子电路。二极管D9是普通整流二极管,在这里主要起到整流的作用。电容C7是一个电解电容器，主要用作储能滤波的作用。这些元器件共同组成了高频变压器偏置绕组整流滤波电路。
本实用新型的有益效果：1.本实用新型的开关电源具有较高的转换效率，功率因数0.97，前置设有EMI/EMC电磁兼容性电路，输入有过压及过流保护电路，PWM调光***，输出带有短路保护，整机设有过温保护，停机恢复自启动功能，对LED设有负载调整功能，可加入定时电路，时控PWM调光技术。CV/CC输出特性；是大功率LED驱动的专用驱动电源。
2.本实用新型的电源是专为LED所设计的，是LED通用型驱动。所以应用范围很广。可以在路灯、厂房灯、洗墙灯、样条轮廓灯及商场照明等多种场合使用，安全可靠，且经济绿色环保。是助推LED照明的核心部件。工作寿命在5万小时，视在元器件的等级。可以做适当调整，来满足不同应用场合。
附图说明
图1是本实用新型驱动电源的电路图；
图2是前置电路的另一种形式。
图中编号1为前置电路，2为整流电路，3为钳位及瞬态电压抑制电路，4为恒流恒压控制电路。
具体实施方案
实施例一：参见图1，一种大功率LED隔离式驱动电源，包括前置电路、整流电路、恒流恒压控制电路，前置电路设计有共模、差模耦合型EMI/EMC电磁干扰兼容性电路，过电流及过电压保护功能电路。所述EMI/EMC电磁干扰兼容性电路：电源两端分别并联压敏电阻RV1和安规电容C1，之后与差模电感L2串联，差模电感的输出端并联安规电容C18，电源接入端加有一个保险管做进电过流及短路保护。RV1为压敏电阻，主要做到在进线电压的过压保护，当市电电压高于它的额定值时，此元器件会做出保护动作，保护后部的电路，以免造成危害。电容C1是一个安规电容，也是起到交流滤波的功能，电感L2是一个差模电感。对电网的寄生谐波做消除，电容C18同样是一个安规电容，也是做耦合滤波的用途，这些元器件共同做成了该款电源的前置电路。
图1中标号2为整流电路，该整流电路包括整流二极管和DC滤波电路，整流电路采用了4个二极管组成的全桥整流模式，DC滤波电路采用了三级滤波技术，一级电感电阻互通式滤波、二级高压瓷片电容滤波、三级高压铝电解电容滤波；实现较平稳的DC输出模式。经整流二极管整流后的直流电输入到DC滤波电路的一个电解电容C4为后部电路提供电荷。二极管D1-D4为4个普通的整流二极管，这四个整流二极管组成了电路中的桥式整流电路，它主要将正弦波的交流市电转换为脉动的直流电。L3、L4是两个工字型滤波电感，电阻R1和R2分别是并接在L3、L4上的，起到分流作用。及CBB电容C3这些元器件主要组成了整流过后的滤波电路。
为防止因AC（电源）输入电感或浪涌引起的瞬态过压，由C4、D5及R3构成的钳位电路将DC总线电压限制到一个安全值。一旦进入稳态，D5将从电路上对电容有效去耦，这样可以不影响功率系数(PF)。该钳位及瞬态电压抑制电路包括电容C4、二极管D5及电阻R3，其中电阻R3与二极管D5并联后一端连接高电平，另一端与电容C4串联，二极管VR1与电子R5、电容C6并联后一端连接高电平，另一端分别与电阻R4和反向阻断二极管D7串联。
电阻R3为C4提供放电通路。VR1是电压抑制二极管，电阻R4是一个分压电阻器，D7是一个反向阻断二极管，R5是一个分流消减电阻器，C6是一个高压瓷片电容，这些元件共同组成了高频变压器初级线圈的高频电压的抑制保护，并有效的防治高频电能的倒灌效应，使得提高效率及减小谐波的含量。
本实施例的振荡电路采用了新型的高效反激模式，功率因数调整是靠***开关通断主频来调整的，C14是一个校正电容器，R8是一个色环电阻器，C5是一个电容器，IC U1为反激式变换器的电源管理芯片（图中芯片U1LTOP2094）,这些元件组成了RC外部振荡频率产生电路。
开关恒压电路采用了DSP（数字开关处理器芯片）技术。智能化开关电源管理性能。较高的转换效率及小体积设计方案，工作频率132KHZ，适合电源适配器的应用方案。D6为一个快恢复通断二极管，IC U1为反激式变换器的电源管理芯片，其中集成了MOSFET N沟道绝缘栅型场效应管。电阻R3接U1，主要是限制电源管理芯片MOSFET的占空比，从而限制电源管理芯片的输出功率。电源管理芯片的F脚直接接GND端子，此脚是设定变换器的开关频率，电源管理芯片的L脚接GND端子，此脚是用作线电压检测功能。电源管理芯片的S脚接GND，S脚是MOSFET的S端子。C14是一个校正电容器，R8是一个色环电阻器，C5是一个电容器，这些元件组成了RC外部振荡频率产生电路。D8是一个高频开关二极管，R6、R7是电阻器，C10是一个电容器，Q1是一个NPN型的小功率放大三极管，这些电子元器件与U2中的光敏接收器共同组成了电源管理芯片控制极电子电路。二极管D9是普通整流二极管,在这里主要起到整流的作用。电容C7是一个电解电容器，主要用作储能滤波的作用。这些元器件共同组成了高频变压器偏置绕组整流滤波电路，此输出为IC U1的VCC。
实施例二：参见图2，内容与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同的是：所述EMI/EMC电磁干扰兼容性电路，源VAC连接一个共模电感L1之后，电源两端分别并联压敏电阻RV1和安规电容C1，之后与差模电感L2串联，差模电感的输出端并联安规电容C18，电源接入端加有一个保险管做进电过流及短路保护。L1为共模电感，对寄生在电网中的谐波做以消除，RV1为压敏电阻，主要做到在进线电压的过压保护，当市电电压高于它的额定值时，此元器件会做出保护动作，保护后部的电路，以免造成危害。电容C1是一个安规电容，也是起到交流滤波的功能，电感L2是一个差模电感。对电网的寄生谐波做消除，电容C18同样是一个安规电容，也是做耦合滤波的用途，这些元器件共同做成了该款电源的前置电路。
Claims (7)
1.一种大功率LED隔离式驱动电源，包括前置电路、整流电路、恒流恒压控制电路，其特征是：所述前置电路包括EMI/EMC电磁干扰兼容性电路和过电流及过电压保护电路，前置电路的输出与整流电路输入连接，所述整流电路包括整流二极管和DC滤波电路，经整流二极管整流后的直流电输入到DC滤波电路的一个电解电容里为后部电路提供电荷；经整流后的直流电另一支通过振荡电路后与高频变压器连接，从高频变压器输出的直流电经肖特基二极管进行整流，然后通过并联的电解电容C11和C12及串联的电感L5进行耦合滤波后输出。
2.根据权利要求1所述的大功率LED隔离式驱动电源，其特征是：所述恒流恒压控制电路的输出端一支通过电阻R17提供一个反馈信号，该反馈信号经信号处理放大器进行与运算后的输出信号输送到光电开关U2，光电开关U2的输出端与振荡电路控制输入端连接。
3.根据权利要求1所述的大功率LED隔离式驱动电源，其特征是：所述EMI/EMC电磁干扰兼容性电路，电源两端分别并联压敏电阻RV1和安规电容C1，之后与差模电感L2串联，差模电感的输出端并联安规电容C18，电源接入端加有一个保险管做进电过流及短路保护。
4.根据权利要求1所述的大功率LED隔离式驱动电源，其特征是：电源VAC连接一个共模电感L1之后，压敏电阻RV1和安规电容C1并联。
5.根据权利要求1所述的大功率LED隔离式驱动电源，其特征是：整流电路采用了4个二极管组成的全桥整流模式，DC滤波电路采用了三级滤波，一级电感电阻互通式滤波、二级高压瓷片电容滤波、三级高压铝电解电容滤波。
6.根据权利要求5所述的大功率LED隔离式驱动电源，其特征是：还包括一个钳位及瞬态电压抑制电路，该钳位及瞬态电压抑制电路包括电容C4、二极管D5及电阻R3，其中电阻R3与二极管D5并联后一端连接高电平，另一端与电容C4串联，二极管VR1与电子R5、电容C6并联后一端连接高电平，另一端分别与电阻R4和反向阻断二极管D7串联。
7.根据权利要求1所述的大功率LED隔离式驱动电源，其特征是：所述高频变压器工作频率在132kHz环境。
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Assignee: Shanghai Duken Photoelectric Technology Co., Ltd. Assignor: New vision photoelectric (Zhengzhou) Co., Ltd. Contract record no.: 2012310000153 Denomination of utility model: High-power light emitting diode (LED) isolation type driving power supply Granted publication date: 20110921 License type: Exclusive License Record date: 20120903 |
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